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 prevista del objetivo. Por el contrario, un radar convencional en el que el transmisor y el receptor están ubicados en el mismo lugar 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 de localización por radar , 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 todavía se considerarían monoestáticos o pseudo-monoestáticos . Por ejemplo, algunos sistemas de radar HF de muy largo alcance pueden tener un transmisor y un receptor que están separados por unas pocas decenas de kilómetros para el aislamiento eléctrico, pero como el alcance esperado del objetivo es del orden de 1000–3500 km, no se consideran verdaderamente biestáticos y se los denomina pseudo-monoestáticos.
En algunas configuraciones, los radares biestáticos pueden diseñarse para operar 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 contramedida potencial para las aeronaves furtivas , ya que la sección transversal del radar (RCS) está determinada únicamente por la silueta de la aeronave vista por el transmisor, y no se ve afectada por los revestimientos o moldes furtivos. La 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, el objetivo puede variar de un lugar a otro y el seguimiento es muy difícil 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 cerca).
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, con uno o más receptores que procesan los datos de uno o más transmisores separados geográficamente.
Un radar biestático o multiestático que explota transmisores de oportunidad que no son 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. El radar pasivo coherente, también conocido como PCL, es un tipo especial de radar pasivo que aprovecha los transmisores de oportunidad, especialmente las señales comerciales del 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 formado 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 pseudomonoestático y cuando está cerca de 180 grados, el radar es un radar de dispersión frontal. En otros lugares, el radar se describe simplemente como un 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 sistema de radar o sonar con transmisor y receptor separados. El receptor mide la diferencia de tiempo de llegada de la señal desde el transmisor directamente y a través de la reflexión desde el objetivo. Esto define una elipse de alcance biestático constante, llamada contorno de isoalcance, sobre la que se encuentra el objetivo, con focos centrados en el transmisor y el receptor. Si el objetivo está a una distancia R rx del receptor y a una distancia R tx del transmisor, y el receptor y el transmisor están separados por una distancia L , entonces el alcance biestático es R rx + R tx - L . El movimiento del objetivo provoca una tasa de cambio del alcance 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 el receptor como puntos focales. Los contornos de isoalcance biestático son donde el suelo corta el elipsoide. Cuando el suelo 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 efecto Doppler biestático es un ejemplo específico del efecto Doppler que se observa en un sistema de radar o sonar con un transmisor y un receptor separados. El efecto Doppler se debe al componente de movimiento del objeto en la dirección del transmisor, más el componente de movimiento del objeto en la dirección del receptor. De manera equivalente, se puede considerar como proporcional a la tasa de alcance 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.
La obtención de imágenes biestáticas es una técnica de obtención de imágenes por 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 hubiera obtenido con un solo instrumento de radar. La obtención de imágenes biestáticas puede ser útil 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 el hielo, los instrumentos de radar detectarían la "dispersión de volumen", y con la roca, se detectaría la dispersión de superficie más tradicional.
