Teknolojik gelişmeler, savaşların seyrini değiştiriyor. Sahadaki kadar masadaki gücünüzde önemli. FHR'nin DLR Aerodinamik ve Akış Teknolojisi Enstitüsü ile çalışmaları teknolojinin harp ortamındaki etkisini ve teknoloji yarışını gözler önüne seriyor.
Çalışılan teknolojilerin 5. bölümünü sunuyoruz.
17- KÖŞEDE RADAR: 'NESNELERİN DOLAYLI KONUMLANDIRILMASI'
"Sinyaller duvarlara yansıdığı için evler radar sinyalleri açısından şeffaf değildir. Bununla birlikte, dedektöre doğrudan değil birden fazla yansıma yoluyla geri dönen çok yollu sinyaller, sanal olarak köşeden bakmak için kullanılabilir. Bu, normalde radar tarafından yakalanamayacak ek bilgilerin elde edilmesini mümkün kılar.
Ev duvarları radar sistemlerinin aynası gibidir: Yayılan sinyali yansıtıp geri göndererek binaların arkasındaki görüşü engeller. Böylece yoğun şehirleşmiş bölgelerde, yani şehirlerde, sinyal ev duvarları tarafından hızla gölgelenir. Fazla bir şey göremezsin. Aynı durum belirli nesne şekilleri için de geçerlidir: Yankıyı orijinal sinyal yönüne değil, başka bir sinyal yönüne geri döndürürler, böylece radar tarafından görülmezler. Gizli bir nesne hala radar tarafından nasıl tespit edilebiliyor? Peki böyle bir teknoloji doğrudan görülebilen nesnelerin ölçümlerinin bilgi içeriğini artırmak için de faydalı olabilir mi?
Daha Fazla Bilgi Edinmek İçin Çok Yollu Sinyaller
Fraunhofer FHR bu alanda yeni bir çığır açıyor: Çok yollu sinyallerin kullanımı; yani doğrudan nesne tarafından değil, nesne ve diğer yüzeyler tarafından geri yansıtılan sinyaller. Şu ana kadar amaç bunları ortadan kaldırmaktı çünkü bunlar sinyalde girişime neden olabiliyordu. Ama aslında bunları kullanabiliriz. Yaklaşım: Eğer birden fazla verici anten ve birden fazla alıcı anten (yani anten dizileri) kullanırsak ve örneğin sinyaller örneğin bir kentsel kanyonda zikzak bir rotada sürekli olarak yansıtılıyorsa, "köşeye" bakabiliriz. Süreçteki zorluk: Alınan sinyallere dayanarak, bu sinyallerin doğrudan mı yansıtıldığını yoksa alıcı antene başka bir yoldan mı ulaştığını tespit edebilmemiz gerekiyor.
Fraunhofer FHR, çok girişli, çok çıkışlı bir radar, kısaca MIMO kullanıyor. Bu radar, yankıların ilgili verici antenlerle ilişkilendirilmesine olanak tanıyan, farklı iletim sinyalleri gönderen ayrı antenlerden oluşur. Bunu yaparken sistemin sinyalleri aldığı yön, gönderdiği yönden farklıdır; bu, doğrudan sinyallerin ortadan kaldırılmasını mümkün kılar. Her anten çok geniş bir alanı aydınlatan bir sinyal gönderirken, alıcı antenler de farklı yönlerden yankı alır. İlgili antenin yöneleceği yön ancak daha sonra bilgisayarda ayarlanır. Kısaca: Radar lobları daha sonra dijital olarak ayarlanabilmektedir. Bu şekilde, verici ve alıcı antenlerin farklı yönlerini birbirine göre çizen bir tür matris oluşturulabilir. Sonuç yüksek boyutludur: Çoğunlukla beşe kadar boyut vardır. Bu boyutlardan istenildiği gibi iki boyutlu görüntüler kesilebilir. Bu boyutlara örnek olarak iletim yönü, bir nesnenin mesafesi veya sinyalin geçiş süresi verilebilir. Kentsel kanyon boyunca aynı iletim ve dönüş yollarına sahip doğrudan sinyaller henüz tanınmıyor. Polarimetrik sinyaller burada ilginç olabilir; uzun vadede bunlar, sinyalin çift veya tek sayıda yansımadan geçip geçmediğini belirlemek için kullanılabilir. Fraunhofer FHR, donanımdan sinyal işlemeye kadar tüm bu teknolojiyi geliştirdi. Bu, hem anten düzenlemesi ve dizi tasarımı hem de veri işlemeyle ilgili soruların yanıtlanmasını içeriyordu. Örneğin sinyalleri ayırmak için hangi olasılıklara sahibiz?
