Comprendiendo los: RADARES ANTI-STEALTH

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Comprendiendo los:

RADARES ANTI-STEALTH

Por  JC65/Octubre 2014 (rev2019)


Nebo-M.   Wikimedia commons.

Antecedentes

Desde la invención del radar, este ha sido el medio por excelencia para detectar aviones en vuelo, y por supuesto un avión atacante no desea ser descubierto, así que se han desarrollado técnicas para hacer a estos, lo menos visibles a dichos radares. Naciendo el término VLO o very low observable aplicado a aeronaves, y también barcos, que usan esta tecnología, mas popularizada como STEALTH o invisible, término por demás incorrecto, pero más impactante en los noticieros.

Pero, como logran reducir drásticamente su visibilidad ante el radar?

En la práctica usan 3 técnicas, esencialmente:

1.- Evitar que las ondas electromagnéticas (OEM) del radar en cuestión alcancen al avión, esto se logra volando muy bajo, de manera de quedar fuera de la linea visual directa de dicho radar, y/o con una planificación de misión muy cuidadosa que evite pasar por las zonas de cobertura de dichos radares. Esta es una forma obvia, y que no se tratará en este breve artículo.

2.- Haciendo que las OEM que lleguen al avión sean absorbidas por este, para esto se utilizan materiales RAM o Radar absorbent materials.

3.- Darle formas geométricas convenientes al avión, de forma que las OEM reboten en cualquier dirección que no sea de donde provienen, es decir el radar emisor de estas.

Estas técnicas, aunque suenan sencillas, son difíciles de implementar debido a la naturaleza de  dichas OEM, y para entenderlo debemos conocer algunos detalles de estas.

Las ondas electromagnéticas emitidas por un radar, conocidas también como Hertzianas, cumplen con muchas leyes que las califican como cuasi-ópticas, es decir con propiedades que nos son mas familiares en la luz, esto es se propagan radialmente y en línea recta, se reflejan, refractan, polarizan, atenúan, etc., cosa que no es de extrañar por su naturaleza ondulatoria.


Para su estudio, podemos identificar ciertas características: su amplitud, es decir la fuerza, potencia y/o energía asociada a ella, la cresta y valles que determinan dicha amplitud,  la longitud de onda ( λ ), y una dirección de propagación, lo que nos lleva a pensar que si se propaga, su efecto se desplazará una distancia en un tiempo determinado, por lo cual la longitud de onda corresponderá a un período T de tiempo y existirá una velocidad V de dicho desplazamiento. (OJO lo que se desplaza es su efecto, no las partículas del medio en que se produce)

Para ponerlo en un contexto que todos hayamos experimentado, digamos que tenemos un gran estanque de agua, en cual podemos producir olas (ondas),  lanzando una piedra en el centro del mismo, las ondas presentarán todas las características descritas, una altura o amplitud, una distancia entre cresta y cresta y una velocidad de avance desde el centro hasta la orillas.

En el estanque la velocidad de desplazamiento será relativamente baja, para las ondas emitidas por el radar la velocidad de desplazamiento será  constante y corresponde a la velocidad de la luz (c) cerca de 300.000 Km/s. 

Si lo anterior lo combinamos con que V=D/T y el período T es el inverso de la frecuencia(F) o cantidad de veces por segundo en que se repite el ciclo de la onda obtenemos que para cualquier  longitud de onda ( λ ) corresponderá una frecuencia dada por  λ=c/F

Como vemos, existen unas  características de longitud asociadas a la frecuencia de las ondas del radar, así una frecuencia de 300 MHz  estará asociada a una longitud de onda λ de 100 cm, una de 3 GHz una de 10 cms , una de 30 GHz de un cm, y así sucesivamente.

Si está un poco enredada la explicación, volvamos al ejemplo del estanque, para explicar otro fenómeno necesario para conocer el funcionamiento anti-stealth: La Resonancia.

La resonancia es un fenómeno que se produce cuando un cuerpo es sometido a vibraciones (ondas) de una frecuencia muy cercana a las naturales de dicho cuerpo, y recuerde que cuando hablamos de frecuencias, implícitamente estamos hablando de longitudes de ondas.

Imaginemos en nuestro estanque olas con λ =1 mm, y un barquito de 1000 mm ( 1 mt) de longitud, el efecto de estas ondas será previsible, pues su longitud es mucho menor que la del barco, la primera llegará, y antes de afectar  en algo llegará una segunda anulando el efecto de la primera y así sucesivamente, el barco permanecerá razonablemente horizontal. Si por el contrario las ondas tienen  λ =100 mts, el efecto también será previsible, y el barco se elevará y descenderá con cada ola manteniéndose razonablemente horizontal, pues las ondas son mucho más largas que el barco.

