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Modelado RCS Dinámico y Análisis del Ángulo de Aspecto para UAVs Altamente Maniobrables

Autores: Sen, Kerem; Aksimsek, Sinan; Kara, Ali

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Modelado RCS Dinámico y Análisis del Ángulo de Aspecto para UAVs Altamente Maniobrables


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Vehículos aéreos no tripulados
VANT
Sección transversal de radar
Dinámica de vuelo
Señuelos activos
ángulos de aspecto

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) son cada vez más significativos en la guerra moderna debido a su versatilidad y capacidad para realizar misiones de alto riesgo sin poner en peligro vidas humanas. Más allá de la vigilancia y el reconocimiento, los VANT con propulsión a chorro y capacidades de combate están destinados a desempeñar roles similares a los jets convencionales. En varios escenarios, las aeronaves militares, los drones y los VANT enfrentan múltiples amenazas mientras que los sistemas de radar terrestre monitorean continuamente sus posiciones. La interacción entre estas plataformas aéreas y los radares provoca fluctuaciones temporales en la potencia del eco disperso debido a cambios en el ángulo de aspecto, lo que impacta la precisión del seguimiento por radar. Este estudio utiliza la dinámica de la sección transversal de radar potencial (RCS) de una aeronave a lo largo de su vuelo, utilizando el radar terrestre como referencia. Los factores clave que influyen en el RCS incluyen el tiempo, la frecuencia, la polarización, el ángulo de incidencia, la geometría física y el material de la superficie, con un enfoque en la compleja geometría de dispersión de la aeronave. La investigación evalúa el caso de RCS monostático y examina el impacto de las variaciones de actitud en la scintilación del RCS. Aquí, presentamos un modelado dinámico del RCS al examinar la influencia de la dinámica de vuelo en las fluctuaciones del RCS de una aeronave del tamaño de un VANT. El modelado dinámico del RCS es esencial para crear un marco robusto para el análisis operativo y desarrollar estrategias efectivas de contramedidas, como señuelos activos avanzados. Especialmente en el concepto de radar cognitivo, las aeronaves necesitarán desesperadamente más señuelos activos dinámicos y adaptativos. Se propone una metodología para calcular los ángulos de aspecto del objetivo, utilizando la actitud de la aeronave y la posición esférica en relación con el sistema de radar. Se utiliza una serie temporal de datos de vuelo realista de 6DoF (6 grados de libertad) generada por un simulador de vuelo comercial para derivar los ángulos de aspecto de la aeronave al radar. Al estimar los ángulos de aspecto para una trayectoria de vuelo compleja simulada, se caracteriza la scintilación del RCS a lo largo del vuelo. El estudio destaca la importancia de parámetros de maniobra como el alabeo y el cabeceo en el RCS medido en el radar al comparar conjuntos de datos con y sin estos parámetros. Se encontraron diferencias significativas, con una diferencia del 32.44% en los datos de RCS entre maniobras completas y sin cambios de alabeo y cabeceo. Finalmente, se discuten las direcciones de investigación futuras propuestas y las ideas.

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