Tipos de Radares
 
TIPOS DE RADARES

O radar(Radio Detection and Ranging) é empregado de várias formas, de complexas redes de defesa aérea até um simples IFF e altímetros. A ameaça de radar primária das aeronaves é o radar de controle de fogo associado a armas, principalmente mísseis guiados.

Radares de Rastreio de Alvo(Target Tracking Radars - TTR)

Antes de entender GE é necessário conhecer os princípios dos radares de rastreio. A ênfase será nos radares de pulso por serem os mais usados. Os radares de onda contínua(CW) são descritos em outra seção. Um radar de controle de fogo consiste basicamente de um transmissor, um receptor, uma antena, um display e um computador capaz de rastrear o alvo(predizer a localização do alvo num tempo futuro baseado nos parâmetros de vôo em o radar pode ser mover para se manter apontado para o alvo. Para realizar esta função, o radar deve medir a azimute, elevação e distância e a razão de mudança de cada um (figura)

Figure 1

Figura. Movimento do feixe do radar para determinar a localização angular e a razão de mudança.

Radares de Pulso

Já foram discutidos anteriormente. São os mais usados pois a razão S/N inerente em operações que minimizam a necessidade de alta potência. Contudo, devido a reduzida vulnerabilidade dos radares CW, a maioria dos sistemas estão usando CW.

Radares CW

Os TTR CWI são desejáveis para duas técnicas de CCME - Coerência e home-on-jam. Uma onda contínua pode ser modulada por um sinal de frequência muito baixa. Se uma modulação de 85 Hz é usada, o período de um ciclo é de cerca de 3500km. Então, num envelope normal de SAM, a fase de 85 Hz ira ser mudada muito pouco pela ida e volta. O transmissor e o receptor de sinal estarão em fase - coerência.

Esta modulação é chamada de sinal COHO. Qualquer sinal, incluindo os sinais de interferência, deve ser coerente para passar pelo receptor do radar. Desde que a fase COHO pode ser alterada randomicamente, as CME ativas serão negadas como um sistema operacional.

O míssil guiado recebe o sinal transmitido - com COHO - na antena traseira e no refletor Doppler - com COHO - na antena frontal. Quando os dois COHO estão em fase, o míssil identifica o alvo correto.

Se o alvo tenta interferir no TTR, o míssil ira ver esta interferência na antena frontal que está trancada no alvo. Se a interferência não estiver coerente, o trancamento COHO  será rejeitado. Como alternativa, o míssil pode mudar para o modo home-on-jam(HOJ) e rastrear o sinal de interferência até o alvo. Feito isto, devido a capacidade COHO do CWI, os alvos gerando CME podem ser um beacon altamente direcionais para o míssil.

Pode-se notar que um raio CW puro conduz muito pouca informação até o míssil. Como já discutido, os sinais anti-jaming podem modular a amplitude do CW,  códigos de identidade radar-míssil pode realizar modulação da frequência, uma aproximação de alcance pode ser determinada de um declive onde o sinal FM e modulação de fase podem ser usadas como um meio CCME. Então, o display analisador de espectro de um sinal real de SAM CW mostrara o complexo AM - FM - FM - PM de onda contínua. Para um pulso Doppler, como os radares aerontransportados pulso Doppler(AIPDs), o mesmo sinal deve ser interrompido periodicamente para a transmissão de vários pulsos ordenados ou em grupos(stagger, jitter ou ambos).

Figure 12
Sistema de controle de fogo CW

Outros radares além dos controle de fogo de mísseis SAM

Qualquer rede de defesa aérea é composta de muitos radares além dos destinados para controle de disparo de armas.
Exceto para AAA e AI, estes radares são caracterifzados pela frequência muito baixa, raios largos e falta de capacidade de rastreio automático. Os radares destes grupos são de aquisição, alerta antecipado, medidores de altura, GCI e CGA.

- Radares de Alerta Antecipado. Devido a necessidade dos radares de controle de fogo precisarem de um pequeno raio para localização acurada, eles dependem de outros radares para detecção e localização. Os radares de alerta antecipado tem baixa frequência(100-1000Hz, raios largos(6-16 graus), longo alcance >350km) e capazes de fazer busca de 360 graus Az para detecção inicial do alvo.
As CMEs não fazem o alvo desaparecer e apenas ajudam esses radares com o efeito beacon do transmissor de interferência. Embora estes radares empregam AGC e MTI, eles não representam nenhuma ameaça real as aeronaves por não guiarem acuradamente nenhuma arma.

