Mientras mas breve sea ese pulso, mejor será la capacidad el radar de determinar con exactitud esa distancia, pues no habrá ambiguedad sobre el comienzo y final de la señal, pero como se requiere la mayor cantidad de energía en dicho pulso para mejorar las posibilidades de detección , debemos hacer dicho pulso o muy potente pero breve en el tiempo, o menos potente pero mas prolongado en el tiempo. Al prolongarlo en el tiempo se desmejora la resolución en distancia.
Una forma de mantener la resolución, pero al mismo tiempo aumentar la energia del pulso mediante su extensión en el tiempo es "modular" o introducirle información con la que podamos reconocer que parte del pulso estamos recibiendo, a esto se le denomina CHIRP, pero aun nos quedaría el problema de que el sistema no puede transmitir y recibir simultaneamente, por lo que se crea una zona "ciega" en las cercanías del radar, esto es digamos que transmito por 1 microsegundo, en ese tiempo la señal viaja 300mts, pero si decido alargar el pulso a 10 microsegundos la distancia será de 3 Kms, en los cuales como estoy transmitiendo, por lo cual no puedo recibir el retorno de objetos a esa o menos distancia.
Como se ve la solución ideal sería poder transmitir al mismo tiempo que recibir, y eso precisamente es lo que hacen los radares de onda continua con modulación en frecuencia, pero esto requiere que se deban tener dos sistemas separados con sus propias antenas, uno para transmitir y otro para recibir.
Por eso ese tipo de radar luce antenas como estas:
En las que la antena transmisora, esta aislada de la receptora por algún tipo de mampara, otro caso de radar de onda continua es usado enmisiles de guía SARH, donde la antena transmisora esta en la estación en tierra (o mar) y la receptora en la punta del misil.
Pero no todo es ventajoso, pues para poder introducir modulación a señales tan prolongadas en el tiempo es necesario un gran ancho de banda en la señal portadora, además de tecnologías de transmisión con ciclos útiles del 100% (posible gracias a amplificadores de estado sólido) y gran capacidad de procesamiento digital de la señal (posible gracias al abaratamiento de los sistemas de computación).
Por estos motivos es que solo recientemente se han popularisado estos sistemas,. Otro inconveniente es que mientras que en un sistema pulsado la resolución se mantiene sin importar la distancia recorrida, en los FMCW, esta se basa en dividir el alcance máximo en "casillas" correspondientes a la capacidad de transformación de la señal analógica a digital, es decir si uso 10 bits puede obtener solo 1024 casillas o divisiones de la distancia máxima instrumental, esto es si esta es de 10 Kms, mi resolución será de 10/1024= 9 mts, pero si se quiere 100 Kms, será de 90 mts.
Esto los hace especialmente útiles para cortos alcances instrumentales, pero casi inuties para largas distancias.
Por otro lado como la potencia es distribuida en largos períodos de tiempo, esta puede ser muy baja, y aun así presentar muy buenas probabilidades de detectar objetivos pequeños. Asi se considera que un radar de 1W de potencia continua es mas eficiente que uno de 25Kw pulsado con 0.1% de ciclo útil.
Esto los hace inherentemente LPI, es decir que los sistemas ESM contrarios tienen muy poca capacidad de detectarlos, en otras palabras pueden ver sin ser vistos.
Otro aspecto a considerar es que si bien las antenas al ser dobles se hacen mas voluminosas y dificiles de operar, la electrónica detrás de ellas se simplifica enormemente, y casi toda su arquitectura pasa a basarse en software en vez de hardware.
Gráfica de la señal emitida en trazo continuo, y la señal recibida (ya amplificada) en trazo segmentado:
La señal es continua, pero su frecuencia se hace variar, en este caso crece, para luego volver a su valor original, repitiendose ciclicamente. Luego ambas señales se comparan, y la diferencia en frecuencia en un determinado momento es indicativo de la distancia que separa el radar del objetivo.
