चरणबद्ध सारणी का आरसीएस आकलन और नियंत्रण

चरणबद्ध सारणी का आरसीएस आकलन और नियंत्रण

रक्षा अनुप्रयोग उन अभिकल्‍पों की मांग करते हैं जो सबसे कम आरसीएस प्रदर्शित करते हैं ताकि अत्यधिक संवेदनशील रडार के कारण दुश्मन रडार अचूक हो सके। ऐसे स्‍टेल्‍थ या कम आरसीएस प्‍लाटफार्म के लिए, इतना ही आवश्यक नहीं है कि चरणबद्ध एंटेना सारणी में उच्च प्रदर्शन (लाभ, साइडलोब स्तर, आकार, वजन) हो, परंतु आरसीएस आवश्यकताओं को भी पूरा करना चाहिए। इसके विपरीत, यह आवश्यक है कि आरसीएस को कम करने के लिए प्रयोग की जाने वाली किसी भी सक्रिय/निष्क्रिय तकनीक के कारण एंटेना सारणी के निष्‍पादन में कमी नहीं होनी चाहिए।

प्‍लाटफार्म पर मौंट किया गया एंटेना, आरसीएस प्‍लाटफार्म पर दो गुना अधिक प्रभाव डालता है। सबसे पहले, एंटेना सतह की निरंतरता में बाधा डालती है (उदाहरण के लिए, एक वायुयान की सतह पर एंटेना सारणी को घुमाने के लिए छेदने की आवश्यकता होती है) और इस प्रकार अधिक छोर निकल जाते हैं। इसके अलावा, एक अच्छी तरह अभिकल्पित एंटेना में अपने ऑपरेटिंग बैंड में लगभग सभी ऊर्जा घटनाओं को अवशोषित करने की क्षमता है। उदाहरण के लिए, एंटेना स्थापित प्लेट में स्‍कैटेरिंग की विशेषता होती है जो रन्‍ध्र सहित प्लेट के समान होता है। ये दो कारक सामूहिक रूप से वाइड-एंगल स्कैटरिंग/आरसीएस की उत्‍पत्ति करती है। दूसरा, आतंक रडार का संकेत एंटेना प्रणाली की फ़ीड में प्रवेश कर सकता है और आंतरिक विसंगतियों और जंक्शनों पर प्रतिबिंबित हो सकता है। भले ही ये विसंगतियॉं ऑपरेटिंग बैंड में छोटे हों, फिर भी वे बड़े सारणी के लिए कई स्कैटरिंग स्रोतों को प्रदान करती हैं। इन वैयक्तिक योगदानों के कारण अनेक स्थितियों में रचनात्मक रूप से जोड़ सकते हैं। ये स्‍कैटेरिंग फ़ीड के प्रकार और उसमें शामिल घटकों पर निर्भर होता है और इस प्रकार आरसीएस को आंकना जटिल है। इन-बैंड एंटेना आरसीएस में दो एंटेना स्कैटरिंग मोड होते हैं - संरचनात्मक मोड और एंटेना या विकिरण मोड। संरचनात्मक मोड, एंटेना और प्लेटफॉर्म पर प्रेरित धाराओं द्वारा उत्पन्न होता है जब अंत भार एंटेना प्रतिबाधा के जटिल संयोग के बराबर होता है और मुख्य रूप से एज के प्रभावों के कारण होता है, जैसे, ग्राउंड प्लेन एज विवर्तन और सारणी के एज के पास पारस्परिक युग्मन परिवर्तन। इसके विपरीत, विकिरण मोड केवल एंटेना के विकिरण गुणों द्वारा निर्धारित किया जाता है और एक दिए गए दिशा में एंटेना के लाभ और संशोधित प्रतिबिंब गुणांक के आनुपातिक होता है।

अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए एंटीना सरणी के लिए, यह आवश्यक है कि एंटीना और संरचनात्मक मोड स्कैटरिंग दोनों शब्द अपने ऑपरेटिंग बैंड के भीतर छोटे हों। आम तौर पर, एंटेना सिस्टम को कम स्कैटरिंग के साथ उच्च लाभ प्राप्त करने के लिए लिया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वे उच्च प्रदर्शन के साथ-साथ कम आरसीएस जैसी दोनों आवश्यकताओं को पूरा करे। इसके अलावा, सामान्य रूप से, एंटेना इम्‍पेडेन्‍स अपने लोड इम्‍पेडेन्‍स से मैच करती है ताकि अधिकतम पावर ट्रांसफर में सक्षम हो। रिसीवर की सहायता से एंटेना स्कैटरिंग मोड को निकालने के लिए बड़े सारणी के एंटेना को अंत करने के बावजूद, यह आरसीएस के कम मूल्य को कम करने में विफल रहता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि, इस तरह के मामले में, एंटेना से स्‍कैटर हुई शक्ति अवशोषित शक्ति से अधिक है।

