Seguimiento mediante misil

El sistema de guiado por radar ( TVM , por sus siglas en inglés) es una técnica de guiado de misiles que combina características del guiado por radar semiactivo (SARH, por sus siglas en inglés) y el guiado por radiocomando . Esto evita los problemas de precisión terminal que suelen presentar los misiles guiados por comando, especialmente a larga distancia. Se ha utilizado en varios misiles tierra-aire (SAM, por sus siglas en inglés) de largo alcance, incluido el MIM-104 Patriot .

El guiado por comando tiene la ventaja de aislar la mayor parte del equipo de guiado del misil en el lanzador, donde el tamaño y el peso son mucho menos importantes. En estos sistemas, el radar que proporciona el guiado se encuentra en tierra o en el barco, y el misil carece de un sistema de guiado independiente. Normalmente se utilizan dos radares: uno que rastrea el objetivo y otro el misil, de modo que puedan volar por trayectorias independientes y muy separadas. Un ordenador calcula entonces la posición y la velocidad de ambos y determina un punto de intercepción. El mismo ordenador calcula entonces las entradas de control necesarias para que el misil vuele hasta ese punto y envía las correcciones necesarias al misil mediante una señal de radio, a menudo utilizando el radar que rastrea el misil como señal de radio.

Debido a su sencillez de construcción, este sistema sirvió de base para muchos de los primeros sistemas de misiles tierra-aire (SAM). Sin embargo, presenta una desventaja importante, especialmente para disparos de largo alcance. Las señales de radar se dispersan en el espacio, de forma similar al haz cónico de una linterna, con una dispersión típica del orden de 5  grados. Esto significa que, a mayor distancia, la ubicación del objetivo solo se conoce con una precisión aproximada, quizás del orden de varios kilómetros. Si bien se pueden utilizar diversas técnicas de codificación de señales para reducir esta precisión a un valor del orden de 0,1 grados, a larga distancia, esto aún proporciona una exactitud del orden de cientos de metros. Esta imprecisión exige una ojiva de gran tamaño para garantizar la destrucción del objetivo.

Este problema se evita con el concepto de guiado por radar semiactivo (SARH). En estos sistemas, la estación terrestre sigue iluminando el objetivo con su radar, pero el receptor se encuentra en el misil. La reflexión de la señal original en el objetivo produce un haz cónico, pero más estrecho en el punto de impacto. El receptor del misil utiliza esta señal para guiarse, aumentando así su precisión a medida que se acerca al objetivo. Existen algunos problemas menores que dan como resultado una precisión máxima (para los primeros diseños) del orden de decenas de metros, pero esto es independiente del alcance. Esto significa que los misiles SARH pueden tener ojivas mucho más pequeñas con la misma efectividad general, aunque a costa de incorporar componentes electrónicos adicionales.

La desventaja del enfoque SARH radica en que la señal proporcionada por el radar terrestre debe contener algún tipo de codificación adicional para que el misil pueda determinar la dirección del objetivo dentro del cono de señal que detecta. Normalmente, esto se logra mediante un escaneo cónico que utiliza la temporización de las variaciones de la señal para determinar el ángulo dentro del cono, pero esto exige que la señal sea continua o esté fijada . En el caso de los misiles tierra-aire, esto se consigue normalmente mediante un radar de iluminación de objetivos independiente , dedicado a esta tarea.

En ambos casos, los SAM requerían radares separados para cada misil guiado, lo que significa que el sistema en su conjunto solo puede guiar la cantidad de misiles que tiene radares. Para los SAM en entornos de alto tráfico, especialmente buques que enfrentan salvas de misiles antibuque , es posible saturar las capacidades del sistema. En teoría, el misil puede agregar electrónica para permitirle continuar rastreando una señal no continua y así permitir que un solo radar proporcione seguimiento a varios misiles, pero utilizando la electrónica de las décadas de 1950 y 1960 esto sería prohibitivamente caro y voluminoso; incluso los sistemas guiados por comando generalmente carecían de esta capacidad. Abordar esto era una preocupación importante, especialmente para la Armada de los EE. UU. y la Marina Real Británica .

