رادار VTS LW-R30-SH-1
مقدمة عن الرادار LW-R30-SH-1
1. نظرة عامة على النظام
رادار LW-R30-SH هو رادار مراقبة للأهداف السطحية، طُوّر بشكل مستقل من قِبل شركة Mskyeye. يعتمد الرادار على هوائي ذي شق في الدليل الموجي، وانبعاث الحالة الصلبة، وضغط النبضات، والتنوع الزمني، والتنوع الترددي، والتتبع قبل الكشف، وغيرها من التقنيات المتقدمة، بالإضافة إلى خوارزميات لكبح تشويش البحر والطقس. بفضل قدراته الفائقة على كبح التشويش وكشف وتتبع الأهداف الصغيرة في أنظمة البحر المعقدة، يُعدّ الرادار جهاز الاستشعار الأساسي المستخدم في أنظمة إدارة حركة السفن (VTS)، وأنظمة المراقبة الساحلية (CSS)، وأنظمة مراقبة محطات طاقة الرياح البحرية. كما يُمكن تركيب رادار LW-R30-SH في نقاط المراقبة الساحلية أو المواقع الأمامية لرصد مختلف أنواع الأنشطة غير القانونية بالقرب من الساحل، مما يُحسّن من قدرة أجهزة إنفاذ القانون على اليقظة.
2. التطبيقات الرئيسية
يتكون نظام VTS بشكل عام من معدات الاتصالات، ورادار VTS، ونظام التعريف التلقائي (AIS)، والتلفزيون بالدائرة المغلقة
(CCTV) ومعدات الأرصاد الجوية المائية ونظام معالجة بيانات VTS وغيرها من المعدات. كجهاز استشعار أساسي لنظام VTS، تم تطوير رادار LW-R30-SH وفقًا صارمًا لمتطلبات أداء الكشف بالرادار في توصية IALAV.128 لنظام VTS لجمعية الملاحة المناراتية الدولية. يمكن للرادار LW-R30-SH تتبع ومراقبة موقع وسرعة واتجاه ومعلمات أخرى للسفينة المتحركة على السطح، والتي تصاحبها معلومات وقت المعايرة القياسية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو بيدو. في الوقت نفسه، يمكن للرادار أيضًا تتبع ومراقبة موقع السفن الراسية والمنائر والعوامات وتوفير البيانات الأساسية لنظام VTS.
يمكن أيضًا تركيب رادار LW-R30-SH في مراكز المراقبة الساحلية أو البؤر الاستيطانية لمراقبة أنواع مختلفة من الأنشطة غير القانونية بالقرب من الساحل، مما يحسن من قدرة وكالات إنفاذ القانون على اليقظة. قد تكون أهداف الأنشطة غير القانونية: زوارق التهريب السريعة، وسفن الهجرة غير الشرعية، وقوارب القراصنة، وسفن الصيد غير القانوني، وسفن التلوث، وما إلى ذلك.
3. المميزات التقنية
3.1 التكوين المرن
إن مكونات رادار LW-R30-SH المستخدمة كرادار CSS أو رادار VTS هي نفسها تمامًا، والفرق هو أن برامج تطبيق معالجة البيانات المختلفة تحتاج إلى تكوين. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تكوين قناة جهاز الإرسال والاستقبال للرادار (بما في ذلك معالجة الإشارات ومعالجة البيانات) كنظام أحادي القناة منخفض التكلفة أو نظام ثنائي القناة مع موثوقية أفضل للمهمة.
في التطبيق العملي، تنقسم أنظمة VTS إلى أساسية (خدمات معلومات لأنظمة VTS وخدمات مساعدة ملاحية محتملة) ومعيارية (جميع أنواع أنظمة VTS كما هو محدد من قبل المنظمة البحرية الدولية) - خدمات المعلومات وخدمات المساعدة الملاحية وخدمات تنظيم الحركة في المناطق ذات الكثافة المرورية المتوسطة والتي لا توجد بها مخاطر ملاحية كبيرة)، ومحسّنة (مناسبة للخدمات في المناطق ذات الكثافة المرورية العالية والمناطق ذات المخاطر الملاحية المتعددة المحددة)، ثلاثة مستويات، ويمكن اختيار الرادار وفقًا لاحتياجات التطبيق الفعلية، وتكوينات مختلفة لمنتجات الرادار، للحصول على أداء عالي التكلفة.