जब एक प्रासंगिक लहर इन-बैंड परिचालन एंटेना के फ़ीड नेटवर्क में प्रवेश करती है तो फ़ीड के माध्यम से सिग्‍नलों का पता लगाने केलिए सभी आंतरिक जंक्शनों और उपकरणों पर विचार करने की आवश्यकता होती है, जिन पर प्रतिबिंब पाए जाते हैं। फ़ीड नेटवर्क के मामले में स्‍कैटेरिंग के स्रोतों में एंटेना एपर्चर, फेस शिफ्टर, कप्लर्स और टर्मिनेटिंग लोड शामिल हैं। स्कैटरिंग के अन्य विशिष्ट स्रोतों में ऐसे उपकरण शामिल हैं जो भौतिक सीमाओं (विनिर्माण और समुच्‍चयन त्रुटियों, पदार्थ के विद्युत गुणों में भिन्नता, आदि), सतह खुरदरापन (समुच्‍चयन सहनशीलता, असंतुलन, विकृति, आदि), एंटेना में त्रुटियॉं (उदाहरण के लिए उप-सारणी से परिमाणिकरण त्रुटियां) और सिरा के प्रभाव के कारण पूरी तरह से मेल नहीं खाते हैं। फ़ीड नेटवर्क में विभिन्न विसंगतियों पर स्किैटेरिंग के चलते सिग्नल फ़ीड नेटवर्क के गहराई में अंतरण होता है। इन सभी अलग-अलग स्‍कैटर हुए क्षेत्रों का वेक्टर, जो एपर्चर और रीरैडिएट पर लौटता है, कुल आरसीएस के बराबर होगा। यह विश्लेषणात्मक दृष्टिकोण सारणी आरसीएस के क्‍लोस्‍ड-फार्म से प्राप्त करने में प्रयोग किया जाता है। अनुकरण अध्ययन करने के लिए पैरामीटर विश्लेषण के साथ सॉफ़्टवेयर कोड का विकास प्रयोगशाला में किया गया है।

विनिर्देश:

• चरणबद्ध सारणी के आरसीएस के लिए सॉफ्टवेयर कोड का विकास:
• श्रृंखला फ़ीड नेटवर्क
• समांतर फ़ीड नेटवर्क
• चरणबद्ध सारणी अभिविन्‍यास:
  • रैखिक सारणी
  • प्लानर आयताकार सारणी (चित्र 4)
  • गैर-प्लानर बेलनाकार सारणी (चित्र 5)
• पारस्‍परिक युग्मन

सुविधाएं जहां इस तकनीक का प्रयोग किया जाता है: रक्षा प्रयोगशालाएं

इस तकनीक की प्रमुख उपलब्धियॉं/परिणाम:

• प्रयोगशाला में विकसित सॉफ्टवेयर कोड
• सॉफ्टवेयर कॉपीराइट
• चरणबद्ध सारणी कोड के सीएसआईआर-एनएएल रडार क्रॉस-सेक्शन (आरसीएस) (एस/डब्ल्यू कोड सं.: 6/सीआर/2012)
• सीएसआईआर-एनएएल आर्बिट्रेरी डीपोल सारणी कोड के बैकस्केटरिंग क्रॉस सेक्शन का आकलन (15.04.2013 को दायर)

पुस्तकें

• हेमा सिंह, एच एल स्नेहा और आरएम झा, पैरलल फीड नेटवर्क के साथ डीपोल चरणबद्ध सारणी के रडार क्रॉस सेक्‍शन। स्प्रिंगरब्रीफ इन इलेक्ट्रिकल एंड कंप्यूटर इंजीनियरिंग-कम्प्यूटेशनल इलेक्ट्रोमैग्‍नेटिक्स, आईएसबीएन: 978-981-287-783-3, 77 पी, 2015.
• हेमा सिंह, आर चांदिनी और आरएम झा, पैरलल-फेड प्लानर डीपोल एंटेना एरे लो-अबसेर्वेबल प्‍लैटफॉर्म। स्प्रिंगरब्रीफ इन इलेक्ट्रिकल एंड कंप्यूटर इंजीनियरिंग-कम्प्यूटेशनल इलेक्ट्रोमैग्‍नेटिक्स, आईएसबीएन: 978-981-287-813-7, 50 पी, 2015
• हेमा सिंह, एच एल स्नेहा और आरएम झा, असमान लंबाई डीपोल सारणी के स्कैटरिंग क्रॉस सेक्‍शन। स्प्रिंगरब्रीफ इन इलेक्ट्रिकल एंड कंप्यूटर इंजीनियरिंग-कम्प्यूटेशनल इलेक्ट्रोमैग्‍नेटिक्स, आईएसबीएन: 978-981-287-789-5, 58 पी, 2015.
• हेमा सिंह, आर चांदिनी और आरएम झा, रैखिक और प्लानर डीपोल चरणबद्ध सारणी का आरसीएस आकलन: मॉडल स्प्रिंगरब्रीफ इन इलेक्ट्रिकल एंड कंप्यूटर इंजीनियरिंग-कम्प्यूटेशनल इलेक्ट्रोमैग्‍नेटिक्स, आईएसबीएन: 978-981-287-753-6, 47 पी, 2015.

Figure 5: RCS of 16-element dipole phased array mounted over a conducting cylindrical surface