¿Qué radar utiliza el avión cuando realiza ataques terrestres y cómo funciona?
Radar era originalmente la abreviatura de "Radio Detección y Posicionamiento". La tarea básica del radar es detectar objetivos de interés y medir la distancia, dirección, velocidad y otros parámetros de estado del objetivo. El radar consta principalmente de antena, transmisor, receptor (incluido el procesador de señal) y pantalla.
El transmisor del radar genera suficiente energía electromagnética y la transmite a la antena a través del interruptor del transceptor. Las antenas irradian esta energía electromagnética a la atmósfera, concentrándola en una dirección estrecha para formar un haz que se propaga hacia adelante. Una vez que la onda electromagnética encuentra el objetivo en el haz, se reflejará en todas direcciones y parte de la energía electromagnética se reflejará de regreso a la dirección del radar y será capturada por la antena del radar. La energía obtenida por la antena se envía al receptor a través del interruptor del transceptor para formar una señal de eco de radar. Dado que durante la propagación las ondas electromagnéticas se atenúan con la distancia de propagación, la señal del eco del radar es muy débil y casi queda ahogada por el ruido. El receptor amplifica la señal de eco débil, la procesa con un procesador de señal, extrae la información contenida en el eco y la envía a la pantalla para mostrar la distancia, dirección y velocidad del objetivo.
Para medir la distancia a un objetivo, el radar mide con precisión el tiempo de retardo desde que se emite una onda electromagnética hasta que se recibe el eco. Este tiempo de retardo es el tiempo de propagación de las ondas electromagnéticas desde el transmisor al objetivo y luego desde el objetivo al receptor del radar. Según la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas, la distancia al objetivo se puede determinar como S=CT/2.
Donde s: distancia del objetivo
t: tiempo de propagación de ida y vuelta de las ondas electromagnéticas desde el radar al objetivo.
Velocidad de la Luz
El radar utiliza la directividad de la antena para determinar la dirección del objetivo. Mediante una combinación de funciones mecánicas y eléctricas, el radar apunta la antena en la dirección que el radar desea detectar. Una vez que se encuentra el objetivo, el ángulo de orientación de la antena cuando se lee el radar es el ángulo de dirección del objetivo. El radar de dos coordenadas sólo puede medir el ángulo de azimut del objetivo, mientras que el radar de tres coordenadas puede medir tanto el ángulo de azimut como el de elevación.
Medir la velocidad de movimiento de un objetivo es una función importante del radar. Las mediciones de velocidad por radar utilizan el principio Doppler de la física. Cuando hay un movimiento posicional relativo entre el objetivo y el radar, la frecuencia del eco del objetivo cambiará. El cambio de frecuencia se denomina desplazamiento Doppler y se utiliza para determinar la velocidad radial relativa del objetivo. Por lo general, los radares con capacidad de medición de velocidad, como los radares Doppler de pulso, son mucho más complejos que los radares comunes.
Los indicadores tácticos del radar incluyen principalmente alcance, rango de potencia, resolución y precisión de alcance, resolución y precisión angular, resolución y precisión de velocidad, movilidad del sistema, etc.
Entre ellos, el rango de acción se refiere a la distancia a la que el radar puede detectar de forma fiable el objetivo. Depende del producto de la potencia de transmisión del radar y el calibre de la antena, y está relacionado con factores como la capacidad del objetivo para reflejar las ondas electromagnéticas del radar (el tamaño del área de la sección transversal del radar). El rango de potencia se refiere al área determinada por la distancia de acción máxima, la distancia de acción mínima, el ángulo de elevación máximo, el ángulo de elevación mínimo y el rango de acimut.
El radar tiene muchos indicadores y parámetros técnicos, todos relacionados con el sistema de radar. Aquí sólo se analizan los principales parámetros estrechamente relacionados con las contramedidas electrónicas.