Esta señal en rampa positiva tiene la desventaja que no toma en cuenta el corrimiento de la frecuencia por el efecto doppler, por lo que se suele usar una forma de doble rampa:
Y tras comparar las señales en ambos casos, se obtiene no solo la distancia real al objetivo, si no también su velocidad de aproximación (o alejamiento). Cosa muy apreciada para su uso en defensa aérea pues permite detectar y discriminar objetos en rápido movimiento.
Por último, a menos que surjan inquietudes o correcciones, dejo una fotografía de un radar FMCW Turco, cuyo parecido con el modelo de Codaltec, no puede negarse, y no es que uno copie a otro, es solo que las soluciones tecnológicas son las mismas.
Mi estimado el FMCWRadar nuestro pues como ya lo habiamos debatido pues seria el Radar para una futura Spaag
Tal vez, pero recuerda que este radar es de descubierta o búsqueda y designación, no de seguimiento o control de tiro, así que le haría fata su compañero.
Imagino que la primera necesidad que viene a cubrir, es la vigilancia de puertos, instalaciones militares, refinerías, etc.
Pues si, en las fragatas actuales el radar de descubierta y designación de objetivos es el SmartS Mk2, y el radar de seguimiento o tiro el Sting Mk2. Mientras el primero esta atado a un movimiento rotatorio permanente, pero puede hacer un TWS (track while scan) es decir mantener unas (muchas) "trazas" refrescándolas en cada rotación, el segundo se dedica a seguir un único objetivo por vez, pero con mayor precisión y en forma continua.
jc65 dijo: Pues si, en las fragatas actuales el radar de descubierta y designación de objetivos es el SmartS Mk2, y el radar de seguimiento o tiro el Sting Mk2. Mientras el primero esta atado a un movimiento rotatorio permanente, pero puede hacer un TWS (track while scan) es decir mantener unas (muchas) "trazas" refrescándolas en cada rotación, el segundo se dedica a seguir un único objetivo por vez, pero con mayor precisión y en forma continua.
Y con esas características de poder seguir con mayor precisión y en forma continua, es que CODALTEC debería enfocar el desarrollo de este radar para defensa de punto.
Si uno analiza como se han venido desarrollando los sistemas de armas Stand-off ( sobre todo los misiles), esta claro que es muy difícil que hoy y a futuro, las plataformas lanzadoras se acerquen a una distancia del blanco, que las situé en el rango de alcance las baterías AAA o SAM que esten brindando defensa; con forme se desarrollan mas este tipo de misiles Standoff, las plataformas aéreas, terrestres o navales que lancen este tipo de misiles, harán el lanzamiento por fuera del alcance de los sistemas de defensa, donde el radar de punto, ya no necesita seguir la plataforma lanzadora sino el misil entrante que es de un tamaño mas pequeño y se desplaza a mayor velocidad ( hasta 2.5 y 3 Mach en algunos misiles)
De ahi que los radares que estan enlazados con lo sistemas de defensa de punto- sobre todo los cañones antiaereos-, estan diseñados con dos y hasta tres canales para hacerle seguimiento al blanco: radar de exploración, radar de seguimiento y sistemas EO de seguimiento e identificación del blanco:
Y asi con esa capacidad de tres canales, podemos ver la mayoría de radares-directores de tiro que se usan para hacer defensa de punto actualmente; porque cuando hablamos de tener una capacidad de detección y enganche contra misiles entrantes que se desplazan en la actualidad hasta por encima de los 3 mach, se necesita un sistema de radar con sensores redundantes que siga el blanco en varios canales y bajo cualquier tipo de interferencia bien sea por condiciones atmosféricas o de sistemas EW.... hay que recordar que la defensa de punto prácticamente es la ultima defensa contra armas que entran a "matar" ... no se puede tener un sistema de detección y seguimiento que "pestañee" y pierda el enganche de ese misil que entra porque en dos o tres segundos que pierdas el enganche a las velocidades que se desplazan actualmente estos misiles ( y en el futuro sera mayor) de seguro te revientan; además que a parte de tener dos tipos de radar en tu sistema ( exploración - seguimiento) también necesitas un EO que te brinde una imagen del blanco para identificarlo con precisión antes de lanzarle.