3.2 تصميم الهوائي المشكل والمستقطب بشكل دائري
هوائي الرادار عبارة عن هوائي مصفوفة موجات متحركة موجهة بفص جانبي منخفض واستقطاب متقاطع منخفض. يمكن للفص الجانبي المنخفض للغاية قمع الهدف الزائف الموجه نحو السمت جيدًا. تم اعتماد تصميم مربع الجيب المقلوب في مستوى زاوية الهوائي، مما يحسن تغطية الكشف للمنطقة القريبة من الرادار بشكل فعال. يحسن تصميم الاستقطاب الدائري أداء قمع فوضى الطقس.
3.3 جهاز إرسال الحالة الصلبة بالكامل
تتغلب أجهزة الإرسال ذات الحالة الصلبة بالكامل على مشكلة احتياج أجهزة الإرسال المغناطيسية إلى تغيير أجزائها المغناطيسية بانتظام. تعمل الموثوقية العالية لجهاز الإرسال ذي الحالة الصلبة على تقليل تكلفة دورة حياة نظام الرادار بشكل فعال كما أنها اقتصادية بشكل أكبر. عمود الإضافة
تعمل أيضًا ذروة طاقة المرسل المنخفضة على تقليل التداخل اللاسلكي من نظام الرادار إلى المحيط.
3.4 ضغط النبضة المشاركة في الطور الكامل
يقوم مصدر تردد المستقبل عالي الاستقرار بمزامنة طور المرسل والمستقبل، ويمكن الحصول على معلومات دوبلر للهدف المقابل من خلال مقارنة تغير طور صدى الهدف بتقنية ضغط النبضة. يجعل أداء ضغط النبضة الفائق اتجاه مسافة الهدف للهدف الزائف مكبوتًا جيدًا.
3.5 تنوع التردد وتنوع الوقت
إن كيفية تقليل تأثير فوضى البحر على أداء اكتشاف الهدف هي وظيفة مهمة لرادار VTS أو CSS. ينقل رادار LW-R30-SH موجات كهرومغناطيسية بترددات مختلفة في نفس الشعاع، ويكون ارتباط التذبذب لأصداء انعكاس الهدف التي تم الحصول عليها أضعف من ارتباط أصداء الهدف المشع بنفس التردد. يمكن تحسين نسبة الإشارة إلى الفوضى في الهدف إلى فوضى البحر من خلال الاستقبال والمعالجة. لتحسين أداء الكشف، تسمى هذه الطريقة معالجة تنوع التردد.
يقوم هذا الرادار أيضًا ببث موجات كهرومغناطيسية بترددات مختلفة مرتين لنفس المنطقة خلال فترة زمنية محددة، وهذه الفترة أطول من زمن ترابط التشويش البحري، مما يجعل التشويش البحري مستقلًا نسبيًا، ويضعف ترابط تقلبات صدى التشويش البحري، بينما تبقى خصائص تقلبات الهدف ثابتة تقريبًا. ويمكن تحسين نسبة الإشارة إلى التشويش بين الهدف والتشويش البحري بشكل فعال من خلال الكشف التراكمي. ولتحسين أداء الكشف، تُسمى هذه الطريقة بمعالجة التنوع الزمني.
3.6 اكتشاف الهدف وتتبعه
تتيح تقنيات الاستقبال الديناميكي الكبير، وأخذ العينات عالي السرعة في التردد المتوسط، وضغط النبضات، ومعالجة الإنذارات الكاذبة المستمرة، والتشويش الدقيق، والتتبع قبل الكشف، والتصوير بالفتحة الحقيقية وغيرها من التقنيات للرادار توفير صور صدى رادار واضحة وعالية الدقة، ويمكن لنظام الرادار اكتشاف وتتبع السفن الصغيرة والكبيرة بسرعات مختلفة في نفس الوقت دون تشغيل يدوي.