Pero que sucede si las ondas tienen  λ aproximado a 1 mt? Pues el efecto será imprevisible pues estamos en una frecuencia muy próxima a la natural de resonancia del barquito, la cual está determinada por su longitud, el mismo subirá su proa al momento de descender la popa, o  viceversa, en general estará inestable.  Este fenómeno se dará en menor medidada para 2λ, 4λ, 8λ, etc., es decir las longitudes de onda múltiplos de de la mitad de la longitud del barquito.


Hasta aquí la teoría necesaria para entender los radares anti-VLO

 

Características y Funcionamiento.

Los radares Anti-stealth se caracterizan por trabajar en frecuencias relativamente bajas, y se dice relativas en comparación a otros radares, los más comunes,  que trabajan en bandas K (más de 12 GHz), X (8 a 12 GHz), C (4 a 8GHz), S (2 a 4 GHz) e incluso L (1 a 2 GHz), . Esto es trabajan en frecuencias VHF y UHF, entre los 140 MHz y los 900 Mhz.

Y lo hacen en esas frecuencias para así burlar las medidas stealth adoptadas por los aviones así denominados, las cuales han sido diseñadas para las frecuencias de los radares más comunes (arriba mencionadas)

Así por ejemplo se usan materiales RAM en forma de pinturas que tienen componentes metálicos, que al entrar en resonancia con las ondas emitidas por un radar en banda X  (λ =3 cm) vibran y convierten esa energía electromagnética en calor, en vez de reflejarla, por lo cual efectivamente la absorben. Dichos materiales deben estar espaciados en profundidad a 1.5 o 0.75 o 0.375 cm para poder cumplir con la condición de resonancia, y lo harán solo para esa frecuencia específica.  Difícilmente se puede construir  materiales RAM para recubrir un avión que tengan la capacidad de resonar a frecuencias con λ = 2 mts    como es el caso de un radar trabajando a 150 MHz (banda VHF), pues su grosor debería ser de al menos 25 cms, extremadamente grueso y pesado para el recubrimiento de un medio aéreo.

Similar razonamiento se puede usar para otros materiales RAM basados en otras estrategias.

La otra técnica Stealth, es el reflejar la señal en cualquier dirección diferente a la del radar emisor, y esto se logra con formas rectas, pero alejadas  de la perpendicular de la señal del radar, para ello se debe controlar con precisión ese reflejo, y aquí nuevamente la resonancia entre en juego a favor de los radares VHF y UHF, pues las dimensiones de las piezas importantes de un avión, cuerpo, alas, planos de cola, etc.;  si se corresponden con aquellas que pueden resonar a esas frecuencias, produciéndose el efecto del  “barquito”, en cual era impredecible la respuesta o , en este caso, el reflejo de la señal, así con una pequeña variación en la frecuencia se puede aumentar o disminuir significativamente el RCS (radar cross-section) efectivo del avión.

Esto último fue estudiado por un físico de apellido Rayleigh, eso si,  para ondas en un sentido amplio de la palabra, no para radares pues no existían en su época, explicando fenómenos como el color azul del cielo.

Aquí un gráfico extraído de un  artículo del Dr Carlos Kopp al respecto:


El cual muestra el efecto explicado, cuando la relación entre las dimensiones de la longitud de onda  λ y el tamaño de cualquier parte importante del avión son  de entre 1:1 a 1:10 se entra en una zona de resonancia, en la cual el RCS puede aumentar o disminuir sin que se tenga un control real del mismo, con lo cual el avión pasará de poco observable a muy observable (y viceversa), con pequeñas fluctuaciones en la frecuencia del radar VHF o UHF.

 Si la frecuencia baja más el efecto se perderá, y si es muy alta habrá un RCS nominal y controlado por la geometría de las formas del avión. Como se ve, En esa zona de reflexión en resonancia el avión perderá la confiabilidad en su “manto de invisibilidad”, por lo que el diseñador  del radar buscará hacerlo trabajar en esas frecuencias, que precisamente resultan ser las mencionadas VHF y UHF.

Ahora, cual es el inconveniente de usar radares, VHF y UHF, pues que la misma naturaleza ondulatoria obliga que a esas frecuencias sus antenas deban tener tamaños enormes,  con el consiguiente problema de su transporte, despliegue y repliegue, que las hace muy vulnerables a posibles ataques aéreos.

