ES3063257T3 - Control method for a missile radar sensor of a missile, missile control unit and missile - Google Patents

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Procedimiento de control para un sensor radar de proyectil, unidad de control de proyectil y proyectil

[0003] La invención subyacente se refiere a un procedimiento de control para, al menos, un sensor radar de proyectil que se mueve junto con un proyectil, en particular un proyectil guiado, a lo largo de una trayectoria de vuelo, a una unidad de control de proyectil, así como a un proyectil, en particular un proyectil guiado.

[0004] En el estado de la técnica se conocen, por ejemplo, sistemas de guiado de armas que, para guiar un arma hasta un objetivo, utilizan sensores radar. Un sistema de guiado de armas de este tipo se conoce, por ejemplo, del documento DE 695 15 790 T2, según el cual una plataforma de lanzamiento está equipada con una instalación radar de apertura sintética. Mediante la instalación radar de la plataforma de lanzamiento puede cartografiarse el área que rodea al objetivo y, a partir de dicha cartografía, puede determinarse la posición del objetivo. Con base en la posición del objetivo determinada por la instalación radar de la plataforma de lanzamiento, el arma se hace volar hasta el objetivo.

[0005] Del documento DE 3145374 A1 se conoce un procedimiento con el que pueden atacarse objetivos terrestres mediante un proyectil. El proyectil presenta un buscador de fase intermedia y de fase terminal, en donde, mediante un buscador radar en la fase intermedia, se realiza una coordinación de objetivos múltiples y, mediante selección de objetivo, se determina un rumbo de aproximación para la fase terminal. El buscador radar funciona según el principio de apertura sintética, en donde, en la fase intermedia, se muestrean superficies transversalmente a la dirección de vuelo y, basándose en el historial Doppler, se resuelven puntos individuales de la superficie muestreada.

[0006] Del documento WO 02/088770 A2 se conoce un procedimiento para la detección e identificación de objetos en proyectiles. En el procedimiento se muestrea el entorno del proyectil mediante un equipo radar, en donde el equipo radar comprende una pluralidad de elementos de antena dispuestos a lo largo de la curvatura del contorno del proyectil en la punta de proyectil.

[0007] El documento EP 3221921 A1 describe una antena con plano de masa para un proyectil, cuyo plano de masa está configurado de modo que puede servir como reflector óptico. Se propone que, en el borde del plano de masa circular, se dispongan dos elementos radiantes monopolo, enfrentados entre sí, por ejemplo en forma rectangular o triangular, que están orientados perpendicularmente al plano de masa. Los elementos radiantes monopolo pueden estar conformados de manera adaptada a la superficie de un radomo del proyectil, mientras que el plano de masa está dispuesto en el interior del proyectil.

[0008] El documento US 5629705 A trata un sistema radar dispuesto en un proyectil con una antena monopulso montada cardánicamente en la punta de proyectil para el seguimiento de energía radar reflejada por un punto del objetivo que difiere del centro de gravedad de la energía de reflexión radar de un objetivo. El sistema radar comprende un sistema de seguimiento de ángulo/distancia del objetivo y un sistema de supervisión de energía/distancia del objetivo. En un primer modo de funcionamiento, el sistema de seguimiento de ángulo/distancia del objetivo sigue el centro de gravedad de la energía reflejada del objetivo, y el sistema de supervisión de energía/distancia del objetivo supervisa la intensidad de la energía reflejada por puntos o regiones a lo largo del cuerpo del objetivo que difieren de la región en la que se encuentra el centro de gravedad de la energía reflejada. Cuando la relación señal ruido (es decir, la relación S/N) de una reflexión en uno de los puntos supervisados a lo largo del objetivo supera un valor predeterminado, lo que indica la adquisición de un reflector secundario a lo largo del cuerpo del objetivo, se inicia un segundo modo de funcionamiento. Durante el segundo modo de funcionamiento, el sistema de seguimiento de ángulo/distancia del objetivo sigue la energía del reflector secundario y el sistema de supervisión de energía/distancia del objetivo supervisa la energía reflejada por otros puntos del cuerpo del objetivo distintos del reflector secundario.

[0009] El documento EP 3428676 A1 describe un dispositivo de radar de búsqueda activa de objetivo para un proyectil. El dispositivo de radar de búsqueda activa de objetivo contiene un dispositivo de antena para radiar un objetivo con una onda radar, un receptor para recibir, mediante el dispositivo de antena, una onda reflejada por el objetivo, y un procesador de señales para realizar un procesamiento de integración coherente sobre una señal de recepción procedente del receptor, con el fin de observar un nivel de clutter utilizando una señal sobre la que se ha realizado el procesamiento de integración coherente, y para controlar un ciclo de trabajo de transmisión de modo que el nivel de clutter observado sea igual o se aproxime más a un nivel de ruido del receptor.

[0010] Aunque los procedimientos conocidos permiten el control del objetivo en un proyectil, se considera, no obstante, deseable mejorar la precisión de la navegación y el guiado hacia el objetivo, así como la precisión de la detección del objetivo.

[0011] Partiendo de ello, se plantea como misión de la invención proporcionar un procedimiento de control para, al menos, un sensor radar de proyectil que se mueve con un proyectil a lo largo de una trayectoria de vuelo, una unidad de control de proyectil, así como un proyectil, en particular un proyectil guiado, que permitan un guiado y/o detección de objetivo mejorados. Asimismo, puede considerarse una misión de la invención proporcionar un procedimiento de control, una unidad de control de proyectil y un proyectil que ofrezcan ventajas en cuanto a la funcionalización del proyectil.

[0012] Esta misión se resuelve mediante las características de las reivindicaciones independientes 1, 9 y 10. Las configuraciones de la invención se desprenden de las reivindicaciones dependientes, así como de la siguiente descripción de configuraciones y formas de realización ejemplares.

[0013] Conforme a la invención, se prevé un procedimiento de control para, al menos, un sensor radar de proyectil que se mueve con un proyectil a lo largo de una trayectoria de vuelo. El sensor radar de proyectil que se mueve con el proyectil es, en particular, un sensor radar propio del proyectil, que, por ejemplo, para la adquisición del objetivo, está o puede estar montado o integrado en o sobre el proyectil. En particular, el proyectil puede ser un proyectil guiado.

[0014] Conforme a la invención, el proyectil comprende al menos un sensor radar de proyectil, montado o integrado en una zona periférica del cono del proyectil, preferentemente en el área de una unidad de guiado del proyectil. Por ejemplo, una o varias antenas radar pueden estar montadas o integradas en o sobre la superficie periférica, por ejemplo en o sobre un segmento cilíndrico del proyectil esencialmente concéntrico con el eje longitudinal.

[0015] La unidad de guiado puede estar dispuesta o situada entre la nariz o la punta de proyectil y una unidad de propulsión. La unidad de guiado puede comprender una o varias unidades de cómputo y/o control para el control del movimiento y de la propulsión, para la adquisición del objetivo y/o para la navegación hacia el objetivo del proyectil.

[0016] Además del sensor radar de proyectil, el proyectil puede comprender uno o varios sensores adicionales configurados para la adquisición del objetivo, que pueden estar montados o integrados en o sobre una superficie periférica o en o sobre la punta o nariz del proyectil.

[0017] El sensor radar de proyectil está configurado para adquirir un objeto objetivo sobre la base de señales radar. Para ello, el sensor radar de proyectil puede comprender una o varias antenas transmisoras, antenas receptoras y/o antenas transmisoras-receptoras. Para la adquisición o identificación de un objeto objetivo, por ejemplo de acuerdo con la tecnología radar, las señales radar emitidas por el sensor radar de proyectil y recibidas tras reflejarse en objetos del entorno, en particular en el objeto objetivo, se evalúan mediante una unidad de análisis configurada de forma adecuada. En particular, el sensor radar de proyectil está configurado para, basándose en señales radar, es decir, de forma radar basada, adquirir datos del entorno, en particular uno o varios objetivos, con el fin de adquirir y detectar el objeto u objetos objetivo hacia los que el proyectil debe navegar o ser guiado.

