سامانه های الکترونیکی شناور های نظامی/2

- سامانه تشخیص دوست از دشمن IFF
کلمه‌ی IFF مخفف عبارت Identification Friend or Foe است و به سامانه‌ای گفته می‌شود که به وسیله‌‌ی ارسال و دریافت سیگنال‌های رادیویی رمز‌نگاری شده می‌تواند واحدهای زمینی، هوایی یا دریایی خودی را از غیرخودی‌ها تشخیص دهد. ایده اولین سامانه IFF در جنگ جهانی دوم به وجود آمد زمانی که فرماندهان لزوم وجود یک سیستم مناسب جهت تمییز واحدهای خودی از غیرخودی در بحبوحه نبرد را به خوبی لمس کردند. آلمانی‌ها به عناون پیشتازان این عرصه در سال 1940 نخستین سیستم IFF به نام FuG 25a Erstling را تولید کردند. در این سیستم واحد زمینی با سوییچ فرکانسی درخواستی را برای هواپیمای ناشناس ارسال می‌کرد و هواپیما نیز با ارسال کدهایی خاص خودی بودن را به رادار اعلام می‌کرد. امروزه در کشورهای مختلف جهان سامانه‌های IFF اختصاصی تولید شده است که در این میان می‌توان به سیستم Mark XII مشترک میان نیروهای ناتو اشاره کرد. این سیستم با توجه به نیاز هر واحد دارای مدهای هفت‌گانه عملیاتی است و در برخی مدها حتی برای شناسایی هواپیماهای غیرنظامی نیز تمهیداتی اندیشیده شده‌است. مد پنج این سیستم در حال حاضر در اکثر شناورهای نظامی ناتو بکارگرفته شده است.

برخی کاربردهای سامانه IFF عبارت‌اند از:
* تشخیص واحدهای خودی از غیرخودی‌ها جهت جلوگیری از اجرای آتش اشتباه بر روی آنها
* تعیین مکان قرار‌گیری واحدهای خودی
* فراهم کردن امکان تهیه نقشه‌ی تاکتیکی برای فرماندهی هرچه بهتر واحدها
*کاهش بار پردازشی بر روی سامانه‌های راداری و تمرکز بر روی واحدهای دشمن
* پاسخ‌گویی صحیح به داده‌های ارسالی IFF واحدهای خودی
با این وجود سامانه‌های IFF دارای برخی محدودیت‌های خاص هستند که مهمترین آنها عبارت‌اند از:
* عدم امکان تشخیص واحدهای دشمن از افراد غیرمسلح و غیرنظامی
* عدم امکان تشخیص واحدهای خودی در صورت آسیب‌دیدگی سامانه که در درگیری‌ها بسیار محتمل است.
* برد محدود به علت محدودیت خط دید افقی
* احتمال ارسال کدهای ناصحیح توسط واحدهای خودی و اجرای آتش اشتباه بر روی آنها
* احتمال بازتاب و شکستگی امواج به علت شرایط جوی نامناسب، عوارض زمینی یا شکستگی توسط لایه‌های جو و منجر شدن تشخیص اشتباه
در تصاویر زیر برخی آنتن‌های IFF را مشاهده می‌کنید. لازم به ذکر است در برخی موارد برای ارسال داده‌ها نیازی به نصب آنتن مجزا وجود نداشته و از آنتن سامانه‌های دیگر مانند رادارها می‌توان برای انجام پروسه استفاده کرد.

5- سامانه‌ی ارتباط ماهواره‌ای SATCOM
کلمه SATCOM مخفف عبارت SATellite COMmunication است. برقراری ارتباط کلید فرماندهی نیروها است. اهمیت این موضوع برای واحدهای دریایی با توجه به بعد مسافت طولانی عملیات‌های دریایی بیش از سایر واحدهاست. علاوه بر این با توجه به عدم امکان بکارگیری ایستگاه‌های ارتباطی در دریا ایجاد یک ارتباط داده‌ای بین واحدهای دریایی و سایر واحد‌ها بسیار حیاتی است. از جمله مهم‌ترین ماهواره‌های ارتباطی حال حاضر جهان می‌توان به سری ماهواره‌های Milstar، DSCS و FLTSATCOM متعلق به ایالات متحده اشاره کرد.