3.7 التحكم في عرض الرادار
تتمتع محطة التحكم وعرض الرادار بوظائف عرض صورة صدى الرادار، وعرض مسار نقطة الهدف، وإعادة تشغيل التسجيل، والتحكم في معدات الرادار، وتكوين معلمات الرادار، وعرض خطأ الرادار وما إلى ذلك، مما يوفر واجهة عرض تفاعلية سهلة الاستخدام بين الإنسان والحاسوب.
3.8 المنافذ الخارجية
تستخدم الواجهة الخارجية للرادار واجهة شبكة قياسية توفر فيديو الرادار وتتبع الهدف ومسار الرحلة ومراقبة المعدات وغيرها من المعلومات. يمكن لنظام الرادار أيضًا توفير واجهة فيديو تقليدية.
4. تكوين الرادار وتكوينه
4.1 تكوين نظام الرادار ثنائي القناة و أحادي القناة
يمكن تهيئة هذا الرادار كنظام ثنائي القنوات أو أحادي القناة حسب احتياجات المستخدم. يوضح الشكل 1 تهيئة النظام ثنائي القنوات. يتكون نظام الإرسال والاستقبال ثنائي القنوات من مجموعة واحدة من الهوائي، وقرص دوار، ووحدة تحكم مؤازرة، ووحدة تحكم عرض، بينما تتكون معدات الإرسال والاستقبال ومعالجة الإشارات ومعالجة البيانات من مجموعتين. عند تعطل إحدى قنوات الإرسال والاستقبال، ينتقل النظام تلقائيًا إلى القناة الأخرى لمواصلة العمل. تتميز هذه التهيئة بموثوقية أعلى في أداء المهام، ولكنها في المقابل تزيد من تكلفة النظام.
في نظام الرادار أحادي القناة، يتم تكوين مجموعة واحدة فقط من الهوائي، والقرص الدوار، والتحكم المؤازر، والجهاز المرسل، والجهاز المستقبل، ومعالجة الإشارة، ومعالجة البيانات، ومحطة التحكم في العرض، ويظهر مخطط تكوين النظام في الشكل 2. تتمثل ميزة الرادار أحادي القناة في أن تكلفة البناء منخفضة نسبيًا، والتحكم بسيط نسبيًا، وهو مناسب للتطبيقات ذات متطلبات حماية البيانات المنخفضة.
5. مؤشرات الأداء الرئيسية للمنتج
تم تخطيط وتصميم مؤشرات الأداء الرئيسية للرادار بدقة وفقًا لمتطلبات توصية IALAV.128 الخاصة بنظام إدارة حركة المركبات، وتظهر المؤشرات المحددة في الجدول 1.