Según la forma de onda, el radar se puede dividir en dos categorías: radar de pulso y radar de onda continua. El radar más utilizado actualmente es el radar de pulsos. El radar de impulsos convencional emite periódicamente impulsos de alta frecuencia. Los parámetros relevantes son el período de repetición del pulso (frecuencia de repetición del pulso), el ancho del pulso y la frecuencia portadora. La frecuencia portadora es la frecuencia de oscilación de alta frecuencia de la señal dentro de un pulso, también conocida como frecuencia de funcionamiento del radar.
La capacidad de una antena de radar para concentrar energía electromagnética en esa dirección se describe por el ancho de su haz. Cuanto más estrecho sea el haz, mejor será la directividad de la antena. Sin embargo, durante el proceso de diseño y fabricación, es imposible que la antena del radar concentre toda la energía en el haz ideal y existe el problema de que la energía se escape en otras direcciones. La energía se concentra en el haz principal, a menudo denominado visualmente lóbulo principal, y las fugas en otras direcciones forman lóbulos laterales. Para cubrir un espacio amplio, el haz del radar dentro del área de detección debe escanearse mediante rotación mecánica o control electrónico de la antena.
En resumen, los parámetros técnicos del radar incluyen principalmente la frecuencia de funcionamiento (longitud de onda), la frecuencia de repetición del pulso, el ancho del pulso, la potencia de transmisión, el ancho del haz de la antena, el método de escaneo del haz de la antena, la sensibilidad del receptor, etc. Los parámetros técnicos se seleccionan y diseñan en función de los requisitos de índice y rendimiento táctico del radar, por lo que sus valores reflejan la funcionalidad del radar hasta cierto punto. Por ejemplo, para mejorar la capacidad de detección de objetivos a larga distancia, los radares de alerta temprana utilizan frecuencias operativas y frecuencias de repetición de impulsos relativamente bajas, mientras que los radares aerotransportados utilizan frecuencias operativas y frecuencias de repetición de impulsos relativamente altas con el fin de reducir el tamaño y el peso.
Esto demuestra que si se conocen los parámetros técnicos del radar, se puede identificar hasta cierto punto el tipo de radar.
El radar tiene una amplia gama de usos y el método de clasificación es muy complejo. En términos generales, los radares se pueden clasificar según sus usos, como radar de alerta temprana, radar de búsqueda y alerta temprana, radar de radioaltimetría, radar meteorológico, radar de control de tráfico aéreo, radar de guía, radar de puntería de artillería, espoleta de radar, radar de vigilancia del campo de batalla, radar de interceptación aérea, radar de navegación, radar amigo o enemigo anticolisión e identificación, etc. Además de su finalidad, el radar se puede distinguir de un sistema de trabajo. A continuación se muestra una breve introducción a algunos sistemas de radar nuevos. (warii.net Military Observation)
Radar dual/multibase
El transmisor y el receptor del radar ordinario se instalan en el mismo lugar, mientras que el transmisor y el receptor del radar dual/multi -Los radares base son Los receptores se instalan en dos o más lugares alejados entre sí, y pueden ubicarse en el suelo, en una plataforma aérea o en una plataforma espacial. Debido a que la forma del avión furtivo está diseñada principalmente para evitar que las ondas de radar incidentes se reflejen directamente hacia el radar, es muy eficaz para radares de base única. Sin embargo, las ondas de radar incidentes se reflejan en todas direcciones y, en los radares biestáticos/multiestáticos, algunas de las ondas reflejadas siempre son captadas por un receptor. El Departamento de Defensa de EE. UU. ha estado desarrollando y probando radares biestáticos/multiestáticos desde la década de 1970. El famoso proyecto "Temple" fue desarrollado específicamente para el estudio del radar biestático. Los experimentos se completaron con el receptor y el transmisor instalados en tierra, el transmisor instalado en la aeronave, el receptor instalado en tierra y el transmisor y el receptor instalados en la plataforma aérea. Las fuerzas de defensa aérea rusas ya utilizan radares biestáticos para detectar aviones con ciertas capacidades furtivas. El Reino Unido comenzó a desarrollar radares biestáticos a finales de los años 1970 y principios de los 1980, principalmente para sistemas de alerta temprana.