Por otro lado la electrónica involucrada en su construcción es de relativo bajo coste, por lo que son factibles de fabricar en base a componentes de uso comercial, con las ventajas que ello trae. Esto, aunado a las evidentes  propiedades anti-VLO, ha provocado un resurgimiento de radares en estas frecuencias, no solo en Rusia como se suele pensar, si no en China, USA, Ucrania, Lituania y Bielorusia.

Por ejemplo tenemos el Bieloruso  Vostok E (VHF) que ofrece despliegue/repliegue en tan solo  6 minutos:


En la misma onda de despliegue rápido (7.5 minutos) el Amber 1800 Lituano-Ucraniano:


Amber 1800.   Litak-tak

 Ya más pesado, pero con capacidad 3D, el MR-1 Ucraniano, también VHF (2 mts):


MR-1.  Iskra

Similar en prestaciones al ruso Nebo SUV en su versión original y al JY-27A Chino, con más de 400 Km de alcance.


Todo ellos, como es posible observar, tienen antenas enormes, pero que desde el punto de vista radioeléctrico son consideradas pequeñas, con la consiguiente falta de resolución y la generación de lóbulos secundarios no deseados que los hacen fáciles de ubicar e interferir. Parte de estos problemas pueden ser resueltos con técnicas STAP o de procesamiento adaptativo de espacio-tiempo, y usando frecuencias algo menos radicales, como la UHF, en particular de 400 a 450 MHz ( unos  70 cms de λ ) como lo hace el APY-9 del E-3D Hawkeye Norteamericano:


APY-9. Flight International

O el UHF Survillance Radar del  MEADS:

UHF SR.  MEADS Consortium

Otros radares mencionados como anti-stealth, trabajan en banda L (30 cm) la cual no están efectiva en dicha función, y otros en VHF y UHF  que no son diseños expresamente creados con este fin, si no  adaptaciones de radares antiguos como el P-14, P-18 y P-19 de la Unión Soviética, pero que de cierta manera cumplen con esta tarea a precios muy asequibles, lo que ha provocado que se mantengan en uso mediante  modernizaciones, que los ponen a nivel de radares mucho más modernos y costosos.

Para finalizar, es importante resaltar, que si bien estos radares pueden detectar aviones VLO, sus características de poca resolución imposibilitan el direccionamiento de misiles para derribarlos, función reservada a radares con mucha mejor resolución, generalmente en bandas C,X y K. Por lo que no son la solución final al problema planteado por los aviones VLO.

 

Fuentes:

-          Ausairpower .net  APA-TR-2007-0901

-          KB Radar.

-          Litak-tak.

-          Iskra SE

-          Wikipedia

 

 

JC65/04102014


Comentarios

  • jc65
    jc65Soldado
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    Saludos, como siempre tratando de que el tema sea de su agrado, y esperando ampliar la información de forma interactiva.
  • AndresK
    AndresKSubteniente
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    Y siempre y cuando los detecten cómo es, no con la ayuda de que el otro vaya con los transponder encendidos... Jajajajaja...
  • cesar
    cesarTécnico de Quinto Grado
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    jc65 escribió:
    Saludos, como siempre tratando de que el tema sea de su agrado, y esperando ampliar la información de forma interactiva.

    Porsupuesto que es muy de mi agrado, muchas gracias.

    ¿Existen radares VHF/UHF con antenas fijas como los PESA/AESA? ¿No sé puede aumentar la resolución de un radar VHF/UHF con un arreglo PESA/AESA?...

    Un radar que me ha llamado la atención es el Struna-1MU, pero no tengo muy claro si también puede detectar y seguir aeronaves furtivas ¿Que opinas al respecto?
  • Thomas_Bryson
    Thomas_BrysonSoldado
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    Son mas simples de constuir y llegan mas lejos, pese a su alto consumo de energia son mejores en rango pero no en presicion.

    Ahora como carajos!! se justifica la inversion del F-35 cuando un radar que vale muchisimo menos lo puede detectar?


  • jc65
    jc65Soldado
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    cesar escribió:
    jc65 escribió:
    Saludos, como siempre tratando de que el tema sea de su agrado, y esperando ampliar la información de forma interactiva.

    Porsupuesto que es muy de mi agrado, muchas gracias.

    ¿Existen radares VHF/UHF con antenas fijas como los PESA/AESA? ¿No sé puede aumentar la resolución de un radar VHF/UHF con un arreglo PESA/AESA?...

