El seguimiento durante la exploración ( TWS ) es un modo de funcionamiento del radar en el que el radar asigna parte de su poder para rastrear el objetivo u objetivos mientras que parte de su poder se asigna al escaneo, a diferencia del modo de seguimiento directo, cuando el radar dirige toda su capacidad. poder para rastrear los objetivos adquiridos. En el modo TWS, el radar tiene la posibilidad de adquirir objetivos adicionales, además de proporcionar una vista general del espacio aéreo y ayudar a mantener un mejor conocimiento de la situación . [1]
Fondo
Los primeros sistemas de radar aerotransportado generalmente funcionaban puramente como sistemas de seguimiento, con un operador de radar dedicado que "sintonizaba" manualmente el sistema para localizar objetivos en un campo de visión relativamente estrecho frente a la aeronave. El área de búsqueda podría moverse usando una variedad de métodos, típicamente cambio de fase o conmutación de lóbulos en sistemas de baja frecuencia que requieren antenas grandes, o moviendo la antena parabólica en radares de frecuencia de microondas. Los enfrentamientos comenzarían con los controladores de tierra guiando la aeronave hacia el área general del objetivo a través de comandos de voz al piloto, y una vez que la aeronave estuviera dentro del rango, su propio radar detectaría el objetivo para la aproximación final cuando el operador del radar proporcionaría comandos de voz. al piloto. No había una distinción real entre buscar un objetivo y rastrearlo.
Los radares terrestres como el SCR-584 automatizaron este proceso al principio de su evolución. En el modo de búsqueda, el SCR-584 giró su antena 360 grados y cualquier retorno se trazó en un indicador de posición en planta (PPI). Esto les dio a los operadores una indicación de cualquier objetivo dentro de su rango de detección de ~ 25 millas y su dirección relativa a la furgoneta del radar. Cuando uno de los resultados se consideró interesante, el radar se puso en modo de seguimiento y se "bloqueó". A partir de entonces, mantendría automáticamente su antena apuntando al objetivo, proporcionando información precisa de dirección, altitud y alcance en una pantalla B-Scope . La carga de trabajo del operador se redujo considerablemente.
Los avances en la electrónica significaron que era solo cuestión de tiempo antes de que los radares automatizados como el SCR-584 pudieran reducirse en tamaño y peso lo suficiente como para caber en un avión. Estos comenzaron a aparecer a fines de la década de 1950 y se mantuvieron comunes hasta la década de 1980.
La introducción de misiles autodirigidos de radar semiactivos hizo que el concepto de bloqueo fuera especialmente importante. Estos misiles utilizan el propio radar de la aeronave de lanzamiento para "pintar" el objetivo con una señal de radar, el misil escucha la señal reflejada en el objetivo para enfocarse. Esto requiere que el radar esté bloqueado para proporcionar una señal de guía constante. El inconveniente es que una vez que el radar está configurado para rastrear un solo objetivo, el operador pierde información sobre cualquier otro objetivo. Este es el problema que debe abordar el seguimiento durante el escaneo.
En los sistemas de radar tradicionales, la pantalla es puramente eléctrica; Las señales de la antena parabólica se amplifican y se envían directamente a un osciloscopio para su visualización. Existe una correspondencia biunívoca entre "señales luminosas" en la pantalla y una señal de radio que se recibe de la antena. Cuando la antena no apunta en una dirección particular, la señal de cualquier objetivo en esa dirección simplemente desaparece. Para mejorar la capacidad del operador para leer la pantalla, los osciloscopios generalmente usaban un fósforo que se desvanecía lentamente como una forma burda de "memoria".
Seguimiento mientras escanea
Los radares de rastreo y escaneo se hicieron posibles con la introducción de dos nuevas tecnologías: radares de matriz en fase y dispositivos de memoria de computadora. Las antenas de arreglo en fase se volvieron prácticas con la introducción de osciladores de radiofrecuencia coherentes de alta potencia sintonizables en la década de 1960. Al cambiar ligeramente la fase entre una serie de antenas, la señal aditiva resultante se puede dirigir y enfocar electrónicamente. Mucho más importante para el desarrollo de TWS fue el desarrollo de computadoras digitales y sus memorias asociadas, que permitieron recordar los datos del radar de un escaneo a otro.
