Бистатический радар — это радиолокационная система, включающая передатчик и приемник, которые разнесены на расстояние, сопоставимое с ожидаемым расстоянием до цели. Наоборот, обычный радар, в котором передатчик и приемник расположены совместно, называется моностатическим радаром . [1] Система, содержащая несколько пространственно разнесенных моностатических или бистатических радиолокационных компонентов с общей зоной покрытия, называется мультистатическим радаром . Многие дальнобойные ракетные системы класса «воздух-воздух» и «земля-воздух» используют полуактивное радиолокационное самонаведение , которое является формой бистатического радара. [2] [3] [4]
Некоторые радиолокационные системы могут иметь отдельные передающие и приемные антенны, но если угол, образуемый между передатчиком, целью и приемником ( бистатический угол ), близок к нулю, то они все равно будут считаться моностатическими или псевдомоностатическими . Например, некоторые высокочастотные радиолокационные системы сверхбольшого радиуса действия могут иметь передатчик и приемник, которые разнесены на несколько десятков километров для электрической изоляции, но поскольку ожидаемая дальность действия цели составляет порядка 1000–3500 км, они не считаются истинно бистатическими и называются псевдомоностатическими.
В некоторых конфигурациях бистатические радары могут быть спроектированы для работы в конфигурации типа забора, обнаруживая цели, которые проходят между передатчиком и приемником, с бистатическим углом около 180 градусов. Это особый случай бистатического радара, известный как радар прямого рассеяния , по механизму, с помощью которого переданная энергия рассеивается целью. При прямом рассеянии рассеяние может быть смоделировано с использованием принципа Бабине и является потенциальной мерой противодействия самолетам-невидимкам, поскольку эффективная площадь рассеяния (ЭПР) определяется исключительно силуэтом самолета, видимым передатчиком, и не зависит от покрытий или форм невидимости. ЭПР в этом режиме рассчитывается как σ=4πA²/λ², где A — площадь силуэта, а λ — длина волны радара. Однако местоположение цели может меняться в зависимости от места, и отслеживание ее в радарах прямого рассеяния весьма затруднительно, поскольку информативность измерений дальности, пеленга и доплеровского сдвига становится очень низкой (все эти параметры стремятся к нулю, независимо от местоположения цели в заграждении).
Мультистатическая радарная система — это система, в которой есть по крайней мере три компонента — например, один приемник и два передатчика, или два приемника и один передатчик, или несколько приемников и несколько передатчиков. Это обобщение бистатической радарной системы, в которой один или несколько приемников обрабатывают отраженные сигналы от одного или нескольких географически разделенных передатчиков.
Бистатический или мультистатический радар, использующий нерадиолокационные передатчики по возможности, называется пассивной когерентной локационной системой или пассивным скрытым радаром .
Любой радар, который не посылает активный электромагнитный импульс, называется пассивным радаром. Пассивная когерентная локация, также известная как PCL, является особым типом пассивного радара, который использует передатчики возможностей, особенно коммерческие сигналы в окружающей среде.
К основным преимуществам бистатических и мультистатических радаров относятся:
К основным недостаткам бистатических и мультистатических радаров относятся:
Бистатический угол — это угол между передатчиком, целью и приемником в бистатическом радаре. Когда он равен нулю, радар является моностатическим , когда он близок к нулю, радар является псевдомоностатическим, а когда он близок к 180 градусам, радар является радаром прямого рассеяния. В других местах радар просто описывается как бистатический радар. Бистатический угол является важным фактором в определении эффективной площади рассеяния цели. [5] [6] [7]
Бистатическая дальность относится к базовому измерению дальности, выполняемому радаром или гидролокационной системой с разделенными передатчиком и приемником. Приемник измеряет разницу во времени прибытия сигнала от передатчика напрямую и через отражение от цели. Это определяет эллипс постоянной бистатической дальности, называемый контуром изодальности, на котором находится цель, с фокусами, центрированными на передатчике и приемнике. Если цель находится на расстоянии R rx от приемника и на расстоянии R tx от передатчика, а приемник и передатчик находятся на расстоянии L друг от друга, то бистатическая дальность равна R rx + R tx - L . Движение цели вызывает скорость изменения бистатической дальности, что приводит к бистатическому доплеровскому сдвигу . [8] [9] [10]
В общем, постоянные бистатические точки дальности рисуют эллипсоид с позициями передатчика и приемника в качестве фокальных точек. Бистатические изодиапазонные контуры находятся там, где земля разрезает эллипсоид. Когда земля плоская, эта точка пересечения образует эллипс. Обратите внимание, что за исключением случаев, когда две платформы имеют одинаковую высоту, эти эллипсы не центрированы на зеркальной точке. [11]
Бистатический доплеровский сдвиг является конкретным примером эффекта Доплера , который наблюдается с помощью радара или гидролокационной системы с разделенными передатчиком и приемником. Доплеровский сдвиг обусловлен компонентом движения объекта в направлении передатчика, плюс компонентом движения объекта в направлении приемника. Эквивалентно, его можно считать пропорциональным бистатическому диапазону . [ 12]
В бистатическом радаре с длиной волны λ , где расстояние между передатчиком и целью равно R tx , а расстояние между приемником и целью равно R rx , принимаемый бистатический доплеровский сдвиг частоты рассчитывается как:
Обратите внимание, что объекты, движущиеся вдоль линии, соединяющей передатчик и приемник, всегда будут иметь доплеровский сдвиг 0 Гц, как и объекты, движущиеся по эллипсу постоянного бистатического диапазона.
Бистатическая визуализация — это метод радиолокационной визуализации с использованием бистатического радара (два радарных прибора, один из которых излучает, а другой принимает). Результатом является более детальное изображение, чем то, которое было бы получено с помощью одного радарного прибора. Бистатическая визуализация может быть полезна для различения льда и камня на поверхности удаленной цели, такой как Луна , из-за различных способов, которыми радар отражается от этих объектов — в случае льда радарные приборы будут обнаруживать «объемное рассеяние», а в случае камня будет обнаруживаться более традиционное поверхностное рассеяние.