    Un radar que me ha llamado la atención es el Struna-1MU, pero no tengo muy claro si también puede detectar y seguir aeronaves furtivas ¿Que opinas al respecto?
    Hola @cesar ,  gracias por leer el articulo.  Si existen radares VHF y UHF de tipo pesa/aesa.  En particular el 1L119 Nebo es de tipo aesa, al igual que el APY-9, es decir cada elemento radiante tiene asociado su elemento amplificador o modulo T/R.  Es de observar que la técnica para generar el desfase, y por lo tanto el barrido electrónico,  en estos varia a lo que se tiene acostumbrado en AESA en frecuencias S,C y X.

    Me explico ese desfase es normalmente generado sobre la señal patron, por un phase-shifter, el cual simplemente agrega un retraso a la señal maestra, y dicho retraso lo puedes expresar en tiempo, o retraso angular, o mas en la realidad en una distancia!, y en un radar en banda X ese retraso puede ser de hasta 3 cms, este recorrido lo puedes "enrollar" en un pequeño chip, en VHF requerirías retrasos de hasta 2 mts !, lo que hace inviable usar esa técnica. 
    La solución? usar técnicas de memorización digital o generación de multiples  señales patron.

    En ambos casos el radar usa un barrido mecánico horizontal en su forma de uso normal, pero puede detenerlo, y usar entonces el barrido electrónico para enfocar un area especifica de vigilancia. (o ambos simultáneamente) 

    Sobre el Struna el mejor análisis en linea de este lo consigues aqui:
    https://www.ausairpower.net/APA-52E6MU-Struna.html

    La traducción del nombre es "cuerda o barrera", y te da la idea de como funciona, como una cuerda tensada entre varios postes, que al ser tocada por un intruso dispara la alerta. Un símil podría ser el sistema infrarojo en una puerta automática (de ascensor, portón, etc) Esta pensado para detectar intrusos VLO a muy baja altura, zona en la cual los radares VHF tienen muchas deficiencias. Su gran inconveniente es que requiere una infraestructura de "postes" o torres intercomunicadas entre si cada 50 Kms aprox.



  • jc65
    jc65Soldado
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    Thomas_Bryson escribió:
    Son mas simples de constuir y llegan mas lejos, pese a su alto consumo de energia son mejores en rango pero no en presicion.

    Ahora como carajos!! se justifica la inversion del F-35 cuando un radar que vale muchisimo menos lo puede detectar?


    Durante muchos años, USA realizo vuelos sobre la URSS con aviones U2, estos eran detectados, pero no derribados pues no habían medios para hacerlo (en ese momento). Algo similar puede intuirse con los F-35, las defensas aéreas podrán detectarlos y saber que por allí andan, pero sin la capacidad de derribarlos, pues no podrán dirigir misiles contra ellos, precisamente por la falta de precision.

    La diferencia que veo en este caso es que la tecnología para derribar los U2 (misiles de mayor techo) era mas fácil de alcanzar, que la tecnología para dotar misiles con capacidad de guiarse hasta un F-35 desde larga distancia.
  • Tavo89
    Tavo89
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    AndresK escribió:
    Y siempre y cuando los detecten cómo es, no con la ayuda de que el otro vaya con los transponder encendidos... Jajajajaja...
    Claramente el articulo del TwInvis dice que los transponders fueron usados para saber qué contactos eran los F-35 (1), es decir en la pantalla de este radar supuestamente aparecieron los contactos de los F-35 pero tuvieron que recurrir a los transponders para distinguirlos de otros contactos como tráfico civil por ejemplo, aparte los reflectores de radar a bordo de los F-35 no tienen que ver ya que ese radar no usa ese tipo de ondas. Supuestamente esta tecnología funciona, ha sido usada en otras ocasiones (2) y se está teniendo en cuenta en el desarrollo del Sistema Aéreo de Combate Futuro Franco-Alemán-Español(3).
    1. Los ingenieros recibieron noticias de la torre de Schönefeld sobre cuándo despegarían los F-35. Una vez que los aviones estaban en el aire, la compañía dice que comenzó a rastrearlos y recopilar datos, utilizando señales de los transpondedores ADS-B de los aviones para correlacionar las lecturas del sensor pasivo.
    2. Ese paso se produjo después de que el Ministerio de Defensa patrocinó una "campaña de medición" de una semana en el sur de Alemania el otoño pasado para visualizar el tráfico aéreo de toda la región a través de TwInvis.
    3. También es digno de mención, en el año y medio que siguió al espectáculo aéreo, el énfasis en las características de sigilo para el programa del Sistema Aéreo de Combate Futuro Franco-Alemán-Español, destinado a ser el avión de combate de próxima generación de Europa, cambió.
    Como lo dije en el otro tema; le doy el beneficio de la duda y es que tiene sentido lo que se informa en el respectivo articulo. Además de esto se me ocurre algo muy simple para calibrar y mejorar la confirmación de detección de cazas 5G sin transponders ni reflectores de radar, tomas el TwInvis y un radar militar o civil cualquiera, calibras las dos pantallas de ambos radares de forma que los contactos de un radar coincidan con los del otro, si el radar pasivo TwInvis llega a detectar cazas de quinta generación deberían aparecer un número X de contactos extra en relación con los contactos del radar normal, esto junto a un software simple que marque los contactos extra.
  • jc65
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    Hola @Tavo89 , La idea usada en el Twlnvis, no es nueva, de hecho los origenes del radar se basan en observaciones hechas en 1935  basado en el mismo principio: " Yo contesté que los ingenieros de la Oficina de Correos se habían dado cuenta de perturbaciones en la recepción de muy altas frecuencias cuando algún avión volaba en la vecindad de sus receptores y que este fenómeno podría ser útil para detectar aviones enemigos"" A. Wilkins
    https://es.wikipedia.org/wiki/Radar

