آشنايي با ساختار دفاع الكترونيك

هدف نهايي دفاع الكترونيك مينيمم كردن كارايي آن دسته از تسليحات و ادوات نظامي است كه در عملكرد آنها تجهيزات الكترونيك نقش حياتي بازي مي كنند.
براي دستيابي به اين هدف دانش هاي زير الزامي است:
1- دانش استراتژيك از ادوات الكترونيك دشمن. براي دستيابي به اين دانش مانيتورينگ و مطالعه سيگنال هايي كه از ادوات دشمن منتشر مي شود ضروري است. به اين تكنولوژي (SIGINT) Signal Intelligence اطلاق مي شود.
2- دانش تاكتيكي از ادوات و تجهيزات دشمن. براي دستيابي به اين دانش نيازمند كسب اطلاعات از نحوه موضع گيري نيرو ها و مواضع دشمن، امكانات دشمن در منطقه و غيره داريم. كسب چنين اطلاعاتي هم براي امور دفاعي ضروري است و هم جهت برنامه ريزي جهت حمله بسيار ضروري مي باشد.
3- توليد و انتشار سيگنال هاي مقابله (ECM)(Electronic Countermeasures) با هدف كاهش هر چه بيشتر كارايي ادوات الكترونيك به كار رفته توسط دشمن. از جمله مهمترين اين ادوات رادار هاي جستجو (Search Radar)، رادارهاي تعقيب (Tracking)، سيستم هاي مادون قرمز، سيستم ليزري و ادوات مخابراتي دشمن است.
4- توليد و انتشار سيگنال ECCM (Electronic Counter Countermeasures) جهت مقابله با تداخل و اغتشاشاتي كه توسط دشمن بر روي تجهيزات خودي صورت مي گيرد. بكارگيري اين دانش موجب ارتقا مجدد سطح كارايي تجهيزات و ادوات نظامي خودي مي گردد و چنانكه از نام آن دريافت مي شود جهت مقابله با تكنيكهاي ECM دشمن مورد استفاده قرار مي گيرد.
درنمودار [ص 25 كتاب Neri] زير تقسيم بندي روش ها و تكنيك هاي مختلف دفاع الكترونيك به تصوير كشيده شده است. در ادامه مختصري راجع به سيستم هاي دفاع الكترونيكي اصلي اي كه در اين ساختار مي گنجد و مورد استفاده قرار مي گيرد ذكر شده است. شايان ذكر است كه يك سيستم دفاع الكترونيك در واقع مجموعه اي است از سيستم هايي كه در ادامه توضيح داده مي شود. به عنوان مثال سيستم هايي در حال حاضر موجود مي باشد كه عملكرد ECM و ESM را به صورت توأمان انجام مي دهند.
Signal Intelligence (SIGINT):
وظيفه سيستم هاي SIGINT جمع آوري حداكثر اطلاعات موجود در خصوص تشعتعات الكترومغناطيس يك دشمن بالقوه مي باشد. چنين سيستم هايي را مي توان به دو دسته تقسيم بندي كرد:
الف ) ELINT(ٍElectronic Intelligence) كه تشعشعات راداري دشمن را جمع آوري مي كنند.
ب ) COMINT(Communication Intelligence) كه اطلاعات مربوط به مكالمات و تبادل اطلاعات دشمن را جمع آوري مي كنند.
واضح است كه نقش چنين سيستم هايي در تشخيص و شناسايي يك دشمن بالقوه و يا تحريكات آن بسيار حياتي است. ابتدا حجم قابل توجهي اطلاعات از محيط جمع آوري مي گردد. اين اطلاعات بايستي به يك پردازنده قوي و يا يك مركز تحليل بزرگ تحويل داده شود تا پس از انجام پردازش هاي زياد با توجه به اطلاعاتي كه از قبل به صورت طبقه بندي شده وجود دارد اطلاعات ارزشمندي سنتز شود. بدون وجود كتابخانه هاي طبقه بندي شده از منابع و اهداف از پيش نمونه برداري شده عملاً پردازش ها و حجم عمليات مورد نياز براي تشخيص دشمن به صورت نمايي افزايش مي يابد. ممكن است قسمتي از اطلاعات توسط انواع ديگري از سيستم ها يا به روش هاي ديگر تهيه شده و در اختيار سيستم مركزي تحليل و پردازش قرار گيرد.
