O software de processamento de radar converte sinais de radar em bruto em dados úteis para deteção, rastreio, classificação, geração de imagens e consciência situacional em sistemas de defesa. As funções de processamento podem incluir compressão de impulsos, análise Doppler, deteção CFAR, formação de feixes digitais, geração de imagens SAR, MTI e GMTI, rastreio de múltiplos alvos e reconhecimento de alvos.
Esta página apresenta fornecedores de software de processamento de radar que suportam aplicações, incluindo vigilância aérea e marítima, combate a UAS, controlo de fogo, navegação e consciência do domínio.
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Soluções de processamento de radar marítimo de última geração para maior consciência situacional em aplicações navais e de defesa
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O software de processamento de radar converte os sinais de radar em bruto em informação que os operadores, os sistemas autónomos e as redes de comando podem utilizar para deteção, rastreio, classificação, geração de imagens e consciência situacional. Dependendo da arquitetura do radar, o processamento pode ser distribuído por componentes eletrónicos incorporados, computadores de missão, aceleradores dedicados ou nós de processamento em rede.
O software de radar moderno deve lidar com grandes volumes de dados, cumprindo simultaneamente requisitos exigentes em termos de latência, precisão, fiabilidade e resiliência ambiental. Um processador de radar pode combinar algoritmos convencionais de processamento de sinais com técnicas adaptativas, fusão de sensores e, cada vez mais, aprendizagem automática, para extrair informação útil de ambientes eletromagnéticos complexos ou contestados.
As cadeias de processamento de radar variam consoante a missão e a forma de onda, mas várias funções são amplamente utilizadas em sistemas militares de vigilância, identificação de alvos, navegação e imagem. Antes da deteção e do rastreio de nível superior, o processamento inclui normalmente o condicionamento do sinal, a calibração, a filtragem adaptativa ou a compressão de impulsos, o processamento de alcance, o processamento Doppler, a supressão de interferências e a definição de limiares de deteção. As técnicas de Taxa Constante de Falsos Alarmes (CFAR) são frequentemente utilizadas para adaptar os limiares de deteção às condições variáveis de ruído e interferências.
A formação de feixes combina sinais provenientes de múltiplos elementos de antena para controlar a receção ou a transmissão em direções selecionadas. A formação de feixes digital realiza grande parte deste processamento numericamente, permitindo que os sistemas de radar formem múltiplos feixes simultâneos, ajustem os padrões de feixe, suprimam interferências e suportem alterações rápidas na cobertura de vigilância sem reposicionar mecanicamente a antena. A calibração precisa da matriz, a sincronização temporal e a sincronização de fase são importantes para manter o desempenho do feixe.
Software de processamento de radar ProteusCore da Tocaro Blue
O Radar de Abertura Sintética (SAR) utiliza o movimento de uma plataforma de radar para criar uma abertura de antena efetiva maior do que a própria antena física. O software de processamento de radar combina medições coerentes em fase recolhidas ao longo da trajetória da plataforma para gerar imagens de alta resolução. O processamento pode incluir compensação de movimento, compressão de alcance, compressão de azimute e formação de imagens, apoiando o mapeamento do terreno, o reconhecimento, a deteção de alterações e a análise de alvos.
As técnicas de Indicação de Alvos em Movimento (MTI) utilizam informação Doppler ou medições sucessivas do radar para distinguir objetos em movimento de fundos estacionários. A Indicação de Alvos em Movimento no Solo (GMTI) aplica estes princípios a alvos de superfície em movimento, tais como veículos e pessoal. Um processamento eficaz deve ter em conta o ruído de fundo, o movimento da plataforma, os efeitos do terreno, as velocidades ambíguas e outros sinais indesejados, preservando simultaneamente os alvos com velocidades radiais relativamente baixas.
Os radares de varredura eletrónica e de matriz faseada orientam os feixes através do controlo da fase relativa e da amplitude dos sinais nos elementos da antena. O software de radar coordena a programação dos feixes, a calibração da matriz, a seleção de formas de onda, a gestão de recursos e o processamento de sinais, permitindo uma varredura rápida e suportando múltiplas funções de radar dentro de orçamentos de tempo e de processamento rigorosamente geridos.
Os algoritmos de classificação analisam características como o comportamento da secção transversal de radar, assinaturas Doppler e micro-Doppler, movimento, perfis de alcance ou características de imagem para diferenciar categorias de objetos detetados. Software de análise de radar mais avançado pode combinar medições ao longo do tempo ou correlacionar informações de radar com outros sensores para melhorar a confiança na classificação e apoiar o reconhecimento de alvos.
