Radar de largo alcance

El tipo más común de radar OTH, OTH-B (retrodispersión), ^{[ 3 ]} utiliza propagación por onda ionosférica o "salto", en la que las ondas de radio de onda corta se refractan en una capa ionizada de la atmósfera, la ionosfera , y regresan a la Tierra a cierta distancia. Una pequeña cantidad de esta señal se dispersará en los objetivos deseados de vuelta hacia el cielo, se refractará de nuevo en la ionosfera y regresará a la antena receptora por la misma trayectoria. Solo un rango de frecuencias exhibe regularmente este comportamiento: la parte de alta frecuencia (HF) u onda corta del espectro , de 3 a 30  MHz. La mejor frecuencia a utilizar depende de las condiciones de la atmósfera y del ciclo de manchas solares . Por estas razones, los sistemas que utilizan ondas ionosféricas suelen emplear la monitorización en tiempo real de la recepción de señales retrodispersadas para ajustar continuamente la frecuencia de la señal transmitida. ^{[ 1 ]}

La resolución de cualquier radar depende del ancho del haz y del alcance al objetivo. Por ejemplo, un radar con  un ancho de haz de 1 grado y un objetivo a 120 km (75 millas) de distancia mostrará el objetivo con un ancho de 2 km (1,2 millas) . Para producir un haz de 1 grado en las frecuencias más comunes, se requiere una antena de 1,5 kilómetros (0,93 millas) de ancho. Debido a la física del proceso de refracción, la precisión real es aún menor, sugiriéndose una resolución de alcance del orden de 20 a 40 kilómetros (12 a 25 millas) y una precisión de rumbo de 2 a 4 kilómetros (1,2 a 2,5 millas) . Incluso una precisión de 2 km solo es útil para la alerta temprana, no para el fuego de armas. ^{[ 1 ]}       

Otro problema es que el proceso de refracción depende en gran medida del ángulo entre la señal y la ionosfera, y generalmente se limita a unos 2-4  grados respecto al horizonte local. Generar un haz con este ángulo suele requerir enormes conjuntos de antenas y un terreno altamente reflectante a lo largo de la trayectoria de la señal, a menudo reforzado con la instalación de mallas metálicas que se extienden hasta 3 kilómetros (1,9 millas) delante de la antena. ^{[ 1 ]} Por lo tanto, los sistemas OTH son muy costosos de construir y, esencialmente, inmóviles.

Dadas las pérdidas en cada refracción, esta señal de "retrodispersión" es extremadamente pequeña, razón por la cual los radares OTH no fueron prácticos hasta la década de 1960, cuando se empezaron a diseñar amplificadores de ruido extremadamente bajo. Dado que la señal refractada desde tierra o mar será muy grande en comparación con la señal refractada desde un "objetivo", es necesario utilizar algún sistema para distinguir los objetivos del ruido de fondo. La forma más sencilla de hacerlo es mediante el efecto Doppler , que utiliza el desplazamiento de frecuencia creado por los objetos en movimiento para medir su velocidad. Al filtrar toda la señal de retrodispersión cercana a la frecuencia transmitida original, los objetivos en movimiento se vuelven visibles. Incluso un pequeño movimiento puede detectarse mediante este proceso, a velocidades tan bajas como 1,5 nudos (2,8 km/h) . ^{[ 1 ]} 

Este concepto básico se utiliza en casi todos los radares modernos, pero en el caso de los sistemas OTH se vuelve considerablemente más complejo debido a los efectos similares introducidos por el movimiento de la ionosfera. La mayoría de los sistemas utilizaban un segundo transmisor que emitía directamente hacia la ionosfera para medir su movimiento y ajustar las señales del radar principal en tiempo real. Esto requería el uso de computadoras , otra razón por la que los sistemas OTH no se volvieron realmente prácticos hasta la década de 1960, con la introducción de los sistemas de estado sólido de alto rendimiento. ^{[ 1 ]}

Un segundo tipo de radar OTH, conocido como OTH-SW (onda superficial), ^{[ 3 ]} utiliza frecuencias mucho más bajas, en las bandas de onda larga . Las ondas de radio a estas frecuencias pueden difractarse alrededor de los obstáculos y seguir el contorno curvo de la Tierra, viajando más allá del horizonte. Los ecos reflejados por el objetivo regresan a la ubicación del transmisor por la misma trayectoria. Estas ondas terrestres tienen el mayor alcance sobre el mar. Al igual que los sistemas ionosféricos de alta frecuencia, la señal recibida de estos sistemas de ondas terrestres es muy baja y requiere una electrónica extremadamente sensible. Debido a que estas señales viajan cerca de la superficie y las frecuencias más bajas producen resoluciones más bajas, los sistemas de baja frecuencia se utilizan generalmente para el seguimiento de barcos, en lugar de aeronaves. Sin embargo, el uso de técnicas biestáticas y procesamiento informático puede producir resoluciones más altas y se ha utilizado desde la década de 1990.

