EN TR

Makale

Türkiye’nin SAR/GMTI Radar Kabiliyetleri

Yüksek anlık bant genişliğinde RF sinyal oluşturularak yüksek çözünürlükte görüntünün elde edilebildiği SAR, yani Sentetik Açıklıklı Radar Sistemleri insanlı ve insansız hava platformlarına gece ve gündüz, yağmur, kar, sis, bulut ve duman gibi olumsuz hava koşullarında dahi yer ve satıh hedeflerini uzak menzilden ve bulut üzerinden yüksek çözünürlükte görüntüleme ve haraketli hedef tespit (GMTI) kabiliyeti sunmaktadır. Askeri alanda keşif ve gözetleme uygulamalarında kullanılabilen SAR Sistemleri sivil alanda ise doğal afet sonrası hasar tespiti ve kriz yönetimi, şehir planlama ve haritacılık uygulamalarında kullanılabilmektedirler.

Issue 102

SAR Sistemi küçük bir antenle hareketten yararlanarak yüksek çözünürlüklü görüntü elde edebilmektedir. Radar sistemlerinin menzil çözünürlüğü bant genişliğine, yan çözünürlüğü ise anten büyüklüğüne bağlıdır. Ancak, hava platformlarına yer sıkıntısı nedeniyle çok büyük antenler yerleştirmek pratik bir uygulama olmadığından büyük antenin yokluğu faz dizinli sentetik (yapay) yollarla giderilmeye çalışılmaktadır. Tek antenle çok büyük hüzmeler elde edip, dizi antenlerle yanca çözünürlük iyileştirebilmektedir. Bu prensiple platformun hareketinden yararlanarak sentetik bir açıklık yaratılarak yanca çözünürlük de iyileştirebilmekte. Optik görüntüleme kabiliyetleri FLIR Sistemlerinin aksine SAR/GMTI Radar Sistemi gece/gündüz her hava koşulunda çalışabilmektedir, çünkü güneş ışığın yansımasını değil kendi radarının oluşturduğu RF sinyallerin yansımalarını kullanmaktadır. Gündüz ve gece şartlarında ortalama 150m x 150m genişliğinde (GÖZCÜ-I/Heron ve ANKA Blok-A/B İHA’larında yer alan AselFLIR-300T ile 200m x 200m genişliğinde, MQ-1 Predator İHA’nda kullanılan AN/AAS-52 ile de 130m x 130m genişliğinde) bir alanda çok detaylı gözetleme imkanı (görüş alanı çok kısıtlı olduğundan FLIR ile İHA sisteminden bakmak ‘pipetle bakmak veya samanlıkta iğne aramak ’ şeklinde tanımlanmaktadır) sağlayan FLIR sistemlerinin aksine SAR/GMTI Sistemi kullanıcıya daha geniş bir alanı kötü hava şartlarında dahi yüksek çözünürlükte görüntüleyebilme imkanı sunar. Optik görüntüleme (FLIR) kabiliyetli sistemlerde 0-20 derece gibi daha dik bakış açıları tercih edilip, saniye altı sürelerde (bazen saniyede 24 kez) görüntü üretilebilirken, SAR/GMTI Radar Sisteminde ise 20-85 derece gibi daha yatay bakış açıları kullanılarak (ki bu kullanıcıya aslında bir bakıma stand-off menzil avantajı sağlıyor) taşıyıcı platformun hızına ve görüntüleme menziline bağlı olarak saniyeler içinde (bazen 1dk’yı bulabilmekte) görüntü üretilebilmektedir. Çünkü SAR görüntüsü çıkarımı için çok sayıda darbe gerekmektedir. Optik tabanlı görüntüleme sistemleri ile sürekli artan sayıda birçok görüntü elde edilebilirken, SAR/GMTI Sistemi ile süre sonunda tek bir görüntü elde edebilmektedir.

