En profundidad COINCIDENTE - Proyecto ART - DAR: Demostrador tecnológico de un radar persistente Autores: Jordi Riera Sanz, Javier Carretero Moya, Advanced Radar Technologies S.A.; Alberto Asensio López, Javier Gismero Menoyo, Universidad Politécnica de Madrid; Javier Antonio García Fominaya, Eva Llamas Pérez, Área Gestión de Programas, SDGPLATIN. Palabras clave: radar persistente, multi-beam, beamforming, gateador, UAV, módulo DAR. Metas Tecnológicas relacionadas: MT 2.2.3, MT 3.2.1, MT 3.2.2. Introducción El desarrollo de un demostrador tecnológico operativo de un radar persistente, diseñado expresamente para la detección de drones y gateadores, ha sido el objetivo fundamental del proyecto de I+D de interés para el Ministerio de Defensa “Demostrador tecnológico de un radar persistente para vigilancia superficial (ART-DAR)”, seleccionado en la convocatoria de 2014 en el ámbito del Programa Cooperación en Investigación Científica y Desarrollo en Tecnologías Estratégicas (COINCIDENTE) DN8644. Este objetivo se concretó en el desarrollo gradual de un sistema radar, dividiendo el proyecto en las siguientes fases a lo largo de dos años de trabajo (octubre 2015 -octubre 2017): • Análisis de requisitos y especificaciones para las necesidades de usuario final. • Diseño y fabricación del bloque principal del sistema propuesto, denominado módulo DAR (Digital Array Radar), que incluye, en un mismo conjunto mecánico, la antena receptora con 4 elementos de array, 4 cadenas receptoras y una tarjeta de procesado con salida en fibra óptica. • Diseño, fabricación e integración de un sistema radar persistente de 90º de cobertura en acimut incluyendo dos módulos DAR. • Campaña de pruebas de campo en distintos emplazamientos con blancos controlados y blancos de oportunidad. Fig. 1. Cobertura instantánea radar peristente a. 90º; b. 360º. (Fuente: ART). Este artículo presenta un resumen del sistema desarrollado y la validación de sus prestaciones en el marco del proyecto COINCIDENTE así como de las principales conclusiones y líneas futuras del mismo. Concepto de radar persistente De todas las variables a tener en cuenta en un sistema radar, dos de ellas tienen especial impacto en el funcionamiento y prestaciones del procesador de señal y el procesador de datos radar: el tiempo de iluminación (tiempo, en cada vuelta de antena, durante el cual el blanco es iluminado por el haz) y la velocidad de renovación de la información (velocidad de giro del haz de antena en los radares con exploración mecánica o electrónica, que repercute en la velocidad de actualización de los datos de un blanco, exploración a exploración). Maximizar el tiempo de iluminación permite mejorar el alcance del sistema, puesto que así se maximiza la energía transmitida y se mejora la capacidad de cancelación de clutter, minimizando el efecto de éste. Además, incrementar el tiempo de iluminación permite aumentar la precisión del análisis espectral de los ecos y la resolución Doppler, es decir, la capacidad del sistema para distinguir blancos en base a pequeñas diferencias en su velocidad radial. En sistemas con exploración mecánica o electrónica, maximizar el tiempo de iluminación impone un valor de velocidad máxima de renovación de la información, lo cual repercute negativamente en los algoritmos de seguimiento al disminuir la frecuencia de datos empeorando, por tanto las prestaciones de asociación y filtrado. Así pues, la necesidad de llevar a cabo este barrido a una velocidad suficientemente baja para hacer posible la detección de determinadas amenazas (como las personas gateando) supone un importante inconveniente para este tipo de sensores, llegándose, en muchos casos, a periodos de exploración de hasta decenas de segundos, totalmen- te inaceptables ante cualquier otro tipo de amenazas. Todo ello significa que la optimización de un sensor radar tradicional (de barrido mecánico o electrónico) para la detección de amenazas tan significativas en el contexto de la Defensa como las personas gateando, u otros blancos de baja sección radar y/o baja velocidad, conlleva una importante degradación de sus prestaciones para el resto de blancos. Como alternativa a las tradicionales arquitecturas radar, se proponen los radares persistentes Fig. 2. Cubo de datos radar persistente y segunda FFT en doppler. (Fuente: ART). Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 56. Primer trimestre 2018 15
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