Detecção passiva e capacidades de radar anti-furtivo da China

Como Pequim está aproveitando o radar passivo para desafiar a vantagem furtiva dos Estados Unidos

A capacidade de operar dentro do espaço aéreo adversário com baixa probabilidade de detecção tem sido um pilar da estratégia militar dos EUA, permitindo liberdade de ação em ambientes contestados. Na República Popular da China, no entanto, um esforço nacional conjunto está em andamento para desenvolver tecnologias que desafiem diretamente essa vantagem. Esse esforço, um componente crítico da estratégia mais ampla de Antiacesso/Negação de Área (A2/AD) da China, concentra-se no radar passivo (无源雷达), uma tecnologia que a China está desenvolvendo agressivamente como um componente-chave de sua doutrina de contra-furtividade (反隐身).

Este desenvolvimento representa uma mudança significativa na dinâmica da guerra eletrônica, que abordado brevemente em post sobre os satélites SIGINT/ELINT da China . Voltemos a este tópico agora e examinemos os esforços do PLA para criar uma rede de sensores resiliente e em camadas, capaz de detectar, rastrear e, por fim, atingir até mesmo as aeronaves mais avançadas e de baixa observação.

Cobertura de radar passiva ao longo da costa da China em 2020

Os fundamentos da localização coerente passiva

Em sua essência, a Localização Coerente Passiva (PCL) , também conhecida como Radar Oculto Passivo (PCR), é uma inovação em relação ao radar tradicional. Em vez de emitir ondas de rádio potentes e ouvir o eco — um processo que torna os radares ativos um alvo proeminente e vulnerável para mísseis antirradiação —, os sistemas PCL são totalmente passivos. São receptores silenciosos, que exploram o ambiente eletromagnético.

Esses sistemas operam em dois modos principais. O primeiro, Rastreamento Passivo de Emissor (PET), funciona detectando e geolocalizando as próprias emissões eletrônicas de um alvo, como seus sinais de radar, comunicações ou transponder IFF. O segundo método, mais avançado, utiliza “iluminadores de oportunidade” (IoO) — fontes de energia existentes e não cooperativas. Estes podem incluir uma ampla variedade de sinais, desde transmissões comerciais de rádio FM e sinais de Transmissão de Vídeo Digital Terrestre (DVB-T) até transmissões de estações base de celular (4G/5G) e até mesmo sinais de satélite (GPS, Beidou, constelações de internet LEO). O receptor PCL captura simultaneamente o sinal de caminho direto do iluminador e as fracas reflexões desse sinal em um alvo. Ao medir a minúscula Diferença de Tempo de Chegada (TDOA) entre esses dois sinais em múltiplas estações receptoras espacialmente diversas, o sistema pode triangular a localização precisa do alvo.

A vantagem geométrica é fundamental. As aeronaves furtivas modernas são meticulosamente projetadas para neutralizar radares monoestáticos, onde o transmissor e o receptor estão localizados juntos, desviando a energia do radar para longe da fonte. Isso cria "cones de silêncio" onde a aeronave é excepcionalmente difícil de detectar. Os sistemas PCL, por serem inerentemente bistáticos (um transmissor, um receptor) ou, mais poderosamente, multiestáticos (múltiplos transmissores e/ou receptores), criam uma rede de postos de escuta que podem ser posicionados para captar esses sinais desviados. Da perspectiva de um receptor distante do transmissor, a principal característica defensiva da aeronave furtiva se transforma em uma assinatura detectável.

Este diagrama contrasta as geometrias de radar passivo bistático e multiestático, mostrando como um único par de receptores versus vários receptores distribuídos exploram iluminadores de oportunidade para localizar um alvo em movimento

Da emulação à inovação

O intenso interesse da China em radares passivos foi catalisado por eventos em 1999: a queda de um caça furtivo F-117 dos EUA sobre a Iugoslávia, supostamente auxiliado por um sistema de vigilância passiva Tamara da República Tcheca , e o bombardeio acidental da embaixada chinesa em Belgrado pelos EUA . Esses incidentes serviram como um alerta, demonstrando tanto as potenciais vulnerabilidades das aeronaves furtivas quanto o imperativo estratégico da China em desenvolver sua própria tecnologia militar avançada.

