Modern techniques to locate and identify radars with low volume, weight, costs and processing capabilities

Abstract

O início do século XXI apresenta o radar como um utensílio indispensável, com aplicações não mais restritas àquelas outrora exclusivas da Aviação e da Marinha, permeando a vida do homem contemporâneo e variando em diferentes complexidades. Nesse cenário, a capacidade de detectar radares proporciona inúmeras vantagens, tanto no contexto civil quanto no militar. O mundo moderno, entretanto, não raramente impõe restrições de volume, peso e custos à Eletrônica, o que se opõe ao processamento complexo demandado por detectores de radar para desembaralhar o sinal resultante da superposição de sinais recebidos de diversos emissores. Esta pesquisa propõe técnicas de processamento de sinais que consideram peculiaridades de radiofrequência a fim de amenizar a carga de trabalho do processador, e, assim, possibilitar detectores com baixo volume, peso, custos e poder computacional disponível. Experimentos foram realizados com um protótipo de um Sistema de Medidas de Apoio à Guerra Eletrônica (MAGE) com processamento em tablet, baseado em Rádio Definido por Software (RDS). Resultados mostram que o desempenho da técnica proposta de medição de pulsos se degradou significativamente apenas quando as amplitudes dos pulsos foram = 3.7 mV na entrada do RDS empregado. Eles também mostram que o método sugerido de medição de direção de chegada exibiu distribuições gaussianas para as medições, com desvio padrão tão maior quanto menor a amplitude dos pulsos recebidos, o que permite, através do segundo, efetuar inferências sobre o primeiro. Beneficiando-se disso, o algoritmo de agrupamento de pulsos desenvolvido definiu, diante de 6 distribuições, agrupamentos com taxas de enclausuramento = 92.71 %. Por fim, resultados também demostraram que o algoritmo de reconhecimento de padrões, ao receber padrões de 4 radares simulados, com diferentes tipos de varredura de antena, desembaralhou os 4 padrões, com taxas de atribuição apropriada do intervalo de repetição de pulsos = 96.30 %, além de estimar o intervalo de repetição de pulsos com erros da ordem de ?10?^(-5). Este estudo é indicado para as áreas de Processamento de Sinais de Radar, Medição de Direção de Chegada, Reconhecimento de Padrões e Guerra Eletrônica.

Abstract : The beginning of the 21st century presents the radar as an indispensable utility, with applications no longer restricted only to those formerly exclusive of Aviation and Navy, permeating the life of the contemporary man and varying in different complexities. In this scenario, the ability to detect radars provides numerous advantages, both in the civilian and military contexts. The modern world, however, often imposes volume, weight, and costs constraints on Electronics, which opposes the complex processing demanded by radar detectors to deinterleave the signal that resulted from the superposition of signals received from many emitters. This research proposes signal processing techniques that look at radiofrequency peculiarities in order to soften the processing workload and to allow the design of radar detectors that present low volume, weight, costs and available computational power. Experiments were carried out with a prototype of an Electronic Support Measures (ESM) system with tablet processing, based on Software-Defined Radio (SDR). Results show that the performance of the proposed pulse measurement technique degrades significantly only when the pulse amplitudes are = 3.7 mV at the input of the used SDR. They also show that the suggested direction-finding method presents Gaussian distributions for the measurements, with a standard deviation as high as the lower the amplitude of incoming pulses, which allows, according to the latter, to make inferences about the former. Benefiting from this, the developed pulse-clustering algorithm defined, in front of 6 distributions, clusters of pulses with enclosure rates = 92.71 %. Finally, the results show that the proposed pattern recognition algorithm, when it received a cluster of pulses with patterns of 4 simulated radars, with different types of antenna scan, deinterleaved the 4 patterns, with rates of correct assignment of the pulse repetition interval = 96.30%, besides estimating the pulse repetition interval with errors of the order of ?10?^(-5). This study is recommended for the areas of Radar Signal Processing, Direction Finding, Pattern Recognition and Electronic Warfare.