[0018] El procedimiento de control prevé, conforme a la invención, que los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil se ajusten de forma adaptativa durante el movimiento a lo largo de la trayectoria de vuelo en función de datos de objeto objetivo relativos al objeto objetivo. De acuerdo con el procedimiento de control, se prevé que, durante el movimiento del proyectil, el sensor radar de proyectil opere con diferentes modulaciones, ajustándose o adaptándose dichas modulaciones de forma adaptativa en función de los datos de objeto objetivo.

[0019] La modulación puede referirse, por ejemplo, a una modulación dependiente del tiempo de los parámetros de funcionamiento del lado de transmisión y/o de recepción. Por ejemplo, la señal de transmisión puede incluir una modulación dependiente del tiempo, por ejemplo, de la frecuencia, pudiendo asignarse parámetros de funcionamiento correspondientes a dicha modulación dependiente del tiempo para operar el sensor radar de proyectil conforme a la modulación dependiente del tiempo.

[0020] El funcionamiento del sensor radar de proyectil sobre la base de los respectivos parámetros de funcionamiento conduce entonces a una señal de transmisión con la modulación correspondiente. Lo mismo se aplica a los parámetros de funcionamiento relativos a las señales de recepción.

[0021] De acuerdo con el procedimiento de control conforme a la invención, los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil se ajustan de forma adaptativa, de modo que, en consecuencia, la modulación del sensor radar de proyectil puede modificarse de forma adaptativa en función de los datos del entorno modificados relativos al objeto objetivo. Por tanto, los parámetros de funcionamiento para la modulación mencionados en las reivindicaciones designan aquellos parámetros de funcionamiento que conducen a un funcionamiento del sensor radar de proyectil con una modulación definida o dada por dichos parámetros de funcionamiento. Si estos parámetros de funcionamiento se modifican mediante el ajuste adaptativo, el sensor radar de proyectil opera en consecuencia con una modulación modificada y adaptada de forma adaptativa.

[0022] La expresión “ajustar de forma adaptativa” se entiende, en particular, en el sentido de que los parámetros de funcionamiento se ajustan o modifican en función de la situación, realizándose el ajuste en función de la situación al menos sobre la base de información relativa al objeto objetivo, es decir, conforme a la invención, sobre la base de los datos de objeto objetivo. Dicho de otro modo, la expresión “ajustar de forma adaptativa” se entiende, en particular, en el sentido de que la modulación se ajusta en respuesta a datos de objeto objetivo que cambian. En particular, la modulación del sensor radar de proyectil puede ajustarse cuando cambian los datos de objeto objetivo. Una modificación de los datos de objeto objetivo puede referirse, por ejemplo, a la posición, la velocidad, la distancia y/o la dirección de movimiento del objeto objetivo, en particular en relación con el proyectil. Si se detectan modificaciones en los datos de objeto objetivo, por ejemplo mediante una unidad de evaluación propia del proyectil y/o una unidad de evaluación externa, los parámetros de funcionamiento pueden ajustarse en respuesta a las modificaciones detectadas, es decir, ajustarse de forma adaptativa. Mediante el ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento, la modulación del sensor radar de proyectil puede ajustarse de forma adecuada, lo que permite, por ejemplo, sincronizar la adquisición del objeto objetivo o de los objetos objetivo y, en particular, el proceso de adquisición del objeto objetivo por el sensor radar de proyectil con la situación de movimiento actual.

[0023] El ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento y el ajuste adaptativo asociado de la modulación pueden realizarse, por ejemplo, de forma síncrona, en particular esencialmente en tiempo real, con circunstancias cambiantes relativas, en particular, al objeto objetivo.

[0024] Según configuraciones, el ajuste de los parámetros de funcionamiento puede realizarse además, basándose en información o datos relativos al proyectil y/o al sensor radar de proyectil, de modo que la modulación se ajuste de forma adaptativa en función de circunstancias cambiantes por parte del proyectil y/o del sensor radar de proyectil. Por parte del proyectil y del sensor radar de proyectil se consideran, por ejemplo, la posición, la velocidad, la dirección de vuelo y la orientación del proyectil o del sensor radar de proyectil.

[0025] El ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento puede realizarse, en particular, basándose en una o varias condiciones de contorno, en particular predefinidas, utilizándose como condición de contorno, por ejemplo, el rendimiento de detección, la relación señal ruido, el contraste del objetivo y/u otras condiciones de contorno. Por ejemplo, el ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento puede realizarse de tal modo que, dadas unas condiciones del entorno, relativas, por ejemplo, a la distancia al objeto objetivo, la velocidad, etc., los parámetros de funcionamiento se optimicen respecto de la condición de contorno correspondiente. La optimización puede estar configurada, por ejemplo, para permitir y mejorar la adquisición, el reconocimiento y el seguimiento del objeto objetivo dentro de la ventana de detección o ventana de adquisición del sensor radar de proyectil. La optimización puede incluir, por ejemplo, algoritmos según los cuales la o las compuertas de distancia (en inglés, “range gate”) de la detección radar se ajustan con respecto al contraste de objetivo deseado y/o con respecto a un tiempo de observación adecuado, de modo que, en cada caso de manera adaptativa, pueda alcanzarse un contraste de objetivo óptimo.

[0026] Mediante el ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación es posible, en particular, tal como se ha mencionado, configurar la característica de detección del sensor radar de proyectil, en particular abarcando transmisión y/o recepción, de tal modo que el objeto objetivo pueda reconocerse y seguirse de forma fiable. Asimismo, mediante un ajuste adaptativo puede mejorarse la resistencia a interferencias del sensor radar de proyectil.

[0027] Conforme a la invención, se prevé que los parámetros de funcionamiento mencionados comprendan parámetros de funcionamiento de transmisión de una unidad transmisora del sensor radar de proyectil para transmitir señales radar, y parámetros de funcionamiento de recepción de una unidad receptora del sensor radar de proyectil para adquirir las señales radar reflejadas por el objeto objetivo.

[0028] Conforme a la invención, los parámetros de funcionamiento de transmisión y los parámetros de funcionamiento de recepción se ajustan de forma adaptativa en función de los datos de objeto objetivo relativos al objeto objetivo y de los datos de proyectil. Los parámetros de funcionamiento de recepción pueden ser, por ejemplo, parámetros de muestreo para el muestreo de señales radar reflejadas, por ejemplo para ajustar la ventana de muestreo y/o la frecuencia de integración. Un ajuste o seguimiento de los parámetros de funcionamiento puede realizarse, por ejemplo, de tal modo que los objetos objetivo puedan adquirirse de forma óptima en el respectivo intervalo de muestreo, en particular en la compuerta de distancia. Asociado a ello, puede realizarse, en particular, una supresión de señales, en particular señales de interferencia o señales ajenas, fuera de un intervalo de muestreo asignado al objeto objetivo, pudiendo lograrse dicha supresión de señales de interferencia o ajenas, por ejemplo, mediante un ajuste adecuado de los parámetros de funcionamiento relativos a los parámetros de muestreo del sensor radar de proyectil.

[0029] Conforme a la invención, los datos de objeto objetivo comprenden datos relativos a la posición del objeto objetivo, al tamaño del objeto objetivo, a la naturaleza del objeto objetivo, a la velocidad de aproximación del objeto objetivo, a la velocidad del objeto objetivo, a la distancia del objeto objetivo al proyectil, a la aceleración y/o a la orientación del objeto objetivo, por ejemplo a la dirección de movimiento del objeto objetivo.

[0030] Los datos de objeto objetivo pueden indicar o describir los datos mencionados de forma absoluta o, cuando sea posible, de forma relativa respecto de datos de proyectil correspondientes. Por ejemplo, la velocidad del objeto objetivo puede considerarse como velocidad absoluta o como velocidad relativa con respecto a la velocidad del proyectil.

[0031] Los parámetros de funcionamiento pueden ajustarse de forma adaptativa, en particular, en función de los datos mencionados relativos al objeto objetivo y/o al proyectil. Para el ajuste adaptativo pueden utilizarse una o varias de las categorías de datos mencionadas, como por ejemplo la velocidad (relativa), la aceleración (relativa), la naturaleza, etc. La selección y el uso de las categorías de datos respectivas pueden realizarse en función de la situación, por ejemplo, en función de la fase de vuelo. En este contexto, la o las categorías de datos utilizadas para ajustar los parámetros de funcionamiento para la modulación pueden variar. Por ejemplo, ajustes consecutivos en el tiempo de los parámetros de funcionamiento pueden realizarse considerando en cada caso diferentes categorías de datos, por ejemplo, usando únicamente una categoría de datos, o considerando diferentes grupos de categorías de datos, en particular, por ejemplo, solapados, cuando se utilicen varias categorías de datos.

