מכ"ם מולטיסטטי
מכ"ם מולטיסטטי היא מערכת מכ"ם המכילה תפזורת מרחבית של רכיבי מערכת מכ"ם מונוסטטי ו\או ביסטטי באזור הכיסוי של המערכת. דרישה חשובה של מערכות אלו, המתבססות על הרכיבים המפוזרים גאומטרית, היא הצורך להיתוך מידע בין מרכיבי המערכת השונים. הפיזור המרחבי מאפשר למכ"ם מולטיסטטי את היכולת לבחון אפקטים שונים של המטרה בו זמנית. הפוטנציאל לקבלת המידע הנוסף נותן למערכת יתרון גדול על פני מערכות מכ"ם קונבנציונאליות.
מכ"ם מולטיסטטי הוא המכונה לעיתים קרובות 'מכ"ם מרובה אתרים' או 'מכ"ם מרושת', והוא ממש רעיון דומה למאקרו-ביזור בתקשורת. מימוש ספציפי של מכ"ם מולטיסטטיים שורשים בתקשורת הוא מכ"ם MIMO.
מאפיינים
מאחר שמכ"ם מולטיסטטי עשוי להכיל את גם רכיבים מונוסטטיים וגם רכיבים ביסטטיים, היתרונות והחסרונות של כל מכ"ם יהיו רלוונטיים גם במכ"ם המולטיסטטי המתכלל אותם. מערכת עם משדרים ו מקלטי יכיל זוגות, שכל אחד מהם עשוי לפעול בזווית ביסטטית שונה ושח"ם שונה. להלן מספר מאפיינים הייחודיים לסידור מולטיסטטי, שבו מספר רב של זוגות משדר-מקלט:
זיהוי
הגדלת שטח הכיסוי של מערכת מכ"ם מולטיסטטי ניתן להשגה פשוט על ידי הגדלת הפריסה הגאומטרית באזור כך שתהיה סבירות גבוהה יותר שמטרות יהיו קרובות לצמד משדר-מקלט וכך יתקבל יחס אות לרעש גבוה יותר.
גיוון מרחבי עשוי להיות מועיל גם כאשר משלבים מידע ממספר זוגות משדר-מקלט אשר נמצאים באזור כיסוי משותף. על ידי שקלול והיתוך פרטי מידע נקלטים, ניתן לעשות אופטימיזציה להליך הגילוי כאשר נותנים דגש על החזרים חזקים יותר המתקבלים מערכים מונוסטיים או ביסטטיים של שח"ם, או מנתיבי התפשטות מועדפים, כאשר מעריכים אם קיימת בתווך מטרה. העקרון אנלוגי לגיוון אנטנות (Antenna Diversity) המשמש לשיפור קליטה בתקשורת אלחוטית.
העקרון שימושי במיוחד כאשר ישנן תופעות לוואי של ריבוי נתיבים או הצללה אשר גוררים ביצועים ירודים מבחינת גילוי אם רק מכ"ם בודד נמצא בשימוש.
אחד מאזורי העניין הבולטים הוא בסביבת הפרעות ימיות (Sea Clutter), כאשר השינויים ברפלקטיביות ובדופלר יכולים להוכיח מועילים עבור זיהויים במכ"ם מולטיסטטי.
כלי רכב חמקניים רבים תוכננו להחזיר אנרגיית שידור של מכ"ם הרחק מכיוונים צפויים על ידי מקורות המכ"ם כדי להשאיר חתימה נמוכה ככל שניתן במערכת מכ"ם מונוסטטי. אולם, לשם כך אנרגיה רבה יותר מוסטת לכיוונים שמכ"ם מולטיסטטי קולט ועל ידי כך כלי טיס חמקני יתגלה ולפעמים אף ביתר קלות מאשר כלי טיס שאינו חמקני.
רזולוציה
רזולוציה עשויה להתקבל עקב גיוון מרחבי. למכ"ם קונבנציונלי בדרך כלל יש רזולוציית חיתוך גרועה,אי לכך ניתן להשיג שיפור משמעותי דרך חיתוך של אליפסות טווח ביסטטיות קבועות.
זה כרוך בתהליך של שיוך גילויי מטרה בדידים בלתי תלויים כדי ליצור זיהוי משותף. בשל אופיין המאתגר של מטרות יש פוטנציאל, אם מספר מטרות קיימות, לכפילויות או מטרות "רוח רפאים" לאחר היתוך הנתונים. אלו יכולים להיות מופחתים עם עלייה בכמות ואיכות המידע (למשל, שימוש בנתוני דופלר, תוספת של גיוון מרחבי במערכת מכ"ם מולטיסטטית).
סיווג
תכונות מטרה כגון וריאציה בשטח חתך מכ"ם או מידול מנוע סילון עלולים להיות נצפים על ידי זוגות משדר-מקלט בתוך מערכת מולטיסטטית. תוספת המידע באמצעות תצפית של היבטים שונים של מטרה עשוי לשפר את סיווגה. מערכות הגנה אוויריות קיימות רבות עושות שימוש בסדרה של מכמים מונוסטטיים, ללא הפעלת מצדים ביסטטיים במערכת, אולם תכנונים מודרניים עושים שימוש יותר יותר במערכות ביסטטיות או מולטיסטטיות.
דרישות עיבוד
היתוך מידע גורר בהכרח עלייה בדרישות העיבוד בהשוואה למערכת מכ"ם (מונוסטטי) בודד. בפרט, החישובים "יקרים" במיוחד אם נעשה עיבוד משמעותי בהיתוך המידע, כגון ניסיון להגדיל את הרזולוציה.
דוגמאות של מערכות מכ"ם מולטיסטטיות
- המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס - Netted Radar System.[1]
- אוניברסיטת המבורג לטכנולוגיה - Automotive Radar Network[2]
- Jindalee Operational Radar Network
- EISCAT - מכ"ם פיזור אינקוהירנטי[3]
- Experimental Bi-Multistatic CW Radar - של המוסד הנורווגי למחקר הגנתי [4]
- מערכת מכ"ם פסיבי, מולטיסטטי של SAIC [5]
- מערכת NetRad של University College London [6][7]
- אוניברסיטת Xidian - מערכת "Coast-ship Bi/multistatic Ground-wave Over-the-horizon "Radar[8]
לקריאה נוספת
- צ'רניאק, V.S. (1998). "Fundamentals of Multisite Radar System".Gordon and Breach Science Publishers. מסת"ב 90-5699-165-5.
- לי, ג'יי סטויקה, פ. (2008). "MIMO Radar Signal Processing".Wiley-IEEE . מסת"ב 0-470-17898-1.
- M. M. Naghsh, M. Modarres-Hashemi, S. Shahbazpanahi, M. Soltanalian, P. Stoica, "Unified Optimization Framework for Multi-Static Radar Code Design Using Information-Theoretic Criteria," IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 61, לא. 21, עמ'. 5401-5416, Nov. 1, 2013.
