Düşük görünürlüklü savaş uçaklarının erken tespiti için L-Bant hava radarı uygulaması

Abstract

Radar Kesit Alanı (RKA) tanımına ve formülasyonlarına bakıldığında RKA değerinin; sinyalin frekansı, nesnenin geometrisi ve yansıtıcı yüzeyde kullanılan materyalin özellikleri ile ilişkili olduğu görülür. Temelde yatan bu üç etmenden dolayı bir uçağın RKA’sı X-bantta ve L-bantta ölçüldüğünde birbirinden farklı değerler ortaya çıkacaktır. Bir radarın hedefi tespit edebilirliği ile ilgili en önemli parametrelerden biri tespit etmek istediği hedefin RKA’sıdır. Bir hedefin RKA’sı ne kadar yüksek ise radar tarafından o kadar kolay veya bir diğer tabirle daha uzaktan tespit edilebilecektir. “Radara görünmez” (stealth) olarak adlandırılan savaş uçakları esasen belli bir bantta radar düşük görünürlüğüne sahiptirler. Bunun temel sebebi bir nesneyi örneğin bir uçağı tüm frekans bandı boyunca sabit RKA’lı veya düşük RKA’lı yapmak mümkün değildir. Yukarıda da bahsedildiği gibi RKA frekansın bir fonksiyonudur. Bu nedenle RKA, genellikle tespitinden kaçınılmak istenen radarın çalışma frekans bandında düşük olacak şekilde optimize edilir. Terminolojide “Fighter” olarak adlandırılan avcı/savaşçı savaş uçaklarının en temel görevlerinden biri hava muhaberesidir. Bu tip savaş uçaklarının burun bölgelerinde taşıdıkları burun radarları; hem temelde ihtiyaç duydukları tespit/takip hassasiyeti, çözünürlüğü yönlerinden hem de boyut, ağırlık, güç ve soğutma yönlerinden değerlendirildiğinde en optimize bant olan X-bantta çalışırlar. Bu nedenden dolayı radardan kaçınmak isteyen bir savaş uçağının RKA’sı X-bantta mümkün olduğu kadar en düşük seviyede olacak şekilde tasarlanır. Bu tez çalışmasında, X-banta optimize edilmiş RKA’ya sahip bir stealth uçağın RKA’sının yüzeyinde kullanılan radar soğurucu malzemelerinin frekansa bağlı sınırlı performansından dolayı frekansın azalışığına bağlı olarak artışı incelenmiş daha sonra bir F-16 savaş uçağının kanat kısmına entegre edilebilecek boyutlarda bir L-bant radar tasarlanmış ve stealth bir savaş uçağını tespit menzili araştırılmıştır. When examining the definition and formulations of Radar Cross Section (RCS), it becomes evident that the RCS value is intricately linked to the signal frequency, the geometry of the object, and the properties of the reflective surface material. Due to these underlying factors, the RCS of an aircraft measured in the X-band and L-band will yield distinct values. One of the most crucial parameters concerning a radar's ability to detect a target is the RCS of the desired target. The higher the RCS of a target, the easier it will be detected by the radar; in other words, it will have greater visibility. Stealth aircraft, commonly referred to as "radar-invisible," inherently possess low radar visibility in a specific band. The fundamental reason is that achieving a constant RCS or a low RCS throughout the entire frequency spectrum for an object, such as an aircraft, is not feasible. As mentioned earlier, RCS is fundamentally a function of frequency. Therefore, RCS is typically optimized to be low within the operational frequency band of the radar one seeks to evade. Fighter aircraft, categorized as "Fighters," play a fundamental role in air combat. The nose radars carried by these fighter aircraft operate in the X-band, primarily for the needed detection/tracking precision and resolution, considering size, weight, power, and cooling. Hence, the RCS of a stealth aircraft, aiming to evade radar detection, is designed to be as low as possible in the X-band. In this thesis, the increase in the RCS of a stealth aircraft optimized for the X-band was examined due to the frequency-dependent limited performance of radar-absorbing materials used on the RCS surface as the frequency decreases. Subsequently, an L-band radar, which can be integrated into the wing section of an F-16 fighter aircraft, was designed and the detection range for a stealth fighter aircraft was investigated.