Um radar trans-horizonte , (em inglês: Over-the-horizon radar - OTH ) é um equipamento de radar que permite a localização de um alvo a uma distância muito longa, da ordem de alguns milhares de quilômetros.
As ondas de rádio - que são uma forma de radiação eletromagnética - geralmente viajam em linha reta. Esta característica limita seu alcance e, portanto, sua eficácia, ao horizonte do radar devido à curvatura da Terra . Isso representaria cerca de 13 km no caso de um radar localizado a 10 m do solo, levando-se em consideração os efeitos da refração atmosférica . Por outro lado, se o próprio alvo estiver 10 m acima do solo, o alcance será aumentado de acordo e ele será detectado a 26 km pelo mesmo radar. Em geral, é quase impossível considerar radares com alcance superior a algumas centenas de quilômetros. Os radares trans-horizontais usarão várias técnicas para “ver” além do horizonte e, portanto, terão um papel primordial nos sistemas de vigilância à distância.
O método mais comum usado com radar de horizonte cruzado é usar reflexão atmosférica . Apenas algumas bandas de frequência têm a propriedade de refletir regularmente nas camadas ionizadas da atmosfera : ondas curtas , ou HF (alta frequência), localizadas na faixa de frequência de 3 a 30 MHz . O sinal de rádio nesta faixa de freqüência é devolvido ao solo por camadas da atmosfera quando condições atmosféricas favoráveis são atendidas. A frequência que deve ser escolhida depende, portanto, das condições atmosféricas e os sistemas que utilizam este tipo de propagação devem acompanhar em tempo real a evolução do sinal nas diferentes frequências para adotar sempre a que funciona melhor.
Após a reflexão sobre a atmosfera, uma pequena parte do sinal é devolvida ao solo que, por sua vez, refletirá uma pequena parte para o céu, etc. Quando esse sinal atinge o alvo, ele é enviado de volta por um caminho equivalente ao receptor de radar localizado próximo ao transmissor. É bem sabido que nessas condições o sinal de “retorno” é extremamente fraco e que não era possível usar um radar cross-horizon antes da década de 1960, quando surgiram os primeiros amplificadores de baixíssimo ruído .
Como o solo e o mar também refletem os sinais de rádio, será necessário considerar sistemas para separar o alvo do ruído de fundo. A maneira mais fácil é usar o efeito Doppler, que usará a mudança de frequência criada por objetos em movimento para medir sua velocidade. Ao filtrar o sinal recebido de volta quando está muito próximo da frequência de transmissão, apenas os objetos em movimento, cuja frequência mudou, permanecerão visíveis. Este princípio básico é usado na maioria dos radares modernos, mas se torna muito mais complexo no caso dos radares que cruzam o horizonte devido aos artefatos introduzidos pelo movimento da própria ionosfera .
A resolução de um radar depende da largura de seu feixe e da distância até o alvo. Por exemplo, um radar que teria um feixe cuja largura faria ½ grau de ângulo de abertura e cujo alvo estaria a 120 km daria a imagem de um alvo de 1 km de largura. Devido ao alcance muito longo do uso de radares de horizonte cruzado, a resolução é contada em dezenas de quilômetros. Isso torna impossível o uso de tais radares para direcionar um ataque contra um alvo, mas, por outro lado, eles são bastante adequados como um sistema de vigilância distante. Para obter um feixe de ½ grau de ângulo em HF, é necessário prever um conjunto de antenas de vários quilômetros de comprimento.
Em 1946, NI Kabanov, um cientista e engenheiro russo, propôs a ideia de um radar cross-horizon que pudesse detectar uma aeronave a uma distância de 3.000 quilômetros. Em 1949, um radar transversal soviético experimental, denominado " Veyer " (leque), foi criado. Durante seus testes, o sistema detecta o fogo de mísseis balísticos soviéticos de primeira geração a uma distância de 2.500 quilômetros. Várias instalações de radar cross-horizon foram implementadas nas décadas de 1950 e 1960 como parte de uma rede de radar de vigilância distante. Com o fim da Guerra Fria , esse tipo de radar tornou-se menos estratégico, porém, agora há um “retorno” da vigilância marítima e do combate ao narcotráfico .