Kavram Kanıtı Başarıyla Tamamlandı
İlk ölçümler tamamlandı: Yansıtıcı yüzey olarak iki beyaz tahta kullanıldı. Sinyal, birinci beyaz tahtadan ikinciye ve oradan da alıcı antene yansıtıldı. Ek bir deneyde ise beyaz tahtalardan birinin yerine bir kişi yerleştirildi. Kişinin doğrudan yansıttığı sinyaller ile kişinin beyaz tahta aracılığıyla alıcı antene yansıttığı sinyaller karşılaştırıldı. Sinyaller başarıyla ayrıldı. Bir sonraki adım, gizli nesnelerle yapılan deneyleri içerecektir. Sistem, nesnelerin sınıflandırılması açısından özellikle ilgi çekicidir: Bunun için ne kadar fazla bilgi mevcutsa, sınıflandırma o kadar iyi yapılabilir."
18- HER TÜRLÜ MAYIN NASIL TESPİT EDİLİR VE BUNU YAPARKEN NASIL GÜVENDE KALINIR?
Yere bakabilmek çok kullanışlıdır; özellikle de mayın tarlalarının tehlikeli yüklerden temizlenmesi söz konusu olduğunda. Yere nüfuz eden bir radarın yaptığı tam olarak budur. Fraunhofer FHR şimdi analiz algoritmaları içeren deneysel, polarimetrik bir anten dizisi geliştirdi. Özel özelliği: Anten dizisi yalnızca on santimetrelik bir ızgara genişliğine izin verir.
Polarimetrik GPR verilerini ölçmek için farklı hedeflere sahip test alanı (yukarıda). Test alanında gizlenen hedeflerin ölçülen verileri için entropi alfa ayrıştırmasının sonuçları (altta).
Mayın tarlalarını temizlemek hâlâ tehlikeli bir iş. Metal dedektörleri sinir bozucu aramalara yalnızca belirli bir dereceye kadar yardımcı oluyor çünkü günümüzde birçok mayın ve el yapımı patlayıcı tuzakları plastikten oluşuyor. Bu nedenle, bu patlayıcı tehditleri tespit etmek için çok daha iyi bir seçenek yere nüfuz eden radardır, kısaca GPR: GPR, metalin yanı sıra plastik veya karışık malzemelerden yapılmış hedeflerin tespit edilmesini mümkün kılar. İlgili polarimetrik antenler, hedef sınıflandırma algoritmalarıyla birlikte Fraunhofer FHR'de geliştirildi ve kuruldu.
Kompakt Polarimetrik Antenler
Prensip: Çok sayıda polarimetrik anten, bir aracın ön tarafındaki anten dizisinde yan yana kurulur ve bu antenler aşağıdaki araziyi aydınlatırken, algoritmalar yakalanan verileri anında analiz eder. Sonuçta bir aracın önünde yerde bir hedefin olup olmadığını bize bildirecek bilginin, araç o noktaya ulaşmadan önce bilinmesi gerekiyor. Peki polarimetrik anten tam olarak nedir ve ona neden ihtiyacımız var? Birçok GPR sistemi, yayılan ve alınan elektromanyetik alanların yalnızca yürüme veya sürüş yönüne göre kalıcı olarak hizalanmış tek bir polarizasyonuyla çalışır. Polarimetrik bir anten ayrıca birinciye dik olarak hizalanmış ikinci bir polarizasyona sahiptir. Bu nedenle ölçüm daha fazla bilgi ve gelişmiş bir değerlendirme sağlar. Bu tür bir anten zaten mevcuttur, ancak bunun dikkat çekici özelliği kompakt tasarımıdır - bir verici ve bir alıcı antenden oluşan bistatik, polarimetrik bir anten çifti, ızgara boyutunun yalnızca iki katını, yani yirmi santimetreyi kaplar. Bu sayede antenler, aracın tüm genişliği boyunca zemini hızlı ve etkili bir şekilde incelemek için yan yana yakın şekilde düzenlenebiliyor.
