Las aeronaves furtivas son proyectadas contra radares monoestáticos, el tipo usado en casi todos los sistemas de radares militares. Radares monoestáticos acoplan el trasmisor y receptor en el mismo lugar, un proceso que simplifica la función crucial de la determinación de la distancia del rastreo.
En teoría, un radar biestático puede colocar el trasmisor en una localización y el receptor en otra, para ser capaz de pegar el que podría ser llamada "rastros" del RCS, que es dispersa del radar monoestático. Con todo, radares biestáticos, mientras un simples concepto, tienen muchos fundamentos técnicos y operacionales a ser superados.
El haz en la antena receptora debe interceptar su radio compañero transmitido y seguir el pulso transmitido que está moviéndose a la velocidad de la luz. A no ser que el pulso transmitido y recibido estén sincronizados, la medida de la distancia será imposible.
Lo mismo en un radar biestático que funcione, el volumen de espacio aéreo a ser explorado a una dada potencia debe ser considerado. Cuando un receptor, trasmisor y blanco están localizados en una misma línea, el receptor puede ser comprimido por el pulso transmitido, que esconde el retorno de radar del blanco. Seria como procurar la luz del sol dispersa en Venus.
Con computadores superveloces, los defensores pueden usar estos datos fragmentarios para plotear el rastro de la aeronave furtiva y predecir el curso con precisión suficiente para saturar un pedazo del cielo con fuego antiaéreo.
Una barrera de radar biestático usa un cuadrado de cuatro radares actuando como monoestáticos y, a la vez, en el modo biestático. Cada radar es ligado al otro. En el modo biestático, los radares cooperan para encontrar blancos furtivos. Si un blanco es ploteado, los radares cambian para el modo monoestático para rastrear de forma combinada los señales débiles de cuatro direcciones. Con los radares en un cuadrado de 100 km, el sistema puede cubrir 10.000 km².
Son necesarias por lo menos dos reflexiones para plotear un curso, y la aeronave puede estar volando mucho rápido para enviar datos suficientes. Varios receptores y trasmisores pueden delimitar esas limitaciones.
Los sistemas de radares biestáticos también tienen otras ventajas. Pode-se separar el trasmisor del receptor, y pode-se montar los dos separadamente, en pequeñas aeronaves no pilotadas, por ejemplo. Desde que los trasmisores sean vulnerables a los misiles anti-radiación, que fijan el haz de radar y lo siguen hasta la fuente, ocurrirá una reducción del peligro al operador del radar.
También es mucho simples convertir los radares actuales en sistemas biestáticos, todavía coordinar los señales que ellas generan y usarlos para dibujar el movimiento de un blanco sea un gran desafío.
Los misiles de guiado semi-activo también son un sistema biestático. El trasmisor permanece en la aeronave lanzadora y el receptor en el misil. En este caso no interesa saber la distancia. Este arreglo puede ser explorado contra aeronaves furtivas. Otra variante seria usar de los aeronaves AEW para operar como sistemas biestático.
Los radares biestáticos pueden estar operacionales a partir de 2005-2010 en los USA, estimulados por el hecho de que los misiles balísticos de medio alcance podrán ser furtivos.
La empresa rusa NNSRRI (Nizhny Novgorod Scientific Research Radiotechnicla Institute) y la empresa americana Aydin desarrollaran un concepto de radar biestático Struna-1 que funciona en la frecuencia VHF.
El radar usa varios radares, llamados Barrier, ya producidos por la NNSRRI ligados en corriente, siendo que el segundo de la línea funciona como receptor de los reflejos del primero, mientras sirve como emisor/iluminador para el próximo radar en la línea, y así sucesivamente.
El sistema se mostró efectivo contra aeronaves furtivas volando bajo. También fue considerado difícil de ser destruido por la dificultad de compatibilizar la antena de un misil anti-radiación con la frecuencia VHF del radar.
El radar detecta y computa las coordenadas y rastrea el blanco que cruza la cadena de radares que puede ser de 50km para un elemento único hasta 400km para una corriente. El consumo es de 750W. La barrera de radar es de 1,5-1,8km con altitud de operación de 30-7000 m. Un conjunto de 10 radares cubre cerca de 400km y cada un cubre 20-50km.
Mástil del receptor/trasmisor VHF del radar Barrier.
El proyecto americano UAV AWACS Adjudant de US$850 millones permitirá que el UAV Global Hawk actúe como un radar biestático operando en conjunto con el E-3 Sentry. El UAV será equipado con un radar pasivo, sistema IFF y datalink JTIDS. Irán operar bien al frente sobre el territorio enemigo aumentando el alcance de detección del E-3. Por ser un sistema biestático tendrá capacidad de detectar aeronaves furtivas.
