En profundidad
Figura 7. Trayectoria 3D correspondiente a un vuelo real de un DJI Phantom IV mostrada en el software de mando y control
que relaciona la precisión en la me-dida
del ángulo de incidencia con
el ancho de haz , y la relación
se-ñal
a ruido .
es una constante
que depende fundamentalmente
de la
pendiente de la curva que relaciona la
ratio entre diagramas y el ángulo de
incidencia.
Existen dos variantes de esta técnica
en función de si la medida del ángulo
de incidencia está basada en la com-paración
de la fase o de la amplitud
de las señales recibidas. En el primer
caso, se apuntan los haces en la mis-ma
dirección presentando cada uno
un centro de fase independiente e
infiriendo la distancia angular a par-tir
de la diferencia de fase entre los
diagramas. En el segundo caso los
haces apuntan equidistantes con res-pecto
del máximo de apuntamiento
obteniéndose la información angular
a partir de la diferencia de amplitud
de los diagramas.
La implementación de estas técnicas
de estimación angular conlleva el cál-culo
de la ratio entre diagramas para
todas las detecciones del radar. Tras
el cálculo de la ratio se asigna a cada
detección el ángulo correspondiente
a ese valor mediante la aplicación de
una tabla de calibración almacenada
en el sensor.
La tabla de calibración se puede ob-tener
a partir de los diagramas de ra-diación
del sistema radiante del radar
medidos en una cámara anecoica
multi-sensor ART HMI
(figura 5). Además, son necesarias
compensaciones adicionales, para
tener en cuenta el efecto del resto de
componentes pasivos y activos que
se incluyen entre las antenas y el de-tector
radar como son las cadenas de
recepción, el cableado y dispositivos
de adaptación previos a la conversión
analógico-digital.
Radares 3D C-UAS de última
generación
Las amenazas aéreas más relevan-tes
son blancos de pequeño tama-ño
y, por tanto, presentan seccio-nes
radar muy reducidas. Esto hace
necesaria la utilización de sensores
radar de altas prestaciones que
hagan posible su detección a dis-tancias
que den lugar al tiempo de
reacción necesario. Muchos cua-dricópteros
comerciales pueden al-canzar
actualmente velocidades de
casi 100 km/h. Es preciso, por tanto,
llevar a cabo su detección a varios
kilómetros de distancia para conse-guir
algunos minutos de tiempo de
reacción. Además, son blancos que
generalmente vuelan a baja altura y
a relativa baja velocidad. Estas tres
características, baja sección radar,
baja velocidad y baja altura de vuelo
los convierten en virtualmente invi-sibles
para los radares de defensa
aérea actualmente en operación.
Esto quedó demostrado con el inci-dente
en Arabia Saudí anteriormente
mencionado en el que los sistemas
Patriot de la zona fueron incapaces
de detectar las aeronaves utilizadas.
Es preciso por tanto emplear senso-res
radar específicamente diseñados
para este tipo de amenazas.
Con el fin de demostrar si el posicio-namiento
3D de las amenazas pro-porcionado
por un sensor radar ba-sado
en un sistema de antenas mul-ti-
haz en elevación es válido para dar
soporte a las tareas presentadas en la
Sección 2, se han llevado a cabo múl-tiples
ensayos de campo con blan-cos
representativos. Para ello se ha
empleado el radar 3D comercial ART
Midrange 3D (figura 6) y dos blancos
especialmente relevantes por su pe-queño
tamaño.
Resultados en pruebas reales
durante operación
En primer lugar, se van a presentar
los resultados obtenidos con el ART
Midrange 3D en la determinación de
la altura de vuelo de un DJI Phantom
IV (1380 gramos de peso). Este cua-dricóptero
se está utilizando como el
blanco de referencia para la carac-terización
de las prestaciones de los
sistemas C-UAS ya que es un mode-lo
comercial muy extendido. Durante
las pruebas de campo realizadas se
caracterizan los alcances máximos,
las prestaciones ante distintas ma-niobras
y la medida de la altura de
vuelo. Las detecciones reportadas
por los radares son almacenadas y se
analizan posteriormente con la infor-
18 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 65. Segundo trimestre 2020