Sınıflandırma Algoritmaları
Bir diğer odak noktası ise algoritmaların geliştirilmesidir: Bunlar öncelikle malzemeyi ve hedefin yönelimini analiz edecek ve daha sonra gelecekte hedefi de sınıflandırmaya devam edecektir. Bu bir kaya mı, bir maden mi, yoksa zararsız bir plastik torba mı? Böyle bir sınıflandırma yapabilmek için karşılaştırmalı verilere sahip karşılık gelen bir veri tabanına ihtiyaç vardır, bu nedenle bu amaçla çeşitli gömülü nesneleri içeren bir test alanını incelemek için polarimetrik antenler kullanıldı."
19- ÇOK FONKSİYONLU RADAR VE GÖRÜNTÜLEME SİSTEMLERİ: NATO ÖLÇÜM KAMPANYASI
"Farklı frekanslardaki radar sistemlerini kullanarak aynı senaryoyu incelemeye değer mi? Bu, örneğin mankenleri silahlardan ayırmayı mümkün kılabilir mi? Aynı nesneyi farklı açılardan yakalayarak hangi ek bilgiler elde edilebilir? Fraunhofer FHR, bu soruları yanıtlamak için yola çıkan bir NATO ölçüm kampanyasına katıldı.
Temmuz ve Ağustos 2019'da mikrolit uçağı "Delphin" İngiltere'deki bir askeri eğitim alanının etrafında tur attı. Özel olan şuydu: Eğitim alanı, uçağın kanatlarının altına monte edilen alternatif Fraunhofer FHR radar sistemleri kullanılarak yüksek yüksekliklerden inceleniyordu. Bu, NATO Araştırma Grubu SET-250 tarafından İtalya, Polonya, Birleşik Krallık, Güney Afrika, İsviçre, Hollanda, Avustralya ve Almanya'nın katılımıyla yürütülen Çok Boyutlu Radar Görüntüleme ölçüm kampanyasının bir parçasıydı. Yaz aylarında özellikle İngiltere, Hollanda ve Alman Fraunhofer Enstitüsü FHR'nin radar sistemleri bir araya getirildi.
Çoklu Sensörlü Radarın Sağladığı Katma Değer Nedir?
Ölçüm kampanyası ve gelecek takip araştırması tarafından yanıtlanması gereken soru: Çoklu sensörler ve esnek görüntüleme geometrileri (yani farklı frekanslar, polarizasyonlar, görüş açıları ve çözünürlüklerle yapılan ölçümler) tarafından sağlanan katma değer nedir? Askeri radar sistemleri genellikle on gigahertz aralığında çalışır. Ancak farklı malzemeler, farklı frekanslarda farklı yansıma özelliklerine sahiptir: Böylece, bir nesnenin belirli bir frekanstaki bir ışın için şeffaf olması, ancak başka bir frekansla yakalandığında görünür olması mümkündür. Farklı frekanslardaki radar sinyallerini kullanarak bir hedefi görüntülemenin bir faydası olmalıdır. Bunun mankenlerin (örneğin silahlar yerine tanklara takılan boş plastik tüpler) daha iyi açığa çıkarılmasını mümkün kılması bekleniyor. Resimleri birleştirmek için bir nesneyi farklı yönlerden incelerken de bir tür 3D efekti elde edilebilmelidir.
1'den 94 Gigahertz'e Kadar Frekanslı Radar Sistemleri
Hollanda'nın L-bant radarı 1 ila 2 gigahertz'de çalışırken, İngiliz X-bant radarının frekansı yaklaşık 10 gigahertz idi. İki Fraunhofer FHR sistemi sırasıyla 34 ve 94 gigahertz'de çalışıyordu: Ka-bant sistemi PAMIR-Ka yüksek bir bant genişliğine sahiptir ve uzun vadede anten yönü iki yönde yönlendirilebilir olmalıdır; bu, antenin içine bakmayı mümkün kılacaktır. Uçak sürüklenirken bile istenen yöne. Buna karşılık MIRANDA-94 sisteminin özelliği 94 gigahertzlik yüksek frekansıdır. Ayrıca sistemin ana bileşenleri Almanya'da, özellikle Freiburg'daki Fraunhofer IAF'ta üretildi. Artık bir sonraki adım, elde edilen verilerin birlikte analiz edilmesini ve ardından bunların birleştirilmesini içerecektir."