-  Radares de Aquisição. Após os radares de AEW detectarem o alvo, os radares de aquisição irão localizar a posição para rastreadores de pequeno raio. Estes radares tem raios médios(3-6 graus), média frequência(800-8000Hz) e nenhuma capacidade de rastreio automático. Eles buscam um segmento Az determinado pelo radar EW.
Devido a similaridade destes radares com os de controle de fogo, eles podem ser interferidos pela mesma técnica e táticas destes para estes radares. Ao negar as coordenadas para os radares de mísseis SAM, o radar de aquisição será forçado a aquisição manual e aumentar o tempo de aquisição. Em alguns sistemas, a perda da aquisição  resulta na rejeição do rastreio.

- Radares de Medição de Altura. Os sistemas de medição de altura para fornecerem dados El para os dados Az do alvo para radares EW e de aquisição. Estes radares tem uma característica muito similar com os radares de aquisição exceto que a menor dimensão do seu raio será vertical para melhor resolução El.

- Radares de Interceptação Controlada do Solo(Ground Controlled Intercept - GCI). Estes sistemas são compostos de radares de aquisição e Medidores de altura. São usados para vetorar aeronaves interceptadores contra uma força intrusa.

- Radares de Aproximação Controlada do Solo(Ground Controlled Approach - GCA). Estes radares tem parâmetros similares dos GCIs, de aquisição e de Medição de altura. Eles diferem na unidade de display. O mostrador GCA é marcado com os ângulos de vôo/planeio do local. As CMEs podem ser usadas para forçarem as aeronaves a usarem a aproximação visual.

- Radares de Artilharia Anti-Aérea(AAA). Os radares de controle de fogo de AAA operam do mesmo modo dos mísseis TTR onde, após a aquisição do alvo, o rastreio automático é feito pelo computador do radar e outras formas de varredura. Para manter a alta mobilidade necessária para um sistema de canhão, o radar tem uma antena pequena com raio médio(1-5 graus) e alta frequência(800 MHz a 20 GHz) com varredura cônica.

- Radares de Interceptação Aérea(AI). Estes radares(AI) são usados para guiagem de mísseis de interceptação aérea(AIM). O operador na cabine adquire manualmente o alvo ao direcionar a antena. O rastreio automático é feito pelo mesmo método do rastreio Doppler.

- Radares de Defesa Terminal. Os radares de defesa terminal são radares de controle de fogo de SAM e AAA. Já foram discutidos.

- Radares de Aeronaves de Combate. Os radares de caça operam entre 8-12GHz  banda I e parte baixa da banda J - 10-20 GHz. Acima de 12GHz  ocorrem aumenta das perdas pela absorção do vapor d'água atmosférico.
A banda Ku(12-18 GHz) fornece alta resolução para mapeamento de terreno.
Os radares de caça utilizam o PRF para busca. O PRF médio é bom para olhar para baixo com diminuição do alcance. Alto FPR é bom alvos voando baixo e se aproximando.
Os radares tem modos ar-ar e ar-solo:

Modos AA:
- Lock-down. Procura alvos voando baixo.
- Look-up. Procura alvos voando alto.
- Rastreio de alvo único - o radar é apontado para um alvo e só ele aparece na tela.
- TWS - neste modo ele gasta 10 s para o radar varrer cada alvo.
- Alcance-enquanto-busca - usa FRP médio para alcance e FRP alto para busca a longa distância.
- Busca de velocidade - usa alto FRP para busca a distâncias extremas. Fornece dados de velocidade e azimute.
- Avaliação de raid. Usado para discernir aeronaves voando próximas
- Combate aéreo - modo de curto alcance contra aeronaves manobrando. O padrão pode ser fixo ou mover-se para antecipar manobras do alvo. Ex. HUD, boresight e busca vertical.
- HUD - o radar busca o campo de visão do HUD e trava no alvo mais próximo.
- Boresight - o radar aponta o feixe diretamente a frente da aeronave e o piloto aponta  para o local desejado.
- Busca vertical - usado se a aeronave esta manobrando verticalmente.
- Telemetria ar-ar.