[0032] También es posible ponderar de forma diferente los datos disponibles relativos al objeto objetivo y/o al proyectil, realizándose la ponderación a su vez de forma adaptativa en función de la situación global dada por el objeto objetivo y el proyectil. Los factores de ponderación pueden tener en cuenta, por ejemplo, la exactitud, por ejemplo, estimada o calculada, de los datos de objeto objetivo. Si, por ejemplo, la aceleración del objeto objetivo solo puede determinarse con un error relativamente grande, la categoría de datos correspondiente puede ponderarse con un factor pequeño, por ejemplo cero o un valor relativamente pequeño cercano a cero. A la inversa, datos relativamente exactos y fiables pueden ponderarse con un factor mayor, por ejemplo uno o cercano a uno. Las categorías de datos no relevantes para el ajuste de la modulación, en particular aquellas que no deban considerarse, pueden ponderarse, en ese sentido, con un factor de ponderación de cero.

[0033] El uso de las categorías de datos mencionadas permite realizar ajustes de la modulación en función de la situación, pudiendo considerarse, en particular, la situación cinemática de movimiento y/o de encuentro.

[0034] Para describir los datos, una unidad de control configurada para llevar a cabo el procedimiento de control, por ejemplo, una unidad de control propia del proyectil, puede utilizar, según configuraciones, un sistema de coordenadas propio del sistema del proyectil. En particular, puede utilizarse un sistema de coordenadas esféricas propio del sistema del proyectil, con las coordenadas habituales radio r, ángulo acimutal phi y ángulo polar theta, con un eje polar que discurre en paralelo al eje del proyectil. Preferentemente, la dirección positiva del eje polar, es decir, el vector del eje polar que apunta en dirección positiva, es paralela al vector que apunta desde el extremo del proyectil del lado de la propulsión hacia la punta de proyectil.

[0035] Conforme a la invención, los parámetros de funcionamiento se ajustan además de forma adaptativa en función de datos de proyectil. En este contexto, los datos de proyectil se seleccionan del grupo: posición del proyectil, velocidad del proyectil, aceleración del proyectil, velocidad de aproximación del proyectil hacia el objeto objetivo, dirección de vuelo del proyectil, tipo de sensor radar de proyectil, posición del sensor radar de proyectil relativa al cuerpo de proyectil, reserva de energía del proyectil para el funcionamiento del sensor radar de proyectil, fase de vuelo del proyectil. Tal como se ha descrito en relación con los datos de objeto objetivo, los respectivos datos pueden, cuando sea posible, darse o determinarse también de forma relativa respecto de datos de objeto objetivo correspondientes. Los datos de proyectil pueden seleccionarse, combinarse o ponderarse de manera adecuada, por ejemplo en función de la situación global, de forma análoga a los datos de objeto objetivo. En particular, también es posible que uno o varios datos se tengan en cuenta basándose en factores de ponderación. La selección y ponderación pueden realizarse, por ejemplo, en función de la fase de vuelo presente en cada caso, por ejemplo una fase de aproximación al objeto objetivo o una fase de interceptación, del proyectil. Con los datos de proyectil, que conforme a la invención pueden utilizarse adicionalmente a los datos de objeto objetivo, la adquisición y el seguimiento del objetivo se adaptan aún mejor a la situación cinemática global de movimiento y de encuentro existente en cada caso.

[0036] Según configuraciones, el ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil se realiza al menos por tramos a lo largo de la fase de vuelo o esencialmente durante todo el vuelo del proyectil, preferentemente de forma continua, en particular de manera iterativa.

[0037] En la realización iterativa del ajuste de los parámetros de funcionamiento para la modulación puede comprobarse, por ejemplo, si han cambiado los datos de objeto objetivo y/o del proyectil que deban considerarse en cada caso. Si existe un cambio en los datos que supere, por ejemplo, un umbral predefinido, los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil pueden ajustarse y optimizarse en consecuencia. Por lo tanto, en particular en caso de cambios relevantes de los datos considerados, puede ajustarse la modulación del sensor radar de proyectil. Un procedimiento de control de este tipo permite, por tanto, un ajuste iterativo y adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación teniendo en cuenta la situación de movimiento actual y la situación de encuentro prevista. Basándose en un ajuste iterativo y adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación que tiene lugar al menos por tramos a lo largo de la trayectoria de vuelo o esencialmente durante toda la fase de vuelo del proyectil, puede mejorarse aún más la fiabilidad de la adquisición del objetivo y, basándose en ello, el guiado del proyectil. En particular, es posible un ajuste de la modulación esencialmente en tiempo real a la situación de movimiento y de encuentro presente en cada caso.

[0038] Según configuraciones, el al menos un sensor radar de proyectil es un sensor radar de onda continua, en particular un sensor radar de onda continua con modulación de frecuencia, o un sensor radar de impulsos. Los sensores radar de onda continua con modulación de frecuencia también se conocen como sensores radar FMCW (del inglés frequency modulated continuous wave).

[0039] Conforme a la invención, el eje central, es decir, el eje central o principal, del campo de detección del sensor radar de proyectil está orientado de forma oblicua respecto del eje longitudinal del proyectil. Preferentemente, la dirección del eje central del campo de detección que se aleja del proyectil forma, con la dirección que apunta desde el extremo del proyectil del lado de la propulsión hacia la punta de proyectil, un ángulo intermedio inferior a 90 grados, es decir, un ángulo agudo. En esta configuración, el campo de detección no es concéntrico con el eje del proyectil, sino que está orientado lateralmente respecto del eje del proyectil. Preferentemente, el sensor radar de proyectil está configurado, por ejemplo mediante una orientación adecuada del eje central del campo de detección, de tal modo que el campo de detección pueda adquirir una sección del semiespacio frontal del proyectil con respecto a la punta de proyectil.

[0040] Basándose en los datos de proyectil y/o los datos de objeto objetivo, según configuraciones, puede controlarse además el ángulo de alabeo, el ángulo de guiñada y/o el ángulo de cabeceo del proyectil. En particular, los datos de objeto objetivo y/o los datos de proyectil pueden evaluarse mediante una unidad de control correspondiente para el control del proyectil. La unidad de control puede formar parte de la unidad de guiado del proyectil. Basándose en los datos evaluados, el guiado o la navegación hacia el objetivo del proyectil puede controlarse, en particular ajustarse, de tal modo que se alcance un punto de encuentro entre el objeto objetivo y el proyectil al menos con una probabilidad suficiente. Para el guiado o la navegación hacia el objetivo pueden utilizarse, además de los datos de dirección en el sistema de coordenadas propio del proyectil, datos globales correspondientes del proyectil o del objeto objetivo, por ejemplo datos de un sistema global de navegación por satélite, abreviado GNSS, y/o datos de una navegación inercial del proyectil. En conjunto, por tanto, es posible utilizar los datos de objeto objetivo y/o los datos de proyectil en un doble sentido: por una parte, para ajustar los datos de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil y, por otra parte, para ajustar los datos de funcionamiento para el guiado o la navegación hacia el objetivo del proyectil.

[0041] Según configuraciones, en el marco del ajuste adaptativo puede ajustarse de forma adaptativa al menos uno de los siguientes parámetros de funcionamiento del sensor radar de proyectil: tasa de impulsos, intensidad, frecuencia, pendiente de rampa, longitud de rampa, altura de rampa, en particular nivel, forma de onda. Las modulaciones del sensor radar de proyectil resultantes de ello pueden optimizarse, en particular, con respecto a una relación señal ruido (SNR) óptima, con respecto a una zona de detección esencialmente constante y/o con respecto a una magnitud que describa la firma radar del objeto objetivo para un ángulo de aspecto presente en cada caso.