20 - FIRKATEYNLERDEKİ ANTENLERİ BİRLEŞTİRMEK
"Oldukça sık olarak, bir uçağın şekli, dış yüzeyi olmadan zaten tanınabilmektedir: yalnızca sıkı bir şekilde paketlenmiş antenlerin dağılımına dayanarak. Bunun nedeni, bugüne kadar her işlevin kendi anten sistemini gerektirmesidir. Böylece kullanılabilir alan tamamen tükenir. Fraunhofer FHR'de bu anten ormanını en aza indirmek ve bununla ilgili sorunları çözmek için farklı yaklaşımlar geliştirilmektedir.
Fraunhofer'de geliştirilen ERAT alıcı sistemi, MFRFS sistemi PALES'in temel bileşenini oluşturur.
Yüzden fazla sensör sistemi ve anten, uçak, gemi ve fırkateyn gibi askeri platformlarda en küçük alanları bile kaplayacak şekilde bir araya toplanmıştır. Bu, yalnızca alan yetersizliğinden değil, aynı zamanda sorunlara da neden olur: Antenler birbirleriyle etkileşime girer.
Tüm Uygulamalar için Tek Anten?
Fraunhofer FHR'nin şu soruları yanıtlamasının nedeni budur: Antenleri düzenlemenin en akıllı yolu nedir? Tek bir anten birden fazla fonksiyonu kapsayabilir mi, yani antenler birleştirilebilir mi? Farklı sistemler sıklıkla aynı frekansları kullandığı için bu daha da zordur: Örneğin pasif radar, tıpkı iletişim gibi daha düşük frekans aralığında çalışır. Özellikle alanın daha da sınırlı olduğu yerlerde (örneğin uçaklarda) tüm uygulamalar için tek bir anten kullanabilmek mantıklı olacaktır: iletişim, radar, elektronik keşif veya elektronik karşı önlemler için. Bunun için antenlerin bant genişliğinin mümkün olduğu kadar geniş olması gerekir; bu, antenlerin birçok farklı frekansı ve elektronik keşifte tüm alanı kapsaması gerektiği anlamına gelir. Fraunhofer FHR'de iki yaklaşım izleniyor: Bir yandan binin üzerinde bireysel antenden oluşan grup antenlerinden bireysel antenleri çıkarıp başka amaçlarla kullanmak mümkün; veya grup anteninin tamamı kullanılırken, alan aynı anda çok loblu bir sistem tarafından kapsanmaktadır.
Proje aynı zamanda şu soruyu da ele alıyor: Antenlerin vericisi ve alıcısı için aynı frekans nasıl kullanılabilir? Bu, antenin kısa bir sinyal gönderdiği, yankıyı beklediği ve ardından başka bir sinyal göndererek gönderme ve alma arasında geçiş yaptığı darbeli sinyaller kullanılarak gerçekleştirilebilir. Veya, iletilen sinyali alınan sinyalden çıkarmak ve böylece ikisinin ayırt edilebilmesi için hesaplamaların kullanıldığı sürekli sinyaller yoluyla. İlk göstericiler halihazırda kurulmuş durumda: Şu anda farklı görevler arasında geçiş yapma kapasitesine sahipler ancak eş zamanlı operasyon için hala daha fazla araştırma yapılması gerekiyor. Bu yaklaşımlar sivil sektörün de ilgisini çekiyor: Örneğin otonom arabalar, cep telefonu üreticileri veya ağ operatörleri için, çünkü sinyaller aynı frekansta gönderilip alınabiliyorsa, ağ operatörleri kendi frekanslarıyla iki kat daha fazla kullanıcıya hizmet verebilir."
21- ÇOK İŞLEVLİ TUTARLI RADAR AĞLARI
"Daha yüksek frekans aralıkları açılarak görüntüleme radar sistemleri küçültülebilir ve uygun maliyetli bir şekilde oluşturulabilir. Bu sistemlerin birçoğunun bir ağda ortak çalışması, gelişmiş keşif yeteneklerine, azaltılmış güvenlik açığına ve ek uygulamalara yol açar.