Si CODALTEC tiene como objetivo final desarrollar un radar con las capacidades que ya mencione, sin duda tenderemos un sistema de detección y seguimiento de punto, muy acorde para la detección y seguimiento tanto de amenazas irregulares, como de amenazas convencionales a futuro; pero si solo se pensó en diseñar un radar de punto para detectar y seguir aeronaves y no misiles o GBUs, pues sera muy difícil que en la actualidad y a futuro con el desarrollo de tantas armas Standoff, una plataforma aérea se acerque tanto al blanco como para que esta sea derribada.
En ese sentido, hace unos dias leia sobre un contrato del DARET ( Departamento de Armas y Electrónica) de la ARC, para la adquisición de equipos electrónicos para el director de tiro "Barracuda" que es EO y que este departamento vienen desarrollando y mejorando para hacer defensa aérea; si existe una sinergia verdaderamente entre las empresas de GSED, el DARET y CODALTEC pueden iniciar un trabajo en conjunto para integrar estos dos sistemas en un solo, para llegar a fabricar un sistema de detección y seguimientos contra blancos aéreos como el que ya hemos visto poseen sistemas de defensa de punto en el mundo.
Buen analisisAlex, ahora lo complemento con la parte histórica.
En los años 60/70/80s la defensa antiaérea se dividía en defensa de zona, dedicada a derribar o por lo menos "espantar" a los aviones atacantes a gran altura, que podían lanzar bombas desde mas de 10 Kms de altura, y en defensa de punto, para contrarestar aviones en vuelo rasante, que debían arriesgarse a ese peligroso vuelo para evitar los misiles de la defensa de zona. En ambos casos el objetivo era acabar con "el arquero".
El radar de codaltec, pudiera actuar como designador de objetivos para el caso de aviones en vuelo rasante, pues estos se aproximan a pocos mts del suelo, esto es un pequeño ángulo relativo al horizonte.
Hoy día, con la aparición de armas (misiles y bombas) standoff, el problema se complica, pues se debe atacar a la "flecha", cosa mucho mas difícil, por su variedad, cantidad, velocidad, bajo RCS y particularmente importante para el caso planteado, por el ángulo de arribo, que ahora no solo es a bajos ángulos, si no que puede ser en ataques en picado a 40, 60 o mas grados respecto a la horizontal
Para este tipo de amenaza el radar de codaltec resulta inútil, se requiere de uno 3D con gran cobertura angular hacia la vertical.
Por eso los sistemas antiaéreos de defensa de punto han evolucionado, y han llegado a confundirse con nuevos sistemas denominados CRAM (contra cohetes y morteros)
Por ejemplo, veamos la evolución del radar de descubierta de uno de los mejores, de esta nueva casta de sistemas antiaereosde defensa de punto: El Pantsir:
Se inicio con un plato paraboloide, este sistema si bien 3D solo daba una noción gruesa de la altura del objetivo, el radar de tiro tenía que completar la búsqueda en la vertical.
Se paso a una antena tipo pesa de escaneo electrónico en la vertical, que ya determinaba la altura del objetivo con una precisión mejor a 2º.
Y el actual:
Sistema de PESA de doble cara, scaneo en vertical y horizontal, que no solo es mas preciso, sino mas rápido.
Se nota la importancia que se le ha dado a la rápida y precisa adquisición del objetivo para su posterior seguimiento por el radar de tiro.
Pero el radar de Coldatec si seria el ideal para la bateríaanti buque de la ARC , si se mandaran a arreglar los exocet al estilo Malvinas, mojorada asociada con radar de tiro que podría ser los castor ex ARC, Y digo mejorada por que en Malvinas se utilizo un Radar de artillería como Radar de descubierta y el radar del misil como "control de tiro: ,sin asociarlo con verdadero radar de control de tiro.
Exactament, para detectar y designar buques dentro del alcance del horizonte, si sería ideal el radar codaltec, y como dije también contra objetivos aéreos PERO a baja altura ( no mas de 15º sobre la vertical)
También para detectar amenazas asimétricas, entiéndase botes pequeños, drones, etc.