Radar ile görüntülemenin optik tabanlı görüntülemeye kıyasla kullanıcıya sunduğu başlıca avantajları şu şekilde özetleyebiliriz: Gece/gündüz, her hava koşulunda, Yüksek menzilde, Yüksek çözünürlüklü ve Geniş kapsama alanlı

Görüntüleme ve hareketli hedef tespiti yapabilme. Ayrıca SAR/GMTI Sistemlerinde oluşturulan RF sinyalin faz (derinlik) bilgisi kullanılarak hassas ölçümler (Yüksek Çözünürlüklü Görüntüleme [SAR], Sayısal Yükseklik Haritası [DEM] ve Faz Uyumlu Hassas Değişiklik Tespiti [CCD] gibi) yapılabilmektedir. Bir SAR/GMTI Sisteminde radarın dalga boyu genelde X–Bandında ve 3cm seviyesindedir ve radarlar dalga boyunun 1/4'ü ile 1/8'i boyutundaki değişiklikleri faz bilgisinden çıkarabilme kabiliyetine sahiptir. Bu yüzden neredeyse mm seviyesinde değişiklikler faz bilgisinde (Faz Uyumlu Hassas Değişiklik Tespiti) görülebilmektedir. Bu da kullanıcıya bazı faz uyumlu hassas değişiklikleri tespit edebilme, sayısal yükseklik haritaları oluşturabilme ve bant genişliğini arttırarak yüksek çözünürlüklü görüntüleme yapabilme imkânı sunmaktadır.

Yukarıda da dikkat çekildiği üzere optik sistemden farklı olarak radar kullanıcıya bir derinlik (faz) bilgisi de gönderiyor, radar görüntüsü işlenirken o veri de değerlendiriliyor (Change Detection Algoritması kullanılarak). Ayrıca SAR görüntüsü üzerine hareketli hedefler de bindirilebiliyor (GMTI Modu). Örneğin, bu sayede yolda giden araçların hareketi görülebiliyor. ISAR ise kullanıcıya geminin görüntüsünü sağlıyor. Optik görüntü kamuflaj kullanılarak kandırılabilir, ancak elektromanyetik sinyal örtünün altına nüfuz ettiği için radarı kandırmak çok daha zordur. Termal sistemler kullanılarak toprağın yeni kazılıp kazılmadığı tespit edilebilir. Termal görüntüde belli bir noktadaki ısı farklılıkları belli bir süre sonra tespit edilebiliyor ama örneğin dört saat sonra sıcaklık ortama oturuyor ve bu durumda aradaki farklılığı tespit edebilmek için termal görüntü de işe yaramıyor. Ama toprakta oluşan ezilme veya bitki örtüsünde gerçekleşen bir kırılma veya şekil değişikliği hemen eski haline gelmediği için radarla (derinlik/faz bilgisi sayesinde) tespiti daha kolay yapılabiliyor. Bu tür değişimler algoritmalar sayesinde otomatik olarak tespit edilip SAR görüntüsünden o iz çıkarılabiliyor. Bu algoritma normalde yurt dışından satın alınamadığından, bu konuda kazanılan milli kabiliyet büyük önem arz etmektedir.

Sentetik (Yapay) Açıklıklı Radar Sisteminin tarihçesi aslında 1950’li yıllara kadar gitmekte. 1950’lerde fikri olarak ortaya çıkan SAR Sisteminin ilk patenti 1956 yılında ABD'de alınmış, ilk askeri uygulamaları 1953 yılında başlayıp 1960 yılında tamamlanan bir sistemle görülmüş ve ilk operasyonel SAR Uydusu SeaSAT da 27 Haziran 1978 yılında fırlatılmış ve 105 gün yörüngede kaldıktan sonra 10 Ekim 1978’de görev dışı kalmıştır.

