バイスタティックレーダー

レーダーシステムによっては、送信アンテナと受信アンテナが別々になっている場合もありますが、送信機、目標、受信機の間の角度（バイスタティック角）がゼロに近い場合は、モノスタティックまたは擬似モノスタティックとみなされます。例えば、一部の超長距離HFレーダーシステムでは、電気的絶縁のために送信機と受信機が数十キロメートル離れている場合がありますが、想定される目標距離が1000～3500km程度であるため 、真のバイスタティックとはみなされず、擬似モノスタティックと呼ばれます。

構成によっては、バイスタティックレーダーはフェンスのような構成で動作するように設計され、送信機と受信機の間を通過するターゲットを検出します。バイスタティック角は180度近くになります。これはバイスタティックレーダーの特殊なケースで、送信されたエネルギーがターゲットによって散乱されるメカニズムにちなんで前方散乱レーダーと呼ばれます。前方散乱では、散乱はバビネの原理を使用してモデル化でき、レーダー断面積（RCS）が送信機から見た航空機のシルエットのみによって決定され、ステルスコーティングや形状の影響を受けないため、ステルス航空機に対する潜在的な対策となります。このモードでのRCSはσ=4πA²/λ²として計算されます。ここで、Aはシルエット面積、λはレーダー波長です。ただし、ターゲットは場所によって変化する可能性があり、前方散乱レーダーでは距離、方位、ドップラーの測定値に含まれる情報量が非常に少なくなるため（フェンス内のターゲットの位置に関係なく、これらのパラメータはすべてゼロに近づきます）、追跡は非常に困難です。

マルチスタティックレーダーシステムとは、少なくとも3つの構成要素を持つシステムのことです。例えば、受信機1台と送信機2台、受信機2台と送信機1台、あるいは受信機複数台と送信機複数台などです。これはバイスタティックレーダーシステムの一般化であり、地理的に離れた1つ以上の送信機からの反射波を1つ以上の受信機が処理します。

機会があれば非レーダー送信機を利用するバイスタティックまたはマルチスタティックレーダーは、パッシブコヒーレント位置特定システムまたはパッシブ隠蔽レーダーと呼ばれます。

能動的な電磁パルスを発信しないレーダーはすべてパッシブレーダーと呼ばれます。パッシブコヒーレント測位（PCL）は、パッシブレーダーの一種で、環境中の送信機、特に商用信号などの機会信号を利用します。

バイスタティック角は、バイスタティックレーダーにおいて送信機、目標、受信機の間で形成される角度です。この角度がちょうどゼロの場合、レーダーはモノスタティックレーダー、ゼロに近い場合は擬似モノスタティックレーダー、180度に近い場合は前方散乱レーダーと呼ばれます。それ以外の場合は、単にバイスタティックレーダーと呼ばれます。バイスタティック角は、目標のレーダー断面積を決定する上で重要な要素です。 ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

バイスタティックレンジとは、送信機と受信機が分離されたレーダーまたはソナーシステムによって行われる基本的な距離測定を指します。受信機は、送信機からの信号が直接、およびターゲットからの反射を介して到着する時間差を測定します。これにより、送信機と受信機を中心とする焦点を持つ、等距離輪郭と呼ばれる一定のバイスタティックレンジの楕円が定義され、ターゲットはその楕円上にあります。ターゲットが受信機から距離R _rx、送信機から距離R _txにあり、受信機と送信機が距離L離れている場合、バイスタティックレンジはR _rx + R _tx - Lとなります。ターゲットの動きはバイスタティックレンジの変化率を引き起こし、バイスタティックドップラーシフトが発生します。^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

一般的に、一定のバイスタティックレンジポイントは、送信機と受信機の位置を焦点とする楕円体を描きます。バイスタティック等レンジ等高線は、地面が楕円体を切断する点です。地面が平坦な場合、この交点は楕円を形成します。2 つのプラットフォームの高度が等しい場合を除き、これらの楕円は鏡面反射点を中心としていないことに注意してください。^{[ 11 ]}

バイスタティックドップラーシフトは、送信機と受信機が分離したレーダーまたはソナーシステムで観測されるドップラー効果の具体的な例です。ドップラーシフトは、送信機の方向への物体の運動成分と受信機の方向への物体の運動成分の合計によって生じます。言い換えれば、バイスタティックレンジレートに比例すると考えることができます。^{[ 12 ]}

波長λのバイスタティックレーダーにおいて、送信機と目標物との距離をRtx _、受信機と目標物との距離をRrxとすると、_受信バイスタティックドップラー周波数シフトは次のように計算されます。

${\displaystyle f=-{\frac {1}{\lambda }}{\frac {d}{dt}}(R_{tx}+R_{rx})}$

送信機と受信機を結ぶ線に沿って移動する物体は、常に0Hzの ドップラーシフトを持ちます。また、一定のバイスタティック範囲を持つ楕円軌道上を移動する物体も同様です。