Son yıllarda, sentetik açıklıklı radar (SAR) prensibine dayalı olarak bir sahnenin yüksek çözünürlüklü görüntülerini üretebilen görüntüleme radar sensörlerinin geliştirildiğini gördük. Uygulamaya bağlı olarak, bu radar sensörleri ya havadan ya da uzaydan yerleştirilmiştir ve birkaç santimetre aralığındaki dalga boylarıyla, örneğin X bandında 3 cm ile çalışır. Bu tür sensörler oldukça karmaşık, yüksek güçlü ve yüksek hacimli olma eğilimindedir. Bu nedenle bunların çalıştırılması daha büyük bir taşıyıcının kullanılmasını gerektirir. En yeni bileşenlerin geliştirilmesi sayesinde SAR sistemleri artık daha yüksek frekanslar için de ayarlanabilmektedir. Ve kişinin kendisini temel yeteneklerle sınırlaması, uygun maliyetli mini sensörlerin oluşturulmasını mümkün kılıyor ve örneğin standart drone'larda yaklaşık 3,2 mm dalga boyunda çalışan W bandındaki sensörlerin çalışmasına olanak tanıyor.
Geleneksel bir sistemin kurulumu ve çalıştırılması önemli masraflar gerektirdiğinden, böyle bir sistem genellikle tek başına tamamen monostatik olarak çalıştırılır. Buna karşılık, bir W-bant sensörü ile standart bir drone'un uygun maliyetli kombinasyonu, bu tür alt sistemlerden birkaçını kullanarak performansı artırma olanağı sağlar. Bu, çeşitli avantajlara yol açar:
1. Farklı alt sistemlerin ortak çalışması, görüntülenen sahnenin farklı yönleri ortaya çıktıkça bilgi kazanımı sağlayan ikili ve çoklu statik görüntülere izin verir.
2. Genel yeteneğin birden fazla drone arasında doğal dağılımı, sağlamlığı artırır ve güvenlik açığını azaltır.
3. Kullanılan sensör ve drone sayısının, örneğin aydınlatılmış yüzeyin, gözlem sıklığının veya gözlem yönlerinin çeşitliliğinin belirli ihtiyaçlara göre uyarlanabildiği kolay ölçeklenebilirlik sunar. Böylece tutarlı radar ağı çok çeşitli farklı keşif görevleri için kullanılabilir.
Milimetre Dalga İHA SAR Sensörleri için Kablosuz Donanım Senkronizasyonunun Zorlukları
Dronlar üzerinde taşınan çok uyumlu bir radar ağı için donanım geliştirmenin önemli bir yönü, iletim sistemlerinin milimetre dalga aralığında senkronizasyonudur. Tüm sistemi olabildiğince küçük ve hafif tutmak için yaklaşık 94 GHz frekans aralığı seçilmiştir. Enerji verimliliği amacıyla frekans modülasyonlu bir sinyal formu seçilir. Her ikisi de drone operasyonu için gerekli ikincil koşullardır. İşlemde, düşük dalga boyu, farklı ofset radar sensörlerinin faz kilitli bir şekilde senkronize edilmesi gerektiğinden, teknikler için özel zorluklar yaratır, böylece işlem yüksek çözünürlüklü SAR operasyonunu garanti eder.
IF'nin yüksek tarama hızlarından kaçınmak için, donanım düzeyinde gerçek zamanlı olarak bir dizi farklı senkronizasyon işleminin halihazırda gerçekleştirilmesi gerekir. Bu, hem ikincil alıcı tarafından alınan doğrudan sinyalin hem de ölçülen nesne tarafından yansıtılan dolaylı sinyalin burada örneklenecek IF aralığına düşmesini sağlar. Senkronizasyonun kablosuz olması ve aynı zamanda milimetrik aralıkta faz kararlı olması gerekir. Bu da yeni tekniklerin geliştirilmesini gerektiriyor.