نخستین ارتباط ماهواره‌ای حوالی سال 1970 به کمک ماهواره‌هایی بر فراز اقیانوس اطلس، هند و آرام و برای مقاصد تجاری ایجاد شد. این ماهواره‌ها با توجه به مقاصد عمومی دریایی Maritime Satellite یا MARISAT نام گذاری شدند. بعدها و در بحبوحه جنگ سرد و به وجود آمدن تهدیدات بالقوه سطحی و زیرسطحی شوروی، نیروی دریایی ایالات متحده پروژه Fleet Satellite Communication یا FLTSATCOM را برای مقاصد نظامی کلید زد. در سال 1990 پروسه‌ی جایگزینی این ماهواره‌ها با سری ماهواره‌های Ultra High Frequency Follow-On یا همان UFO آغاز شد. در حال حاضر دو ماهواره FLTSATCOM هفت و هشت هنوز در حال ارسال سیگنال هستند. البته چندی است نیروی دریایی ایلات متحده بنا دارد سری ماهواره‌های MUOS را جایگزین UFO نماید.
برای برقرارای ارتباط شناور لازم است در باند فرکانسی خاص داده‌ها را در خط دید مناسب به ماهواره ارسال کند، سپس ماهواره با دریافت داده‌ها، در فرکانس دیگری داده‌ها را به ایستگاه زمینی ارسال می‌کند. با توجه به نیاز به عبور امواج از لایه‌هایی مانند یونوسفر امواج در باند UHF یا بالاتر از آن به ماهواره‌ها ارسال می‌شوند.
برقراری ارتباط اینترنتی، صوتی، دریافت کانال‌های تلوزیونی و دریافت و ارسال تصاویر از جمله امکانات ارتباطات ماهواره‌ای است که با توجه به نیاز هر واحد و با پرداخت هزینه‌های مربوطه در دسترس شناورها قرار دارد.
آنتن سامانه‌های ارتباط ماهواره‌ای معمولاً زیر پوششی کروی و سفید رنگ قرار دارد. در تصاویر تعدادی آنتن SATCOM متعلق به نیروی دریایی کشورهای مختلف را مشاهده می‌کنید.

6- رادارهای آرایه فازی
برخی مشکلات و محدودیت های خاص سیستم‌های راداری سنتی سبب شده کشورهای مختلف برای جایگزینی آنها با رادارهای مبتنی بر تکنولوژی آرایه فازی اقدام کنند. برخی از این محدودیت‌ها عبارت‌اند از:
* قیمت تمام شده بالا
* رزولوشن پایین
* محدود بودن فرکانس کاری
* تداخل‌های ناخواسته
* خرابی‌های احتمالی قسمت‌های مکانیکی
برای غلبه بر مشکلات موجود رادارهای آرایه فازی بهترین راه حل محسوب می شوند. به طور خلاصه در رادارهای آرایه فازی تعدادی آنتن، سیگنال‌های با فاز متفاوت از یکدیگر تولید می‌کنند که این امر سبب تقویت سیگنال در جهت دلخواه و تضعیف آن در جهت‌های نامناسب می‌شود. لذا به کمک این رادارها می‌توان بدون نیاز به حرکت دادن مکانیکی جهت لوپ اصلی آنتن را تغییر داد. علاوه بر این با توجه به تعدد آرایه‌های ارسال، دریافت می‌توان هر تعداد از آرایه‌های یک آنتن را برای کار خاصی اختصاص داد.

دو گونه‌ی اصلی رادارهای آرایه فازی عبارت‌اند از:
1- غیرفعال: در این نوع رادارها تغذیه‌ی کلیه‌ی آنتن‌ها توسط یک منبع مولد واحد صورت می‌گیرد و به کمک شیفت‌دهند‌های فاز می‌توان فاز خروجی هر آرایه را تغییر داد. در این نوع آنتن تنها یک پرتو اصلی می‌توان تولید کرد.
2- فعال: در این نوع رادارها هر آرایه مولد مستقلی دارد لذا کنترل بیشتری بر روی آرایه‌ها وجود داشته و امکان تولید چندین پرتو اصلی وجود دارد. لازم به ذکر است قیمت تمام شده‌ی این نوع آنتن به علت پیچیدگی‌های فراوان بیش از نوع غیرفعال است.
همانطور که در شکل زیر مشاهده می‌کنید در ساختار آنتن آرایه فازی امواج تولیدی مولد ابتدا وارد شیفت دهنده شده سپس به تعدادی آرایه ارسال دریافت وارد می‌شود. با کنترل شیفت دهند‌ی فاز می‌توان پرتو دلخواه را تولید کرد.