Comentarios
Mientras mas breve sea ese pulso, mejor será la capacidad el radar de determinar con exactitud esa distancia, pues no habrá ambiguedad sobre el comienzo y final de la señal, pero como se requiere la mayor cantidad de energía en dicho pulso para mejorar las posibilidades de detección , debemos hacer dicho pulso o muy potente pero breve en el tiempo, o menos potente pero mas prolongado en el tiempo. Al prolongarlo en el tiempo se desmejora la resolución en distancia.
Una forma de mantener la resolución, pero al mismo tiempo aumentar la energia del pulso mediante su extensión en el tiempo es "modular" o introducirle información con la que podamos reconocer que parte del pulso estamos recibiendo, a esto se le denomina CHIRP, pero aun nos quedaría el problema de que el sistema no puede transmitir y recibir simultaneamente, por lo que se crea una zona "ciega" en las cercanías del radar, esto es digamos que transmito por 1 microsegundo, en ese tiempo la señal viaja 300mts, pero si decido alargar el pulso a 10 microsegundos la distancia será de 3 Kms, en los cuales como estoy transmitiendo, por lo cual no puedo recibir el retorno de objetos a esa o menos distancia.
Como se ve la solución ideal sería poder transmitir al mismo tiempo que recibir, y eso precisamente es lo que hacen los radares de onda continua con modulación en frecuencia, pero esto requiere que se deban tener dos sistemas separados con sus propias antenas, uno para transmitir y otro para recibir.
Por eso ese tipo de radar luce antenas como estas:
En las que la antena transmisora, esta aislada de la receptora por algún tipo de mampara, otro caso de radar de onda continua es usado enmisiles de guía SARH, donde la antena transmisora esta en la estación en tierra (o mar) y la receptora en la punta del misil.
Pero no todo es ventajoso, pues para poder introducir modulación a señales tan prolongadas en el tiempo es necesario un gran ancho de banda en la señal portadora, además de tecnologías de transmisión con ciclos útiles del 100% (posible gracias a amplificadores de estado sólido) y gran capacidad de procesamiento digital de la señal (posible gracias al abaratamiento de los sistemas de computación).
Por estos motivos es que solo recientemente se han popularisado estos sistemas,. Otro inconveniente es que mientras que en un sistema pulsado la resolución se mantiene sin importar la distancia recorrida, en los FMCW, esta se basa en dividir el alcance máximo en "casillas" correspondientes a la capacidad de transformación de la señal analógica a digital, es decir si uso 10 bits puede obtener solo 1024 casillas o divisiones de la distancia máxima instrumental, esto es si esta es de 10 Kms, mi resolución será de 10/1024= 9 mts, pero si se quiere 100 Kms, será de 90 mts.
Esto los hace especialmente útiles para cortos alcances instrumentales, pero casi inuties para largas distancias.
Por otro lado como la potencia es distribuida en largos períodos de tiempo, esta puede ser muy baja, y aun así presentar muy buenas probabilidades de detectar objetivos pequeños. Asi se considera que un radar de 1W de potencia continua es mas eficiente que uno de 25Kw pulsado con 0.1% de ciclo útil.
Esto los hace inherentemente LPI, es decir que los sistemas ESM contrarios tienen muy poca capacidad de detectarlos, en otras palabras pueden ver sin ser vistos.
Otro aspecto a considerar es que si bien las antenas al ser dobles se hacen mas voluminosas y dificiles de operar, la electrónica detrás de ellas se simplifica enormemente, y casi toda su arquitectura pasa a basarse en software en vez de hardware.
Para que se entiendan mejor los detalles explicados, coloco algunas gráficas:
Para radares de pulso:
El problema de la baja resolución si el pulso se prolonga en el tiempo:
Si hacemos el pulso mas ancho (duradero en el tiempo) este transmite mas energía, pero perdemos capacidad de discriminar en rango (resolución).
El problema del sector ciego o de mínima distancia de detección, debido al ancho del pulso:
Como estamos ocupados transmitiendo, no podemos recibir y nos "perdemos" que esta sucediendo en nuestra cercanía.