O Dr. William J. Thaler iniciou as primeiras pesquisas sobre radares cross-horizon no Laboratório de Pesquisa da Marinha dos EUA . Seu projeto foi denominado “ Projeto Teepee ”. O primeiro sistema experimental, " Música ", para Armazenamento Múltiplo, Integração e Correlação (aquisição, integração e correlação de dados múltiplos) estava operacional já em 1955 e era capaz de detectar disparos de foguetes a mais de 950 quilômetros e explosões nucleares a. Mais 2.700 quilômetros. Em 1961, na Baía de Chesapeake , construímos uma versão muito melhorada de radar operacional: " Madre " para equipamentos de radar de tambor magnético ( tambores de memória do sistema de radar ). Como os nomes sugerem, os dois sistemas se baseavam na comparação de sinais refletidos recebidos, previamente gravados em memórias de massa de tambores, único sistema de alta velocidade disponível na época.
O primeiro sistema verdadeiramente operacional foi de design anglo-americano e foi chamado de “Cobra Mist”. Sua construção começou no final da década de 1960, consistia em um enorme transmissor de 10 MW e podia detectar aviões no oeste da URSS desde Suffolk ( Inglaterra ) onde foi instalado. Quando os testes começaram em 1972, um ruído completamente inesperado tornou o sistema inutilizável. O local foi finalmente abandonado em 1973 e a origem deste parasita nunca foi descoberta.
Ao mesmo tempo, os soviéticos também trabalhavam em sistemas equivalentes e, em 1971, começaram a testar seu próprio sistema experimental. Logo depois, o primeiro sistema operacional, codinome no Ocidente como " Steel Yard " , foi colocado em serviço em 1976.
O Laboratório de Roma, a USAF encontrou o primeiro sucesso americano com o AN / FPS-118 OTH-B . É um protótipo, com transmissor com potência de 1 MW e receptor independente, localizado no estado do Maine . Permitiu, entre 900 e 3.300 km , cobertura com ângulo superior a 60 graus. O ângulo de abertura poderia ser aumentado em até 180 graus adicionando receptores adicionais (cada porção de 60 graus era chamada de "setor"). A GE Aerospace (Aerospace General Electric) foi responsável pela extensão do sistema costeiro leste com duas áreas adicionais, e construção de outro sistema em três áreas na costa oeste, um sistema com duas áreas no Alasca e um sistema para um setor dirigido para o sul. Em 1992, a Força Aérea dos Estados Unidos estendeu a cobertura do sistema oriental a três setores de 15 graus ao sul para cobrir a fronteira sudeste. Além disso, seu alcance foi estendido para quase 5.000 km , além do equador . Ele estava de plantão aleatório 40 horas por semana. Os sites do leste foram fechados, mas mantidos em boas condições, caso precisassem ser reativados.
Em 2002, a classificação do local na costa leste foi rebaixada e apenas uma manutenção mínima foi garantida. Começamos então a considerar seu desmantelamento. DentroJulho de 2007, todas as instalações na costa leste foram demolidas.
A Marinha dos Estados Unidos também montou seu próprio sistema, o AN / TPS-71 ROTHR ( Relocatable Over-the-Horizon Radar ), que cobria um ângulo de 64 graus com intervalos de 900 a 3.000 km . O ROTHR tinha como objetivo monitorar os movimentos de navios e aviões sobre o Atlântico e também coordenar os movimentos da frota bem antes do combate. Um protótipo do ROTHR foi instalado pela primeira vez nas Ilhas Aleutas (Alasca) - suficientemente isoladas - para monitorar a costa leste da Rússia, de 1991 a 1993, depois foi transferido para o estado da Virgínia para monitorar o tráfico. Droga cobrindo a América Central e o Caribe . Posteriormente, um segundo ROTHR foi instalado no Texas, tendo aproximadamente a mesma cobertura no Atlântico, mas também cobrindo parte do Pacífico até a Colômbia . Também foi usado para combater o tráfico de drogas.
