ذاكرة الترددات الراديوية الرقمية

ذاكرة الترددات الراديوية الرقمية

تُعد ذاكرة الترددات الراديوية الرقمية (Digital Radio Frequency Memory - DRFM) وسيلة إلكترونية متطورة تُستخدم لالتقاط إشارات الترددات الراديوية (RF) رقمياً ثم إعادة إرسالها. تُستخدم هذه الأنظمة بشكل أساسي في عمليات التشويش على الرادارات، كما بدأت تطبيقاتها تمتد لتشمل مجالات الاتصالات الخلوية.

آلية العمل والمميزات التقنية

يعمل نظام DRFM عن طريق تحويل إشارة الترددات الراديوية الواردة إلى صيغة رقمية بتردد ونطاق ترددي يسمحان بتمثيل الإشارة بدقة عالية، ومن ثم إعادة بناء هذه الإشارة وإرسالها عند الحاجة. الميزة الجوهرية في هذه التقنية هي قدرتها على إنشاء "نسخة رقمية" مطابقة للإشارة المستلمة، مما يجعلها متماسكة (Coherent) مع مصدر الإشارة الأصلي.

تتفوق أنظمة DRFM على "حلقات الذاكرة التناظرية" القديمة في عدة جوانب، أهمها عدم تدهور الإشارة الناتج عن تدوير الطاقة المستمر عبر مضخمات الواجهة الأمامية. هذا التفوق يتيح تحقيق أخطاء أكبر في المدى عند استخدام التشويش التفاعلي، كما يسمح بتنفيذ التشويش التنبؤي.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لنظام DRFM تعديل الإشارة قبل إعادة إرسالها، مما يغير من خصائص الهدف الوهمي، مثل:

• المقطع الراداري العرضي (Radar Cross Section).
• المدى والسرعة الظاهرية.
• الزاوية التي يبدو منها الهدف.

هذه القدرات تجعل من أنظمة DRFM عائقاً كبيراً أمام مستشعرات الرادار الحديثة.

التطور التاريخي

يعود أول ذكر لوسيلة رقمية لتخزين نبضات إشارات الترددات الراديوية إلى مقال نُشر في عدد يناير/فبراير من عام 1975 في مجلة Electronic Warfare (إصدار جمعية Old Crows)، وهو مقال كتبه شيلدون سي. سبيكتور بعنوان "ذاكرة ميكروويف متماسكة باستخدام التخزين الرقمي: حلقة الذاكرة عديمة الحلقة" (A Coherent Microwave Memory Using Digital Storage: The Loopless Memory Loop).

التطبيقات الرئيسية

التشويش الراداري

في أنظمة التشويش، يقوم نظام DRFM برقمنة الإشارة المستلمة وتخزين نسخة متماسكة منها في الذاكرة الرقمية. عند الحاجة، يتم تكرار هذه الإشارة وإعادة إرسالها. وبما أن الإشارة المعاد إرسالها تكون تمثيلاً متماسكاً للإشارة الأصلية، يصعب على الرادار المرسل التمييز بينها وبين الإشارات الحقيقية الصادرة عن الأهداف الفعلية.

تسمح عملية تخزين الإشارة في الذاكرة بإنشاء أهداف وهمية تظهر خلف الهدف المراد حمايته (التشويش التفاعلي) أو أمامه (التشويش التنبؤي). كما يمكن إحداث تغييرات طفيفة في التردد لخلق أخطاء في تأثير دوبلر (السرعة) لدى جهاز الاستقبال المستهدف. علاوة على ذلك، يمكن استخدام DRFM لإنشاء جبهات طور مشوهة عند هوائي الاستقبال، وهو أمر ضروري لمواجهة تقنيات قياس الزوايا في الرادارات أحادية النبضة (Monopulse Radar).

محاكاة الأجهزة في الحلقة (HWIL)

نظراً لقدرة نظام DRFM على خلق أهداف وهمية مقنعة للرادارات، يتم توظيف هذه التقنية في "محاكاة الأجهزة في الحلقة" (Hardware-in-the-loop simulation). تُعد هذه المحاكاة أداة حيوية لتطوير أنظمة الرادار الجديدة، حيث تتيح اختبار وتقييم النظام في مراحل مبكرة من دورة التصميم.

تساهم هذه الطريقة في خفض تكاليف التطوير بشكل كبير؛ فعلى سبيل المثال، يمكن نقل تجارب الطيران الأولية المكلفة للرادارات المحمولة جواً إلى المختبر. يمكن اختبار الرادار إما عن طريق الربط المباشر أو عبر الربط الهوائي باستخدام الهوائيات. تتيح بيئة HWIL المغلقة استخدام DRFM لمحاكاة سيناريوهات اختبار تغطي عدداً من المعايير والمتغيرات أكبر بكثير مما هو ممكن في ميادين الاختبار المفتوحة.