[0042] Según configuraciones, los datos de proyectil y/o los datos de objeto objetivo pueden determinarse y/o actualizarse, en particular en tiempo real, basándose en datos de sensor recibidos por el proyectil de al menos una unidad sensora externa, basándose en datos del sensor radar de proyectil y/o basándose en datos de sensor de al menos una unidad sensora adicional propia del proyectil, distinta del sensor radar de proyectil, para la adquisición de datos de objeto objetivo. Por ejemplo, los datos de objeto objetivo pueden determinarse basándose en un sensor presente en la punta o nariz del proyectil, por ejemplo un sensor óptico, un sensor infrarrojo o un sensor radar, y utilizarse para determinar y/o actualizar los datos de objeto objetivo. El sensor en la punta de proyectil puede integrarse o montarse, por ejemplo, de tal modo que presente un campo de detección concéntrico con el eje del proyectil.

[0043] Según configuraciones, es posible utilizar datos de proyectil y/o datos de objeto objetivo que se reciben o se han recibido mediante una unidad receptora del proyectil configurada de forma adecuada desde una unidad de comunicación externa, por ejemplo a través de una conexión de datos unidireccional o bidireccional. La unidad de comunicación externa puede ser, por ejemplo, una unidad de lanzamiento terrestre, marítima o aérea para el proyectil, o una unidad de sistema de armas terrestre, marítima o aérea asociada al proyectil. Los datos transmitidos y recibidos desde la unidad de comunicación externa pueden basarse, por ejemplo, en datos de sensor de una unidad sensora asociada a la unidad de comunicación externa, que puede ser, por ejemplo, una unidad sensora radar. La recepción de los datos desde la unidad de comunicación externa puede realizarse antes del lanzamiento o salida del proyectil y/o durante el vuelo del proyectil. Según configuraciones, los datos de sensor de la unidad sensora externa pueden recibirse, al menos en parte, durante el vuelo del proyectil a través de una conexión inalámbrica, por ejemplo, una denominada conexión de enlace ascendente. Antes del lanzamiento del proyectil, los datos de sensor de la unidad sensora externa pueden recibirse mediante una conexión de datos por cable desde el proyectil, es decir, desde una unidad receptora correspondiente del proyectil, o mediante una conexión inalámbrica.

[0044] Los datos de la unidad sensora externa pueden almacenarse, en particular, en una unidad de memoria del proyectil y, en caso necesario, utilizarse para el ajuste adaptativo de los datos de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil. Por tanto, puede ponerse a disposición del proyectil conocimiento previo relativo al objeto objetivo, de forma sencilla, para ajustar los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil. Además, durante el vuelo también pueden proporcionarse datos relativos al objeto objetivo y/o al proyectil esencialmente en tiempo real.

[0045] Además de los datos externos, o adicionalmente a ellos, para el ajuste adaptativo de los datos de funcionamiento para la modulación también pueden utilizarse datos que se determinan sobre la base de una sensórica inercial propia del proyectil para la navegación del proyectil basada en una navegación inercial. Asimismo, tal como se ha mencionado, pueden utilizarse datos de un sistema de navegación global, en particular de un sistema global de navegación por satélite (GNSS). Basándose en este tipo de datos adicionales, es posible, en particular, ajustar los parámetros de funcionamiento para la modulación de forma adecuada y adaptada a la situación correspondiente, incluyendo posición y situación cinemática global, con el objetivo de lograr una precisión y fiabilidad de detección mejoradas de la adquisición del objetivo basándose en los datos adquiridos con el sensor radar de proyectil.

[0046] Según configuraciones, el ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil puede realizarse además en función de la relación señal ruido (SNR) presente en cada caso, en función de un rendimiento de detección requerido en cada caso, en particular con respecto a probabilidad de detección y tasa de falsas alarmas, en función de la ganancia de antena y/o en función de la potencia de transmisión en dirección al objeto objetivo, en particular en función del alcance del sensor radar de proyectil. Tal como ya se ha indicado más arriba, el ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil puede realizarse de tal modo que una o varias de las magnitudes mencionadas, es decir, SNR, rendimiento de detección, etc., estén o se mantengan optimizadas en función de la situación. Por ejemplo, mediante una configuración de rampa adecuada en un sensor radar FMCW puede alcanzarse un SNR optimizado en cada caso y, asociado a ello, un determinado rendimiento de detección.

[0047] Según configuraciones, en una fase de vuelo inicial puede ajustarse y emitirse una señal de tiempo continuo, en particular una señal de tiempo continuo con modulación de frecuencia, de una determinada duración de período, que también se conoce de forma general como duración de chirp. En esta fase de vuelo aún no se realiza un ajuste adaptativo de la modulación del sensor radar de proyectil. En una fase de vuelo posterior, tras el reconocimiento del objeto objetivo en la ventana de evaluación del sensor radar de proyectil, basándose por ejemplo en un eco de objetivo detectado, y/o en la ventana de evaluación de la otra unidad sensora propia del proyectil, los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil pueden ajustarse de forma adaptativa, en particular como se ha descrito anteriormente, considerando datos de objeto objetivo y/o datos de proyectil. Por tanto, en dichas configuraciones, el ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil comienza en el momento o tramo de la fase de vuelo en el que el sensor radar de proyectil y/o la otra unidad sensora están en condiciones de adquirir el objeto objetivo.

[0048] En la fase de vuelo inicial, los parámetros de funcionamiento del sensor radar de proyectil pueden ajustarse, por ejemplo, basándose en datos estimados del alcance y/o de la velocidad de aproximación al objeto objetivo, en particular basándose en conocimiento previo del objeto objetivo y/o del proyectil, pudiendo operar el sensor radar de proyectil en esta fase de vuelo inicial sin cambio de la modulación, es decir, con una modulación constante.

[0049] Según configuraciones, en una fase de vuelo final, por ejemplo en una fase final de interceptación en un proyectil guiado, los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil pueden ajustarse estadísticamente. La fase de vuelo final sigue a una fase de vuelo intermedia, en la que los parámetros de funcionamiento para la modulación se ajustan de forma adaptativa en función de los datos de objeto objetivo y/o de los datos de proyectil, tal como se propone en las configuraciones aquí descritas. La fase de vuelo intermedia puede seguir inmediatamente a la fase de vuelo inicial, pudiendo producirse una transición entre las fases de vuelo inicial e intermedia en el momento o zona del vuelo del proyectil en el que el objeto objetivo puede ser adquirido con el sensor o los sensores propios del proyectil. La transición de la fase de vuelo intermedia a la fase de vuelo final puede producirse, por ejemplo, al descender por debajo de una distancia predefinida. Además, es posible pasar de la fase de vuelo intermedia a la fase de vuelo final en cuanto se alcance o pueda asegurarse un contraste de objetivo suficiente a lo largo de tiempos de permanencia del objetivo fijos. Con un modo de funcionamiento de este tipo del sensor radar de proyectil, en la fase de vuelo intermedia puede mejorarse, basándose en datos determinados del objeto objetivo y del proyectil, por ejemplo, la precisión y fiabilidad de la detección del objetivo y, con ello, del guiado. En cuanto los métodos estadísticos sean suficientes para ajustar la modulación, pueden emplearse en la fase de vuelo final, reduciéndose así, por ejemplo, el rendimiento del sistema necesario para determinar o calcular los respectivos parámetros de funcionamiento.

[0050] Conforme a la invención, se prevé una unidad de control de proyectil con las características de la reivindicación 9. La unidad de control de proyectil comprende una unidad de control programada de forma fija y/o una unidad programable de manera volátil con una memoria no volátil asociada, en donde la unidad de control programada de forma fija y/o la memoria no volátil comprenden instrucciones cuya ejecución por la unidad de control programada de forma fija o la unidad programable de manera volátil provoca un procedimiento de control que incluye etapas de un procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 a 8.

[0051] Conforme a la invención, se prevé un proyectil según las características de la reivindicación 10, en particular un proyectil guiado, que comprende una unidad de control de proyectil de este tipo conforme a la reivindicación 9. La unidad de control de proyectil puede implementarse, al menos en parte, por ejemplo en combinación con un control del proyectil de una unidad de guiado para el control de vuelo y la navegación del proyectil y/o, al menos en parte, como una unidad de control separada en combinación con el sensor radar de proyectil.