La interferencia de radar puede degradar la capacidad de OTH para detectar objetivos. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Dicha interferencia puede ser causada por fenómenos atmosféricos como perturbaciones en la ionosfera provocadas por tormentas geomagnéticas u otros eventos de clima espacial . Este fenómeno es especialmente evidente cerca de los polos geomagnéticos , donde la acción del viento solar sobre la magnetosfera terrestre produce patrones de convección en el plasma ionosférico . ^{[ 4 ]}

Una incorporación más reciente es la Red Operativa de Radar Jindalee, desarrollada por el Departamento de Defensa australiano en 1998 y completada en 2000. Es operada por la Unidad de Vigilancia por Radar n.° 1 de la Real Fuerza Aérea Australiana . Jindalee es un sistema de radar multiestático (de múltiples receptores) que utiliza OTH-B, lo que le permite tener capacidades tanto de largo alcance como anti- furtivo . Tiene un alcance oficial de 3000 kilómetros (1900 millas) , pero en 1997 el prototipo fue capaz de detectar lanzamientos de misiles de China ^{[ 8 ]} a más de 5500 kilómetros (3400 millas) de distancia.  

Jindalee utiliza 560 kW en comparación con los 1 MW del OTH-B de Estados Unidos, pero ofrece un alcance mucho mayor que el sistema estadounidense de la década de 1980, debido a la considerable mejora de la electrónica y el procesamiento de señales. ^{[ 9 ]} 

El radar OTH 0100 es capaz de monitorear embarcaciones a más de 200 millas náuticas (370 km; 230 mi) de la costa, superando la línea de visión directa de los radares convencionales. ^{[ 10 ]}  

Canadá lleva más de 30 años investigando el uso del radar de ondas superficiales de alta frecuencia (HFSWR) para la vigilancia de la zona económica exclusiva (ZEE) de 200 millas náuticas. La investigación se inició en 1984 con la reutilización de una baliza de navegación LORAN-A fuera de servicio para realizar experimentos de seguimiento de aeronaves, buques e icebergs. ^{[ 11 ]} La investigación continuó durante la década siguiente y, en 1999, Canadá instaló dos sistemas HFSWR SWR503 en Cabo Race y Cabo Bonavista , Terranova. ^{[ 12 ]} Los sitios fueron sometidos a una evaluación tecnológica en 2000 y posteriormente se actualizaron y evaluaron operativamente en 2002. ^{[ 13 ]} La siguiente es una cita de la Evaluación Operativa (OPEVAL) de octubre de 2002 realizada por el Departamento de Defensa Nacional de Canadá: ^{[ 14 ]} "HFSWR es una valiosa adición al Panorama Marítimo Reconocido (RMP). De todas las fuentes de datos evaluadas, fue el único sensor que ofreció actualizaciones de información casi en tiempo real. Proporcionó informes frecuentes y, en general, demostró un seguimiento fiable de los objetivos de superficie en su área de cobertura. Cuando el sistema HFSWR se combinó con otras fuentes de datos, se produjo un efecto sinérgico que mejoró la calidad general del RMP. Además, a partir del análisis de la contribución potencial a los Escenarios de Planificación de Fuerzas relacionados con la vigilancia, fue evidente que el RMP se beneficiaría de la adición del HFSWR como una nueva fuente de datos."

Las ventas internacionales del radar SWR503 siguieron con sistemas operativos instalados en Asia (2008) y Europa (2009). ^{[ 15 ]} En 2007, la operación de los sistemas canadienses se detuvo debido a preocupaciones sobre el potencial de interferencia perjudicial con los usuarios primarios del espectro. ^{[ 16 ]} En 2010, la capacidad única del HFSWR para proporcionar vigilancia de bajo costo de la ZEE resultó en una reevaluación de la tecnología y el desarrollo posterior de un sistema HFSWR de tercera generación (3.ª gen) basado en el principio de tecnología de detección y adaptación que permitió la operación sobre una base no asignada y sin interferencia a través del uso de gestión dinámica del espectro . Los desarrollos adicionales incluyeron un rendimiento de alcance mejorado, mejor precisión de posición y reducción de trayectorias falsas y un inicio de trayectoria más temprano. ^{[ 17 ]} En junio de 2019, MAEROSPACE obtuvo una licencia global para diseñar, fabricar y comercializar internacionalmente el sistema HFSWR canadiense y sus derivados. ^{[ 18 ]}

El 18 de marzo de 2025, el primer ministro canadiense Mark Carney anunció que Canadá compraría la tecnología de radar JORN a Australia para su despliegue en el Ártico. ^{[ 19 ]}

Según se informa, varios radares OTH-B y OTH-SW están en funcionamiento en China. ^{[ 20 ]} Sin embargo, la transmisión de estos radares causa mucha interferencia a otros usuarios internacionales con licencia, ^{[ 21 ] [ 22 ]} .