الجدول 1: مؤشرات الأداء الرئيسية
| اسم المؤشر | قيود | متطلبات معيار VTS | مواصفات الرادار |
| مسافة الكشف | يوم مشمس، حالة البحر 4، هوائي الرادار 20 متر فوق مستوى سطح البحر، الهدف 1 متر فوق مستوى سطح البحر، RCS=1 متر مربع | المتطلبات الأساسية: لا يوجد متطلب قياسي: لا يوجد متطلب معزز: 5 أميال بحرية/9.26 كم | 5.4 ميل بحري/10 كم |
| يوم مشمس، حالة البحر 6، هوائي الرادار 20 متر فوق مستوى سطح البحر، ارتفاع الهدف 3 متر، RCS=10 متر مربع | متطلب النوع الأساسي: 7 أميال بحرية/13 كم متطلب النوع القياسي: 8 أميال بحرية/15 كم متطلب النوع المحسن: 9 أميال بحرية/16.7 كم | 15 ميل بحري/27.78 كم | |
| دقة المسافة والدقة | <5 ميل بحري/9.26 كم | العرض: 15 م التتبع: 25 م | العرض: 6 م التتبع: 18 م |
| عرض الشعاع الأفقي | تم قياسه عند -3 ديسيبل | يتطلب النوع الأساسي ≤0.7° ويتطلب النوع القياسي ≤0.45° ويتطلب النوع المحسن ≤0.4° | ≤0.44 درجة |
| قمع الفص الجانبي للهوائي | أول قمع للفص الجانبي | المتطلبات الأساسية: -26 ديسيبل المتطلبات القياسية: -27 ديسيبل المتطلبات المحسنة: -28 ديسيبل | -27 ديسيبل |
الجدول 1 (تابع) مؤشرات الأداء الرئيسية
| اسم المؤشر | قيود | متطلبات معيار VTS | مواصفات الرادار |
| معالجة الهدف | معالجة المسار ≥5000 نقطة/إطار معالجة المسار: 300 دفعة/إطار تأخير اكتشاف الهدف ≤250 مللي ثانية سرعة تتبع الهدف ≤70 عقدة سرعة دوران الهدف ≤20 درجة/ثانية | معالجة النقاط ≥ 5000 نقطة/إطار معالجة المسار: 300 دفعة/إطار تأخير اكتشاف الهدف ≤ 250 مللي ثانية سرعة تتبع الهدف ≤ 70 عقدة سرعة دوران الهدف ≤ 20 درجة/ثانية | |
| القدرة على التكيف البيئي | درجة الحرارة: المعدات الداخلية 10℃～40℃ (التشغيل)، ≥-25℃ (التخزين)؛ المعدات الخارجية -25℃～60℃ (التشغيل) | درجة الحرارة: المعدات الداخلية 10℃～40℃ (التشغيل)، ≥-25℃ (التخزين)؛ المعدات الخارجية -25℃～60℃ (التشغيل) | |
| مستوى الحماية | داخلي: IP20 خارجي: IP54 | داخلي: IP20 خارجي: IP54 | |
| التوفر | المتطلب الأساسي: 99% المتطلب القياسي: 99.7% المتطلب المعزز: 99.9% | 99.9% |
5.2 المؤشرات الفنية الرئيسية للمنتجات
تظهر المؤشرات الفنية الرئيسية للرادار LW-R30-SH في الجدول 2.
الجدول 2: المؤشرات الفنية الرئيسية
| اسم | فِهرِس | |
| تغذية الهوائي | تردد التشغيل | 9140 ميجا هرتز ～ 9470 ميجا هرتز |
| يكسب | ≥35 ديسيبل | |
| الفص الجانبي السمتي | ≤-27 ديسيبل (في نطاق -5°～-1.5° و1.5°～5°) | |
| عرض شعاع السمت | ≤0.44 درجة | |
| تشكيل الحزمة الارتفاعية | مربع قاطع الجيب العكسي (-40°～ +1° دون تغيير) | |
| الاستقطاب | الاستقطاب الدائري | |
| الاستقطاب الدائري ICR | ≥15 ديسيبل | |
| وحدة تغذية الموجة الدائمة | ≤1.5 | |
| حجم الهوائي | 5800×727×300 مم3 | |
| وزن الهوائي | 180كجم | |
| سرعة | 24 دورة في الدقيقة | |
| انبعاث | نقل الطاقة | ≥50 واط |
| نسبة العمل | ≤20% | |
| انخفاض النبض | ≤5% | |