Bildiğim kadarıyla Türkiye’de askeri alanda kullanılan ilk SAR/GMTI kabiliyetli hava radarı ilk teslimatı 27 Ocak 1999’da yapılan F-4E 2020 Phantom II uçaklarıyla Türk Hava Kuvvetleri kullanımına giren İsrail’de yerleşik IAI/Elta Firması ürünü EL/M-2032 Atış Kontrol Radarı olmuştur. EL/M-2032 Radarı 1-1.5m çözünürlükte SAR/GMTI görüntüsü sağlayabilmekteydi. İnsansız Hava Araçları (İHA) için temin edilen ilk SAR/GMTI sensörü ise ilk teslimatı Şubat 2010’da resmi kabulleri ise 8 Nisan 2010 tarihinde yapılan ilk parti 6 GÖZCÜ-I/Heron MALE İHA Sistemi ile HvKK envanterine giren yine IAI/Elta ürünü olan 50kg ağırlığındaki EL/M-2055DX SAR/GMTI radarı olmuştur. 19-30 Nisan 2010 tarihlerinde icra edilen AK-2010/1 Eğitimi’nde bizlere bilgi veren dönemin 1nci Hava Kuvveti Harekât Başkanı Hava Pilot Kurmay Albay BALOĞLU, GÖZCÜ-I İHA’nın SAR/GMTI radarı (EL/M-2055DX) sayesinde gündüz ve gece 30cm çözünürlükte fotoğraflar elde edebildiğini açıklamıştı. Bu arada TSK’nin MALE konfigürasyonundaki İHA ihtiyacını milli bir ürün üzerinden karşılamak amacıyla başlatılan TİHA Geliştirme Programı altında 24 Aralık 2004’te; üç MALE Sınıfı ANKA İHA, bir YKİ, bir TGKS, iki Yer Veri Terminali, üç Gündüz/Gece Kamerası (AselFLIR-300T), iki Radar (SARPER™ SAR/GMTI-ISAR Radarı ayrı bir kontrat altında geliştirildi) ve bir Otomatik İniş/Kalkış Sistemi (Radar tabanlı ve GPS yedeklemeli)’nden oluşan bir Özgün TİHA Sistemi’nin geliştirilmesi için Ana Yüklenici TUSAŞ ile SSB arasında ABD$62 Milyon [sonradan bu rakam yaklaşık ABD$96.437 Milyon’a ulaşmıştır] değerinde bir sözleşme imzalanmıştı.

Meltem-II Projesi kapsamında tedarik edilen ve 400W gücündeki 190nm menzile sahip Ocean Master 400 Su Üstü ve Hava Arama Radarı ile donatılan P-235 (CN235-100M) Deniz Karakol Uçakları Ekim 2013 itibarıyla aktif göreve başlamıştır. Aynı anda 200 kadar hedefi takip edebilen Ocean Master 400 Radarı aynı zamanda yüksek çözünürlükte SAR ve ISAR görüntüleri de oluşturabilmektedir. Edindiğimiz bir bilgiye göre DzKK ile müşterek icra edilen bir test sırasında S-2E/T Uçan Test Platformu üzerindeki SARPER™ SAR/GMTI-ISAR Radarı, P-235 DKU üzerinde yer alan ve hem SAR hem de ISAR Modları bulunan Ocean Master 400 Radarından daha kaliteli SAR görüntüsü elde edebilmiştir.

Türkiye’de kullanıma giren bir diğer SAR sensörü ise ilk kez 2016 yılında, Emniyet Genel Müdürlüğü Havacılık Dairesi Başkanlığı tarafından tedarik edilen ikinci King Air 350’i İnsanlı Keşif Uçağı (İKU/ISR)’nda kullanılan Thales ürünü I-MASTER GMTI/MMTI/SAR Radarı olmuştur. Ku-Bant I-Master GMTI/MMTI/SAR Radarı sadece 30kg ağırlığında olup gündüz ve gece her türlü hava şartında 360 derece kapsama alanında ve +10/-55 derece bakış açılarında düşük çözünürlükte (3m) 35km ve yüksek çözünürlükte (30cm) 27km menzilden kara ve satıh hedeflerinin görüntüsünü çekebilmektedir. GMTI (Hareketli Kara Hedefi Gösterimi), MMTI (Deniz/Su Üstü Hareketli Hedef Gösterimi) ve SAR (Sentetik Açıklıklı Radar) kabiliyetlerine sahip olan I-Master Radarı, 15 inç çapındaki bir EO/IR sensör taretinin içine yerleştirilmiştir. Ürün broşürüne göre aynı anda GMTI ve MMTI çekim yapabilen I-Master Radarı ile SAR Modun da saatte 800km2’nin üzerinde genişlikte bir alan kaplanabilmekte ve GMTI Modun da yerdeki araç ve insan hareketleri azami 20km menzilden tespit edilebilmekte. Başlangıçta I-MASTER Radarının King Air 350’i İKU’na entegrasyon sürecinde ITAR kısıtlamaları nedeniyle sıkıntı yaşanmış ve Radarın sahip olduğu bazı kabiliyetlerinde sınırlama yapılması gündeme gelmiş, ancak bu sorun daha sonra gerçekleştirilen görüşmeler ile aşılmıştı. EGM Havacılık Dairesi Başkanlığı’nın Thales ürünü I-MASTER GMTI/MMTI/SAR Radarı ile donatılmış ilk King Air 350’i İKU olan EM-809 kuyruk numaralı uçak 15 Temmuz 2020 tarihinde Van’ın Gevaş İlçesindeki Artos Dağı’nda 2.200m rakımda kırıma uğramış ve düşen uçakta 2’si pilot 7 polis şehit olmuştur.

