La radiofrecuencia fotónica en los sistemas para autodefensa de aeronaves

Las guerras del siglo XX demostraron que los ejércitos sin poderío aéreo no pueden ganar batallas. Los conflictos del siglo XXI demostrarán que el poder aéreo sin superioridad en el espectro electromagnético no puede imponerse en el campo de batalla. Se trata de una nueva forma de entender y hacer la guerra.

El coronel, Jim Ekvall, de la división de Guerra Electrónica (EW) del Ejército de Estados Unidos, señala que "la naturaleza del espectro electromagnético es tal que cada vez está más disputado. Tienes que ser capaz de atacar y de defender en el espectro y, además, asegurarte de que lo controlas. Para hacer todas estas cosas, debes lograr y mantener una ventaja en el espectro electromagnético".

El almirante Jonathan Greenert de la Armada de Estados Unidos explica que, "en las próximas décadas, el espectro electromagnético puede llegar a ser nuestro campo de batalla más crítico. El control del espectro electromagnético está creciendo más en importancia que el control de los territorios en la guerra moderna". Así pues, parece claro que quien controle el espectro electromagnético ganará la próxima guerra.

Existe una creciente preocupación por las capacidades en guerra electrónica de Rusia y China. Rusia está desplegando una nueva generación de sistemas EW. Los sistemas de guerra electrónica rusos han demostrado ser altamente efectivos durante las operaciones aéreas en Siria y Ucrania. Estos sistemas EW hacen bastante difícil que los aviones occidentales tengan acceso seguro a estas áreas.

Los pilotos de aeronaves militares pronto podrían tener que enfrentarse a sistemas EW enemigos que emplean señales fuera del espectro EW tradicional, lo que crea una necesidad de respuesta de banda ancha en frecuencia que va más allá de las capacidades de los sistemas de autodefensa basados en equipos RF y digitales convencionales.

La RF fotónica es una de las tecnologías habilitadoras para la nueva generación de sistemas EW tanto en el ámbito de Apoyo Electrónico (ES) como en el de Ataque Electrónico (EA).

Los sistemas de autodefensa para aeronaves basados en RF fotónica pueden superar las limitaciones inherentes de los sistemas tradicionales, proporcionando anchos de banda instantáneos de más de 100 GHz, lo que permite hacer frente a radares de baja probabilidad de interceptación (LPI) que operan con gran agilidad en frecuencia y complejas formas de onda.

Así pues, se puede emplear la tecnología RF fotónica para implementar alertadores radar (RWR) que puedan detectar amenazas radar de tipo LPI. Estas características dotan a los RWR basados en tecnología fotónica de una capacidad de detección instantánea frente a las amenazas radar incluso de las bandas más elevadas, lo que se traduce en una Probabilidad de Interceptación (POI) del 100% con confianza plena en la identificación de las amenazas.

Es muy difícil para la electrónica digital y de RF cubrir instantáneamente un ancho de banda elevado. Para ello tiene que recurrir a la utilización de varios receptores canalizados que cubren sub-bandas del espectro. Esto conlleva una penalización de los RWR en cuanto a tamaño, peso, consumo y disipación de potencia.

En cambio, un RWR que necesite procesar señales con un ancho de banda de 100 GHz puede, empleando RF Fotónica, utilizar una portadora óptica con una frecuencia central de 193 THz, lo que significa que sólo utiliza el 0,05% del total de ancho de banda disponible.

Por otra parte, los perturbadores (jammers) de RF tradicionales generan contramedidas mediante técnicas de engaño, basadas en memorias digitales de radiofrecuencia (DRFM).

La principal limitación de las DRFM siempre ha sido el Convertidor Analógico/Digital (ADC). El ancho de banda sobre el que pueden actuar las DRFM está limitado por la velocidad de digitalización y la precisión con la que se pueden reproducir las señales que es una función del número de bits. El número de bits por muestra también determina el nivel de respuestas espurias que estarán presentes en las señales de salida.

Otro problema de las DRFM es la latencia, que debido a la digitalización, introducen cuando generan las técnicas de contramedida. Los radares LPI están equipados con robustas técnicas de Protección Electrónica (EP) para dificultar o evitar la posible contramedida realizada contra dichos radares. Estas contra-contramedidas electrónicas (ECCM) les permiten ser resistentes a las técnicas de engaño generadas por las DRFM.

En cambio, las memorias fotónicas de radiofrecuencia (PRFM) puegen generar señales de engaño de alta fidelidad (gran pureza espectral) sobre un enorme ancho de banda (superior a los 100 GHz) con una latencia casi nula. Es decir, las PRFM permiten implementar técnicas ECM capaces de contramedir electrónicamente los radares LPI más avanzados; y además responder ante las amenazas de forma más rápida. Por tanto, los sistemas de autodefensa basados en RF Fotónica incrementan la capacidad de supervivencia de las aeronaves.

Además, la tecnología fotónica permite implementar sistemas de autoprotección embarcada que son más eficientes que los sistemas basados en electrónica digital y de RF, en cuanto a reducción de las cadenas de RF, lo que se traduce en Unidades Reemplazables en Línea (LRU) con reducido factor de forma (pequeño tamaño y bajo peso), así como bajo consumo de potencia. En definitiva unas características SWAP (Size, Weight and Power) que los hacen muy convenientes para ser embarcados en aeronaves y especialmente en UAV/RPAS.

España es pionera en el desarrollo de sistemas EW basados en RF fotónica, los cuales han sido probados con éxito por los usuarios más exigentes de todo el mundo. Nuestra soberanía tecnológica en este ámbito nos pone en una situación ventajosa para dotarnos de las capacidades más avanzadas para prevalecer en la batalla por el espectro electromagnético. Es el momento de aplicar la exhortación de Carl Von Clausewitz en su obra De la Guerra de que "el conocimiento se debe convertir en capacidad".