TUGA – polski radar do wykrywania dronów

Zagrożenie ze strony dronów jest obecnie na tyle duże, że trzeba tworzyć oddzielne systemy przeznaczone do zwalczania bezzałogowych statków powietrznych o niewielkiej skutecznej powierzchni odbicia, latających wolniej od rakiet i samolotów, działających głównie na niskich pułapach i będących relatywnie tanimi. Taki system antydronowy powinien mieć zarówno odpowiednie efektory, jak i sensory zapewniające wykrycie bezzałogowców w każdą pogodę, z odpowiednim prawdopodobieństwem i wymaganą dokładnością.

Dokładnie naprzeciw tym potrzebom wychodzi nowy radar TUGA proponowany przez znaną polską spółkę PIT-RADWAR S.A., należącą do Polskiej Grupy Zbrojeniowej. Ta opracowana w Polsce stacja radiolokacyjna charakteryzuje się cechami, które nie tylko gwarantują odpowiednią skuteczność, ale również bezpieczeństwo użytkownikom.

Osiągnięto to, wprowadzając kilka rozwiązań, wśród których wyróżnić trzeba przede wszystkim:

• aktywną antenę AESA z elektronicznym skanowaniem przestrzeni (wykorzystującą rozproszone wzmacniacze dużej mocy zbudowane w technologii GaN)
• oraz unikatowy sposób pracy z wykorzystaniem techniki FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave), a więc sygnału na fali ciągłej z modulowaną częstotliwością.

Dzięki antenie AESA (a właściwie zespołowi dwóch anten: nadawczej i odbiorczej) oraz odpowiedniemu układowi obróbki, radar TUGA zalicza się do klasy 4D. Z jego pomocą można bowiem określić cztery parametry celów powietrznych: namiar, odległość, wysokość oraz prędkość dopplerowską (radialną). Jest to stacja radiolokacyjna na pasmo X (8-12 GHz), w której szczególną uwagę zwrócono na poprawienie zdolności do śledzenia i klasyfikacji obiektów powietrznych o małej skutecznej powierzchni odbicia, takich jak mini- i mikrodrony.

Radar TUGA może pracować sektorowo – z nieruchomą anteną, zabezpieczając sektor 90° (stop and stare), jak również prowadzić obserwację dookólną, dzięki:

• zastosowaniu kilku anten rozmieszczonych na obwodzie platformy (np. pojazdu lub jednostki pływającej);
• lub umieszczeniu jednej anteny na mechanizmie obrotowym.

Ze względu na mały rozmiar anteny radaru TUGA (640 x 640 x 150 mm) i jej niewielką wagę, istnieje również możliwość jej wkomponowania w wielosensorową głowicę obserwacyjną, wyposażoną np. w kamery do identyfikacji wykrytych obiektów. Tego rodzaju rozwiązanie PIT-RADWAR S.A. zaprezentował już w 2024 roku w czasie MSPO w Kielcach, m.in. dla potrzeb samobieżnej armaty SA-35 kalibru 35 mm.

Radary do wykrywania niewielkich dronów mają najczęściej niewielki zasięg, często nieprzekraczający 5 km. Muszą więc być rozstawiane blisko linii styku wojsk, co ze względu na konieczność aktywnej pracy (z wysyłaniem promieniowania radarowego) naraża je na wykrycie przez systemy rozpoznania przeciwnika i zniszczenie przez atak artylerii lub dronów. By temu zapobiec, w stacji radiolokacyjnej TUGA zastosowano sygnał ciągły FMCW z modulowaną częstotliwością.

W ten sposób można było zmniejszyć moc szczytową sygnału, co utrudnia wykrycie tej stacji radiolokacyjnej przez urządzenia rozpoznawcze przeciwnika. TUGA jest więc zaliczana do radarów trudnowykrywalnych i klasyfikowana jako radar LPI (Low Probability of Intercept radar). Dla porównania radar impulsowy o porównywalnym zasięgu jest widoczny w wolnej przestrzeni z odległości często 100 razy większej niż radar FMCW.

Zastosowanie fali ciągłej zmienia jednak sam sposób działania stacji radiolokacyjnej. W typowym radarze impulsowym, dla określenia odległości mierzy się czas, po którym impuls wysłany wraca do odbiornika po odbiciu się od celu. Można więc stosować tylko jedną antenę, ponieważ nadajnik i odbiornik działają przemiennie. W przypadku stacji FMCW, w której sygnał nadawany jest cały czas, stosuje się już dwie anteny: nadawczą – wysyłającą sygnał i odbiorczą – odbierającą sygnał odbity od celu. Porównanie różnicy częstotliwości pomiędzy sygnałem nadawanym w danym momencie i odbieranym pozwala na określenie odległości do celu i to z bardzo dużą dokładnością.

Radar TUGA jest urządzeniem modułowym i łatwo konfigurowalnym. Ważąc mniej niż 50 kg, może więc być zastosowany w wersji przewoźnej (rozstawianej na specjalnym trójnogu), pojazdowej (z kilkoma antenami rozmieszczonymi wzdłuż burt) i na jednostkach pływających, po dostosowaniu go do pracy w trudnych warunkach środowiskowych (wersja TUGA-M).

Trzeba przy tym pamiętać, że TUGA może również służyć do wykrywania większych statków powietrznych. Maksymalny zasięg instrumentalny tej stacji określono bowiem na 50 km, a minimalny na 50 m. Osiągane zdolności wykrywania konkretnych obiektów silnie zależą m.in. od ich rozmiarów oraz materiałów, z których zostały wykonane. W przypadku dronów klasy mikro (o skutecznej powierzchni odbicia 0,01 m²) potwierdzono zdolności wykrywania (przy użyciu radaru TUGA) na odległościach co najmniej 5 km

Dzięki takim możliwościom radar TUGA może być wykorzystywany zarówno w typowych systemach przeciwlotniczych (po pełnej integracji z systemem identyfikacji „swój-obcy” IFF), jak i w wyspecjalizowanych systemach antydronowych (takich jak baterie SAN). Mógłby być również dobrym uzupełnieniem sieci multisensorycznej, budowanej w ramach programu „Tarcza Wschód”.

Materiał sponsorowany. Partnerem publikacji jest PIT-RADWAR