Radar de matriz en fases
Sabemos que cada ojo de la libélula está compuesto por muchos ojos pequeños, y cada ojo pequeño puede formar una imagen completa. Esto hace que la libélula vea mucho más ampliamente. el ojo humano. De manera similar, el conjunto de antenas de un radar en fase también se compone de muchas unidades radiantes y unidades receptoras (llamadas elementos del conjunto). El número de unidades está relacionado con la función del radar y puede oscilar entre cientos y decenas de miles. Estos elementos están dispuestos regularmente en un plano para formar un conjunto de antenas. Basado en el principio de coherencia de ondas electromagnéticas, al controlar la fase de la corriente alimentada a cada unidad de radiación a través de una computadora, la dirección del haz se puede cambiar para el escaneo, por lo que se llama escaneo eléctrico. La unidad de radiación envía la señal de eco recibida a la computadora central para completar la búsqueda, el seguimiento y la medición del objetivo por parte del radar. Además de los elementos de antena, cada elemento de antena también dispone del equipamiento necesario, como por ejemplo desfasadores. A diferentes osciladores se les pueden alimentar corrientes con diferentes fases a través de desfasadores, irradiando así haces con diferentes directividades en el espacio. Cuantos más elementos tenga una antena, más direcciones posibles podrá tener el haz en el espacio. La base de trabajo de este radar es una antena de matriz en fase, de ahí el nombre "matriz en fase".
Ventajas del radar de matriz en fase
(1) La dirección del haz es flexible, lo que permite un escaneo rápido sin inercia y una alta velocidad de datos (2) Un radar puede formar múltiples haces independientes; búsqueda, identificación, seguimiento, guiado, detección pasiva y otras funciones. (3) Gran capacidad de objetivos, capaz de monitorear y rastrear cientos de objetivos simultáneamente en el espacio aéreo; (4) Gran adaptabilidad a entornos de objetivos complejos (5) Buen desempeño antiinterferencias; El radar de matriz en fase de estado sólido tiene una alta confiabilidad y aún puede funcionar normalmente incluso si fallan algunos componentes. Sin embargo, el equipo de radar en fase es complejo y costoso, y el alcance de escaneo del haz es limitado, con un ángulo máximo de escaneo de 90 a 120 grados. Cuando se requiere monitoreo completo, se deben configurar de 3 a 4 conjuntos de antenas.
En comparación con el radar de escaneo mecánico, el radar de matriz en fase tiene un escaneo más flexible, un rendimiento más confiable, una capacidad antiinterferente más fuerte y puede adaptarse rápidamente a los cambios en las condiciones del campo de batalla. El radar de matriz en fase multifuncional se ha utilizado ampliamente en sistemas terrestres de alerta temprana de largo alcance, sistemas de defensa aérea aerotransportados y a bordo de barcos, sistemas aerotransportados y a bordo de barcos, medición de posición de armas, medición de campos de tiro y otros campos. El radar AN/MPQ-53 del sistema de defensa aérea American Patriot, el radar del sistema de mando y control Aegis con base en barcos, el radar APQ-164 del bombardero B-1B y el radar multifuncional del C ruso -300 son todos controles típicos de radar en fase. Con el desarrollo de la tecnología microelectrónica, el radar de matriz en fase activa de estado sólido se ha utilizado ampliamente como una nueva generación de radares tácticos de defensa aérea, vigilancia y control de incendios.
Radar de banda ancha/banda ultraancha
Los radares con bandas de frecuencia operativas más amplias se denominan radares de banda ancha/banda ultraancha. Las armas furtivas suelen ser efectivas contra radares que operan en una banda determinada, pero son ineficaces contra radares que cubren una banda más amplia.