Milimetre Dalga Aralığında Dağıtılmış Görüntüleme Radar Sensörleri için Sinyal İşlemenin Zorlukları
Zaman alanındaki geri projeksiyon, farklı uçuş takımyıldızları olduğunda görüntüyü yeniden yapılandırmak için kendini gösterir. Drone'ların hafif ve uygun maliyetli konum ve tutum belirleme sistemleriyle birlikte sensör taşıyıcı olarak kullanılması nedeniyle, bilinmeyen radar sinyali yayılma süreleri kalır ve uygun otomatik odaklama tekniklerinin kullanılmasıyla telafi edilir. Ayrıca doğrudan sinyalde donanım düzeyinde senkronizasyona temel oluşturan bilinmeyen bir yayılma süresi hatası da bulunmaktadır. Otomatik odaklama işlemi kapsamında bu hatanın ek bir parametre olarak belirlenip düzeltilmesi gerekmektedir.
Operasyonel kullanım için başka konuların da ele alınması gerekir. Zaman alanı süreçlerinin kullanımı yüksek hesaplama kapasiteleri gerektirdiğinden, kabul edilebilir işlem sürelerinin elde edilebilmesi için test edilen süreçlerin paralelleştirilmesi ve hızlı süreçlerin uygulanması gerekmektedir."
22 - RADAR GÖRÜNTÜLERİNE DAYALI DRONE NAVİGASYONU
"Keşif dronelarının navigasyonu için mevcut navigasyon sistemlerinin güvenilirliği esastır. Küresel navigasyon uydu sistemi bozulursa, ataletsel navigasyon sistemi, radar görüntüsü tabanlı navigasyon için gerçek zamanlı olarak işlenmiş radar görüntüleri işlemiyle desteklenebilir ve doğruluk geliştirilebilir.
Kriz bölgelerinde küresel uydu navigasyon sistemlerinde sıklıkla yerel bozulmalar yaşandığından, bu sistemler navigasyon için kullanılamaz. Uçağın navigasyonu yalnızca zayıf görüş koşullarında atalet navigasyon sisteminin verilerine dayanarak mümkündür. Bu sistem halka lazer jiroskoplardan ve ivme sensörlerinden oluşur. Konum, sensör bilgilerinin entegrasyonuna göre hesaplanır. Bu sistemler günümüzde son derece hassas olsa da, zamanla daha önemli konum sapmasına neden olan bir artık hata her zaman mevcuttur.
Askeri keşif dronları sıklıkla, öncelikle keşif için kullanılan, her türlü hava koşuluna uygun görüntüleme radar sistemi ile donatılmıştır. Şu anda mevcut olan bilgi işlem gücü sayesinde, düşük çözünürlüklü radar görüntüleri, drone üzerinde gerçek zamanlı olarak işlenebiliyor ve dijital harita verileriyle karşılaştırılabiliyor. Yol geçişleri, nehirler veya göller gibi belirgin nesneler tespit edildiğinde, bunlar harita verileriyle eşleştirilerek sabit noktaların tam konumu belirlenebilir. Bu sabit noktalardan birkaçı varsa, mesafe ölçümleri ve görüş açılarından oluşan bilinen geometriye dayanarak drone'nun kesin konumu hesaplanabilir.
Navigasyon verilerinin Kalman filtrelemesi ve radar görüntülerinin harita verileriyle eşleştirilmesiyle oluşturulan konumun destek noktası, drone'un navigasyon sisteminin düzeltilmesine ve desteklenmesine olanak tanır. Bu, konumun zamanla sapmasını önler.
Bu işlem, uydu navigasyon sistemlerinin doğruluğuna ulaşamasa da, bu navigasyon yöntemi, uydu navigasyon sisteminin bozuk olduğu bir bölgede görevin gerçekleştirilmesi için yeterli hassasiyeti sağlar. Navigasyonun doğruluğu, gerçek zamanlı radar görüntüsü oluşturmanın hassasiyetine ve ayrıca bulunan sabit noktaların sayısına, konumuna ve konum doğruluğuna bağlıdır.
Radar tabanlı navigasyonun temeli, gerçek zamanlı analizlere sahip bir görüntüleme radar sensörüdür. Fraunhofer FHR'de bunun için MIRANDA-35 radar sistemi kullanıldı. 35 GHz merkez frekansı ve 1500 MHz'e kadar bant genişliği ile çalışır. Ayrıca, radarın kontrol edildiği ve çevrimiçi işlemcinin görüntülerinin aktarıldığı yer istasyonuna veri iletim yoluna da sahiptir.