La Francia desarrolló el D-Fence biestatico contra furtivos. El D-Fence opera en la banda VHF de 3-30MHz con alcance de decenas de km. La parte pasiva permanece en lugar seguro. La Thales está desarrollando el proyecto TRITON (Non Co-operative Bistatic Radar - NCBR). Es básicamente un sistema de ESM que usa un donador de señales.
Radares Espaciales
Existen hasta planes para mover radares anti-furtividad para el espacio. Actualmente, las aeronaves furtivas no son tratadas para haber furtividad en la parte de cima, donde pueden ser pegas por aeronaves radares volando alto con radares de alta potencia.
El próximo paso es mover los radares de longitud de ondas largas ó multibanda para el espacio. Por ejemplo, la constelación de radares Discovery 2 americanos debe crecer de un sistema que rastrea blancos móviles en el solo para un sistema capaz de detectar blancos furtivos.
Los sistemas de radar espacial, por observar desde arriba hacia abajo, pueden ver el lado vulnerable de una aeronave furtiva ó misil, con cobertura de 360 grados. Pruebas de radares biestáticos ya usaron satélites de comunicaciones en órbita geoestacionária como trasmisores.
Radares en satélites barrerían la superficie de la tierra procurando rastros de señal nulo (ó atenuación muy pequeña) de retorno y los rastrearían y transmitirían para una estación en tierra.
Eles podrían usar órbita geoestacionária (20 mil km) ó órbitas mucho bajas. Pocos países pueden colocar satélites en el espacio y ese tipo de amenaza solo seria problema para los enemigos de los USA.
El Air Force Research Laboratory (AFRL) de los USA ya esta estudiando tecnologías avanzadas y conceptos para un radar basado en el espacio (Space Based Radar (SBR)) para proveer vigilancia y alerta de área.
La espacionave deberá proveer imágenes SAR, indicación de blancos móviles en el solo (GMTI) y en el aire (AMTI). El sistema podrá usar tecnologías alternativas, como arquitectura monoestática, biestática, multiestática y distribuida, proyectos de antena tipo reflector ó phased-array, y procesamiento tipo DPCA y STAP.
La Raytheon propuso una constelación de 14 satélites a 10.000 km para cubrir los USA, Alaska y Hawai. Cada satélite tendría una antena de 150 m de diámetro y generaría 2 MW de potencia de pico.
Passive Coherent Technology (PCL)
Es normal percibir fluctuaciones en la imagen de la TV cuando una aeronave esta volando próximo. Estas alteraciones fueron usadas por la Lockheed Martin para desarrollar el sistema de vigilancia multiestático Silent Sentry (SS2). El sistema es llamado técnicamente de Passive Coherent Technology (PCL) y puede tornar las técnicas de furtividad tradicionales obsoleta por ser optimizada para radares monoestáticos.
En vez de transmitir pulsos de radar y recibir sus reflejos para detectar otras aeronaves, el Silent Sentry analiza los reflejos de señales transmitidos por antenas comerciales de TV y radios FM (50-800MHz) presentes prácticamente en cualquier lugar poblado del mundo. Las investigaciones sobre los sistema de radar pasivos y biestáticos dependían de la presencia de señales de radares en la área, cooperativos ó no.
Cualquier aeronave volando en la sopa de radiación de onda continua generado por las transmisiones de TV y radios FM puede generar patrones de reflexión a ser captados por el Silent Sentry. Usando receptores de radio convencional y procesadores de señales poderosos en paralelo, el Silent Sentry cambia de la sopa de reflexión para los patrones de reflexión.
El Silent Sentry viene siendo desarrollado a más de 15 años, el concepto puede ser visto como mitad de un radar, la parte pasiva más importante: el receptor y el sistema de procesamiento.
El algoritmo fue desarrollado inicialmente por la IBM en 1982. El algoritmo actual fue hecho por la Autometrics. El sistema solo se tornó viable con la aparición de procesadores poderosos.
Como el Silent Sentry mide el movimiento Doppler del blanco, el primero requerimiento es que el blanco se mueva. Ella puede rastrear desde un paracaídas hasta un satélite, desde que se mueva. Ella llegó a rastrear el trasbordador espacial Discovery en la misión de lanzamiento del telescopio espacial Hubble. El lanzamiento y el aterrizaje fueron monitorizados con la velocidad y posición comparables a un radar de rastreo de la banda-C.
Del ángulo de llegada, tiempo de atraso y movimiento Doppler relativa a las transmisiones reflejadas, el Silent Sentry puede apuntar la dirección del blanco y localizar su posición tridimensional en un mapa electrónico. Para eso es necesario usar por el menos tres fuentes iluminadores. Los beneficios son aprovechables para fines civiles y militares. El sistema puede ser usado por sistema de defensa aérea ó para tráfico aéreo, siendo más barato y confiable que los radares actuales.