Los radares TWS desconectan la pantalla de la antena y envían las señales a una computadora en lugar de a la pantalla. La computadora interpreta la señal y desarrolla un "archivo de seguimiento" para cualquier cosa que normalmente hubiera causado una señal. La próxima vez que el radar regrese a esa área, cualquier retorno se correlacionará con la grabación original y el archivo de seguimiento se actualizará o descartará según corresponda. Un segundo sistema lee continuamente los datos de los archivos de seguimiento de la memoria y los muestra en el radar como una serie de iconos anotados. A diferencia del modo de seguimiento directo, los radares TWS tienen que resolver un problema adicional de reconocer si cada detección / discriminación de objetivos define un nuevo objetivo o pertenece a objetivos ya rastreados. [2]
Con la ubicación de los objetivos conocida incluso cuando la antena del radar no está apuntada hacia ellos, los radares TWS pueden regresar a la misma área del cielo en su siguiente escaneo y enviar energía adicional hacia el objetivo. Entonces, a pesar de que el radar no pinta constantemente el objetivo como lo haría en un bloqueo tradicional, se envía suficiente energía en esa dirección para permitir que un misil lo rastree. Una antena de matriz en fase ayuda aquí, al permitir que la señal se enfoque en el objetivo cuando la antena está en esa dirección, sin tener que apuntar directamente al objetivo. Esto significa que el objetivo se puede pintar durante un período de tiempo más largo, siempre que la antena esté en la misma dirección general. Los radares avanzados de matriz en fase hacen que esto sea aún más fácil, permitiendo que una señal se dirija continuamente al objetivo.
Sin embargo, el primer radar de rastreo y rastreo operativo de la historia no fue ni el radar PESA ni el AESA . En realidad, fue la Soviética orientación -hecha misil, la detección de objetivos y el seguimiento de radar conocido como B-200, [3] en primer lugar, diseñada en 1953 por KB-1 (hoy conocido como NPO Almaz ), como parte de multi-canal, anti estacionaria -sistema de misiles de avión designado como S-25 ( Sistema-25 , nombre inicial Berkut - Golden eagle , en inglés) o SA-1 Guild (por designación de la OTAN ), que estaba destinado exclusivamente a la defensa contra un posible ataque aéreo masivo en Moscú y especialmente Kremlin de bombarderos estratégicos de la USAF de largo alcance [4] (especialmente los B-47 y más tarde B-52 , capaces de vuelos estratosféricos , lo que los hizo completamente inmunes a los cañones antiaéreos ordinarios).
Dado que el S-25 también fue diseñado como el primer sistema de misiles multicanal en la historia (el primero que tenía la capacidad de atacar a múltiples objetivos de forma completamente simultánea, hasta veinte objetivos con una sola batería, cada uno con hasta tres misiles) , [5] por lo tanto, requería un radar adecuado capaz de cumplir con una tarea tan exigente, lo que resultó en última instancia en la creación del B-200, como el primer radar de control de fuego destinado a múltiples guías de misiles en múltiples objetivos aéreos diferentes, lo que estaba garantizado exactamente por su capacidad TWS.