Se añadió un conjunto OTH-B en Mongolia Interior tras el despliegue del THAAD en Corea del Sur. ^{[ 22 ]}

Francia desarrolló un radar OTH llamado NOSTRADAMUS durante la década de 1990 ^{[ 23 ]} (NOSTRADAMUS significa Nuevo Sistema Decamétrico Transhorizonte Aplicando Métodos de Estudio (francés: nouveau système transhorizon décamétrique appliquant les méthodes utilisées en studio ).) En marzo de 1999, se dijo que el radar OTH NOSTRADAMUS había detectado dos Northrop B-2 Spirit volando hacia Kosovo. Entró en servicio para el ejército francés en 2005 y todavía está en desarrollo. Se basa en un campo de antenas en forma de estrella, utilizado para emisión y recepción (monoestático), y puede detectar aeronaves a un alcance de más de 3000 kilómetros (1900 mi) , en un arco de 360 ​​grados. El rango de frecuencia utilizado es de 6 a 30 MHz.  

Lanzado oficialmente en 2009, el proyecto de investigación francés STRADIVARIUS desarrolló un nuevo radar de largo alcance (radar de ondas superficiales de alta frecuencia - HFSWR) capaz de monitorear el tráfico marítimo hasta 200 millas náuticas (370 km; 230 millas) mar adentro. Un sitio de demostración ^{[ 24 ]} está operativo desde enero de 2015 en la costa mediterránea francesa para mostrar las capacidades de operación ininterrumpida del sistema, que ahora ofrece DIGINEXT.  

India ha desarrollado una variedad de radares de largo y corto alcance. Si bien actualmente no cuenta con un radar operativo de largo alcance, el radar de seguimiento de largo alcance Swordfish de la India , que forma parte de su sistema de defensa antimisiles, tiene un alcance máximo de 800 kilómetros (500 millas) y actualmente se está actualizando para alcanzar los 1500 kilómetros (930 millas) . ^{[ 25 ] [ 26 ]}  

El LRDE de DRDO está trabajando en un prototipo de radar OTH. El diseño del sistema ya está completo y se espera que el prototipo OTH esté listo a finales de 2021. El prototipo contará con dos tipos diferentes de antenas y determinará automáticamente la frecuencia óptima para el seguimiento de objetos. Tras las pruebas exitosas del sistema actual, se prevé que India desarrolle un radar OTH de mayor tamaño basado en el mismo diseño. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

Irán está trabajando en un radar OTH llamado Sepehr , con un alcance reportado de 3000 kilómetros (1900 millas) . ^{[ 29 ]} Actualmente está operativo. ^{[ 30 ]} 

Ya en la década de 1950, la Unión Soviética había estudiado sistemas OTH (Over-the-Threading). El primer modelo experimental parece ser el Veyer (Abanico de Mano), construido en 1949. El siguiente proyecto soviético importante fue el Duga , construido en las afueras de Mykolaiv , en la costa del Mar Negro , cerca de Odessa , en Ucrania. Orientado hacia el este, el Duga entró en funcionamiento el 7 de noviembre de 1971 y se utilizó con éxito para rastrear lanzamientos de misiles desde el Lejano Oriente y el Océano Pacífico hasta el campo de pruebas en Novaya Zemlya .

A esto le siguió el primer sistema operativo, Duga-1 , conocido en Occidente como Steel Yard , que comenzó a transmitir en 1976. Construido en las afueras de Gomel , cerca de Chernóbil , apuntaba hacia el norte y cubría el territorio continental de Estados Unidos. Sus fuertes y repetitivos pulsos en el centro de las bandas de radio de onda corta hicieron que los radioaficionados lo apodaran el "Pájaro Carpintero Ruso" . La Unión Soviética acabó cambiando las frecuencias que utilizaba, sin admitir siquiera ser la fuente, debido principalmente a la interferencia que causaba con ciertas comunicaciones aire-tierra de largo alcance utilizadas por los aviones comerciales. Un segundo sistema se instaló cerca de Komsomolsk del Amur, en el Extremo Oriente ruso , cubriendo también el territorio continental de Estados Unidos y Alaska.

A principios de 2014, Rusia anunció un nuevo sistema, llamado Container , que iba a recorrer más de 3000  km. ^{[ 31 ]}

Otro sistema de radar OTH ruso reciente es Podsolnukh (Girasol), ^{[ 32 ]} un radar de corto alcance de onda corta de estación de horizonte costero. "Girasol" está diseñado para detectar objetivos de superficie y aéreos a una distancia de 450 kilómetros (280 mi) , y está destinado a ser utilizado en sistemas de control de superficie y aire costeros dentro de la zona económica de 200 millas (320 km) . ^{[ 33 ]} El sistema permite a los operadores detectar, rastrear y clasificar de forma automática y simultánea hasta 300 objetos marinos y 100 objetos aéreos más allá del horizonte radioeléctrico, y proporcionar sus coordenadas a los sistemas de puntería y armamento de buques y sistemas de defensa aérea. El radar pasó las pruebas estatales en 2008. Tres estaciones están en servicio, en el mar de Ojotsk , el mar de Japón y el mar Caspio .