Silent Sentry rastreando tres aeronaves de la bahía de Chesapeake. El sistema es poco preciso y solo sirve para dar alerta.
La mayoría de los equipamientos ya está disponible, comercialmente. El receptor único usa procesadores en paralelo de la Silicon Graphics y analizadores / visualizadores de la Autometric's EDGE.
En pruebas alrededor del aeropuerto Baltimore-Washington, blancos de menos de RCS de 10 m² fueron seguidos a distancias de hasta 190 km, usando antenas de 3 x 8 metros. Ese sistema puede hasta sustraer blancos estacionarios como predios altos ó antenas de radio, mientras todavía separa los helicópteros por la movimiento Doppler de las palas del rotor.
El sistema de planeamiento de misión es un sistema fundamental. El sistema es inicializado con la catalogación de los trasmisores de la región, su localización y características de señales. Al recibir el lugar de instalación y selección de los iluminadores, el área de cobertura es predicha. Un algoritmo usa datos del ángulo de llegada, atraso de tiempo y movimiento Doppler para dar la localización del blanco. Luego el planeamiento ser hecho es predicho el desempeño y analizado con blancos reales.
En la configuración final, el operador podrá ver un display táctico en tres dimensiones combinando terreno digital, imágenes y mapas para dar una noción del ambiente donde esta la amenaza. El hecho de que la mayoría de los trasmisores están en lugares elevados facilitan el seguimiento de los blancos.
750Sistema de planeamiento del Silent Sentry puede determinar anticipadamente el área posible de ser cubierta en el caso de un sistema móvil.
El sistema fue avalado por el US Army como sistema de detección de baterías de artillería y incluye rastreo de blancos endo y exo-atmosféricos como proyectiles de artillería y cohetes, helicópteros, misiles cruise, aeronaves furtivas y objetos espaciales.
El sistema es capaz de detectar un misil No Dong norcoreano a largas distancias con más precisión que los radares actuales. La cobertura es de 360º con elevación de 50º y alcance de 220 km contra blanco de RCS de 10 m².
Teóricamente, cualquier transmisión de radio puede ser usada. Para hacer el sistema funcionar en cualquier lugar debe ser creado un banco de datos que lista las localizaciones y frecuencias de cualquier transmisión de radio en el planeta.
Como las transmisiones de radio FM cubren toda la tierra, ele debe ser buen para detectar aeronaves y misiles volando bajo, ó hasta barcos de alta velocidad usados por contrabandistas de drogas. Aunque esa tecnología no sea buena lo suficiente para guiar misiles, ella puede ser enlazada a un sistema de radar más preciso para esa función.
Como el receptor es pasivo y el enemigo no sabe cual emisor es la referencia, el Silent Sentry torna-se, virtualmente, invulnerable a contramedidas por no emitir RF para alertar amenazas y no tener firma activa. Sin un trasmisor en si mismo, el Silent Sentry no puede ser detectado ó destruido por misiles anti-radiación.
Los radares convencionales de alerta anticipado, más allá de poder ser engañados por aeronaves furtivas, pueden ser atacados por misiles que siguen su manojo de haces de radar emitidos.
Otra ventaja de ser pasivo es que las aeronaves rastreadas por el Silent Sentry no serían alertadas por el sistema de alerta radar (RWR) ó MAGE/ESM.
El sistema puede usar iluminadores cooperativos, si es necesario, para dar precisión y redundancia. En tiempo de guerra las transmisiones aumentan pero pueden ser cortadas atacando las centrales eléctricas. Los iluminadores pueden estar hasta en otros países en el caso de países pequeños ó áreas próximas a otros países.
La Lockheed construyó varios sistemas de prueba, incluyendo uno con antena en grilla con frente en arreglo en fase, midiendo 3 x 40 m, con campo de visión de 120º usando formación de onda digital para cubrir todo el arco.
Existen antenas ofrecidas para instalación en lugares fijos ó versiones de movilización rápido no militarizadas. El equipamiento ocupa 27 metros cúbicos. En instalaciones fijas pueden ser usados seis iluminadores para dar localización 3D. En la forma modular pueden ser usados tres trasmisores con rastreo 2D en tiempo real y visualización 3D en análisis subsiguiente.
En el sistema patrón son usados seis antenas phased-array con 21 receptores para tres estaciones de FM, computadores y softwares, documentación y treinamento. El alcance es de 180km para un blanco de 10m². El alcance en profundidad es de 150km. La cobertura en azimut es de 90º y elevación de 50º. El sistema es actualizado seis veces por segundo (6 Hz) mientras rastrea 80 blancos.