Inicialmente, a China adotou uma abordagem dupla: tentar adquirir sistemas estrangeiros e, ao mesmo tempo, investir em pesquisa local. Em 2004, um acordo para a compra de seis sistemas avançados de vigilância passiva VERA-E da República Tcheca foi frustrado por pressão diplomática dos EUA. Para Pequim, essa foi uma lição crucial sobre os perigos de depender de fornecedores estrangeiros para capacidades militares essenciais. O revés apenas fortaleceu a determinação da China em alcançar a autossuficiência.

A estatal China Electronics Technology Group Corporation (CETC) tornou-se o nexo desse esforço . Institutos importantes sob sua tutela, como o 14º Instituto de Pesquisa (NRIET) em Nanquim (um renomado laboratório de radares) e o 29º Instituto de Pesquisa (SWEEI) em Chengdu (especialista em guerra eletrônica), foram incumbidos de dominar a tecnologia PCL. Eles contavam com o apoio de um robusto ecossistema de pesquisa acadêmico-militar. Instituições como a Universidade Xidian, a Universidade Nacional de Tecnologia de Defesa (NUDT) e a Universidade de Wuhan começaram a produzir pesquisas de ponta sobre algoritmos avançados, novas técnicas de supressão de desordem e o uso de novos iluminadores.

Sistemas Operacionais Chave

Em meados da década de 2010, esse esforço conjunto resultou em um portfólio de sistemas operacionais. Entre os mais significativos estão:

1. YLC-20 : Desenvolvido pelo NRIET, o YLC-20 é principalmente um sistema PET, projetado para detectar e localizar alvos por suas próprias emissões em uma ampla faixa de frequência (supostamente de 380 MHz a 12 GHz). Conceitualmente baseado em sistemas como o VERA-E, ele pode servir como um "fio de disparo" estratégico de longo alcance para fornecer alerta antecipado. Sua principal limitação, no entanto, é sua ineficácia contra alvos que observem o controle rigoroso de emissões (EMCON).
2. DWL002 : Um produto do 29º Instituto, o DWL002 é um sistema multiestações mais avançado, revelado pela primeira vez por volta de 2009. É explicitamente descrito como um verdadeiro radar PCL, projetado para combater aeronaves furtivas. Com um alcance de detecção relatado de até 400 km contra alvos do tamanho de caças e 600 km contra aeronaves maiores, um único sistema DWL002 implantado na costa poderia fornecer vigilância persistente e secreta sobre todo o Estreito de Taiwan. Sua arquitetura, composta por uma estação mestre e várias estações clientes implantadas a dezenas de quilômetros de distância, é essencial para a multilateração TDOA necessária para o rastreamento 3D preciso.
3. YLC-29 : Revelado publicamente em 2017, o YLC-29 representa uma evolução adicional. Ele supostamente utiliza sinais de rádio FM civis como seu iluminador de oportunidades. Operando na banda VHF (cerca de 100 MHz), o YLC-29 explora o princípio físico de que a forma furtiva e os materiais absorventes de radar, normalmente otimizados para radares de banda X e banda C de frequência mais alta, são menos eficazes contra comprimentos de onda mais longos. Isso permite que ele gere uma seção transversal de radar maior a partir de aeronaves furtivas. A mídia chinesa o elogia como superior em desempenho tanto ao antigo YLC-20 quanto ao estrangeiro VERA-E.

Um radar de localização coerente passivo YLC-29 implantado em campo com mastros receptores em um caminhão de comando e seu grande conjunto de vigilância planar em um trailer

Esses sistemas não operam isoladamente. A doutrina militar chinesa, particularmente seu foco na "guerra informatizada" (信息化战争), enfatiza um sistema de defesa aérea integrado e em camadas (IADS), no qual diferentes sensores com potências complementares trabalham em conjunto.

Um cenário de engajamento “passivo para ativo”

Considere um cenário de conflito potencial. Uma esquadrilha de aeronaves furtivas americanas se aproxima da costa chinesa, mantendo estrito silêncio de rádio para evitar a detecção. Um sistema YLC-20 não vê nada. No entanto, uma rede de sistemas YLC-29 e DWL002 está escutando passivamente, usando sinais de potentes torres de transmissão FM no continente. Eles detectam os ecos fracos e distorcidos da aeronave que se aproxima e geram um arquivo de rastreamento.