| تقلبات نبضات القلب | ≤3% | |
| حواف النبضة الأمامية والخلفية | ≤20 نانوثانية | |
| حافز الإدخال | 10 ديسيبل | |
| الناتج التوافقي | ≥45 ديسيبل | |
| نسبة الإشارة إلى الضوضاء | ≥60 ديسيبل | |
| كفاءة المرسل | ≥20% | |
الجدول 2 (تابع) المؤشرات الفنية الرئيسية للرادار LW-R30-SH-1
| اسم | فِهرِس | |
| تولى | تردد التشغيل | 9140 ميجا هرتز إلى 9470 ميجا هرتز (فاصل زمني 40 ميجا هرتز) |
| رقم الضوضاء | ≤3.5 ديسيبل | |
| تردد IF | 120 ميجا هرتز (-60 ديسيبل ميلي واط ~ +10 ديسيبل ميلي واط) | |
| استقبال النطاق الترددي | 35 ميجا هرتز (نطاق ترددي 3 ديسيبل) | |
| النطاق الديناميكي الخطي | ≥70 ديسيبل | |
| ساعة أخذ العينات | 160 ميجا هرتز (≥10 ديسيبل ميلي واط) | |
| ساعة التوقيت | 80 ميجا هرتز (≥10 ديسيبل ميلي واط) | |
| ساعة الموجة | 400 ميجا هرتز (≥10 ديسيبل ميلي واط) | |
| حواف النبضة الأمامية والخلفية | 20 نانوثانية | |
| ضوضاء المرحلة LO | أفضل من -105dBc/Hz@1kHz | |
| قوة الإثارة الناتجة | ≥10dBm (مطابقة 50Ω) | |
| نسبة الإشارة إلى الضوضاء | ≥70 ديسيبل | |
| قمع التداخل خارج النطاق | ≥45 ديسيبل | |
| قمع زائف | ≥60 ديسيبل | |
| معالجة الإشارات | نموذج معالجة الإشارة | التصوير بفتحة العدسة الحقيقية MTI+ |
| مدى المعالجة | 120م~32كم | |
| نسبة تغير تردد تكرار النبضة | 1.1 | |
| متوسط معدل التكرار | 3600 هرتز | |
| معدل البيانات | 2.5 ثانية/إطار | |
| نسبة ضغط النبض | 35 ديسيبل (ضيق)، 45 ديسيبل (واسع) | |
| معالجة البيانات | إمكانية معالجة تتبع النقاط | ≥5000 نقطة/إطار |
| القدرة على معالجة المسار | ≥300 دفعة/إطار | |
| تتبع التنبؤ لتحديد الوقت | ≤1 دقيقة | |
| يتم تحديد المسار وفقًا لوقت الدقة المحدد | ≤2 دقيقة | |
| فقدان البيانات لتتبع وقت الإنهاء التلقائي | ≥1 دقيقة | |
| تتبع سرعة الهدف | ≤70 عقدة (35 متر/ثانية) | |
| تتبع سرعة الهدف | ≤20 درجة/ثانية | |
| شاشة | يتحكم | تشغيل/إيقاف تشغيل نظام الرادار/إعداد المعلمات/تبديل القنوات |
| عناصر بيانات تقرير الحالة/التشخيص/الإنذار | تحديد مصدر البيانات، تحديد نظام استقبال البيانات، الوقت، بيانات المراقبة والتحكم | |
| صالة | وظيفة الاتصال | إرسال أوامر التحكم ومعلمات التكوين، واستقبال بيانات الرادار |
| وظيفة المراقبة | التحكم في النظام الفرعي، ومراقبة الحالة، وإنذار الأعطال، والقدرة على تسجيل سجلات النظام والاستعلام عنها | |
| وظائف العرض | شاشة عرض، PPI، تشغيل منطقة العرض، إعدادات منطقة العرض، تسجيل وإعادة تشغيل البيانات | |
| إدارة المستخدمين | إعدادات أذونات المستخدم | |
| سيرفو | يتحكم | التحكم في بدء وإيقاف محرك تشغيل الهوائي |
| الاستقبال والإرسال | إشارة مستشعر القرص الدوار، تدعم بروتوكول UDP، وتتواصل مع محطة المراقبة وتنفذ أوامر التحكم | |
| توزيع الطاقة | نموذج مصدر الطاقة | ～380 فولت ± 10%، 50 هرتز ± 5%، ثلاثي الطور بخمسة أسلاك |