Modos AG:
- Telemetria AG - usado para medir a distância para onde a aeronave esta apontado para pontaria de canhões e CCIP.
- Mapeamento do terreno. Varrendo o feixe de um lado ao outro, o radar cria uma imagem de radar do terreno a frente. Pode ser usado para localizar e atacar alvos em terra ou para atualizar o sistema de navegação.
- Busca marítima. Otimizado para detectar e rastrear navios. A superfície marítima se move e tem que ser discriminada do alvo.
- Congelamento. O radar mapeia uma área e congela a imagem que pode ser usada por um tempo até outra "foto".
- Feixe expandido. Permite o zoom de uma área da imagem do radar selecionada.
- Feixe Doppler aguçado. Usado para imagens de altíssima resolução mas apenas a 15 graus a frente do radar.
- Evitamento do terreno. Detecta o terreno a frente e permite que o piloto evite.
- Seguimento do terreno. Mantém a aeronave voando numa altitude selecionada em relação ao solo.
- MTI (indicação de alvos móveis). O radar separa alvos móveis dos retornos do solo. Esta capacidade reduz com o aumento da velocidade da aeronave.

Radares Phased Array

Os Radares Phase Array - PAR - funcionam direcionando o feixe eletronicamente. A antena tem um conjunto de centenas de pequenos transmissores e unidades receptores montados na face da antena, reduzindo a perde de energia. Cada um transmite uma porção do feixe que pode ser atrasado de acordo com o programa. O controle do atraso de cada elemento pode-se moldar a forma e direção do feixe instantaneamente.
Os sistemas atuais podem criar formas individuais e modos independentes ao mesmo tempo e em várias direções. A falha no transmissor ou receptor de um radar convencional tira o radar do ar. Num PAR apenas uma fração da capacidade do radar é perdida no caso de falha em um deles(pode ter centenas ou milhares). O radar do F-22 terá 1.000 com 10Watts cada, o FS-X japonês com 750 e o RBE2 do Rafale tem 2.000 componentes.

Os radares PAR tem capacidade de supressão de interferência de lobo lateral. Ele modula a energia irradiada para transmitir informações(comando de guiagem de mísseis e comunicações). A tecnologia PA também esta sendo usado em sistemas IFF, GE, sonar e comunicações.

Antenas de comunicações por satélites PA furtivos e de navegação/ataque para submarinos já estão em testes para equipar os futuros subs americanos.

O PAR que esta sendo desenvolvido para o Gripen - AESA  - Active Electronically Scanned Antenna tem uma antena mecanismo de rotação que adiciona um ângulo de 60 graus aos 50 graus do setor de busca da antena plana permitindo uma busca num ângulo de 110 graus. O radar pode mudar o feixe instantaneamente, operar em vários modos simultaneamente, tem reduzida assinatura FRP e CCME avançadas. Também pode ser usado para interferência, busca passiva, guiagem de mísseis e comunicações.

O RACAAS do Rafale RBE2 - é um PAR que pode manipular bilhões de operações por segundo. Pode varrer como os radares normais ou enfiar um feixe estreito em duas direções diferentes em uma fração de segundos. Os dois raios não precisam ter as mesmas caraterísticas. Pode funcionar nos modos de seguimento de terreno, defesa aérea e guiagem de armas ar-terra simultaneamente. Pode guiar o Rafale ao alvo enquanto observa 8 caças inimigos e lança mísseis MICA. Na função ar-terra, este radar LPI tem modos de seguimento do terreno, evitamento do terreno, evitamento de ameaça, mapeamento de solo de alta resolução, atualização de navegação, pontaria,  busca e rastreio de alvos móveis ou fixos e telemetria. O alcance de busca ar-ar contra alvo típico é de 100 km que é interrogado automaticamente pelo IFF.

Um exemplo de radar PAR naval é o SAMPSON. Será o novo radar da fragata AAW Type 45 da RN. Será usado em conjunto com o míssil anti-aéreo PAAMS. O sistema é muito mais poderoso que os sistemas atuais, pode rastrear alvos múltiplos simultaneamente e é imune a interferência. Permite a realização de várias tarefas simultâneas com vigilância e rastreio, que a princípio necessita de vários sistemas separados.
Ele apoia sistemas de defesa de área de ponto e de área contra ameaças atuais e futuras em um ambiente de interferência pesada e sobre fortes retornos do solo e água.
A habilidade do sistema de gerenciamento baseado em computadores de moldar e apontar o raio do radar instantaneamente, mais a capacidade de mudar ou adaptar as características do radar em tempo real em respostas as condições operacionais, permitem ao SAMPSON realizar várias tarefas simultaneamente, eliminando a necessidade de sistemas separados.
É o primeiro radar a usar forma de raio de adaptação digital, que o faz virtualmente imune a todas as formas de interferências eletrônicas. O projeto modular reduz o preço inicial e os custos durante a vida útil e aumenta significativamente a capacidade de sobrevivência.

O PAR Sampson

 

Próxima
Índice
1