    De seguro podrán detectar que "algo" posiblemente un F-35 ha cruzando un determinado sector del cielo, pero de ahí a trackearlo y generar soluciones de tiro para armamento antiaéreo hay mucho trecho. de hecho la solución de radares en VHF/UHF daría mejores resultados, que el seguimiento por sensores pasivos propuesto ahora por los Alemanes, y mucho antes por los Ucranianos con su sistema Kolchuga (que afirmaba que podía hacer lo mismo)

    A Cesar: se me paso contestar esto: ¿No sé puede  aumentar  mejorar la resolución de un radar VHF/UHF con un arreglo PESA/AESA?...
    Pues no con un Pesa, si con un AESA pero en porcentajes mínimos, inferiores al 10% respecto a los arreglos normales.

  • cesar
    cesarTécnico de Quinto Grado
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    Gracias nuevamente @jc65 por tus respuestas ¿No se podría tener un radar VHF/UHF de onda continúa que sirva para hacer de FCR, al menos para la guía de medio curso de un SAM de largo alcance equipado con un sekeer pasivo como el Umkhonto surafricano?
  • jc65
    jc65Soldado
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    Editado Tue, 15 October 2019 #11
    cesar escribió:
    Gracias nuevamente @jc65 por tus respuestas ¿No se podría tener un radar VHF/UHF de onda continúa que sirva para hacer de FCR, al menos para la guía de medio curso de un SAM de largo alcance equipado con un sekeer pasivo como el Umkhonto surafricano?

    Como guía de medio curso, puede ser, pero el tamaño de la antena debería ser al menos como el de Nebo, observa que es de 24 x 7 elementos, en su caso antenas yagi, su resolucion en la horizontal debe ser mejor a 4°. el hecho de que sea de onda continua no tendría nada que ver pues se usarían comandos de medio curso provenientes de la data del radar.

    Para el endgame un sensor IIR, al estilo del stunner del david sling.  Pero a mi de verdad aun no me dan los números, puesto que la "canasta de adquisicion" del sensor IIR deberia ser muy amplia y sobre too profunda, es decir de mucho alcance.


    Un análisis numérico de esto lo puedes encontrar aqui:
    https://www.ausairpower.net/APA-Nebo-SVU-Analysis.html

    Alli el Dr Kopp, a pesar de ser un fuerte critico del F-35, establece que el Nebo pudiera en el mejor de los casos emular la capacidad del radar 64N6 Big bird (banda S), y ubicar al F-35 en una sección del cielo lo suficientemente pequeña como para dirigir el haz del radar de tiro 30N6, el cual a partir de allí se haría cargo del trackeo, pero este es de banda X, cayendo nuevamente en el problema de la capacidad stealth del avión en esa banda, al menos en el hemisferio frontal.

    La parte de la cabeza de guía IIR no la analizan allí, pero yo estimo que debería ser capaz de adquirir al objetivo a mas de 40 Kms de distancia, para poder ser efectiva, y esos números no lo muestran ningún sensor IIR actual. Tal vez en un futuro cercano.
  • cesar
    cesarTécnico de Quinto Grado
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    ... bueno, los gringos ya están probando sensores IIR de onda larga. Más adelante podrían existir ese tipo de sekeer como bien dices, pero yo si pienso que tener un FCR de onda continúa si haría alguna diferencia en cuanto a la precisión, empezando porque no habrían que esperar los intervalos de refresco de una antena giratoria y por lo tanto mediante software se puede reducir más el área de contacto, e incluso calcular con la suficiente precisión el vector de aproximación del avión para poner el misil interceptor en un curso que aumente el tiempo de cruce de la aeronave por su cono de exploración.