نحوه ي عملكرد سيستم هاي COMINT مشابه سيستم هايELINT مي باشند ولي وظيفه اصلي آنها تحليل تشعشعات ناشي از سيستم هاي مخابراتي و تشخيص اطلاعات تبادل شده بين گره هاي مختلف شبكه هاي مخابراتي درگير در منطقه مي باشد.
ESM (Electronic Support Measures):
هدف اصلي اين رده از سيستم ها فراهم آوردن امكان جلوگيري تاكتيكي از تحرك دشمن يا ادوات دشمن مي باشد(Tactical Interception). ساده ترين و پركاربردترين نمونه از اين سيستم ها، سيستم هاي RWR (Radar Warning Receiver) هستند كه با سيگنال هاي دريافتي از سوي يك هدف از پيش شناخته شده با نمونه هاي ذخيره شده از آن هدف را تشخيص مي دهند. تركيب سيستم هاي مختلف و انواع سنسور ها و تحليل گرهاي متفاوت باعث شده است تا امروزه با داشتن اطلاعات مناسبي از تشعشع كننده ها كمك شاياني جهت حمله به مواضع دشمن از طريق شناسايي و تشخيص مواضع دشمن باشند.
حسن RWR ها سادگي آنها مي باشد زيرا مبناي نتيجه گيري اطلاعات تعداد نسبتاً كمي از پارامترها با دقت متوسط مي باشد. قابليت اطمينان بالا، وزن كم و هزينه نسبتاً پايين، از ساير مزاياي چنين سيستم هايي مي باشد.
غالبا ً RWR ها براي تشخيص يك تهديد قريب الوقوع و خطر حتمي بكار مي روند. به عنوان مثال تشخيص يك رادار دشمن كه بر روي سايت حفاظت شده قفل شده است. استفاده از RWR ها در هواپيماها و كشتي ها مرسوم است و خلبان يا كاپيتان كشتي را قادر مي سازد تا در زمان مناسب عكس العمل مناسبي از خود نشان دهد. اين عكس العمل مي تواند يك مانور گريز باشد و يا تركيبي از مانور و شليك همزمان chaffو روش هاي jamming. در بخش ECM در خصوص روش chaff و تكنيك هاي مربوطه توضيح داده خواهد شد. در اينجا تنها به اين نكته اشاره مي شود كه يك راه شليك يك كارتريج اتفجاري شامل ميليون ها ديپل بسيار كوچك و سبك مي باشد كه يك اكو (echo) راداري بسيار قوي جهت مخفي كردن سايت مورد حفاظت ايجاد مي نمايد.
سيگنال هاي الكترومغناطيس دريافت شده توسط آنتن ها ي يك سيستم ESM عموماً تركيبي از پالس هاي بسيار فشرده پهن باند و امواج پيوسته مي باشد.
اطلاعاتي كه در اختيار مركز تحليل و پردازش قرار مي گيرد تا موقعيت اطراف را شبيه سازي كند غالباً در قالب فركانس حامل (Carrier Frequency)، DOA(Direction Of Arrival) و TOA (Time Of Arrival) عرض پالس (PW) دامنه و مدولاسيون روي پالس ها و امواج پيوسته مي باشد. پردازنده مركزي سيستم ESM با دريافت چنين اطلاعاتي در طول زمان اطلاعات موقعيتي و وضعيتي تشعشع كننده هاي توليد كننده اين اثرات را استخراج مي كند. علي رغم تلاش ها و مطالعات فراواني كه در اين زمينه صورت گرفته است همچنان تشخيص و استخراج اتوماتيك اطلاعات موقعيتي و وضعيتي يكي از مشكلات جنگ الكترونيك محسوب مي شود.
هدف اين گونه سيستم ها جلوگيري از تبادل اطلاعات دشمن است. اين كار از طريق تشخيص محل استقرار فرستنده ها و سيستم هاي رله راديويي و دكدينگ پيغام ها و علائم رد و بدل شده به صورت همزمان صورت مي گيرد. آگاهي از مقاصد دشمن را مي توان مهمترين اطلاعات جهت عكس العمل هاي مناسب و مقابله متناسب دانست. لذا چنين سيستم هايي نيز نقش عمده اي در جنگ هاي اخير بازي كرده اند.