Yukarıda da belirtildiği üzere HvKK tarafından uçurulan Heron MALE İHA’ları için İsrail’den IAI/Elta ürünü altı adet EL/M-2055DX SAR/GMTI Radarı tedarik edilmişti. Bu radarlar halen aktif olarak kullanılmasalar da edindiğimiz bilgiye göre söz konusu radarın Türk Savunma Sanayi firmalarınca incelenmesi ve Aselsan-SDT iş birliğiyle geliştirilen SARPER Radarı ile karşılaştırmalı değerlendirme testlerinin [benchmark] yapılması mümkün olmamıştır. İHA platformları için geliştirilmiş her türlü hava şartında görev yapabilen yüksek teknoloji ürünü bir taktik keşif sistemi olan EL/M-2055, kullanıcıya hedef bölgesine ilişkin yüksek çözünürlüklü SAR görüntüsü sağlamaktadır. GMTI kabiliyetine sahip olan radar, GMTI, SAR Strip [satır] ve SAR Spot [nokta] olmak üzere üç değişik modda çalışabilmektedir. Radarın MALE ve Taktik İHA’larda kullanım için geliştirilmiş üç değişik versiyonu bulunmaktadır. 2.000W güç tüketimine ve 80 ila 100kg ağırlığa sahip olan EL/M-2055M adındaki versiyonu yüksek irtifa MALE İHA ve uzun menzilli keşif uçaklarında kullanılmakta olup 100km’yi aşan bir menzilde saatte 10.000km² genişliğinde bir alanı tarayabilmektedir. Radar işlemcisi, yüksek enerjili verici [transmitter] ve geniş açılımlı radar anteni olmak üzere 3 adet LRU’dan oluşan EL/M-2055M, SAR Strip [sabit hedeflerin tanımlanmasında] Modda 3 ile 1 metre arasındaki çözünürlükte, hedef hakkında daha detaylı bilgi elde etmek üzere çözünürlüğün yükseltildiği SAR Spot Modunda ise 60, 30 ve 10cm çözünürlükte görüntüler elde edilebilmektedir. Radarın 2 adet LRU’dan oluşan, verici ve antenin tek bir modüle oturtulduğu hafifletilmiş versiyonu olan EL/M-2055DX ise 50kg ağırlığında olup 50km menzile ve saatte 2.000km² genişliğinde bir alanı tarayabilme kabiliyetine sahiptir. 850W enerji tüketimine sahip olan EL/M-2055DX hem orta boy Taktik hem de MALE İHA platformları ile Hafif Keşif Uçaklarında kullanılabilmektedir. 1 adet LRU’ya, orta güçte vericiye ve kompakt bir antene sahip olan EL/M-2055D versiyonu ise Taktik İHA’lar için geliştirilmiş olup 35km menzile ve saatte 2.000km² genişliğinde bir alanı tarayabilme kabiliyetine sahiptir. 38kg ağırlığındaki EL/M-2055D, 800W güç tüketmektedir.