En lugar de utilizar antenas de matriz en fase posteriores (que aún no existían en ese momento), la capacidad TWS en B-200 se logró en realidad mediante un método alternativo, es decir, mediante el llamado enfoque de "uso bruto de la fuerza" ( B-200 presentaba componentes electrónicos masivos y muy voluminosos [6] con muchas computadoras analógicas junto con su propia fuente de alimentación en forma de generadores pesados , reguladores, estabilizadores y ventiladores, todos los cuales se colocaron dentro de un búnker de concreto relativamente grande). La URSS creó 56 de esos sitios de radar entre 1954 y 1956 (tantos como sitios de misiles S-25) en dos grandes anillos concéntricos alrededor de Moscú que representaban dos líneas de defensa antiaéreas, cada una con múltiples sitios S-25. [7]
El B-200 era un radar 3D , UHF , de banda S / E , que tenía un rango de detección instrumentado de 150 km y la capacidad de rastrear hasta 30 objetivos diferentes simultáneamente (en 20 de ellos también podía lanzar misiles S-25). mientras sigue realizando el escaneo en busca de nuevos objetivos. [8] , el primero en el mundo capaz de tales características, que será superado por primera vez aún medio siglo después, por el moderno sistema ruso S-400 (cuyo radar de control de fuego 92N2 puede atacar hasta 80 objetivos diferentes simultáneamente, cada uno con dos misiles). El B-200 también presentaba un diseño muy exclusivo y avanzado para su época, así como un modo de funcionamiento inusual; Consta de dos antenas simétricas (una destinada al azimut y la otra a la vigilancia de la elevación), cada una con dos grandes discos hexagonales en forma de diamante (cada uno de hasta 10 metros de altura), ambos girando alrededor de sus propios ejes (como un hélice o molino de viento ) en direcciones mutuamente opuestas y tan rápido como 50 vueltas por minuto, lo que les permitió tanto como escaneos de objetivos. [9] El B-200 junto con el S-25 sirvieron como la principal línea de defensa de Moscú contra un posible ataque aéreo durante casi 30 años (1955-1982), hasta que más tarde fue superado por el sistema de misiles autopropulsados de largo alcance S- 300 [10] (hoy en día S-400), principalmente debido a la inmovilidad total de todo el sistema S-25.
A pesar de no caer en la categoría de los modernos radares de matriz en fase, el B-200 también se considera el primer radar moderno de control de fuego de la historia (el destinado a las guías de misiles), ya que la mayoría de los radares actuales del tipo comparten la capacidad TWS.
Desde el lado occidental , el primer radar TWS operativo fue el radar naval Tipo 984 de la Royal Navy (RN) , que apareció por primera vez tres años más tarde que el radar terrestre B-200 soviético (en 1956), con solo tres radares de este tipo fabricados (para tres portaaviones de la Royal Navy : el HMS Eagle , Hermes y Victorious ). Además, el Tipo 984 no era un radar de control de fuego y, por lo tanto, no estaba destinado a la guía de misiles, sino a un radar destinado a la interceptación controlada desde tierra, así como un radar de alerta temprana, por lo que también se requería la capacidad de TWS. Fue el primer radar occidental que contó con la capacidad de atacar aviones en múltiples objetivos en el aire y al mismo tiempo realizar un escaneo en busca de los nuevos. El Tipo 984 también fue el primer radar TWS naval de la historia.
En los EE . UU. , El sistema de radar de seguimiento original fue el sistema Semi-Automatic Ground Environment (SAGE) desarrollado para la Fuerza Aérea de EE. UU. En 1958. SAGE requirió enormes computadoras para desarrollar y mantener pistas para hasta docenas de aviones. Los primeros radares TWS aerotransportados generalmente solo rastreaban un solo objetivo mientras escaneaban. El conjunto aerotransportado original de TWS era el Hughes Aircraft AN / ASG-18 del XF-108 Rapier , que podía rastrear un solo objetivo. El Westinghouse AN / APQ-81 para el misil F6D era más avanzado, rastreaba hasta ocho objetivos, pero requería su propio operador.
No fue hasta la introducción de las computadoras digitales , y especialmente los microprocesadores , que TWS en aplicaciones aéreas se volvió práctico. El desarrollo de TWS generalmente siguió al desarrollo de los microprocesadores que eventualmente los alimentaron; el AN / AWG-9 del F-14 Tomcat usaba un Intel 8080 y podía rastrear 24 objetivos.
Ver también
- Seguimiento antes de detectar
- Radar tipo 984
Referencias
- ^ James Constant (1981) "Fundamentos de armas estratégicas: sistemas de ataque y defensa", ISBN 90-247-2545-3 , p. 193
- ^ "Simulaciones de MATLAB para el diseño de sistemas de radar (2004)" , p. 420, ISBN 1-58488-392-8
- ^ https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=7435393
- ^ http://nymas.org/defendingthekremlin.htm
- ^ http://nymas.org/defendingthekremlin.htm
- ^ https://allworldwars.com/Official-Illustrated-Guide-to-Moscow-Anti-Aircraft-Defense-System-1955.html
- ^ http://nymas.org/defendingthekremlin.htm
- ^ http://www.ausairpower.net/APA-Rus-SAM-Site-Configs-A.html
- ^ https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=7435393
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