    ¿Cómo le hará el B-21 Raider para evadir los radares que trabajan en VHF/UHF? ¿Se le puede hacer EW a un radar de ese tipo?




  • jc65
    jc65Soldado
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    cesar escribió:
    ... bueno, los gringos ya están probando sensores IIR de onda larga. Más adelante podrían existir ese tipo de sekeer como bien dices, pero yo si pienso que tener un FCR de onda continúa si haría alguna diferencia en cuanto a la precisión, empezando porque no habrían que esperar los intervalos de refresco de una antena giratoria y por lo tanto mediante software se puede reducir más el área de contacto, e incluso calcular con la suficiente precisión el vector de aproximación del avión para poner el misil interceptor en un curso que aumente el tiempo de cruce de la aeronave por su cono de exploración.

    ¿Cómo le hará el B-21 Raider para evadir los radares que trabajan en VHF/UHF? ¿Se le puede hacer EW a un radar de ese tipo?


    Hola, creo que no coincidimos en la definición de "onda continua", tal ves te refieres a usar radares aesa para aumentar el tiempo de iluminación sobre el objetivo (esto mejoraría las probabilidades de detección mas no necesariamente la resolución). En todo caso la idea que trajiste de usar sensores infrarojos, combinados con iluminación  en frecuencias VHF seria un camino valido a seguir para resolver el problema planteado por el F-35, que de paso también toma medidas para reducir su firma IR.

    Sobre el futuro B-21 y el presente B-2 Spirit. Su estrategia es la misma pero sus mayores dimensiones le facilitan el trabajo contra radares uhf/vhf.  En el ejemplo del "barquito", (que de paso no se si aclaro o enredo) imagina que el barquito no es de 1 metro sino de 10, los efectos se repetirían solo si la amplitud de la onda la multiplicas por 10. Es decir estos bombarderos con su envergadura de 50 mts, garantiza que tendrá secciones corridas de metal de 20 o 25 mts, contra 4, 6 u 8 mts del F-35. es decir que en vez de usar radares VHF (2 mts) tendrias que usar radares en HF en digamos longitud de onda 8 o 10 mts para detectarlo en la misma magnitud que el VHF hace con el F-35.


  • jc65
    jc65Soldado
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    Trato de aclarar un poco, tratando de simplificar las leyes que rigen el electromagnetismo:
    La electricidad fluyendo genera campos magnéticos y viceversa, si a  ese fluido le invertimos su sentido de circulación, miles o mejor millones de veces por segundo, generaremos ondas electromagnéticas que podrán irradiarse por el espacio abierto. 

    Hasta donde se irradiaran? Pues hasta que consigan otro objeto que las reconviertan en fluido eléctrico. Eso puede ser la atmósfera (con sus moléculas) que ira atenuando paulatinamente esa señal, o podría ser un objeto metálico (como un avión). En este la onda electromagnética se convierte en un flujo eléctrico que a su vez generara nuevas ondas electromagnéticas que percibimos como que la onda reboto en su superficie. 

    Como vemos, los materiales que faciliten la conducción eléctrica presentaran un "rebote" o reflexión mejor de esas señales E.M. Por eso el metal refleja las ondas de radar mejor que el agua o el plástico.

    Ahora debemos considerar que el flujo eléctrico generado, se sentirá feliz en ese estado (fluyendo) hasta que consiga un borde o barrera, es decir el metal se termina y se vuelve a encontrar con el aire o material dieléctrico, allí en ese momento se volverá a convertirse en una seña E.M. (rebote)

     Si hacemos que ese recorrido por el metal tenga una longitud que no genere ondas EM en longitudes de onda similares a la que nos llego, el resultado sera que el avión sera "invisible" al radar que le este apuntando. Eso mas o menos el efecto scattering, del que hablo en el  articulo. Se entrara y se saldrá de resonancia con pequeños cambios el la frecuencia de iluminación.

    En conclusion, el B-2 (y B-21) con sus largas superficies metálicas corridas sin interrupción, podran disminuir el RCS del avion incluso contra longitudes de onda de 2 mts (vhf) y usaran materiales RAM contra las frecuencias mayores (K,X,C,S).