Sobre los radares FMCW:
Gráfica de la señal emitida en trazo continuo, y la señal recibida (ya amplificada) en trazo segmentado:
La señal es continua, pero su frecuencia se hace variar, en este caso crece, para luego volver a su valor original, repitiendose ciclicamente. Luego ambas señales se comparan, y la diferencia en frecuencia en un determinado momento es indicativo de la distancia que separa el radar del objetivo.
Esta señal en rampa positiva tiene la desventaja que no toma en cuenta el corrimiento de la frecuencia por el efecto doppler, por lo que se suele usar una forma de doble rampa:
Y tras comparar las señales en ambos casos, se obtiene no solo la distancia real al objetivo, si no también su velocidad de aproximación (o alejamiento). Cosa muy apreciada para su uso en defensa aérea pues permite detectar y discriminar objetos en rápido movimiento.
Por último, a menos que surjan inquietudes o correcciones, dejo una fotografía de un radar FMCW Turco, cuyo parecido con el modelo de Codaltec, no puede negarse, y no es que uno copie a otro, es solo que las soluciones tecnológicas son las mismas.
Tal vez, pero recuerda que este radar es de descubierta o búsqueda y designación, no de seguimiento o control de tiro, así que le haría fata su compañero.
Imagino que la primera necesidad que viene a cubrir, es la vigilancia de puertos, instalaciones militares, refinerías, etc.
Pues si, en las fragatas actuales el radar de descubierta y designación de objetivos es el SmartS Mk2, y el radar de seguimiento o tiro el Sting Mk2. Mientras el primero esta atado a un movimiento rotatorio permanente, pero puede hacer un TWS (track while scan) es decir mantener unas (muchas) "trazas" refrescándolas en cada rotación, el segundo se dedica a seguir un único objetivo por vez, pero con mayor precisión y en forma continua.
Y con esas características de poder seguir con mayor precisión y en forma continua, es que CODALTEC debería enfocar el desarrollo de este radar para defensa de punto.
Si uno analiza como se han venido desarrollando los sistemas de armas Stand-off ( sobre todo los misiles), esta claro que es muy difícil que hoy y a futuro, las plataformas lanzadoras se acerquen a una distancia del blanco, que las situé en el rango de alcance las baterías AAA o SAM que esten brindando defensa; con forme se desarrollan mas este tipo de misiles Standoff, las plataformas aéreas, terrestres o navales que lancen este tipo de misiles, harán el lanzamiento por fuera del alcance de los sistemas de defensa, donde el radar de punto, ya no necesita seguir la plataforma lanzadora sino el misil entrante que es de un tamaño mas pequeño y se desplaza a mayor velocidad ( hasta 2.5 y 3 Mach en algunos misiles)
De ahi que los radares que estan enlazados con lo sistemas de defensa de punto- sobre todo los cañones antiaereos-, estan diseñados con dos y hasta tres canales para hacerle seguimiento al blanco: radar de exploración, radar de seguimiento y sistemas EO de seguimiento e identificación del blanco:
Y asi con esa capacidad de tres canales, podemos ver la mayoría de radares-directores de tiro que se usan para hacer defensa de punto actualmente; porque cuando hablamos de tener una capacidad de detección y enganche contra misiles entrantes que se desplazan en la actualidad hasta por encima de los 3 mach, se necesita un sistema de radar con sensores redundantes que siga el blanco en varios canales y bajo cualquier tipo de interferencia bien sea por condiciones atmosféricas o de sistemas EW.... hay que recordar que la defensa de punto prácticamente es la ultima defensa contra armas que entran a "matar" ... no se puede tener un sistema de detección y seguimiento que "pestañee" y pierda el enganche de ese misil que entra porque en dos o tres segundos que pierdas el enganche a las velocidades que se desplazan actualmente estos misiles ( y en el futuro sera mayor) de seguro te revientan; además que a parte de tener dos tipos de radar en tu sistema ( exploración - seguimiento) también necesitas un EO que te brinde una imagen del blanco para identificarlo con precisión antes de lanzarle.