[0052] El proyectil comprende además al menos un sensor radar de proyectil propio del proyectil, en donde la unidad de control de proyectil está acoplada con el sensor radar de proyectil propio del proyectil, para su accionamiento conforme a un procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 a 8, a nivel de señal y de control.

[0053] Conforme a la invención, el sensor radar de proyectil propio del proyectil presenta un campo de detección cuyo eje central está orientado de forma oblicua respecto del eje longitudinal del proyectil hacia el semiespacio frontal del proyectil. El sensor radar de proyectil propio del proyectil está integrado o montado en una zona periférica del cuerpo de proyectil.

[0054] Según configuraciones, el proyectil puede comprender además una o varias unidades sensoras adicionales propias del proyectil, distintas del sensor radar de proyectil, para la adquisición de datos de objeto objetivo. La o las unidades sensoras adicionales pueden estar acopladas con la unidad de control de proyectil, a nivel de señal y de control, para llevar a cabo un procedimiento de control según una de las configuraciones aquí descritas. La unidad sensora adicional puede ser, por ejemplo, una unidad sensora radar, una unidad sensora óptica o una unidad sensora infrarroja. La unidad sensora adicional puede estar integrada o montada, por ejemplo, en la nariz del proyectil y presentar, por ejemplo, un campo de detección concéntrico con el eje del proyectil. En el caso de un sensor radar de proyectil integrado conforme a la invención de forma oblicua respecto del eje longitudinal del proyectil, por ejemplo en la periferia exterior del cuerpo de proyectil, es posible integrar en la punta de proyectil otras funcionalidades distintas de la adquisición del objeto objetivo. No obstante, tal como se describió en relación con las configuraciones, el procedimiento de control aquí propuesto también puede utilizarse para unidades sensoras de búsqueda de objetivo montadas o integradas en la punta de proyectil. Si se utilizan dos o más unidades sensoras de búsqueda de objetivo, por ejemplo en la punta de proyectil y/o en la periferia del proyectil, la detección del objetivo y la navegación hacia el objetivo pueden mejorarse de manera significativa.

[0055] Tal como ya se ha descrito, conforme a la invención el sensor radar de proyectil está configurado de tal modo que su campo de detección presenta un eje central, es decir, un eje central o principal, oblicuo respecto del eje longitudinal del proyectil. Un sensor radar de proyectil de este tipo puede denominarse, en particular, sensor de visión lateral. Por tanto, un sensor de visión lateral puede presentar una unidad sensora cuyos uno o varios sensores presenten en cada caso un campo de detección cuyo eje central, en el sistema de coordenadas del proyectil, presenta un ángulo polar distinto de cero, en particular agudo.

[0056] El ángulo polar se entiende aquí, en particular, con respecto al eje polar definido por el eje longitudinal del proyectil en el sentido de coordenadas esféricas, más concretamente con respecto a un eje polar que discurre en paralelo a la dirección del eje longitudinal y al eje central del campo del sensor. En este contexto, el ángulo polar se entiende como el ángulo medido entre el vector del eje polar que apunta a lo largo del eje polar desde el extremo del lado de la propulsión hacia el extremo de cabeza y el vector del eje central que discurre a lo largo del respectivo eje central y apunta alejándose del proyectil en dirección del campo de detección.

[0057] Por consiguiente, un sensor de visión lateral de este tipo presenta un campo de detección no concéntrico con respecto al eje del proyectil. La dirección del eje polar positivo, es decir, el vector del eje polar, puede entenderse con respecto a un sistema de referencia dextrógiro del proyectil en coordenadas esféricas, en donde la dirección del eje polar positivo queda definida por la dirección que discurre desde el extremo del lado de la propulsión hacia el extremo de cabeza. De acuerdo con este sistema de coordenadas esféricas, el ángulo polar se entiende en el sentido indicado anteriormente, y un ángulo acimutal asociado se entiende como un ángulo medido de forma dextrógira en dirección circunferencial con respecto al vector del eje polar.

[0058] Las explicaciones anteriores relativas a la orientación del campo de detección con respecto a coordenadas esféricas se aplican en consecuencia a otros sistemas de coordenadas distintos de sistemas de coordenadas esféricas, en particular a sistemas de coordenadas que no están asociados de forma fija a la posición del proyectil.

[0059] El término campo de detección debe entenderse de forma general y no limitado a sensores radar, sino que se aplica en consecuencia también a sensores infrarrojos, sensores ópticos u otros sensores adecuados para detectar un objeto objetivo cuando se implementan.

[0060] Para que una unidad de control de proyectil esté configurada para llevar a cabo y ejecutar las funciones respectivas aquí descritas, puede estar programada en consecuencia. La programación puede estar presente como programación fija en un módulo de control correspondiente y/o en forma de instrucciones almacenadas en una memoria no volátil que, al ejecutarse por una unidad de cálculo, en particular un procesador, de la unidad de control, provocan la ejecución de las funciones respectivas aquí descritas.

[0061] Basándose en los datos de objeto objetivo y los datos de proyectil, el proyectil puede maniobrarse, por ejemplo, conforme a un control de guiado predictivo, en el que puede utilizarse, por ejemplo, aunque no exclusivamente, una denominada Trajectory Shaping Guidance, conocida por ejemplo de: Paul Zarchan, 2007, Tactical and Strategic Missile Guidance, 5th Edition, ISBN 10: 1563478749, capítulo 25.

[0062] Según configuraciones, el sensor radar de proyectil y, en particular, una unidad de control de proyectil correspondiente pueden estar configurados de tal modo que la característica direccional del sensor radar de proyectil pueda variarse, en particular ajustarse, basándose al menos en datos de objeto objetivo y/o datos de proyectil, de tal modo que el objeto objetivo, al menos por tramos a lo largo de la trayectoria de vuelo, quede dentro del campo de detección del sensor radar de proyectil y, en particular, sea detectable con una relación señal ruido suficiente. Con una unidad de control de proyectil configurada de forma correspondiente, o con unidades de control configuradas de forma correspondiente, puede mejorarse en particular la robustez de la adquisición del objetivo y del guiado.

[0063] Según configuraciones, la unidad de control de proyectil puede estar configurada para detectar o determinar un objeto objetivo situado en el campo de detección del sensor radar de proyectil y/o de la unidad sensora adicional, en particular el propio objeto objetivo, su posición, orientación y/o velocidad, basándose en datos de sensor de la unidad sensora que adquiere. Además, la unidad de control de proyectil o una unidad de control asociada puede estar configurada para determinar, al menos parcialmente basándose en datos de sensor, en su caso incluyendo datos adicionales del objeto objetivo y/o datos de proyectil, una trayectoria para el guiado predictivo y activamente adaptativo del proyectil hacia el objeto objetivo. Basándose en la trayectoria, el proyectil puede ser guiado, es decir, navegado, mediante el control del proyectil hacia el punto de encuentro previsto con el objeto objetivo. Las etapas de procesamiento de datos para determinar, en particular calcular, datos de objeto objetivo, datos de proyectil y/o datos para el control de vuelo del proyectil también pueden ejecutarse, al menos parcialmente, mediante unidades de procesamiento de datos externas, pudiendo transmitirse datos correspondientes al proyectil a través de conexiones de datos configuradas adecuadamente, de forma inalámbrica o por cable, y ser recibidos por este.

[0064] En el contexto del guiado del proyectil, así como del ajuste de los parámetros de funcionamiento para la modulación, el término “adaptativo” se entiende, en particular, en el sentido de que el guiado o el ajuste de los parámetros de funcionamiento se realiza en respuesta a situaciones y condiciones del entorno que cambian, por ejemplo situaciones de movimiento cambiantes.

[0065] En el contexto del guiado del proyectil, el término “predictivo” se entiende, en particular, en el sentido de que el guiado y el control de movimiento asociado del proyectil se realizan con respecto a un punto de encuentro previsto.