Es probable que sea detectado por ondas electromagnéticas de cierta frecuencia en ondas de radar de banda ultraancha. Por otro lado, el radar de banda ultraancha puede detectar objetivos pequeños debido a su pulso extremadamente estrecho y su alto rango de resolución. Actualmente, Estados Unidos está desarrollando y probando un radar de banda ultraancha, ha completado una investigación sobre la tecnología de visualización de objetivos en movimiento y llevará a cabo pruebas de formas de onda del radar.
Radar de Apertura Sintética
El radar de apertura sintética (SAR) suele instalarse en una antena móvil o plataforma espacial. Utilizando el movimiento relativo entre el radar y el objetivo, las señales de eco del objetivo recibidas por el radar en varios lugares se procesan de manera coherente, lo que equivale a instalar un radar "grande" en el aire, lo que permite que una antena de pequeño diámetro obtenga la detección. El efecto de una antena de gran diámetro tiene una alta resolución de azimut del objetivo y la aplicación de tecnología de compresión de pulsos puede obtener una resolución de alto rango, de modo que se pueden detectar objetivos sigilosos. El radar de apertura sintética se utiliza ampliamente en campos militares y civiles, como reconocimiento del campo de batalla, control de incendios, orientación, navegación, estudio de recursos, levantamiento de mapas, vigilancia oceánica, teledetección ambiental, etc. Se ha instalado un nuevo radar de apertura sintética multifuncional de banda X AN/APY 3 en los aviones del Sistema Conjunto de Radar de Vigilancia y Ataque de Objetivos de EE. UU., y el avión de ataque Tornado desarrollado conjuntamente por Gran Bretaña, Alemania e Italia está probando el radar de apertura sintética.
Radar de ondas milimétricas
Al radar que opera en la banda de frecuencia de ondas milimétricas se le llama radar de ondas milimétricas. Tiene las características de haz de antena estrecho, alta resolución, banda de frecuencia amplia y fuerte capacidad antiinterferente. Al mismo tiempo, funciona fuera de la banda que la tecnología sigilosa puede combatir actualmente, por lo que puede detectar objetivos sigilosos. El radar de ondas milimétricas también tiene capacidades y es particularmente adecuado para defensa aérea, combate terrestre y armas inteligentes, y ha atraído la atención de varios países durante la depuración. Por ejemplo, el misil de defensa aérea American Patriot está equipado con un buscador de radar de ondas milimétricas y actualmente se está desarrollando un buscador de ondas milimétricas más avanzado. Rusia tiene un radar de ondas milimétricas con una potencia de salida de onda continua de 10 kW; Algunos sistemas de defensa aérea en el Reino Unido, Francia y otros países también utilizan radares de ondas milimétricas.
Lidar
El radar que trabaja en las bandas de luz infrarroja y visible se llama lidar. Consta de transmisor láser, receptor óptico, plato giratorio y sistema de procesamiento de información. El láser convierte los pulsos eléctricos en pulsos de luz y los emite, y el receptor de luz convierte los pulsos de luz reflejados por el objetivo en pulsos eléctricos y los envía a la pantalla. Las armas furtivas generalmente apuntan al radar de microondas, por lo que el lidar puede "ver a través" fácilmente los "trucos" realizados por los objetivos furtivos; junto con el haz estrecho, la buena directividad, la alta precisión de las mediciones y la alta resolución del lidar, puede detectar objetivos furtivos de manera efectiva. En el ejército, lidar se utiliza principalmente para medición de alcance, medición de intersecciones de objetivos espaciales, seguimiento y orientación precisos de objetivos, reconocimiento de imágenes de objetivos, navegación, guía de precisión, control de fuego integrado, prevención de colisiones de helicópteros, monitoreo de agentes de guerra química, medición del campo de viento local, Detección de objetivos de agua, etc. El Departamento de Defensa de EE. UU. está desarrollando tecnología lidar para la detección e identificación de objetivos y ha llevado a cabo experimentos lidar mirando hacia adelante y hacia abajo, principalmente para detectar objetivos en árboles camuflados. Francia y Alemania están realizando activamente investigaciones conjuntas sobre el uso de LIDAR para detectar e identificar helicópteros.