Infra Red Warning:
موشك هاي هدايت شونده به وسيله مادون قرمز تقريباً سيگنال تشعشع نمي كنند زيرا قفل كردن بر روي تشعشعات مادون قرمز توليد شده توسط يك هدف براي هدايت آنها كافي است. اين بدين معني است كه تهديد توسط يك موشك هدايت شونده به وسيله مادون قرمز توسط سيستم هايESM راديويي قابل تشخيص نيست و اقدامات شايسته اي را متناسب با نوع تهديد مي طلبد كه در مباحث Infra Red Warningبه آنها پرداخته مي شود.
Laser Warning Receivers:
در دهه گذشته استفاده از سلاح هاي هدايت شونده به وسيله ليزر رشد چشمگيري يافته است. خصوصاً در جنگ عليه اهداف زميني از هوا جهت هدايت بمب ها و مو شك از ليزرها استفاده مي شود. ليزرهاي دي اكسيدكربن امكان هدايت موشك به سمت اهداف متحرك با سرعت بالا را نيز فراهم آورده اند. به وضوح اولين گام جهت دفاع شايسته در مقابل چنين تهديد هايي توانايي تشخيص وجود آنهاست و اين وظيفه اي است كه بر عهده LWR ها مي باشد.
Electronic Counter Measures (ECM):
تا كنون تجهيزات ادوات و سيستم هاي شناسايي محيط اطراف سايت مورد حفاظت را مورد بررسي قرار داديم يعني گام هاي ابتدايي جهت مقابله با تهديد دشمن برداشته شده است. حال با يستي به سيستم هاي خنثي كننده اين تهديدها كه توسط سيستم هاي اول تشخيص داده مي شوند پرداخت.
هدف خنثي كردن تهديد دشمن پس از تشخيص آن از دو طريق قابل دستيابي است:
1- پنهان كردن سايت مورد حفاظت از ديد سنسور هاي تهديد كننده
2- فريفتن سيستم تهديد كننده از طريق ايجاد اهداف جعلي يا مجازي
Chaff
همانطور كه پيش از اين نيز اشاره شد سيستم chaff تشكيل شده است از يك شليك كننده كه كارتريج هايي را پرتاب مي كند. اين كارتريج ها در فاصله مشخصي از سايت مورد حفاظت منفجر مي شوند و تعداد بيشماري ديپل كوچك را در محيط پراكنده مي سازند. ابر ناشي از اين ديپل ها سيگنال هاي رادار دشمن را به عقب برمي گرداند و يا متفرق مي سازد. پس از شليك chaff رادارهاي جستجوي دشمن ( Search Radar ) دشمن با تقريب خوبي از كار مي افتند.
Stealth Technology
واضح است كه بهترين راه جلوگيري از خطر جلوگيري از تشخيص توسط دشمن مي باشد. از آنجا كه سيگنال دريافتي توسط يك رادار مستقيما منتاسب با سطح مقطع راداري ( RCS ) هدف مي باشد ، كاهش چشمگير RCS همواره يكي از اهداف طراحان تجهيزات نظامي بوده است. با اين هدف تكنولوژي Stealth (رادار گريز ) در سالهاي اخير پا به عرصه نهاده است كه نتيجه مطالعات بنيادي بر روي مواد و ساختارهاي هندسي مناسب جهت كاهش بازتاب راداري ( كاهش RCS) اجسام مي باشد.
Noise Jammers
در يك Noise Jammer سيگنال هاي با فركانس يكسان با رادار متناظر با آن jammer با توان مناسب توليد مي شود. اين سيگنال ها به صورت يك اغتشاش معادل با يك نويز حرارتي قوي در گيرنده رادار عمل مي كنند. لذا سيگنال توليد شده توسط سايت مورد حفاظت در ميان نويز پنهان شده و احتمال آشكارسازي توسط رادار به شدت پايين مي آيد.
Deception Jammers
اينگونه jammer ها كه به نسبت از Noise Jammers پيچيدگي بيشتري دارند به گونه اي طراحي مي شوند كه اهداف جعلي و غلط را براي رادار توليد نمايند. در مورد رادار هاي جستجو اين Jammer ها مانع از تشخيص سايت واقعي مي شوند و در خصوص رادار هاي تعقيب ، تعقيب و قفل كردن متعاقب يك هدف جعلي به صورت ادامه دار ، مد نظر مي باشد.
