يعمل رادار الطائرات بناء على تقنيات ارسال واستقبال الموجات من خلال هوائيات مشابهة لتلك المستخدمة في الهواتف المحمولة أو التلفزيونات الكلاسيكية، ولكن بقوة أكبر وترددات أعلى مقارنة بها. هذه الإشارات المدعوة بالنبضات تنطلق بسرعات كبيرة باتجاهات محددة وتنعكس لتستقبل مرة أخرى من هوائيات الاستقبال الموجودة في محطة الرادار، وفي حال ارتطامها بجسد ما كجسد الطائرة مثلاً، تتغير سرعة عودتها إلى محطة الاستقبال مما يتيح للمحطة معرفة جهة وبعد هذا الجسد عنها.
كلمة رادار RADAR باللغة الانجليزية هي اختصار لعبارة RAdio Detection And Ranging والتي تعني (مشعار ومقياس المسافة الموجيّ) باللغة العربية، وهي تلخص وظيفة هذه الجهاز في حالته العامة.
عند الحديث عن رادار الطائرات فالإشارة المذكورة بالأعلى تبث على شكل عنفة مروحة؛ مغطية مسافات طولانية كبيرة ومسافات عرضية صغيرة لالتقاط أجسام الطائرات العالية، ويتم إطلاق هذه الإشارة بشكل دائري حول برج الإرسال كل ثانيتين أو ثلاث ثوانٍ وتظهر الأجسام على شاشة الحاسوب أو مركز التحكم على دوائر “الصدى” الموزعة حول المركز، لتعطي موقع الجسم المرصود مقارنة ببرج الإشارة.
هذه الإشارة اللاسلكية تكون تردداتها أعلى من تلك المستخدمة في البث التلفزيونيّ والإذاعيّ أو البروتوكولات الشهيرة مثل البلوتوث والوايفاي، لمنع التشويش عليها بسهولة.
وبما أن الإشارة تتحرك بسرعة ثابتة هي سرعة الضوء، ويمكن لنا معرفة زمن ذهابها وعودتها لمحطة الارسال والاستقبال بدقة، يمكننا بعملية بسيطة معرفة بعد الجسم المرصود واتجاه حركته.
في حالة رادارات الطائرات هناك جهازين رئيسيّين يستخدمان في معرفة اتجاه ومعلومات الطائرة، الرادار الرئيسيّ الذي يقوم بعمله كما المذكور في الأعلى، ورادار ثانويّ آخر يتواصل مع الطائرة ويقوم بجلب معلوماتها للمركز الأرضيّ، التواصل بين الرادار الثانويّ على الأرض والشريحة الموجودة على الطائرة يكون مشفراً، ومفاتيح فك التشفير موجودة على المحطة الأرضية فقط، مما يعني أن المعلومات آمنة من أن تستغل من طرف ثالث.
يستخدم الرادار الثانويّ عادة في تمييز الطائرات العدوة من الصديقة، ولتمييز الطائرات عن بعضها في حال وجود ازدحام جويّ حول المطار، حيث يمكن للمركز الأرضيّ التواصل مع الطائرات على أساس هذه المعلومات والتنسيق بينها للهبوط والإقلاع.
محدودية رادار الطائرات
في بعض الأحيان، تقوم مراكز الرصد الأرضية بتعطيل الرادار الرئيسيّ وتعتمد الرادار الثانويّ فقط، أو تتجاهل بعض الإشارات الضعيفة من الرادار الرئيسي ظنّاً منها أنها مجموعة من الطيور، بهذا تعاني بعض الطائرات الصغيرة غير المزودة بشريحة تعريف مشفّرة من مشاكل في التواصل مع المراكز الأرضيّة.
هناك أيضاً ثغرات أمنيّة في نظام الرادارات الموجود اليوم، إذ أن بعض الطائرات قادرة على التحليق “تحت الرادار” حرفيّاً، هذا المصطلح يعني أن الطائرة تمشي تحت عنفة الإشارة العامودية التي تحدثنا عنها سابقاً، مما يعني أن إشارات الرادار لا تصل لها أو تنعكس عنها بنسبة قليلة جداً، وهذا شائع في حالة فصل بين المرسل والمستقبل الأرضي مسافة طويلة عن الطائرة.
في المسافات الطويلة أيضاً يبدأ الرادار بإظهار ضعفه فالقوة اللازمة لإرسال إشارة قوية بما يكفي للذهاب والعودة كبيرة جداً، وبابتعاد الطائرة عن هوائية الارسال والاستقبال تتضاعف القوة اللازمة لإرسال الإشارة بالأس 4. أي أن العلاقة بينهما تتزايد بشكل هائل حتى ضمن الفروقات البسيطة.
لتخطي نقاط الضعف هذه غالباً ما يتم تشغيل الرادار لمرات متعددة ولفترات قصيرة جداً ضمن الثانية الواحدة، مما يعني أن الطاقة اللازمة للارسال والاستقبال لن تستهلك باستمرار، بعض الانظمة تستخدم مجموعة من الرادارات الصغيرة لتغطي مساحات كبيرة بدلاً من استخدام رادار واحد ذا إشارة قوية بما فيه الكفاية لتغطية هذه المساحات.
التخفي من الرادار
بعض التقنيات المستخدمة للتخفي من رادار الطائرات تشمل تحويل جسم الطائرة إلى كتلة واحدة أقل عكساً للإشارات بدلاً من الجسم التقليدي الذي يتضمن الكثير من الحواف والزوايا، يمكن أيضاً التخلص من الألومينيوم، أحد أكثر المعادن انتشاراً في صناعة الطائرات وأحد أكثرها عكساً للإشارات، واستخدام الخشب أو ألياف الكاربون أو مواداً ممتصة للإشارات لتخفيض نسبة الاشارات المنعكسة عن جسد الطائرة.
الطائرة الأمريكية B2 توظف أغلب التقنيات المعروفة حالياً لتفادي الاكتشاف من خلال الرادار، وفي حال وصلتها إشارة رادار فالطائرة قادرة على عكسها نحو الأرض بشدّة ضعيفة جداً تماثل تلك الشدة التي تعكسها نحلة طنانة في حال إصابتها بإشارات الرادار.