ระบบนำวิถีเรดาร์แบบกึ่งแอคทีฟ

ระบบนำวิถีเรดาร์แบบกึ่งแอคทีฟ (Semi-active radar homing หรือ SARH) เป็นระบบนำวิถีขีปนาวุธที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะในขีปนาวุธนำวิถีระยะไกลประเภทอากาศสู่อากาศ (Air-to-Air) และพื้นสู่อากาศ (Surface-to-Air) ความแตกต่างสำคัญของระบบนี้คือ ตัวขีปนาวุธเองจะไม่มีเครื่องส่งสัญญาณเรดาร์ในตัว แต่จะทำหน้าที่เป็นเพียงเครื่องรับสัญญาณ (Passive detector) ที่ตรวจจับสัญญาณเรดาร์ที่สะท้อนมาจากเป้าหมาย ซึ่งสัญญาณดังกล่าวถูกส่งมาจากแหล่งกำเนิดภายนอก เช่น เครื่องบินขับไล่หรือสถานีเรดาร์ภาคพื้นดินที่ทำหน้าที่ "ฉายแสง" (Illumination) ไปยังเป้าหมาย

ในทางยุทธวิธีของ NATO รหัสเรียกขาน (Brevity code) สำหรับการยิงขีปนาวุธนำวิถีแบบ SARH คือ "Fox One"

หลักการทำงานของระบบ SARH

แนวคิดพื้นฐานของ SARH คือการลดความซ้ำซ้อนของอุปกรณ์ โดยการไม่ติดตั้งเครื่องส่งสัญญาณเรดาร์ที่มีน้ำหนักมากไว้บนตัวขีปนาวุธ ซึ่งช่วยให้ขีปนาวุธมีน้ำหนักเบาลงและเพิ่มระยะการบินได้ไกลขึ้น นอกจากนี้ เนื่องจากความแม่นยำของเรดาร์ขึ้นอยู่กับขนาดของสายอากาศ ซึ่งพื้นที่ส่วนหัวของขีปนาวุธมีจำกัดเกินกว่าจะติดตั้งสายอากาศขนาดใหญ่เพื่อให้ได้ความแม่นยำสูง ระบบจึงใช้เรดาร์ขนาดใหญ่จากเครื่องบินหรือสถานีภาคพื้นดินในการส่งสัญญาณและประมวลผลการติดตามแทน

ขีปนาวุธจะคำนวณความเร็วในการเข้าหาเป้าหมาย (Closing velocity) เพื่อกำหนดตำแหน่งความถี่ของสัญญาณคลื่นต่อเนื่อง (Continuous-wave หรือ CW) และใช้สายอากาศแบบ Monopulse เพื่อวัดค่าความคลาดเคลื่อนของมุม (Angle error) จากนั้นระบบควบคุมการบินจะปรับทิศทางของครีบหางหรือหัวฉีดขับดันเพื่อให้ขีปนาวุธมุ่งหน้าไปยังเป้าหมายอย่างแม่นยำ นอกจากนี้ ขีปนาวุธยังสามารถรับสัญญาณโดยตรงจากเครื่องส่งของแพลตฟอร์มที่ยิง เพื่อใช้เป็นสัญญาณอ้างอิงในการป้องกันการรบกวนสัญญาณ (Jamming) จากเป้าหมาย

การเปรียบเทียบกับระบบ Beam Riding

ระบบ SARH มีความแตกต่างจากระบบ Beam Riding (เช่น ขีปนาวุธ RIM-8 Talos) ดังนี้:

• ตำแหน่งการรับสัญญาณ: ระบบ Beam Riding ขีปนาวุธจะรับสัญญาณที่ส่วนท้ายเพื่อรักษาตำแหน่งให้อยู่กลางลำแสงเรดาร์ ในขณะที่ SARH จะรับสัญญาณสะท้อนที่ส่วนหัวเพื่อนำทางเข้าหาเป้าหมาย
• ความแม่นยำ: ลำแสงเรดาร์มีลักษณะเป็นรูปพัดซึ่งจะกว้างขึ้นตามระยะทาง ทำให้ระบบ Beam Riding มีความแม่นยำลดลงในระยะไกล ในขณะที่ SARH มีความแม่นยำสูงขึ้นเมื่อเข้าใกล้เป้าหมาย
• ข้อกำหนดด้านอุปกรณ์: ระบบ Beam Riding มักต้องการเรดาร์สองชุด (ชุดหนึ่งสำหรับติดตามเป้าหมาย และอีกชุดสำหรับนำทางขีปนาวุธ) แต่ SARH ต้องการเรดาร์เพียงชุดเดียวที่ส่งสัญญาณในรูปแบบที่กว้างกว่า

เทคโนโลยีเรดาร์คลื่นต่อเนื่อง (CW Radar)

ระบบ SARH สมัยใหม่ใช้เรดาร์คลื่นต่อเนื่อง (CW radar) ในการนำวิถี แม้ว่าเรดาร์ของเครื่องบินขับไล่ส่วนใหญ่จะเป็นแบบ Pulse Doppler แต่ก็มักจะมีฟังก์ชัน CW เพื่อรองรับการนำวิถีขีปนาวุธ ตัวอย่างเช่น เครื่องบิน MiG-31 ของโซเวียตที่ใช้ขีปนาวุธ Vympel R-33 ซึ่งใช้การนำวิถีแบบ SARH เป็นหลักร่วมกับการนำวิถีด้วยแรงเฉื่อย (Inertial guidance) ในช่วงเริ่มต้น

ข้อจำกัดสำคัญของระบบนี้คือ เป้าหมายต้องถูกฉายแสงด้วยเรดาร์ตลอดเวลา จนกว่าขีปนาวุธจะกระทบเป้าหมาย ซึ่งทำให้เครื่องบินที่ยิงตกเป็นเป้าสายตาและเสี่ยงต่อการถูกโจมตีกลับ รวมถึงทำให้ระบบแจ้งเตือนของเป้าหมายตรวจพบการโจมตีได้รวดเร็ว นอกจากนี้ เรดาร์รุ่นเก่ามักจะสามารถนำวิถีขีปนาวุธได้เพียงลูกเดียวต่อหนึ่งเครื่องส่งสัญญาณในเวลาเดียวกัน

การป้องกันการรบกวนสัญญาณ (ECCM)

ขีปนาวุธ SARH รุ่นใหม่มีการพัฒนาขีดความสามารถในการต่อต้านการรบกวนสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Counter-Countermeasure หรือ ECCM) ที่ดีขึ้น เพื่อลดข้อจำกัดพื้นฐานของระบบ อย่างไรก็ตาม เพื่อแก้ปัญหาการที่ต้องฉายแสงเป้าหมายตลอดเวลา จึงมีการพัฒนาระบบ Terminal Semi-Active Radar Homing (TSARH) เช่นในขีปนาวุธ SM-2 ซึ่งจะใช้การนำวิถีด้วยแรงเฉื่อยเป็นส่วนใหญ่ในช่วงแรก และจะเปิดใช้งานระบบ SARH เฉพาะในช่วงสุดท้ายของการโจมตี เพื่อไม่ให้เป้าหมายรู้ตัวจนกว่าจะใกล้ถึงจุดปะทะ