Radar görüntüsüne dayalı navigasyon yöntemini test etmek için, ilgili ham navigasyon verileriyle birlikte her biri yaklaşık 100 km'lik bir uçuş rotasında iki uygun veri seti kaydedildi. Yöntemleri ve rutinleri kapsamlı bir şekilde test etmek ve aynı zamanda tekrarlanabilirliklerini sağlamak için bu veri kümeleriyle ileri işlemler ilk olarak çevrimdışı olarak gerçekleştirildi. İlk olarak, navigasyon sisteminin üreticisi olan IGI şirketi, GPS sinyalini ham navigasyon verilerinden çıkardı. Böylece uydu navigasyon sisteminin arızalanması durumunda oluşturulacak olan navigasyon veri seti oluşturuldu. Bununla, her SAR veri seti için iki navigasyon veri seti mevcuttu: bir yanda mevcut uydu navigasyon sisteminden alınan orijinal veri seti, diğer yanda ise kullanılabilir bir GPS sinyali olmadan uyarlanmış veri seti.
Daha sonra uyarlanan navigasyon veri setleri, ham radar veri seti ile birlikte SAR işlemcisine beslendi ve işlendi. Oluşturulan radar görüntüleri proje ortağı Airbus'un bilgisayarına aktarılarak harita verileriyle eşleştirildi ve konum belirlendi. Bu konum belirleme işleminin sonuçları, navigasyon sisteminin verileriyle birlikte bir Kalman filtresine iletildi. Kalman filtresi daha sonra navigasyon verilerini düzeltir ve düzeltme değerlerini SAR işlemcisine besler.
Araçtaki navigasyon sisteminin radar görüntüleri ile desteklenmesinin mümkün olduğu gösterildi. Bir uydu navigasyon sisteminin doğruluğuna ulaşılamasa bile konumun sürekli sapması etkili bir şekilde önlenir. Ulaşılabilir konum doğruluğu, sorunsuz bir görev için fazlasıyla yeterlidir ve tüm görev süresi boyunca garanti edilebilir."
23- MODERN RADAR SİSTEMLERİNE KARŞI, AKILLI ELEKTRONİK KARŞI ÖNLEMLER (ECM)
"Düşman radarına karşı uygun karşı önlemlerin başlatılması hem simetrik hem de asimetrik çatışmalar için büyük bir zorluk teşkil etmektedir. On yıllar boyunca Fraunhofer FHR, elektronik harp (EW), özellikle de elektronik karşı tedbirler (ECM) alanında muazzam bir uzmanlık geliştirmiştir.
'Geleneksel olmayan' radarların araştırılması ve geliştirilmesi giderek artan bir hızla ilerlemekte ve bununla birlikte gelecekteki tehdit senaryolarında kullanılmaları giderek daha olası hale gelmektedir. Bir »geleneksel« radar, şu anda yaygın olarak kullanılmayan belirli teknik özelliklere sahiptir. Monostatik, bistatik ve multistatik radarların yanı sıra, pasif, uyarlanabilir-aktif ve bilişsel sistemlerin yanı sıra düşük güçlü radarlar (LPR), rastgele veya rastgele dalga biçimlerine sahip radarlar (gürültü radarları) ve radar ağları da buna dahildir.
Fraunhofer FHR'deki bilim adamları, geleneksel olmayan radarların yanı sıra uygun elektronik keşif (ESM) ve karşı önlemler (ECM) için ilgili radarların geliştirilmesinde olağanüstü uzmanlığa sahiptir. "Öğrenmek için yaratın" felsefesine sadık kalarak gürültü radarları, üçüncü taraf aydınlatıcılar kullanan pasif radarlar, statik ve hareketli multistatik radarlar, LPR, çok işlevli RF sistemleri ve radar ağları gibi radarlar geliştiriyorlar. Buna ek olarak, akıllı ECM'nin karmaşıklığı hakkında kapsamlı bilgiye sahipler, her zaman gelecekle ilgili konulara odaklanıyorlar ve gelecekteki karmaşık tehdit senaryolarıyla etkili bir şekilde yüzleşebilmek için ulusal ve NATO müttefikleriyle yakın işbirliğini sürdürüyorlar. ECM ve geleneksel olmayan radarlar alanlarındaki araştırma çalışmalarının ulusal ve uluslararası önemi, çok sayıda araştırma faaliyeti kapsamında ortaya konmuştur. Fraunhofer FHR'nin temsilcileri, diğer konuların yanı sıra ECM, hareketli platformlarda pasif radar ve radar ağlarının senkronizasyonu konularıyla ilgili ortak NATO ve AB araştırma gruplarına liderlik ediyor.