El sistema Track-via-missile combina estos dos conceptos para evitar los problemas de ambos. Al igual que en el SARH, el receptor se coloca en el misil, lo que aumenta su precisión a medida que se aproxima al objetivo. En lugar de procesar la señal localmente, esta se retransmite en otra frecuencia y la recibe el lanzador. El lanzador compara la señal que envió con la recibida por el misil y, mediante esta comparación, puede determinar la ubicación del objetivo con respecto al misil. Dado que la estación terrestre conoce la ubicación aproximada del objetivo y los detalles de la señal original que envió, no requiere que la señal sea continua y, por lo tanto, no necesita un radar de iluminación independiente. Tras la comparación y el cálculo, se envían actualizaciones al misil, como en el caso de guiado por comando, mediante un enlace de datos .

El sistema TVM resuelve el problema de precisión de la guía por comando, pero no el de requerir radares separados. En teoría, esto podría solucionarse colocando la electrónica necesaria en el misil, pero hacerlo con tecnología de la década de 1950 resultaría en un misil de gran tamaño y un costo muy elevado. Centralizar esto en la plataforma de lanzamiento es un problema mucho más manejable, especialmente tras la introducción de transistores de grado militar a finales de la década de 1950. Esto dio lugar al misil RIM-50 Typhon de la Armada de los EE. UU. y su radar AN/SPG-59 asociado , que contaba con un único radar PESA y podía lanzar múltiples misiles en salva. Los problemas de desarrollo llevaron a su cancelación.

Una ventaja adicional del TVM es que, al no contar con un radar de seguimiento, no hay nada que indique al objetivo que está siendo rastreado. Normalmente, esta es una tarea relativamente sencilla para un receptor de alerta de radar que avisa al objetivo de que debe emplear contramedidas, pero en el caso del TVM, la señal del radar de búsqueda es suficiente y no cambia al lanzarse el misil.

• A diferencia de un misil guiado por radar activo , este misil no alerta al objetivo de que se está dirigiendo hacia él iluminándolo con ondas de radio. Normalmente, el objetivo se da cuenta de que está siendo iluminado por el radar del misil tierra-aire , pero no sabe con certeza si ha sido atacado. Los modernos radares de barrido electrónico , gracias a sus haces delgados y lóbulos laterales bajos , dificultan aún más la detección por parte de la aeronave. ^{[ 1 ]}
• A diferencia de los misiles con guiado por radar semiactivo, la electrónica necesaria para calcular y seguir una trayectoria de intercepción no necesita estar integrada en cada misil, lo que reduce su complejidad, peso y coste. Además, es posible aumentar la precisión de los misiles mediante el uso de algoritmos de cálculo de intercepción más sofisticados que los que permitiría el procesador limitado de un misil. Asimismo, los operadores pueden ajustar la trayectoria de vuelo del misil durante todo el enfrentamiento, incluso durante la fase final de guiado.
• A diferencia de los misiles guiados por radiocomando, dado que el receptor de radar del misil está mucho más cerca del objetivo que la estación terrestre, se puede generar información de seguimiento más precisa para la computadora del sistema. Además, es más difícil interferir o falsificar la señal de seguimiento.

También es posible que la estación terrestre reciba reflexiones de radar directas del objetivo (en lugar de los datos descargados por el misil) y combine ambas fuentes de información para generar la trayectoria de interceptación. Esto añade un elemento adicional de resistencia a las contramedidas electrónicas al sistema.

El sistema TVM también presenta algunas desventajas. Por ejemplo, el enlace de datos podría ser interferido, algo imposible con un misil de guiado activo o de " dispara y olvida ". Además, esta técnica requiere que el radar terrestre permanezca activo durante todo el enfrentamiento, lo que podría beneficiar a las aeronaves equipadas con misiles antirradiación al intentar detectar y atacar el radar del misil antiaéreo. Otra posible desventaja, en comparación con el guiado por radar activo, es que el misil depende del radar terrestre para su guiado. Por lo tanto, si el objetivo logra interponer un obstáculo entre sí y el sistema de radar fijo (por ejemplo, una colina), o si consigue salir del alcance del radar (por ejemplo, volar fuera del área de seguimiento de un radar PATRIOT o fuera del alcance efectivo de otro sistema), el misil no podrá detectar la radiación reflejada por el objetivo y, por consiguiente, no podrá continuar el ataque.

La mayoría de los sistemas SAM de largo alcance más modernos utilizan la técnica de seguimiento mediante misil. Esto incluye:

• El misil chino HQ-9, de alcance medio a largo y guiado por radar semiactivo.
• El sistema de misiles tierra-aire estadounidense MIM-104 Patriot .