El radar biestático es un sistema de radar que comprende un transmisor y un receptor que están separados por una distancia comparable a la distancia esperada del objetivo. Por el contrario, un radar convencional en el que el transmisor y el receptor están ubicados juntos se denomina radar monoestático . [1] Un sistema que contiene múltiples componentes de radar monoestáticos o biestáticos espacialmente diversos con un área de cobertura compartida se denomina radar multiestático . Muchos sistemas de misiles aire-aire y tierra-aire de largo alcance utilizan un radar semiactivo , que es una forma de radar biestático. [2] [3] [4]
Algunos sistemas de radar pueden tener antenas de transmisión y recepción separadas, pero si el ángulo subtendido entre el transmisor, el objetivo y el receptor (el ángulo biestático ) es cercano a cero, entonces aún se los consideraría monoestáticos o pseudomonostáticos . Por ejemplo, algunos sistemas de radar de ondas decamétricas de muy largo alcance pueden tener un transmisor y un receptor separados por unas pocas decenas de kilómetros para lograr aislamiento eléctrico, pero como el alcance esperado del objetivo es del orden de 1.000 a 3.500 km, no se consideran verdaderamente biestáticos y se les conoce como pseudomonostáticos.
En algunas configuraciones, los radares biestáticos pueden diseñarse para funcionar en una configuración similar a una valla, detectando objetivos que pasan entre el transmisor y el receptor, con un ángulo biestático cercano a los 180 grados. Este es un caso especial de radar biestático, conocido como radar de dispersión frontal , por el mecanismo por el cual la energía transmitida es dispersada por el objetivo. En la dispersión frontal , la dispersión se puede modelar utilizando el principio de Babinet y es una posible contramedida para los aviones furtivos , ya que la sección transversal del radar (RCS) está determinada únicamente por la silueta del avión vista por el transmisor y no se ve afectada por revestimientos o formas sigilosas. . El RCS en este modo se calcula como σ=4πA²/λ², donde A es el área de la silueta y λ es la longitud de onda del radar. Sin embargo, la ubicación del objetivo puede variar de un lugar a otro y el seguimiento es un gran desafío en los radares de dispersión frontal, ya que el contenido de información en las mediciones de alcance, rumbo y Doppler se vuelve muy bajo (todos estos parámetros tienden a cero, independientemente de la ubicación del objetivo). en la valla).
Un sistema de radar multiestático es aquel en el que hay al menos tres componentes: por ejemplo, un receptor y dos transmisores, o dos receptores y un transmisor, o varios receptores y varios transmisores. Es una generalización del sistema de radar biestático, en el que uno o más receptores procesan los retornos de uno o más transmisores geográficamente separados.
Un radar biestático o multiestático que explota transmisores de oportunidad no radar se denomina sistema de localización coherente pasivo o radar encubierto pasivo .
Cualquier radar que no envíe pulsos electromagnéticos activos se conoce como radar pasivo. La localización coherente pasiva, también conocida como PCL, es un tipo especial de radar pasivo que explota los transmisores de oportunidad, especialmente las señales comerciales, en el entorno.
Las principales ventajas del radar biestático y multiestático incluyen:
Las principales desventajas del radar biestático y multiestático incluyen:
El ángulo biestático es el ángulo subtendido entre el transmisor, el objetivo y el receptor en un radar biestático. Cuando es exactamente cero el radar es un radar monoestático , cuando está cerca de cero el radar es pseudomonostático y cuando está cerca de 180 grados el radar es un radar de dispersión frontal. En otros lugares, el radar se describe simplemente como radar biestático. El ángulo biestático es un factor importante para determinar la sección transversal del radar del objetivo. [5] [6] [7]
El alcance biestático se refiere a la medición básica del alcance realizada por un radar o sistema de sonar con transmisor y receptor separados. El receptor mide la diferencia de tiempo de llegada de la señal del transmisor directamente y mediante la reflexión del objetivo. Esto define una elipse de rango biestático constante, llamada contorno de iso-distancia, en la que se encuentra el objetivo, con focos centrados en el transmisor y el receptor. Si el objetivo está al alcance R rx del receptor y al alcance R tx del transmisor, y el receptor y el transmisor están a una distancia L de distancia, entonces el alcance biestático es R rx + R tx - L. El movimiento del objetivo provoca una tasa de cambio de rango biestático, lo que resulta en un desplazamiento Doppler biestático . [8] [9] [10]
En términos generales, los puntos de alcance biestático constante dibujan un elipsoide con las posiciones del transmisor y del receptor como puntos focales. Los contornos biestáticos de rango isométrico son donde el suelo corta el elipsoide. Cuando el terreno es plano, esta intersección forma una elipse. Tenga en cuenta que, excepto cuando las dos plataformas tienen la misma altitud, estas elipses no están centradas en el punto especular. [11]
El desplazamiento Doppler biestático es un ejemplo específico del efecto Doppler que se observa mediante un sistema de radar o sonar con un transmisor y un receptor separados. El desplazamiento Doppler se debe a la componente de movimiento del objeto en la dirección del transmisor, más la componente de movimiento del objeto en la dirección del receptor. De manera equivalente, puede considerarse proporcional a la tasa de rango biestático . [12]
En un radar biestático con longitud de onda λ , donde la distancia entre el transmisor y el objetivo es R tx y la distancia entre el receptor y el objetivo es R rx , el desplazamiento de frecuencia Doppler biestático recibido se calcula como:
Tenga en cuenta que los objetos que se mueven a lo largo de la línea que conecta el transmisor y el receptor siempre tendrán un desplazamiento Doppler de 0 Hz, al igual que los objetos que se mueven alrededor de una elipse de rango biestático constante.
Las imágenes biestáticas son una técnica de imágenes de radar que utiliza un radar biestático (dos instrumentos de radar , uno emisor y otro receptor). El resultado es una imagen más detallada que la que se habría obtenido con un solo instrumento de radar. Las imágenes biestáticas pueden ser útiles para diferenciar entre hielo y roca en la superficie de un objetivo remoto, como la Luna , debido a las diferentes formas en que el radar se refleja en estos objetos: con hielo, los instrumentos del radar detectarían "dispersión de volumen" y con roca, se detectaría la dispersión superficial más tradicional.