[0066] Según configuraciones, la unidad de control de proyectil puede estar configurada para ejecutar, en el marco de un guiado predictivo activamente adaptativo, al menos uno de los pasos siguientes, en particular de forma iterativa:

[0067] - determinar el punto de encuentro previsto del proyectil con el objeto objetivo y determinar o ajustar un ángulo de encuentro del proyectil con el objeto objetivo de tal modo que el campo de detección incluya una línea de visión directa al objeto objetivo;

[0068] - determinar la trayectoria y/o la orientación del proyectil, en particular la orientación con respecto a los ejes de alabeo, cabeceo y/o guiñada del proyectil, de tal modo que el objeto objetivo presente una distancia predefinida a los límites del campo de detección, preferentemente de tal modo que el objeto objetivo quede aproximadamente centrado en el campo de detección.

[0069] En este contexto, el ángulo de encuentro se entiende, en particular, como el ángulo medido entre una trayectoria del objeto objetivo y la trayectoria del proyectil. De forma simultánea a los pasos descritos, los parámetros de funcionamiento para la modulación pueden ajustarse de forma adaptativa, en particular en aquellas fases de vuelo en las que dicho ajuste adaptativo pueda utilizarse para mejorar la adquisición del objetivo.

[0070] En este punto se indica explícitamente que las características funcionales y/o estructurales de las configuraciones del control del proyectil conforme a la invención y del proyectil, y las características procedimentales de las configuraciones del procedimiento de control conforme a la invención, si no se han descrito ya explícitamente, pueden implementarse y reivindicarse también en la otra categoría correspondiente, al menos basándose en las remisiones incluidas en las reivindicaciones de patente.

[0071] El término “en particular”, utilizado en la descripción de configuraciones y formas de realización conforme a la invención, así como en las reivindicaciones, no debe entenderse de forma limitativa, sino (únicamente) en el sentido de que las características marcadas por “en particular”, salvo que se indique lo contrario, se refieren a configuraciones o formas de realización específicas.

[0072] A continuación se describen configuraciones y formas de realización ejemplares de la invención con ayuda de las figuras adjuntas. Muestran:

[0073] la FIG.1 a modo de ejemplo, un proyectil guiado navegando hacia un objeto objetivo;

[0074] la FIG.2 esquemáticamente, una secuencia de diferentes modulaciones en una fase de vuelo intermedia; y la FIG.3 esquemáticamente, un sensor radar de proyectil adecuado para llevar a cabo el procedimiento.

[0075] La FIG. 1 muestra, a modo de ejemplo, un proyectil guiado 2 que navega hacia un objeto objetivo 1 móvil, terrestre, aéreo o marítimo, encontrándose el proyectil guiado 2, en la FIG. 1, en una fase de vuelo intermedia 3 de aproximación al objeto objetivo 1 a lo largo de una trayectoria de vuelo 4.

[0076] El proyectil guiado 2 comprende una unidad sensora radar de proyectil con un sensor radar de proyectil 5 propio del proyectil y una unidad de control y procesamiento de datos (no mostrada) conectada con el sensor radar de proyectil a nivel de señal y de control, para procesar y tratar los datos del sensor radar de proyectil 5 y/u otros datos y datos de sensor, por ejemplo de otras unidades sensoras propias del proyectil o externas.

[0077] En el ejemplo de realización de la FIG.1, el sensor radar de proyectil 5 está configurado como sensor de visión lateral y presenta un campo de detección 6 con un eje central 7 que forma, con la dirección que apunta hacia la punta de proyectil 10, un ángulo polar theta agudo. El sensor radar de proyectil 5 está configurado para adquirir objetos objetivo, en particular el objeto objetivo 1, durante el movimiento a lo largo de la trayectoria de vuelo 4.

[0078] Además del sensor radar de proyectil 5 previsto en la periferia, el proyectil guiado 2 puede presentar asimismo un sensor de adquisición de objetivo integrado en la punta de proyectil 10, configurado y dispuesto para adquirir el objeto objetivo 1 o datos de objeto objetivo.

[0079] El sensor radar de proyectil 5 y una unidad de control de proyectil conectada con este a nivel de señal y de control están configurados para ajustar de forma adaptativa los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil 5 en función de datos relativos al objeto objetivo 1, es decir, en función de datos de objeto objetivo, y de datos relativos al proyectil, es decir, datos de proyectil.

[0080] Para el ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación, pueden evaluarse datos relativos al objeto objetivo 1 y al proyectil guiado 2 determinados mediante el sensor radar de proyectil 5 y/o mediante una unidad sensora externa 8, con el fin de determinar si una modificación de la modulación del sensor radar de proyectil permite una adquisición del objetivo mejorada.

[0081] En caso de existir una posibilidad de mejora de la adquisición del objetivo, una unidad de control asociada al sensor radar de proyectil 5, la unidad de control de proyectil, puede ajustar de forma adaptativa los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil 5, por ejemplo con respecto a una relación señal ruido mejorada y/o con respecto a una tasa de falsas alarmas mejorada y/o una probabilidad de detección mejorada.

[0082] El ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación se realiza preferentemente basándose en los datos del sensor radar de proyectil 5 y, cuando sea necesario, recurriendo adicionalmente a los datos de sensor de la unidad sensora externa 8 y/o de una o varias unidades sensoras adicionales propias del proyectil. En este contexto, el ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación puede estar configurado de modo que, tal como ya se ha discutido anteriormente, se alcancen relaciones SNR óptimas, etc.

[0083] El ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación se realiza preferentemente en un instante o intervalo de tiempo durante el vuelo del proyectil 2, es decir, en una fase de vuelo, en la que el sensor radar de proyectil 5 y/o posibles unidades sensoras adicionales están en condiciones de adquirir el objeto objetivo 1, tal como se representa esquemáticamente en la FIG.1. En fases de vuelo anteriores, en las que todavía no es posible la adquisición del objetivo, los parámetros de funcionamiento para el sensor radar de proyectil 5 pueden ajustarse, por ejemplo, conforme a una modulación predefinida basada en datos de conocimiento previo, en particular conocimiento a priori, del objeto objetivo, pudiendo dichos datos de conocimiento previo ser proporcionados y recibidos desde la unidad sensora externa 8.

[0084] En función de la fase de vuelo y de la situación de adquisición, los datos de objeto objetivo y/o los datos de proyectil pueden actualizarse sobre la base de los datos del sensor radar de proyectil 5 y/o de otros datos de sensor, y el ajuste de los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil 5 puede realizarse en función de los datos de objeto objetivo y los datos de proyectil actualizados. Por tanto, es posible un ajuste de los parámetros de funcionamiento para la modulación esencialmente en tiempo real para mejorar la adquisición del objetivo y/o la navegación hacia el objetivo.

[0085] Para recibir los datos desde la unidad sensora externa 8, el control del proyectil puede presentar una unidad receptora (no mostrada) que permite al menos una transmisión de datos unidireccional 9 de datos al proyectil guiado 2.

[0086] Los datos relativos al proyectil guiado 2, es decir, los datos de proyectil, también pueden obtenerse a partir de datos determinados en relación con un procedimiento de navegación inercial utilizado para la navegación hacia el objetivo. Asimismo, los datos relativos al objeto objetivo, es decir, los datos de objeto objetivo, pueden determinarse sobre la base de datos de sensor de una unidad sensora integrada en la punta de proyectil 10.

[0087] Los datos relativos al proyectil guiado 2 y al objeto objetivo 1 pueden ser datos estáticos o dinámicos.

[0088] Basándose en los datos estáticos y/o dinámicos disponibles relativos al objeto objetivo 1 y/o al proyectil guiado 2, puede ajustarse la modulación del sensor radar de proyectil 5.

[0089] Esto se muestra esquemáticamente a modo de ejemplo en la FIG. 2, que representa una secuencia de diferentes modulaciones en la fase de vuelo intermedia. Durante la fase de vuelo intermedia 3 se realiza un ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil 5. El ajuste adaptativo se realiza sobre la base de datos de objeto objetivo, como por ejemplo tamaño, distancia, velocidad de aproximación, velocidad relativa, etc., de tal modo que, en particular, se optimicen el SNR y el rendimiento de detección. Si se determina o detecta una situación global modificada, en particular una situación cinemática global, la unidad de control asociada modifica en consecuencia la modulación del sensor radar de proyectil 5, de tal modo que sea posible una adquisición del objetivo óptima, en particular en términos de SNR y rendimiento de detección.