O rastreio de múltiplos alvos associa as deteções a trajetórias existentes, estimando simultaneamente a posição, a velocidade, o rumo e outras informações de estado de múltiplos objetos. São utilizadas técnicas de filtragem e estimativa para prever e atualizar os estados dos alvos. O processamento deve ter em conta deteções perdidas, falsos alarmes, trajetórias que se cruzam, alvos em manobra e ambientes com alta densidade de alvos. A lógica de gestão de trajetórias determina também quando as trajetórias devem ser iniciadas, atualizadas, confirmadas ou eliminadas.
Os sistemas de radar de imagem requerem processamento para transformar medições complexas de radar em representações interpretáveis do terreno, estruturas, embarcações, veículos ou outros alvos. As funções de visualização podem também apresentar deteções, trajetórias, informações Doppler, valores de confiança e o estado do sensor, permitindo aos operadores interpretar os resultados do radar em conjunto com outras informações da missão.
O processamento de radar apoia missões que vão desde a vigilância de áreas extensas até ao rastreio de precisão. Os algoritmos, a arquitetura computacional, as taxas de atualização e os requisitos de latência dependem fortemente da função operacional do radar.
Os radares de vigilância monitorizam grandes áreas à procura de aeronaves, veículos, pessoal, embarcações ou outros objetos de interesse. O software de processamento suprime o ruído de fundo, deteta alvos potenciais, mantém o rastreio e pode dar prioridade a objetos para investigação mais aprofundada. Os sistemas marítimos e navais têm de ter em conta o ruído de fundo do mar e as condições variáveis da superfície, enquanto os radares terrestres enfrentam desafios relacionados com o terreno, a vegetação, os efeitos de multipath e outras fontes de interferência.
O processamento do radar de defesa aérea privilegia a deteção rápida, o rastreio preciso e atualizações consistentes para ameaças potencialmente rápidas ou manobráveis. Os sistemas de alerta e rastreio de mísseis podem processar trajetórias de alta velocidade em amplos volumes de engajamento, fornecendo dados de rastreio a redes de comando e controlo, sistemas defensivos ou outros sensores responsáveis pela avaliação de ameaças e pelo engajamento.
O radar de controlo de fogo requer medições precisas que possam apoiar a orientação e o engajamento de armas. Os sistemas de localização de armas e de contra-bateria analisam as trajetórias dos projéteis para estimar os pontos de origem ou de impacto. Estas aplicações colocam especial ênfase na baixa latência de processamento, na precisão das medições, na continuidade do rastreio e no desempenho fiável em ambientes sobrecarregados ou disputados.
O software de radar de combate a UAS deve detetar e manter o rastreio de alvos relativamente pequenos, lentos ou que voam a baixa altitude, que podem ser difíceis de distinguir de aves, terreno, edifícios e outros obstáculos. A classificação, a análise micro-Doppler e a análise do comportamento do rasto podem ajudar a separar potenciais aeronaves não tripuladas de objetos inofensivos antes de a informação ser transmitida aos sistemas de identificação ou de contramedidas.
As plataformas de Inteligência, Vigilância e Reconhecimento (ISR) utilizam o radar para alargar a observação a grandes áreas e em condições em que os sensores óticos podem ser limitados. Os sistemas de Alerta Antecipado Aerotransportado (AEW) podem combinar o processamento de radar de longo alcance com a gestão de rastreamento e a distribuição de dados, enquanto os sistemas de campo de batalha integram as deteções de radar com redes mais amplas de comando, sensores e informações.
O processamento de radar pode apoiar a navegação relativa ao terreno, a deteção de obstáculos, a medição de altitude e as funções de acompanhamento do terreno para aeronaves e plataformas não tripuladas. A distâncias muito maiores, os sistemas de radar especializados contribuem para a consciência do domínio espacial, detetando e rastreando satélites, detritos e outros objetos em órbita, o que requer medição, associação e processamento de trajetórias de elevada precisão.
O software de radar é normalmente integrado em arquiteturas eletrónicas de defesa de maior dimensão, pelo que os requisitos da plataforma podem ir além dos próprios algoritmos de processamento. As considerações relevantes podem incluir:
As normas aplicáveis dependem da plataforma, do programa de aquisição, da arquitetura do sistema, da base de aeronavegabilidade e do ambiente operacional previsto.
Os avanços no desempenho computacional e nas arquiteturas definidas por software estão a alargar o leque de funções que podem ser executadas nas cadeias de processamento de radar. Entre os desenvolvimentos importantes incluem-se:
Estes desenvolvimentos estão a aumentar a importância do software de processamento de radar modular, capaz de se adaptar a alterações no hardware, nos algoritmos, nos requisitos de missão e nas arquiteturas dos sistemas de defesa.
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