    Espero que esta nueva explicación aclare algo, si no me avisan y lo intento de otra manera. 
  • alfredoaltamar
    alfredoaltamarSoldado
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    En Colombia funciona algun tipo de radar que tenga estas caracteristicas ahora que se hablas de defensa antiarerea y antimisil ?????

  • jc65
    jc65Soldado
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    alfredoaltamar escribió:
    En Colombia funciona algun tipo de radar que tenga estas caracteristicas ahora que se hablas de defensa antiarerea y antimisil ?????

    No, aparte de los radares civiles que trabajan en bandas L y S, los radares militares de largo alcance de Colombia trabajan en banda S, en particular de la familia TPS-70/78/703. Para mas informacion de ls mismos ver aqui:
    https://americamilitar.com/articulos/2246-familia-de-radares-tacticos-an-tps-43-70-75-78-703-p1.html
  • cesar
    cesarTécnico de Quinto Grado
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    @jc65 ¿Conoces los desarrollos en radares de aca, los de CODALTEC? ¿Será que con esa base tecnológica se podría hacer en Colombia radares VHF en 3D?...

    Otro tipo de radares que me llaman la atención en onda larga son los OHT. Algunos de sus defensores aseguran que también pueden detectar aeronaves furtivas, aunque yo no creo y lo veo mejor para vigilancia marítima transhorizonte.
  • AndresK
    AndresKSubteniente
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    Subteniente
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    Creo que CODALTEC está como lejos todavía de alcanzar la capacidad de producir un radar de ese tipo. Y cualquier otra empresa de Latinoamérica está igual de lejos, aunque sean más avanzados que CODALTEC.
  • jc65
    jc65Soldado
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    Hola, sobre los radares de Codaltec, tengo entendido que con asistencia de INDRA de España, produjeron 2 prototipos operacionales de radar, uno de tipo FMCW en banda K, y otro mas tradicional en banda X. Desconozco si ya han entrado en fase de producción.

    En todo caso, desde el punto de vista técnico, es mas fácil construir radares en banda VHF que X, de hecho los primeros radares eran en HF, luego en VHF, y fue solo durante la 2da guerra mundial, que se produjeron con mayores frecuencias de trabajo (gracias a la invención del  magnetron)

    Ahora que sea 3D, bueno eso si esta como que mas complicado, mas no imposible. Existen muchas técnicas para obtener el 3er parámetro, es decir la altura.

    Y sobre empresas en Latinoamerica, Bradar estaba desarrollando incluso radares AESA en banda S.  El problema no es obtener los conocimientos, ni implementarlos para prototipos. La real dificultad esta en la posibilidad de producirlos en forma viable económicamente. Existen en el mercado, radares muy económicos, menos de 10.000 US$, mas o menos equivalentes al radar FMCW de codaltec, y te aseguro que ese prototipo costo muchísimo mas.

    Sobre los radares OTH, tengo entendido que hay 2 tipos, el primero que utiliza ondas en HF dirigidas hacia la ionosfera, allí rebota e ilumina un sector a miles de kilómetros de distancia. este por su forma de operar es mas util contra blancos aéreos en movimiento, gracias a el efecto doppler. 

    El otro tipo utiliza frecuencias aun menores dirigidas al horizonte, a dichas frecuencias las ondas tienden a curvarse y seguir el contorno de la tierra. Su uso esta mas dirigido a la detección de buques a larga distancia. En ambos casos tienen muy poca exactitud y menos aun resolución.
  • jc65
    jc65Soldado
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    Editado Sat, 19 October 2019 #20
    Ahora me toca a mi preguntar, a ver si lo pueden observar en la gráfica:

    Que tipo de antena es la usada en el radar APY-9 del modernisimo E-2D Advance Hawkeye ???

    https://www.youtube.com/watch?v=OcxmdhmHHJg

    p.d. (como dato, recuerden al antiguo P-18)

    Editado por jc65 on
  • cesar
    cesarTécnico de Quinto Grado
    EMC, Canal Informativo
    Técnico de Quinto Grado
    EMC, Canal Informativo
    jc65 escribió:
    Ahora me toca a mi preguntar, a ver si lo pueden observar en la gráfica:

    Que tipo de antena es la usada en el radar APY-9 del modernisimo E-2D Advance Hawkeye ???

    https://www.youtube.com/watch?v=OcxmdhmHHJg

    p.d. (como dato, recuerden al antiguo P-18)


    Clarito se ve el arreglo Yagi-Uda en polarización horizontal.
  • jc65
    jc65Soldado
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    Así es, un arreglo de 2x8 o 2x10 elementos radiantes de tipo Yagi-Uda,  recordemos que el P-18 es de 2x8.
    El uso de este tipo de antena mejora en algo la ganancia total del arreglo, que de por si es muy poca, pero a costa de restringir su ancho de banda.