[0090] En el ejemplo de la FIG.2 se muestran varias iteraciones para ajustar los parámetros de funcionamiento para establecer la modulación del sensor radar de proyectil. Tras establecerse una primera modulación M1 en el instante t1 en la fase de vuelo intermedia, se establecen de manera adaptativa, en el modo descrito, una segunda modulación (M2, t2) y, de forma iterativa, una tercera modulación (M3, t3) y modulaciones adicionales (Mn, tn), siendo n un número natural.

[0091] El ajuste inicial de la modulación puede establecerse, por ejemplo, en la fase de lanzamiento 11 del proyectil mediante una unidad de lanzamiento (no mostrada), basándose en datos de proyectil y/o datos de objeto objetivo capturados y proporcionados por la unidad sensora externa 8.

[0092] En la fase de vuelo final 12 (en la FIG. 1), si, por ejemplo, se puede garantizar una SNR adecuada y un rendimiento de detección suficiente, la modulación del sensor radar de proyectil 5 puede ajustarse estadísticamente, de modo que, por ejemplo, en la fase de vuelo final 12 pueda reducirse el esfuerzo de cálculo para la adquisición del objetivo, el guiado y la navegación hacia el objetivo.

[0093] Para el ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil 5 se utilizan, por ejemplo, datos de objeto objetivo como velocidad, posición, dirección de movimiento del objeto objetivo y datos correspondientes del proyectil.

[0094] El proyectil guiado 2 según la FIG. 1 presenta una propulsión 13 que define un extremo del lado de propulsión AE del proyectil guiado 2. En el extremo que se encuentra en la dirección opuesta a dicho extremo, a lo largo del eje longitudinal A, el proyectil guiado 2 presenta una cabeza del proyectil que está integrada en la punta de proyectil 10. En el extremo del lado de propulsión AE, el proyectil guiado 2 presenta varias aletas, no denominadas con más detalle, para el guiado o para la estabilización de vuelo.

[0095] En dirección al extremo del lado de propulsión AE, el proyectil guiado 2 presenta una sección de guiado 15 conectada a la punta de proyectil 10. La punta de proyectil 10 puede estar funcionalizada con una unidad sensora adicional para la adquisición del objetivo, o de otro modo, por ejemplo con una cabeza de guerra.

[0096] La sección de guiado 15 comprende una o varias unidades de control del proyectil (no mostradas) para el guiado del proyectil guiado 2. En el ejemplo de la FIG. 1, el sensor radar de proyectil 5 está montado o integrado en una superficie periférica longitudinal del cuerpo de proyectil guiado, lo que aporta la ventaja de trayectos de señal cortos entre las unidades sensoras, por ejemplo entre antenas radar, del sensor radar de proyectil 5 y la unidad de control de proyectil asociada, así como las unidades de control de la sección de guiado 15. Asimismo, el sensor radar de proyectil 5 montado o integrado en la periferia ofrece también ventajas aerodinámicas frente a otros tipos de montaje sobre el cuerpo de proyectil.

[0097] Tal como ya se ha mencionado, el sensor radar de proyectil 5 presenta un campo de detección 6 no concéntrico con respecto al eje longitudinal A.

[0098] El campo de detección 6 puede describirse mediante un sistema de coordenadas esféricas dextrógiro fijado al proyectil, cuyo origen se sitúa en una superficie sensora de un sensor del sensor radar de proyectil 5. Este sistema de coordenadas esféricas presenta un eje polar que discurre en paralelo al eje longitudinal A, definiéndose la dirección del eje polar positivo por la dirección que discurre desde el extremo del lado de propulsión AE hacia la punta de proyectil 10. Un vector que discurre en dirección positiva del eje polar se denomina en lo sucesivo, y también aquí, vector del eje polar.

[0099] En el ejemplo mostrado, el campo de detección 6 es esencialmente concéntrico con el eje central 7, denominándose en lo sucesivo vector del eje central al vector que parte del origen de coordenadas, se aleja del proyectil guiado 2 y discurre a lo largo del eje central 7.

[0100] El ángulo polar del eje central 16 definido entre el vector del eje polar y el vector del eje central es, en el ejemplo mostrado, un ángulo positivo agudo distinto de cero.

[0101] En el sistema de coordenadas del sensor de visión lateral 2, la posición del objeto objetivo 10 puede describirse mediante una distancia al origen de coordenadas, un ángulo polar theta y un ángulo acimutal phi.

[0102] Mediante el sensor radar de proyectil 5, tras la adquisición del objeto objetivo 1, pueden determinarse la distancia, el ángulo polar theta y el ángulo acimutal phi, así como otros parámetros como por ejemplo la situación, posición, orientación y/o velocidad del objeto objetivo 1 basándose en señales radar del sensor radar de proyectil 5. Lo mismo se aplica a otros tipos de sensores, como sensores infrarrojos y sensores ópticos, que por ejemplo pueden estar integrados en la punta de proyectil 10.

[0103] Antes y/o también después del lanzamiento del proyectil guiado 2, los datos de objeto objetivo determinados por la unidad sensora externa 8 pueden transmitirse al proyectil guiado 2, en particular para actualizar los datos de objeto objetivo disponibles en el proyectil guiado 2, con lo que pueden mejorarse, en particular, la precisión de la adquisición del objetivo y el guiado.

[0104] Si la orientación del proyectil guiado 2 en una fase de vuelo no es adecuada para adquirir el objeto objetivo 1 en el campo de detección 6, el proyectil guiado 2 puede navegarse y orientarse en consecuencia, por ejemplo mediante un ajuste adecuado del ángulo de cabeceo, guiñada y alabeo, de tal modo que el objeto objetivo 1 quede dentro del campo de detección 6. Asimismo, los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil 5 pueden ajustarse de forma adaptativa basándose en los datos de objeto objetivo y los datos de proyectil, de modo que existan condiciones de detección ventajosas.

[0105] Después de que el proyectil guiado 2 esté orientado y alineado de tal modo que el objeto objetivo 1 quede dentro del campo de detección 6 y pueda detectarse, el guiado hacia el objeto objetivo 1 puede realizarse, al menos parcialmente, utilizando los datos del sensor radar de proyectil 5. Para ello, el control del proyectil puede estar configurado para seguir el objeto objetivo 1 basándose en los datos del sensor radar de proyectil 5 y guiar de forma predictiva el proyectil guiado 2 hacia el objeto objetivo 1, apoyándose en un punto de encuentro previsto entre el proyectil guiado 2 y el objeto objetivo 1.

[0106] Basándose en el punto de encuentro previsto y en la situación cinemática de movimiento y encuentro presente en cada caso, el control del proyectil puede ajustar de forma adaptativa la orientación del proyectil guiado 2 y los parámetros de funcionamiento para la modulación de tal modo que sea posible una adquisición del objetivo óptima mediante el sensor radar de proyectil 5.

[0107] En la fase de vuelo final 12 que sigue a la fase de vuelo intermedia 3, los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil 5 pueden ajustarse estadísticamente, si ello es posible en términos de una adquisición del objetivo suficiente, en particular si puede alcanzarse un contraste de objetivo suficiente durante tiempos de permanencia del objetivo fijos. Si fuera necesario, también es posible que en la fase de vuelo final 12 se realice un ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil 5.

[0108] Se observa que, con el control del proyectil descrito o con un procedimiento correspondiente, puede lograrse una adquisición del objetivo y un guiado eficientes del proyectil guiado 2.

[0109] La FIG. 3 muestra esquemáticamente, en sección transversal, un sensor radar de proyectil 5 adecuado para llevar a cabo el procedimiento de control. Tal como se aprecia en la FIG.3, el sensor radar de proyectil 5 presenta antenas radar dispuestas en la periferia de la sección de guiado 15. En concreto, el sensor radar de proyectil 5 presenta cuatro antenas transmisoras TX1 a TX4 y dos pares de antenas receptoras RX1, RX3 y RX2, RX4.

[0110] Las antenas radar TX, RX están distribuidas alrededor de la periferia de la sección de guiado 15, pudiendo configurarse las antenas individuales, por ejemplo, como antenas de ondas superficiales o como antenas de ondas de fuga integradas en sustrato.

