Experimental signaling and propagation analysis of a bistatic passive radar exploiting hdtv station emissions in the Attica region
Authors: Παπασταμάτης Θωμάς 
Published: December 2022

Από την απαρχή της χρήσης των ραντάρ ως μέσο επιτήρησης, έχει υλοποιηθεί μεγάλη πρόοδος όσον αφορά το τεχνολογικό του υπόβαθρο. Ωστόσο, ακόμα και μέσω της ενσωμάτωσης νέων τεχνολογιών, όπως LPI κυματομορφές και Ηλεκτρονικά Αντίμετρα, δεν επετεύχθει η κάλυψη των αδύναμων σημείων ενός ενεργού ρανταρ. Μέσω της εκπομπής ηλεκτρομαγνητικών παλμών, το ενεργό ραντάρ είναι ευάλωτο απέναντι στα μέσα Καταστολής της Αεράμυνας όπως βλήματα αντι-ραντάρ (ΑRM), παρεμβολείς και Μη Επανδρωμένα Αεροσκάφη (UAV, drones), τα οποία μπορούν να το εντοπίσουν, να το παρεμβάλλουν ή ακόμα και να το καταστρέψουν. Η εξέλιξη της τεχνολογίας των ραντάρ ανέδειξε ένα νέο μέσο, το οποίο ονομάστηκε παθητικό ραντάρ (PCL), και αντιμετώπιζε αποτελεσματικά όλες τις αδυναμίες του ενεργού ραντάρ. Η λειτουργία του βασίζεται στην στην εκμετάλλευση της ήδη υπάρχουσας ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας. Μέσω της επεξεργασίας διαφορετικών κυματομορφών όπως της ψηφιακής τηλεόρασης, του ραδιοφώνου, του δικτύου κινητής τηλεφωνίας και των ενεργών ραντάρ, το παθητικό ραντάρ μπορεί να εντοπίζει στόχους. Για τους ανωτέρω λόγους, η διατριβή αυτή βασίστηκε στην ανάλυση των παθητικών ραντάρ, όπως επίσης και στην έρευνα του περιβάλλοντος λειτουργίας τους, που δεν είναι άλλο από την τροπόσφαιρα. Αναλύθηκαν όλα τα ατμοσφαιρικά φαινόμενα και οι μηχανισμοί διάδοσης τους, όπως και οι επιδράσεις τους πάνω στην διάδοση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Επιπλέον, εισήχθη η μοντελοποίηση της τροποσφαιρικής διάδοσης μέσω της μεθόδου των παραβολικών εξισώσεων, η οποία μπορεί να επιλύσει ταχύτατα προβλήματα διάδοσης μεγάλης κλίμακας. Από την έρευνα πάνω στις παραβολικές εξισώσεις, όπως και στο μοντέλο Longley-Rice (ΙΤΜ), έχουν προκύψει τα σύγχρονα συστήματα αξιολόγησης της διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων για τα ραντάρ. Ένα από αυτά τα συστήματα ονομάζεται AREPS, και δύναται να προβλέπει την ύπαρξη φαινομένων διάθλασης και των ανάλογων μηχανισμών διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στην τροπόσφαιρα. Το εν λόγω λογισμικό χρησιμοποίηθηκε ευρέως στην διατριβή αυτή για την αξιολόγηση των δεδομένων, και την παραγωγή χαρτών ραδιοκάλυψης, όπως και άλλων διαγραμμάτων, των σταθμών ψηφιακής τηλεόρασης οι οποίοι εκπέμπουν στην περιοχή που μας αφορά ερευνητικά. Όμως πλήν των σημάτων της ψηφιακής τηλεόρασης, στη διατριβή αυτή αναλύθηκαν και τα LPI σήματα, τα οποία δύναται να εκπέμπονται από ραδιοφάρους ενός ευρύτερου δικτύου πολυστατικών ραντάρ. Επιπλέον, προτάθηκε και υλοποιήθηκε μέσω του λογισμικού MATLAB, μια τεχνική για την εξαγωγή της θέσης ενός στόχου από ένα σύστημα πολυστατικού ραντάρ. Επιπρόσθετα, δημιουργήθηκε ένα σύστημα διστατικού ραντάρ, το οποίο και δοκιμάστηκε σε μια περιοχή την οποία κάλυπταν περισσότεροι του ενός σταθμοί ψηφιακής τηλεόρασης. Το ανάγλυφο, o αστικός ιστός και ορισμένα φαινόμενα διάδοσης επηρέασαν την λήψη των σημάτων ψηφιακής τηλεόρασης. Τέλος, όλες οι παράμετροι της έρευνας αναλύθηκαν διεξοδικά και πραγματοποιήθηκε η εξαγωγή συμπερασμάτων, η οποία στη συνέχεια θα χρησιμοποιηθεί για την σχεδίαση ενός νέου πολυστατικού συστήματος ραντάρ.