Este rastreamento, embora talvez não seja preciso o suficiente para um bloqueio direto do míssil devido às limitações inerentes de resolução, fornece uma "sinalização secreta" crucial. Os dados são conectados em rede com segurança por meio de links de alta largura de banda a um centro de comando regional de defesa aérea, que os funde com outras informações. O rastreamento é então passado para uma bateria de SAM, como o HQ-9. O poderoso, porém vulnerável, radar de engajamento ativo da bateria permanece inativo e não transmite, não revelando nenhum sinal de sua prontidão. Somente quando a aeronave furtiva entra no envelope de engajamento do míssil, o radar ativo é ativado por uma rajada muito curta — apenas o tempo suficiente para adquirir um rastreamento com qualidade de controle de fogo e guiar o míssil. Essa doutrina "passivo-ativo" maximiza a capacidade de sobrevivência de toda a rede de defesa aérea, minimizando o tempo de transmissão de seus componentes mais vulneráveis.

Aqui vemos uma cadeia de destruição de defesa aérea S-300: um radar passivo CETC YLC-20 aciona um radar de engajamento, que então guia mísseis para interceptar o alvo

Desafios e contra-ataques dos EUA

Apesar desses avanços, as capacidades de PCL da China apresentam fragilidades. O "dilema do iluminador" continua sendo um desafio fundamental. A dependência de sinais de transmissão de terceiros significa que o desempenho de um sistema PCL pode ser prejudicado se uma estação interromper a transmissão ou for destruída em um conflito. Para mitigar isso, pesquisadores chineses estão intensamente focados em alavancar seus próprios ativos soberanos baseados no espaço — como o sistema de satélites de navegação Beidou e futuras constelações de comunicação LEO, como a GuoWang — como iluminadores controláveis.

Além disso, a imensa carga computacional do processamento de sinais PCL representa um obstáculo de engenharia não trivial. A principal tarefa técnica envolve o cancelamento da poderosa Interferência de Caminho Direto (DPI) do iluminador para detectar o eco alvo, que pode ser muito mais fraco. Isso requer algoritmos sofisticados de filtragem adaptativa e poder de processamento significativo (FPGAs, GPUs), o que pode restringir a mobilidade e a acessibilidade dos sistemas.

Este gráfico mostra o DPI do iluminador e a interferência multipercurso (MPI) causada pela desordem do solo, ambos os quais devem ser suprimidos para que a antena de vigilância possa isolar o sinal refletido da aeronave

Esses sistemas também apresentam limitações inerentes de desempenho. Geralmente, apresentam resolução e precisão inferiores, particularmente na dimensão de elevação (detecção de altura), do que os radares ativos de alta frequência. Isso reforça seu papel doutrinário como um sensor de sinalização e vigilância, em vez de um sensor primário de engajamento. Eles também não são invulneráveis. Embora não possam ser alvos de mísseis antirradiação, seus locais receptores podem ser localizados por meio de SIGINT, que direciona suas comunicações, e podem então ser atacados cineticamente. Os recursos avançados de guerra eletrônica dos EUA também podem ser usados ​​para falsificar sinais de iluminadores, criando uma enxurrada de alvos falsos para saturar a capacidade de processamento da rede chinesa.

O Futuro Espaço de Batalha

Olhando para o futuro, o desenvolvimento do PCL na China está se movendo em várias direções importantes. A primeira é um impulso determinado para o espaço, com o objetivo de transformar o PCL de uma capacidade oportunista e geograficamente limitada em um sistema de vigilância global e persistente. A segunda é a integração profunda de Inteligência Artificial e Aprendizado de Máquina para automatizar e otimizar a cadeia de processamento do PCL. Isso inclui o uso de IA para supressão avançada de desordem (distinguindo um drone furtivo de um bando de pássaros) e até mesmo para reconhecimento automatizado de alvos (ATR) , classificando um alvo detectado com base em suas características únicas de espalhamento multiestático.

A proliferação desses sistemas também representa um desafio estratégico. A exportação de sistemas PCL de custo relativamente baixo, com capacidade de sobrevivência e sigilosos para outras nações poderia complicar significativamente as operações aéreas dos EUA em teatros de operações muito além do Indo-Pacífico, corroendo uma vantagem tecnológica fundamental da qual o poder aéreo americano se baseia há muito tempo.

O desenvolvimento do PCL sinaliza uma mudança fundamental no combate aéreo. A disputa não é mais uma mera invisibilidade, mas uma batalha muito mais complexa de assinaturas, processamento e controle do espectro eletromagnético. À medida que a China continua a desenvolver e implementar esses sistemas de detecção passiva, a manutenção da superioridade aérea no século XXI dependerá da capacidade de compreender suas capacidades e elaborar contra-ataques eficazes.

Fonte:
https://ordersandobservations.substack.com/p/passive-detection-and-chinas-counter