[0111] Mediante el ajuste adaptativo de la modulación de las antenas transmisoras TX y/o de las antenas receptoras RX, el sensor radar de proyectil 5 puede adaptarse a la situación de encuentro y movimiento correspondiente y ajustarse de forma óptima para la adquisición del objetivo.

[0112] Con las cuatro antenas transmisoras TX y las antenas receptoras RX mostradas, y con modulaciones adecuadas, puede iluminarse relativamente bien el semiespacio frontal del proyectil guiado 2, pudiendo ajustarse los parámetros de funcionamiento para la modulación del sensor radar de proyectil 5, en particular, de forma adaptativa de tal modo que el eje central 7 quede orientado de manera óptima en dirección al objeto objetivo 1 y sea posible una adquisición óptima del objeto objetivo 1.

[0113] Con las antenas receptoras RX dispuestas en lados opuestos del cuerpo de proyectil, pueden recibirse y adquirirse señales radar reflejadas procedentes de dos segmentos espaciales opuestos.

[0114] En la FIG.3 se muestra además un sensor GNSS 17 opcional, con el que el proyectil guiado puede determinar datos de posición que pueden utilizarse como datos de proyectil para el ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación.

[0115] El procedimiento de control propuesto aquí permite, en particular, una adquisición del objetivo y un guiado optimizados y, debido al diseño integrado en la periferia del cuerpo de proyectil del sensor radar de proyectil, pueden considerarse funcionalizaciones alternativas para la punta de proyectil.

[0116] Símbolos de referencia

[0118] 1 objeto objetivo

[0119] 2 proyectil guiado

[0120] 3 fase de vuelo intermedia

[0121] 4 trayectoria de vuelo

[0122] 5 sensor radar de proyectil

[0123] 6 campo de detección

[0124] 7 eje central

[0125] 8 unidad sensora externa

[0126] 9 transmisión de datos

[0127] 10 punta de proyectil

[0128] 11 fase de lanzamiento

[0129] 12 fase de vuelo final

[0130] 13 propulsión

[0131] 14 cabeza de proyectil guiado

[0132] 15 sección de guiado

[0133] 16 ángulo polar

[0134] 17 sensor GNSS

[0135] A eje longitudinal

[0136] AE Extremo del lado de propulsión

[0137] M modulación

[0138] n número natural

[0139] t tiempo

[0140] Theta ángulo polar

[0141] TX Antena transmisora

[0142] RX Antena receptora

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de control para al menos un sensor radar de proyectil (5) que se mueve con un proyectil (2) a lo largo de una trayectoria de vuelo (4), en donde:

a) el sensor radar de proyectil (5) está configurado para adquirir un objeto objetivo (1), presenta un campo de detección (6) cuyo eje central (7) está orientado de forma oblicua respecto del eje longitudinal (A) del proyectil (2) hacia el semiespacio frontal del proyectil (2), y está integrado o montado en una zona periférica del cuerpo de proyectil;

b) los parámetros de funcionamiento para la modulación (M) del sensor radar de proyectil (5) se ajustan de forma adaptativa, durante el movimiento a lo largo de la trayectoria de vuelo (4), para adaptar la adquisición y el seguimiento del objetivo a la situación cinemática global de movimiento y de encuentro existente en cada caso, en función de datos de objeto objetivo relativos al objeto objetivo (1) y en función de datos de proyectil;

c) los parámetros de funcionamiento comprenden parámetros de funcionamiento de transmisión de una unidad transmisora del sensor radar de proyectil (5) para transmitir señales radar y parámetros de funcionamiento de recepción de una unidad receptora del sensor radar de proyectil (5) para adquirir señales radar reflejadas por el objeto objetivo (1);

d) los datos de objeto objetivo comprenden datos relativos a la posición del objeto objetivo (1), al tamaño del objeto objetivo (1), a la naturaleza del objeto objetivo (1), a la velocidad de aproximación, a la velocidad del objeto objetivo (1), a la distancia del objeto objetivo (1) al proyectil (2), a la aceleración del objeto objetivo (1) y/o a la orientación del objeto objetivo (1); y

e) los datos de proyectil se seleccionan del grupo que comprende: posición del proyectil (2), velocidad del proyectil (2), aceleración del proyectil (2), velocidad de aproximación del proyectil (2) hacia el objeto objetivo (1), dirección de vuelo del proyectil (2), tipo de sensor radar de proyectil (5), posición del sensor radar de proyectil (5) relativa al cuerpo de proyectil, reserva de energía del proyectil (2) para el funcionamiento del sensor radar de proyectil (5), fase de vuelo (3, 11, 12) del proyectil (2).

2. Procedimiento de control según la reivindicación 1, en donde el sensor radar de proyectil (5) es un sensor radar de onda continua o un sensor radar de impulsos.

3. Procedimiento de control según la reivindicación 1 o 2, en donde, basándose en los datos de proyectil y/o los datos de objeto objetivo, se controla además el ángulo de alabeo, el ángulo de guiñada y/o el ángulo de cabeceo del proyectil (2).

4. Procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde, en el marco del ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación (M), se ajusta de forma adaptativa al menos uno de los siguientes parámetros de funcionamiento: tasa de impulsos, intensidad, frecuencia, pendiente de rampa, longitud de rampa, altura de rampa.

5. Procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde los datos de proyectil y/o los datos de objeto objetivo se determinan y/o actualizan basándose en datos de sensor recibidos por el proyectil (2) de al menos una unidad sensora externa (8), basándose en datos del sensor radar de proyectil (5) y/o basándose en datos de sensor de al menos una unidad sensora adicional propia del proyectil, distinta del sensor radar de proyectil, para la adquisición de datos de objeto objetivo.

6. Procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde los datos de objeto objetivo se reciben, al menos parcialmente, mediante una conexión inalámbrica (9) durante el vuelo (4) del proyectil (2) y/o antes del lanzamiento del proyectil (2) mediante una conexión de datos inalámbrica (9) o una conexión de datos por cable desde el proyectil (2).

7. Procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el ajuste adaptativo de los parámetros de funcionamiento para la modulación (M) del sensor radar de proyectil (5) se realiza además en función de una relación señal ruido presente en cada caso, en función de un rendimiento de detección requerido en cada caso, en función de la ganancia de antena y/o en función de la potencia de transmisión en dirección al objeto objetivo (1).

8. Procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde, en una fase de vuelo inicial (11), se ajusta y se emite una señal de tiempo continuo de una determinada duración de chirp, y en donde, en una fase de vuelo (3) posterior, tras el reconocimiento del objeto objetivo (1) en la ventana de evaluación del sensor radar de proyectil (5), los parámetros de funcionamiento para la modulación (M) del sensor radar de proyectil (5, 15, TX, RX) se ajustan de forma adaptativa.

9. Unidad de control del proyectil (15), para al menos un sensor radar de proyectil (5) que se mueve con un proyectil (2) a lo largo de una trayectoria de vuelo (4), que comprende una unidad de control programada de forma fija y/o una unidad programable de manera volátil con una memoria no volátil asociada, en donde la unidad de control programada de forma fija y/o la memoria no volátil comprenden instrucciones que, al ejecutarse por la unidad de control programada de forma fija o la unidad programable de manera volátil, provocan la ejecución de un procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Proyectil (2), que comprende:

- una unidad de control de proyectil (15) según la reivindicación 9, y

- al menos un sensor radar de proyectil propio del proyectil (5) con un campo de detección (6) cuyo eje central (7) está orientado de forma oblicua respecto del eje longitudinal (A) del proyectil (2) hacia el semiespacio frontal del proyectil (2) y que está integrado o montado en una zona periférica del cuerpo de proyectil, en donde la unidad de control de proyectil (15) está acoplada con el sensor radar de proyectil propio del proyectil (5) a nivel de señal y de control para su accionamiento conforme a un procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 a 8.

11. Proyectil (2) según la reivindicación 10, que comprende además al menos una unidad sensora adicional propia del proyectil, distinta del sensor radar de proyectil (5), para la adquisición de datos de objeto objetivo, que está acoplada con la unidad de control de proyectil (15) a nivel de señal y de control para llevar a cabo un procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la unidad sensora adicional propia del proyectil se selecciona del grupo que comprende: unidad sensora radar, unidad sensora óptica, unidad sensora infrarroja.