مزیت‌های رادارهای آرایه‌فازی فعال
برخی مزیت‌های رادارهای آرایه فازی فعال عبارت‌اند از:
* سرعت اسکن بیشتر
* برد بیشتر
* امکان تولید چندین پرتو
* استفاده از تجهیزات حالت جامد
* عدم نیاز به قطعات مکانیکی هیدرولیکی
* ولتاژ کاری پایین
* نیاز کمتر به تعمیرات دوره‌ای و پایداری بیشتر
* امکان به کارگیری به عنوان جمر
* مقاومت در برابر جنگال
* اشغال فضای کمتر
بکارگیری رادارهای آرایه فازی در تجهیزات دریایی با توجه به تنوع تهدیدات و اهداف چندگانه هوایی و سطحی از اهمیت بالایی برخوردار است. یک رادار آرایه فازی می‌تواند همزمان به جای کلیه‌ی سامانه‌های راداری جست وجوی سطحی، هوایی و رادار کنترل آتش عمل کند. پیش از این با توجه به تعداد محدود رادارهای کنترل آتش، یک شناور تنها می‌توانست با یک هدف واحد (به ازای هر رادار کنترل آتش) درگیر شود ولی رادارهای آرایه فازی به سبب تولید پرتو چندگانه این محدودیت را برطرف کرده‌اند. به عنوان مثال رادار AN/SPY-1 به عنوان جزیی از سامانه AEGIS قادر است وظیفه رهگیری، هدایت موشک و جست وجو را بر روی 100 هدف به طور همزمان انجام دهد. رادارهای آرایه فازی دارای جزییات فنی فراوانی هستند که بحث پیرامون آنها از حوصله این مقاله خارج است.
در تصاویر زیر تعدادی رادار آرایه فازی به کار رفته در شناورهای مختلف را مشاهده می‌کنید.

7- سامانه‌های الکتروآپتیکال
دریانوردان همواره با یک محدودیت اساسی روبرو بوده‌اند و برای رفع آن اقدامات متعددی از بکارگیری دیده‌بان بر روی دکل کشتی‌های قدیمی تا سامانه‌های الکترواپتیکال انجام داده‌اند این مشکل چیزی نیست جز محدودیت بصری. چشم انسان علاوه بر محدودیت عمق دید دارای محدودیت فرکانس کاری است! چشم انسان قادر نیست فاصله‌ها را تشخیص بدهد، امواج نامناسب را فیلتر کند یا فرکانس کاری خود را تغییر دهد! به همین سبب برای رفع این مشکل چاره‌ای جز بکارگیری سامانه‌های اکترواپتیکال وجود ندارد.
به کمک یک سامانه‌ی اکترواپتیکال و با بکارگیری تنها یک اپراتور به راحتی می‌توان محیط پیرامونی یک کشتی گرانقیمت نظامی را کنترل کرد. علاوه بر این می‌توان به کمک یک نرم‌افزار پردازش تصویر هرگونه حرکت در اطراف شناور را بیست‌وچهارساعته کنترل و ضبط کرد. قیمت تمام شده‌ی اینگونه سیستم‌ها با توجه به کارایی بالا بسیار کم است. فکر میکنید یک مشتری چه چیز دیگری برای وسوسه شدن و نصب این سامانه‌ها نیاز دارد!؟

برخی امکانات و کاربردهای مهم سامانه‌های الکتروآپتیکال عبارت‌اند از:
* فاصله یابی دقیق لیزری
* کنترل آتش مطمئن
* سلب هرگونه امکان جمینگ از دشمن
* کشف اهداف با سطح مقطع راداری پایین به کمک دوربین‌های بصری و مادون‌قرمز
* رصد شبانه محیط اطراف به کمک دوربین دید در شب
* کشف خودکار هرگونه تغییر یا حرکت در محیط اطراف در مد کشف حرکت Motion Detector
* زاویه گسترده و عمق دید بالا
* ضبط تصاویر ویدیویی با کیفیت بسیار بالا
* حفظ پایداری و تعادل در دریای ناآرام به کمک استبیلایزر
* امکان اجرای فیلتر بر روی تصاویر جهت کشف اهداف

منبع:انجمن میلیتاری