Si CODALTEC tiene como objetivo final desarrollar un radar con las capacidades que ya mencione, sin duda tenderemos un sistema de detección y seguimiento de punto, muy acorde para la detección y seguimiento tanto de amenazas irregulares, como de amenazas convencionales a futuro; pero si solo se pensó en diseñar un radar de punto para detectar y seguir aeronaves y no misiles o GBUs, pues sera muy difícil que en la actualidad y a futuro con el desarrollo de tantas armas Standoff, una plataforma aérea se acerque tanto al blanco como para que esta sea derribada.
En ese sentido, hace unos dias leia sobre un contrato del DARET ( Departamento de Armas y Electrónica) de la ARC, para la adquisición de equipos electrónicos para el director de tiro "Barracuda" que es EO y que este departamento vienen desarrollando y mejorando para hacer defensa aérea; si existe una sinergia verdaderamente entre las empresas de GSED, el DARET y CODALTEC pueden iniciar un trabajo en conjunto para integrar estos dos sistemas en un solo, para llegar a fabricar un sistema de detección y seguimientos contra blancos aéreos como el que ya hemos visto poseen sistemas de defensa de punto en el mundo.
Buen analisisAlex, ahora lo complemento con la parte histórica.
En los años 60/70/80s la defensa antiaérea se dividía en defensa de zona, dedicada a derribar o por lo menos "espantar" a los aviones atacantes a gran altura, que podían lanzar bombas desde mas de 10 Kms de altura, y en defensa de punto, para contrarestar aviones en vuelo rasante, que debían arriesgarse a ese peligroso vuelo para evitar los misiles de la defensa de zona. En ambos casos el objetivo era acabar con "el arquero".
El radar de codaltec, pudiera actuar como designador de objetivos para el caso de aviones en vuelo rasante, pues estos se aproximan a pocos mts del suelo, esto es un pequeño ángulo relativo al horizonte.
Hoy día, con la aparición de armas (misiles y bombas) standoff, el problema se complica, pues se debe atacar a la "flecha", cosa mucho mas difícil, por su variedad, cantidad, velocidad, bajo RCS y particularmente importante para el caso planteado, por el ángulo de arribo, que ahora no solo es a bajos ángulos, si no que puede ser en ataques en picado a 40, 60 o mas grados respecto a la horizontal
Para este tipo de amenaza el radar de codaltec resulta inútil, se requiere de uno 3D con gran cobertura angular hacia la vertical.
Por eso los sistemas antiaéreos de defensa de punto han evolucionado, y han llegado a confundirse con nuevos sistemas denominados CRAM (contra cohetes y morteros)
Por ejemplo, veamos la evolución del radar de descubierta de uno de los mejores, de esta nueva casta de sistemas antiaereosde defensa de punto: El Pantsir:
Se inicio con un plato paraboloide, este sistema si bien 3D solo daba una noción gruesa de la altura del objetivo, el radar de tiro tenía que completar la búsqueda en la vertical.
Se paso a una antena tipo pesa de escaneo electrónico en la vertical, que ya determinaba la altura del objetivo con una precisión mejor a 2º.
Y el actual:
Sistema de PESA de doble cara, scaneo en vertical y horizontal, que no solo es mas preciso, sino mas rápido.
Se nota la importancia que se le ha dado a la rápida y precisa adquisición del objetivo para su posterior seguimiento por el radar de tiro.
Exactament, para detectar y designar buques dentro del alcance del horizonte, si sería ideal el radar codaltec, y como dije también contra objetivos aéreos PERO a baja altura ( no mas de 15º sobre la vertical)
También para detectar amenazas asimétricas, entiéndase botes pequeños, drones, etc.
Que será lo que no le gusto a Camik, en el comentario anterior?
Ese símboloque le dio Camik a tu comentario, es el de "recomendado" y no el de "no me gusta" ... recomendó tu post.
Ah, OK, gracias por la aclaratoria. Todavía no me manejo bien con los dibujitos, o la vista (la falta de ella)me traiciona.
Grac
Gracias por tus apreciados aportes, se aprende muy bien del tema.
Howdy, Stranger!
RegistrarseIt looks like you've been lurking for a while.
If you register, we will remember what you have read and notify you about new comments. You will also be able to participate in discussions.
So if you'd like to get involved, register for an account, it'll only take you a minute!