Decoys
انواع مختلفي از طعمه ها ( Decoys ) ممكن است مورد استفاده قرار گيرند. يك Decoy شيئي است كه از سوي سايت مورد حفاظت پرتاب مي شود و يك سري سيگنال جعلي ولي كافي براي تشخيص توسط رادارهاي دشمن را توليد مي نمايد و رادار را متقاعد مي كند كه يك هدف وجود دارد. يك تقسيم بندي از انواع Decoy ها تفكيك آنها به نمونه هاي فعال و غيذ فعال مي باشد. در نمونه هاي غير فعال تنها ايجاد يك بازتاب بدون تقويت و يا جهت دهي آنها مد نظر مي باشد( مثلا يك بازتابنده كروي) و در نمونه هاي فعال پس از دريافت سيگنال رادار ، تقويت و جهت دهي مناسب بر روي سيگنال صورت مي پذيرد.
ECM-COM
هدف اين دسته از سيستم ها توليد سيگنال نويز و يا تداخل جهت مختل كردن گيرنده هاي مخابراتي و در نتيجه غير فعال كردن سيستم تبادل اطلاعات دشمن مي باشد.
IRCM
در سيستمهاي هوشمند، سيستمهاي ورودي (سنسورها) به منزله چشم و گوش سيستم هستند و از طريق آنها اطلاعات وارد سيستم ميشود و روي آنها پردازش انجام ميشود. از اين رو براي يك سيستم هوشمند، حسگرها نقش حياتي دارند. يكي از ابتدايي ترين روشهايي كه براي شناسايي و جمع آوري اطلاعات مورد استفاده فرار گرفته است، استفاده از سنسورهاي مادون قرمز و يا به طور كلي بهره گيري از روشهاي الكترواپتيكي است. سنسورهاي مادون قرمز به لحاظ سادگي عملكرد و در دسترس بودن پس از جنگ جهاني دوم گسترش زيادي پيدا كرده اند و از طرف ديگر روشهاي خنثي كننده اين سنسورها( IRCM) از قبيل ايجاد منابع نويز مادون قرمز و يا ايجاد يك سايه از هدف نيز در مقابل آنها گسترش پيدا كرد؛ به طوري كه بسياري از سيستمهاي هوشمند كنوني، سنسورهاي مادون قرمز و روشهاي ضد حمله موشكهاي هدايت شونده توسط اين سنسورها را پياده سازي كرده اند و كمتر سيستم دفاعي هوشمندي وجود دارد كه از تجهيزات مادون قرمز برخوردار نباشد. در كنار سيستمهاي مبتني بر مادون قرمز سيستمهاي ليزري نيز ظهور كردند.
در اين بين، موشكهاي هدايت شونده توسط ليزر و فاصله سنجهاي ليزري به طور خاصي گسترش بيشتري يافتند. البته با ظهور پروسسورهاي قوي سيستمهايي بر اساس پردازش تصوير نيز به وجود آمدند كه جزء پيشرفته ترين و قويترين سلاحهاي الكترواپتيكي ميباشند. در عصر فعلي كه بحث ديد مصنوعي (بينايي ماشين) و ساخت ابزارهاي ديد شبيه چشم انسان و نيز تكنيكهاي پردازش تصوير گسترش زيادي يافته اند ظهور سلاحهايي كه خود ميبينند و تصميم ميگيرند دور از انتظار نيست.
ECM-Lasers:
نحوه عملكرد و انواع اين دسته از سيستم ها كاملا مشابه نمونه هاي راداري آنها مي باشد . تنها فرق موجود هدفي است كه بدان دليل طراحي شده اند . اين گونه سيستم ها جهت كاهش كارآيي ادوات مبتني بر ليزر طراحي مي شوند و عموما با كاهش دقت يك سيستم مسافت ياب ليزري سر و كار دارند.
Electronic Counter- Counter Measures (ECCM):
اين دسته از تجهيزات معمولا با اين هدف به سنسورهاي سيستم هاي تسليحاتي افزوده مي شوند كه كارآيي آنها را در وضعيت حضور سيگنال هاي تداخلي عمدي نظير jammer ها افزايش دهند و به مقابله با سيستم هاي ECM دشمن بپردازند.
IW
تا كنون جهت تكنولوژي در تسليحات به اين سمت بود كه هوشمندي از انسان به ماشين منتقل شود و تسليحات هوشمند تر دفاعي و تهاجمي ساخته شود. اين امر نيازمند حلقه اي به نام تكنولوژي است. فعاليت هايي كه در زمينه جنگ الكترونيك (EW ) و شاخه هاي مختلف آن صورت مي گيرد و همچنين تسليحات هوشمند همگي مربوط به اين حوزه از فعاليت هاي دفاعي است.