Türkiye’de kullanıma giren askeri/güvenlik maksatlı beşinci SAR/GMTI sensörü ise aynı zamanda ilk yerli tasarım ve üretim SAR Sistemi olan Aselsan ürünü SARPER™️ Milli SAR/MTI/ISAR Radarı olmuştur. Her ne kadar başlangıçta son kullanıcı olarak HvKK öngörülse de SARPER™️ Milli SAR/MTI/ISAR Radarı’nın ilk müşterisi DzKK olmuştur. SARPER™️ Radarı halen DzKK hizmetinde görev yapan ve üç uçaktan oluşan ANKA Blok-B İHA Sistemi’nde kullanılmakta olup 4’üncü ANKA Blok-B İHA ise sistemin artırılmış menzilli yeni sürümü olan SARPER+ SAR/ISAR/Deniz Arama radarı ile donatılmıştır. TUSAŞ tarafından 24 Ağustos 2020 tarihinde yayımlanan basın bültenine göre SARPER+ Radarı ile donatılan 4’üncü ANKA Blok-B İHA Ağustos ayı içinde DzKK’na teslim edilmiştir. DzKK 2019 yılında imzalanan sözleşme altında ilave 4 adet ANKA Blok-B ile 8 adet ANKA-S İHA siparişi vermişti.  Aselsan Faaliyet Raporu’na göre ANKA İHA platformlarında kullanılmak üzere ilk seri üretim SARPER-100 Görev Uçakları Yüksek Menzilli SAR Sistemi siparişi 17 Kasım 2017 tarihinde alınmıştır.

Meteksan Savunma MİLSAR SAR/GMTI Radarı

İlk kez IDEF ‘19 Fuarı’nda sergilenen Meteksan Savunma ürünü MİLSAR SAR/GMTI Radarı, segmentindeki en iyi ürünlerin (I-Master ve benzeri) özelliklerini üzerinde barındıracak şekilde kurgulanmış bir sistem.

SAR ve GMTI Modlarına sahip çok fonksiyonlu bir radar sistemi olan MİLSAR, başlangıçta daha farklı teknik özelliklere (Ka-Bant ve 10km menzil) sahipken Baykar Makina dahil olmak üzere farklı İHA platform üreticilerinin ve Savunma Sanayi Başkanlığı’nın üst segment SAR/GMTI radar özelliklerini kullanarak yeni bir ihtiyaç tanımlaması üzerine Meteksan Savunma tarafından sözleşme değişikliğiyle SAR/GMTI Radar gereksinim setinde önemli iyileştirmeler gerçekleştirilmiştir. Sözleşmede yapılan değişiklik ile MILSAR’ın çalışma bandı değiştirilmiş (Ku-Bant’a geçilmiştir), menzili arttırılmış ve muadili ürünlerden daha hafif bir ürün ortaya çıkmıştır. Hafifliğine rağmen, performans olarak muadili ürünlerle ile aynı özellikte olduğu belirtilen MİLSAR ile edindiğimiz bilgiye göre 27km menzilden 30cm’ye kadar çözünürlükte radar görüntüsü elde edilebilmektedir. Standart 15 inçlik EO/IR FLIR taretiyle aynı mekanik arayüze sahip olan (bu sayede gerektiğinde EO/IR faydalı yük çıkartılarak yerine MİLSAR takılabilmekte) MİLSAR, Taktik İHA’lara hava şartlarından bağımsız 360 derece tarama ve gözetleme kabiliyeti kazandırmaktadır.

Diğer SAR sistemleri gibi Şerit Tarama (Strip) veya Spot görüntüleme modlarında çalışabilen MİLSAR, Şerit Tarama Modunda 1m çözünürlükte görüntüler üretebilmekte ve bu görüntüleri gerçek zamanlıya yakın operatöre gösterebilmektedir. Görüntülerin Yer Kontrol İstasyonu’na (YKİ) ve sonrasında karargahlara aktarımı için MİLSAR’ın ihtiyaç duyduğu bant genişliği mevcut İHA veri bağları, TSKNet, TAFICS altyapılarıyla uyumlu olarak tasarlanmıştır. Operasyon sırasında, SAR/GMTI verilerinin aktarımı yapılırken uçuşa ve göreve ait diğer verilerin aktarımı için bant genişliğinin önemli bölümü kullanılabilir durumda kalmaktadır. İnsansız Hava Aracı altsistemlerindeki ileriki dönemde olabilecek gelişmeler de değerlendirildiğinde, Meteksan Savunma yeni geliştirdiği 200km üzeri menzilde 13Mbit/sn hıza kadar veri aktarımı yapabilen ve frekans atlama/tayfa yayma (FHSS&DSSS) özelliği ile güvenilir haberleşme imkânı sunan C-Bant Data Link’i çözüm olarak sunmaktadır.  