El precio esperado es de US$3-5 millones por sistema, bien más bajo que la mayoría de los radares militares. Por usar transmisiones de señales de radio comercial, como televisión y radio para detectar y por usar señales de radio que ya existen, el Silent Sentry tiene bajo costo, baja necesidad de manutención y es ecológicamente amigable en relación a los sistemas de radares convencionales.
El objetivo del Sistema Silent Sentry 2 (SS2) incluye un alcance de 220 km contra blancos de RCS de 10m² a 10 MHz y capacidad de rastrear más de 200 blancos, distantes por el menos 15 metros un del otro, simultáneamente, a una razón de ocho actualizaciones por minuto. La versión Silent Sentry 2 está disponible por US$2,9 millones.
Entre las futuras mejorías capacidad de clasificación, ó sea, reconocer el tipo de plataforma siendo seguida.
La antena del Silent Sentry cubre 90 grados. Es posible montar una imagen bidimensional con un único iluminador. Dos iluminadores producen una precisión mayor. Con tres iluminadores es posible montar una imagen tridimensional del blanco. Un sistema de medio alcance tiene alcance de 220km contra un blanco de RCS de 10m2 en la frecuencia de 100MHz con ocho actualizaciones por minutos siendo capaz de acompañar 200 blancos. La antena iluminadora funciona por onda continua.
Otras versiones fueron testadas en navíos y submarinos. Un periscopio de submarino podría ser mantenido en la superficie por largos períodos con la antena alertando sobre la aproximación de helicópteros y aeronaves de patrulla marítima.
Las aeronaves serían iluminadas por las transmisiones de áreas litoraleñas. Algunos sistemas fueron testados en la banda HF rastreando blancos volando bajo más allá de la línea del horizonte.
La tecnología PCL también está en estudio en otro países como China, Francia y Reino Unido. Eles usan transmisiones de radio, TV y telefonía celular como fuente de transmisión. Un radar PLS es simplemente un sistema MAGE que usa transmisiones cooperativas ó no, funcionando como un radar multiestático. La destrucción de las fuentes de energía eléctrica del país seria una forma de desligar los trasmisores y evitar que emiten.
Un radar pasivo multiestático experimental que usa las transmisiones electromagnéticas creadas por las redes de telefonía celular fue testeada por la empresa británica Roke Manor Research. Llamado CELLphone raDAR (CELLDAR), el sistema esta siendo propuesto para convertir medios de detección, seguimiento y identificación de blancos móviles en tierra, aire y mar. El sistema explora frecuencias asociadas con teléfonos móviles (GSM 900, 1800 y 1900) y futuras (G3).
El CELLDAR puede detectar vehículos ó helicópteros si están moviendo atrás de árboles y pequeños objetos marítimos como periscopios. El sistema también puede detectar aeronaves con tecnología furtiva contra radares mono-estáticos y bi-estáticos. Para defensa aérea un receptor phased array puede tomar forma de una estructura inflable, ó ser integrada a una red camuflada. Para uso en AEW pasivo puede ser integrada la estructura de una aeronave cisterna ó AWACS. Otras aplicaciones incluyen vigilancia costera, reconocimiento de campo de batalla, recolección de inteligencia, seguridad de perímetro y guerra litoraleña. El sistema también puede ser apoyado por otro sistema de sensor acústico para auxiliar en la detección y identificación del blanco.
En el experimento inicial el sistema usada 2 teléfonos GSM, de los antenas y un PC y puede detectar blancos móviles a 10-15km y aeronaves a 100km.
La empresa perteneciente a Siemens que asignó un acuerdo con la BAe Systems para otros desarrollo del CELLDAR que ofrece gran desempeño, largo alcance y bajo costo. El sistema tiene similaridades con el Silent Sentry de la Lockheed que explora señales de TV y radio FM-VHF. Los dos sistemas podrán hasta ser combinados. La Royal Navy tiene planes de usar un sistema pasivo ó no cooperativo de la Thales a bordo de uno de sus submarinos nucleares para guerra en el litoral.
Descripción del CELLDAR. Cada sistema de detección cuesta US$ 200 mil cada, siendo que cada una permanece a 20 km un del otro, separadas para formar una rede. Cada antena puede ser instalado en una camioneta. La precisión es de 10metros.
La China Comunista también esta usando un sistema Passive Coherent Location (PCL) para alerta aéreo. El sistema usa señales de TV para detectar aeronaves. El sistema puede detectar aeronaves furtivas como el F-117A, F-22A y B-2A.
Fuente: Sistemas de Armas
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