Os soviéticos estudaram sistemas de radar cross-horizon já na década de 1950. O primeiro modelo, chamado Veyer (ventilador) foi construído em 1949. O próximo projeto sério foi o Duga-2 construído perto de Mykolaiv na costa do Mar Negro próximo a Odessa . Rumo ao leste, o Duga - 2 foi comissionado no dia 7 Novembro de 1971 e detectou com sucesso o fogo de mísseis do Extremo Oriente e do Pacífico.
O Duga-2 foi seguido pelo primeiro sistema verdadeiramente operacional, o - Duga-3, que começou a funcionar em 1976 e ao qual a OTAN deu o codinome de Steel Yard . Duga-3 estava localizado perto de Gomel , perto de Chernobyl, e dirigia-se ao norte para cobrir os Estados Unidos . Seus pulsos poderosos e repetitivos no meio da banda de ondas curtas o tornaram apelidado de pica-pau russo por rádios amadores . Os soviéticos acabaram mudando as frequências devido à interferência nas comunicações ar-solo de longa distância, mas não admitiram que fossem a fonte da interferência. Um segundo sistema foi colocado em serviço na Sibéria .
A partir de 2013 , a Rússia está implementando uma nova geração de radares cross-horizon com a implantação do Radar Container (29B6) .
A partir de 1998, a Austrália , por sua vez, desenvolveu, por meio do Departamento de Defesa da Austrália (Departamento de Defesa da Austrália), o radar de longo alcance Jindalee . O comissionamento ocorreu em 2000. Jindalee é um radar cross-horizon " multiestático ", ou seja, com um transmissor separado e vários receptores localizados em locais diferentes, permitindo obter ao mesmo tempo um longo alcance e bom anti- furto resultados . Curiosamente, o Jindalee possui um transmissor de 560 kW - a ser comparado com o sistema russo de 1 MW - e permite alcances muito maiores do que o sistema americano da década de 1980 devido à notável melhoria nos sistemas de processamento eletrônico de sinais .
A França desenvolveu um demonstrador de radar trans-horizonte denominado "Nostradamus" em 1990. Localizado na antiga base aérea Dreux Louvilliers , entrou em serviço a favor do Exército francês em 2005 .
Ele é projetado em torno de um sistema de antena em estrela de três ramos usado para transmissão e recepção (radar monostático no qual a recepção e a transmissão ocorrem no mesmo local) capaz de detectar aviões a uma distância entre 500/800 km e 2.500 / 3.000 km ao longo 360 graus. A banda de frequência usada varia de 6 a 30 MHz . Ele se mostra capaz de seguir os bombardeiros stealth B-2 americanos durante seus ataques ao Kosovo , de detectar a partida de um foguete Ariane na Guiana a mais de 6.000 km de seu local e de seguir um avião. Durante sua jornada entre o sul da França e sua chegada à Tunísia com uma precisão de 5 km .
O projeto de pesquisa STRADIVARIUS, lançado em 2009, possibilitou o desenvolvimento de um novo radar de ondas de superfície HF, capaz de monitorar áreas marítimas de até 200 milhas náuticas da costa. Um local de demonstração está operacional nas costas do Mediterrâneo desdejaneiro de 2015.
Eixo de uma forma muito diferente, foi pensado para usar as ondas terrestres " wave creeping " ( onda rastejante ) em frequências muito baixas. Ondas rastejantes são ondas encontradas na parte de trás de um objeto devido à difração . Por exemplo, eles são a razão pela qual se ouve com os dois ouvidos até mesmo um som emitido na lateral da cabeça, ou porque a recepção de radiodifusão de ondas longas é possível atrás das montanhas. No caso do radar, as ondas difratam em torno da própria Terra. Embora o processamento do sinal de retorno seja extremamente complexo, esse tipo de radar tornou-se possível no final da década de 1980 devido ao significativo desenvolvimento da eletrônica.
O primeiro radar desse tipo é soviético e monitora o tráfego no Mar do Japão . Um sistema recente é usado para monitorar a costa canadense . A Austrália também implementou esse tipo de técnica.