MİLSAR, Spot Modunda ise hedef alanın 30cm çözünürlüğe sahip görüntüsünü oluşturabilmektedir. Meteksan Savunma, MİLSAR’a Faz Uyumlu Değişiklik Tespiti (Coherent Change Detection/CCD) özelliği kazandırmak üzere Bilkent Üniversitesi ile çalışmalar yapıyor. SAR/GMTI görüntüsünü online yöntem ile uçuş/görev esnasında kendi başına üretip operatöre göstermek üzere hazırlayabilen MİLSAR Sistemi, aynı zamanda yer segmentinde yer alan bir görüntü işleme yazılımını da kapsamakta. Faz Uyumlu Değişiklik Tespiti özelliği söz konusu yazılım üzerinde koşacaktır. GMTI özelliği sayesinde yerdeki hareketli hedefleri takip edebilen MİLSAR, opsiyon olarak Suüstü Arama (MMTI) moduna sahip olacaktır. IDEF ‘19 Fuarında görüşme fırsatı bulduğum bir Meteksan Savunma yetkilisi soruma cevaben sistemde halihazırda ISAR Modunun bulunmadığını ancak MİLDAR’ın ilk prototipinde ISAR özelliğinin bulunduğunu dolayısıyla ellerinde bunun için gerekli algoritmaların mevcut olduğunu ifade etmişti. Meteksan Savunma yetkilisi, “ISAR bir yazılım eklentisi. MİLSAR’a yazılımla ISAR ekleyebiliriz ama var olan sözleşme gereksinimlerinde yok,” diye konuşmuştu. MİLSAR için taşıyıcı platform olarak ilk aşamada taktik seviye İHA’lar düşünülmüş olsa da Sistem, AKINCI ve AKSUNGUR gibi daha büyük sınıf İHA’larda veya Deniz Karakol Uçaklarında EO/IR FLIR faydalı yükü ile birlikte de kullanılabilir. IDEF ‘19 Fuarında görüşme fırsatı bulduğum Meteksan Savunma yetkilisi Ağustos 2019’da MİLSAR ile uçuş testlerine başlamayı hedeflediklerini ifade etmişti. Şirket bu kapsamda uçuş testleri için Baykar Makina ve TUSAŞ ile görüşmeler yapmıştı. Meteksan Savunma o tarihte test platformu olarak, İHA üreticisi firmaların takvimine bağlı olarak, ANKA MALE İHA veya BAYRAKTAR TB2 Taktik İHA ya da S-2E/T platformunun kullanılabileceğini, mühendislik testlerinde kullanılmak üzere ise Türk Hava Kurumunun gövdesinde MİLSAR yerleştirilebilecek bir açıklık olan ve ‘test-bed’ olarak kullandığı Cessna Grand Caravan uçağını platform alternatifleri arasına dahil etmişti.

Meteksan Savunma MİLSAR’ın geliştirme çalışmalarına 2007 yılında MİLDAR Programı kapsamında başlamıştır. Meteksan Savunma’ya has bir tasarım olan MİLSAR, özellikle güç yükseltimi (power amplification) tarafında birçok yeniliği bünyesinde barındırmaktadır. Tek bir “hatta değiştirilebilir birim” olarak tasarlanan ve çok kompakt bir yapısı olan MİLSAR’da çok gelişmiş bir anten tasarımı kullanılmıştır. Şirket bu anten tasarımını Helikopter MİLDAR ürününde yeniden kullanmayı hedeflemektedir.  Hafif olması istendiği için MİLSAR hava soğutmalı olarak tasarlanmıştır. Her ne kadar fan tipi soğutma sistemi hava soğutmaya kıyasla MİLSAR’a daha yüksek sıcaklık aralıklarında çalışabilme imkânı sağlayabilecek olsa da bu durumda sistemin hem güç tüketimi, hem de ağırlığında artış yaşanacaktı.