Aşağıda, alışılmamış radarlara karşı akıllı ECM'ye yönelik çeşitli örnekler sunacağız.
Pasif Radara Karşı ECM
Pasif radar, hedef tespiti için radyo veya uydular gibi mevcut üçüncü taraf aydınlatıcıları kullanır, yani verici ve alıcı yerinden çıkar. Pasif radar askeri sektörde son derece önemlidir ve muhtemelen geleceğin savunma altyapısında merkezi bir unsur olacaktır. Bu nedenle uygun ECM'nin araştırılması büyük önem taşımaktadır. Alıcının konumu genellikle bilinmediğinden ve bu nedenle sinyal bozucu sinyal belirli bir yöne yönlendirilemediğinden, bu büyük bir zorluk teşkil etmektedir. Fraunhofer FHR araştırmacıları, ortaklarıyla işbirliği içinde, pasif radarları tam konumlarından büyük ölçüde bağımsız olarak akıllıca karıştırmak ve aldatmak için teknikler geliştirdiler. Örneğin, bir radarın algılama yetenekleri, ECM sisteminin düşük güçlü bir sinyal yaymasını sağlayarak tamamen önlenebilir (bkz. şekil 3). Ek olarak, birçok pasif radar OFDM tabanlı (dikgen frekans bölmeli multipleks) dalga biçimlerini kullanır. Pilot ve taşıyıcı sinyallerinin farklılaştırılmış manipülasyonu ile hedef tespiti gizlenebilir veya yanlış bir hedef oluşturulabilir. Şekil 2, OFDM taşıyıcı sinyalinin manipülasyonuna ilişkin bir örneği göstermektedir.
Düşük Kesilme Olasılığı (LPI) Radarına Karşı ECM
Kişinin kendi platformlarının yüksek zaman bant genişliği ürününe sahip radarlar (örn. LPI radarları) tarafından tespit edilmesini önlemek için, gürültü bozucular genellikle etkisizdir. Eşleşen filtre kazancı kullanılarak bir optimizasyon elde edilebilir. Bunun için öncelikle uygun ESM sistemleri tarafından radar darbesinin parametre tahmini yapılır. Sinyal parametrelerini tahmin etmek için »makine öğrenimi« alanındaki yeni yöntemler kullanılabilir. Örneğin modülasyonu belirlemek için alma sinyalinin zaman-frekans gösterimi (örneğin otomatik belirsizlik fonksiyonu) hesaplanabilir. Bu daha sonra »evrişimsel sinir ağı« ile sınıflandırılır. Bundan elde edilen sinyal parametreleri çok sayıda sentetik sahte hedef üreterek radara müdahale etmek için kullanılabilir.
FHR'de farklı tehdit radarlarını kaydetmek için gelişmiş geniş bant alıcıları geliştirildi.
Bilişsel Radarlara Karşı ECM
Dijital teknoloji ilerledikçe, yeni sinyal formlarının veya tekniklerinin uygulanması, gelecekte radar tehditlerinin giderek daha hızlı değişmesine yol açacaktır. Bu, etkili uygulanabilirliğini sağlamak için uygun karşı önlemlerin karşılaştırılabilir zaman dilimlerinde uyarlanması gerektiği anlamına gelir. Gelecekteki elektronik harp sistemleri, uygulama sırasında yeni radar tehditlerinin tespit edilip karakterize edilebilmesi için yeniden yapılandırılabilir donanım ve yazılıma dayalı olacaktır. Daha sonra mümkün olan en kısa tepki süresiyle etkili karşı önlemler elde edilir. Bu amaçla artık esnek hale gelen tehdit kütüphanesinin öğrenme ve uyum süreci, tedbirin etkinliğini değerlendirmek ve uygulanacak müdahale tekniğini doğrudan uyarlayıp optimize etmek için geri bildirim alacak."
SON