Veriga senzorjev mora biti sposobna odgovoriti na štiri vprašanja: Je kaj tam? (odkrivanje), Kje je? (položaj: azimut/dvig), Kako daleč? (razpon) in Kako hitro se premika? (hitrost). Različni deli spektra na ta vprašanja odgovarjajo na različne načine in z različno natančnostjo. Zdravimo jih od nizke do visoke frekvence.
3 Hz – 100 GHz: Radar
Radiofrekvenčni del spektra je domena radar (Radio Detection and Ranging) in radijske komunikacije. Radar aktivno oddaja energijo in posluša odsev; s tem je lahko edina družina senzorjev dolga razdalja, dan in noč ter skoraj vsako vreme zaznavanje in neposredno merjenje območja in radialne hitrosti.
Na tem obsežnem območju so jasni vzorci:
| Podobmočje | Tipične frekvence | Uporaba |
|---|---|---|
| HF | 3 – 30 MHz | preko obzorja radar (OTH), medkrajevna komunikacija preko ionosfere |
| VHF / UHF | 30 MHz – 1 GHz | Zgodnji opozorilni radarji z zelo širokim razponom; razmeroma dobri proti nevidnosti |
| L- / S-pas | 1 – 4 GHz | Nadzor na velike razdalje in radarji zračnega prometa |
| Pas C/X | 4 – 12 GHz | Večfunkcijski in protipožarni radarji: natančno merjenje in sledenje |
| Ku / Ka / mm val | 12 – 100 GHz | Iskalci raket, senzorji kratkega dosega, zelo visoka ločljivost |
Izbira pogostosti je vedno preudarek. radar za zgodnje opozarjanje izbere nizko frekvenco: velik domet, velika antena, grobo pozicioniranje — Dovolj za opozorilo. radar za nadzor ognja izbere visoko frekvenco: manjša antena, ozek žarek, natančnost, ki zadošča za vzpostavitev orožja — Ampak manj dometa. Radar popolno delovanje radarske tehnologije; Izvajanje zaporedja požarnega nadzora z uporabo EMS priklopi radarske tipe na zaporedje za nadzor ognja.
Ker radar aktivno oddaja, se izda: nasprotnik s sprejemno opremo (ESM/RWR) zazna radar na večji razdalji, kot ga lahko vidi radar. Ta osnovna pomanjkljivost aktivnih senzorjev poganja dirko med radarjem, prikritostjo in oviranjem.
300 GHz – 394 THz: Infrardeča
Nad radijskimi valovi leži infrardeča Toplotno sevanje. Vsak objekt, ki je toplejši od absolutne ničle, oddaja IR (Temperatura) — motorji, izpuhi, ljudje, gume, ogrevana vozila. IR senzorji so pasivno: same sebe ne oddajajo, ampak zajamejo sevanje iz tarče.
Moči IR za odkrivanje in določanje položaja:
- Ni zaznavno: Pasivni senzor se ne izda. Meta ne ve, da jo opazujejo ali zasledujejo.
- Visoko točna meritev kota: Zaradi kratke valovne dolžine lahko majhna optika usmeri tarčo. — Dovolj dober za izstrelek.
- Dan in noč: Temperature in večina kamuflaž ne pomagata.
- Neobčutljiv na motenje radarja in nevidnost: zasnova vpijanja radarja ne zmanjša IR podpisa.
Vendar obstajajo temeljne omejitve:
- Brez neposrednega območja ali merjenja hitrosti: IR meri le smer (azimut/dvig). Razdalja zahteva drugi medij, na primer laserski iskalnik.
- Občutljivo: dež, megla, oblaki in prah dušijo IR močno; Domet je veliko manjši od radarja.
Aplikacije: termalno slikovne kamere (FLIR), glave za iskanje zraka in zemeljskih izstrelkov (vključno z MAPADS), IRST-sistemi (InfraRed Search and Track) na lovskih letalih in ladjah ter senzorjih za opozarjanje na izstrelke. Infrardeča Globlje gre v infrardečo.
394 THz – 789 THz: vidna svetloba
Ozki trak, ki ga človeško oko vidi. — od rdeče (~394 THz / 760 nm) do vijolične (~789 THz / 380 nm) — ostaja vojaško nepogrešljiv. Senzorji na tem področju se imenujejo Elektrooptični (EO) senzorji: samo oko, day-kamere, periskopi, ciljni gledalci in TV dirigent glave orožja.
Lastnosti
- pasivna (uporabljena okoliška svetloba) in zato ni zaznavna.
- Najvišja kakovost slike in prepoznavnost: identifikacija cilja ("je to tovornjak ali lanser?") se pogosto opravi vizualno. Zato se številni postopki sodelovanja končajo s stopnjo preverjanja EO.
- Samo v primeru zadostne svetlobe in vidljivosti: Noč, dim, megla in kamuflaža so učinkoviti protiukrepi. Ojačevalci svetlobnega vida se raztezajo na uporabno področje s krepitvijo redke svetlobe (zvezde, luna) tisočkrat.
- Brez območja ali hitrosti: Podobno kot IR, vidna svetloba meri samo smer; razdalja zahteva stereoskopijo, zemljevid ali laserski daljinomer.
V sodobnih senzorskih stolpih (ciljne komore, direktorji ladij, smerne naprave za vozila), so EO kamera, IR kamera in laserski daljinomer združeni v eno stabilizirano ohišje: Vsak kompenzira slabosti drugega.
Laser
Laser ni ločen del spektra, ampak poseben način za sevanje, običajno v vidnem ali infrardečem območju. Laserska svetloba je monokromatsko (ena valovna dolžina), koherentna (vsi valovi v fazi) in izjemno zloženTo omogoča, da se veliko energije koncentrira na majhni točki na dolgi razdalji.
Vojaške aplikacije za odkrivanje in določanje položaja:
- Laserrangefinder: meri razdaljo do cilja na centimetre natančno skozi trajanje kratkega laserskega impulza — manjkajoče meritve območja za senzorje EO/IR.
- Laserski označevalnik: "slika" pomeni tarčo z kodiranimi laserskimi impulzi, na katere so povezane lasersko vodene bombe in rakete.
- ČLAN: laserska različica radarja za zelo natančno 3D slikanje in odkrivanje ovir.
- Poleg tega: laserska komunikacija (težko poslušanje), osvetljevalci proti optičnim senzorjem in — pojavljanje — Visokoenergijski laserji kot orožje proti dronom in raketam.
Obratno od ozke gredi: Laser se usmeri točno v tarčo in zahteva jasno vidno črto; dim, prah in megla ga močno oslabijo. Poleg tega so lahko cilji sprejemniki za lasersko opozarjanje odkrijejo, da se škropijo. Laserska in vojaška uporaba podrobno obravnava laser.