    En el APY-9 se utilizan técnicas de procesamiento de señal STAP, o space-time adaptive processing para compensar las interferencias que el propio fuselaje y el movimiento típico de una aeronave provocan en un antena de radar de tan baja ganancia (y por lo tanto tan amplios lóbulos ppal y secundarios) 
  • cesar
    cesarTécnico de Quinto Grado
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    Pues me parece un tremendo radar (ahora entiendo porque el E-2D vale tanto) y una tremenda plataforma; es que así no solo se anticipa a las plataformas furtivas chinas (y rusas) sino también a los misiles ARM aire-aire anti-AWACS que quieren desarrollar para cegar a las alas aéreas embarcadas gringas, e incluso los medios ESM para localizarlos más allá del alcance instrumental.

    jc65 escribió:
    Trato de aclarar un poco, tratando de simplificar las leyes que rigen el electromagnetismo:
    La electricidad fluyendo genera campos magnéticos y viceversa, si a  ese fluido le invertimos su sentido de circulación, miles o mejor millones de veces por segundo, generaremos ondas electromagnéticas que podrán irradiarse por el espacio abierto. 

    Hasta donde se irradiaran? Pues hasta que consigan otro objeto que las reconviertan en fluido eléctrico. Eso puede ser la atmósfera (con sus moléculas) que ira atenuando paulatinamente esa señal, o podría ser un objeto metálico (como un avión). En este la onda electromagnética se convierte en un flujo eléctrico que a su vez generara nuevas ondas electromagnéticas que percibimos como que la onda reboto en su superficie. 

    Como vemos, los materiales que faciliten la conducción eléctrica presentaran un "rebote" o reflexión mejor de esas señales E.M. Por eso el metal refleja las ondas de radar mejor que el agua o el plástico.

    Ahora debemos considerar que el flujo eléctrico generado, se sentirá feliz en ese estado (fluyendo) hasta que consiga un borde o barrera, es decir el metal se termina y se vuelve a encontrar con el aire o material dieléctrico, allí en ese momento se volverá a convertirse en una seña E.M. (rebote)

     Si hacemos que ese recorrido por el metal tenga una longitud que no genere ondas EM en longitudes de onda similares a la que nos llego, el resultado sera que el avión sera "invisible" al radar que le este apuntando. Eso mas o menos el efecto scattering, del que hablo en el  articulo. Se entrara y se saldrá de resonancia con pequeños cambios el la frecuencia de iluminación.

    En conclusion, el B-2 (y B-21) con sus largas superficies metálicas corridas sin interrupción, podran disminuir el RCS del avion incluso contra longitudes de onda de 2 mts (vhf) y usaran materiales RAM contra las frecuencias mayores (K,X,C,S).

    Espero que esta nueva explicación aclare algo, si no me avisan y lo intento de otra manera. 

    Ahora entiendo porque el B-21 tiene una sola "cola" en lugar de las tres del B-2:



    Eso le da una continuidad de superficies de varios metros más en popa que el B-2 y por lo tanto reduce mucho su firma de radar contra la detección por radares de onda larga, cosa que al principio no lo parece pero tiene su lógica en cuanto a que sería más furtivo que aeronaves más pequeñas como el F-22 y el F-35.

    ¿Recuerdas o has escuchado de los torpedos rastreadores de estelas? ¿Será que un principio similar permitiría que los radares puedan detectar y seguir aeronaves en vuelo no por su propia célula sino por la estela de turbulencia que generan al cruzar el aire a velocidades bastante superiores a las corrientes de aire propias del clima natural?
  • jc65
    jc65Soldado
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    Editado Thu, 24 October 2019 #24
    Hola, si recuerdo los "wake-homing", que nunca han tenido una contramedida efectiva, pero que ya suficientes problemas tienen con el desperdicio de energía que supone su trayectoria en persecusion y encima en zig-zag. 
    En este caso los problemas serian aun mayores por ser en 3d y realmente no conozco sensores capaces de esas mediciones de turbulencia en vivo y in situ.

    Tal vez una cadena de sensores y estaciones meteorológicas que transmitan datos a algún drone de alta persistencia, y dotado con armamento aire-aire con cabezas IIR. Realmente lo veo complicado.

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