تکنولوژی جدید رادار دریایی امنیت ناوبری را افزایش می دهد

در پهنه وسیع اقیانوس، دریانوردان با چالش‌های بی‌شماری روبرو هستند: مه غلیظ، طوفان‌های سهمگین، صخره‌های پنهان. کلید عبور از این خطرات در فناوری نهفته است—به‌طور خاص، در چشم‌های مراقب سیستم‌های رادار دریایی. در قلب این سیستم‌ها، آنتن رادار قرار دارد که عملکرد آن مستقیماً محدوده تشخیص، دقت و قابلیت اطمینان را تعیین می‌کند.

آنتن‌های رادار دریایی مدرن معمولاً از الگوی پرتو بادبزنی استفاده می‌کنند—در عرض افقی باریک اما به صورت عمودی گسترده—برای اسکن مؤثر اهداف سطحی. این طراحی پوشش جامعی را تضمین می‌کند و در عین حال دقت را حفظ می‌کند. جهت‌دهی آنتن، بهره توان قابل توجهی را در جهت‌های خاص فراهم می‌کند، که یک عامل حیاتی در معادلات رادار است که مستقیماً بر محدوده تشخیص تأثیر می‌گذارد.

عرض پرتو به عنوان یک پارامتر اساسی عمل می‌کند و محدوده تابش یا دریافت مؤثر آنتن را تعریف می‌کند. یک پرتو باریک‌تر، تفکیک پذیری آزیموت برتری را به همراه دارد و امکان تمایز واضح‌تر بین اهداف مجاور را فراهم می‌کند.

طراحی‌های پیشرفته آنتن، عرض پرتو افقی (HBW) و عرض پرتو عمودی (VBW) را با دقت بهینه می‌کنند. HBW در درجه اول بر تفکیک پذیری آزیموت تأثیر می‌گذارد، و آنتن‌های پیشرفته پرتوهای بسیار باریکی را برای تمایز دقیق هدف حتی در آب‌های شلوغ به دست می‌آورند.

ملاحظات VBW، حرکت کشتی در دریای مواج و نیاز به سرکوب تداخل شلوغی دریا را در نظر می‌گیرد. پرتوهای عمودی که معمولاً از HBW گسترده‌تر هستند، پوشش مداوم هدف را در طول تکان و غلتیدن کشتی تضمین می‌کنند و در عین حال ویژگی‌های بهره بهینه را حفظ می‌کنند.

انرژی پرتو رادار از توزیع غیر یکنواختی پیروی می‌کند، که در لوب اصلی با حداکثر توان در امتداد محور آن متمرکز شده است. استاندارد صنعت، عرض پرتو را با استفاده از نقاط نیمه توان (نقاط -3dB) تعریف می‌کند که در آن توان تابش به نصف مقدار حداکثر کاهش می‌یابد.

آنتن‌های رادار دریایی مدرن معمولاً دارای ویژگی‌های زیر هستند:

• عرض پرتو عمودی: 22-25 درجه
• عرض پرتو افقی: 0.8-1.5 درجه

در حالی که بیشتر انرژی بر روی لوب اصلی متمرکز می‌شود، لوب‌های جانبی ثانویه در سطوح توان بسیار پایین‌تری وجود دارند. اگرچه به طور کلی برای اهداف دوردست ناچیز هستند، لوب‌های جانبی می‌توانند باعث ایجاد پژواک‌های ثانویه در فواصل نزدیک شوند. طراحی‌های آنتن موج‌بر شکاف‌دار به طور موثری این انتشار ناخواسته را سرکوب می‌کنند.

این نوع آنتن رایج، شکاف‌های عمودی متعددی را در امتداد یک موج‌بر ایجاد می‌کند که جریان‌های متناوب را قطع می‌کند و هر شکاف را به یک تابش‌گر الکترومغناطیسی تبدیل می‌کند. هنگامی که این شکاف‌ها به درستی از هم فاصله داشته باشند، توزیع فاز یکنواختی را در سراسر دیافراگم ایجاد می‌کنند.

ویژگی‌های کلیدی عملکرد بر اساس اندازه آنتن و باند فرکانسی متفاوت است:

قرار دادن صحیح آنتن برای عملکرد بهینه بسیار مهم است. نصب‌ها باید موانع ناشی از سازه‌های فوقانی را به حداقل برسانند تا بخش‌های سایه و نقاط کور کاهش یابد. در حالی که ارتفاع بیشتر، محدوده تشخیص نظری را با افزایش افق رادیویی افزایش می‌دهد، ارتفاع بیش از حد می‌تواند شلوغی مشکل‌ساز دریا را در فواصل نزدیک ایجاد کند.

پراش امواج رادیویی—که تحت تأثیر فرکانس، رسانایی سطح و شرایط جوی قرار دارد—نیز بر عملکرد تأثیر می‌گذارد. فرکانس‌های پایین‌تر (به عنوان مثال، طول موج 10 سانتی‌متر) پراش قوی‌تری را نسبت به فرکانس‌های بالاتر (3 سانتی‌متر) نشان می‌دهند و امکان تشخیص طولانی‌تری را فراهم می‌کنند، اما با ویژگی‌های شلوغی متفاوت.

الزامات سازمان بین‌المللی دریانوردی (IMO) مستلزم آن است که آنتن‌های رادار حداقل 12 دور در دقیقه حتی در بادهای 100 گره‌ای بچرخند. این سرعت چرخش، همراه با فرکانس تکرار پالس (PRF)، روشنایی هدف را تعیین می‌کند:

پالس‌های نظری در هر هدف: S = PRF × (HBW/6N)، که در آن N سرعت چرخش (دور در دقیقه) است. استانداردهای IMO ضخامت نشانگر جهت را زیر 0.5° با حداکثر خطای ±1° مشخص می‌کنند.

آنتن‌های رادار دریایی مدرن، اوج مهندسی دقیق و نظریه الکترومغناطیسی را نشان می‌دهند و به عنوان نگهبانان ضروری برای ناوبری ایمن در تمام شرایط دریا عمل می‌کنند.