Este documento describe los sistemas y procesos para organizar datos y diseñar sistemas de armas. Explica cómo se especifican las funciones y componentes de un sistema de armas, y cómo se usan diagramas de flujo para modelar las tareas y la confiabilidad. También describe los procesos de un radar para escanear un área objetivo usando haces múltiples, incluida la determinación del tamaño del área de adquisición, la programación de los haces y la extensión del área para cubrir cualquier espacio vacío.

1. OIM-HJEROMAN SISTEMAS DE ARMAS ARM y MATERIALES
TEMA: SISTEMAS DE ARMAS Organización de Datos para Diseño
AUTOR. @IngSistArmas
Bibliografía: Relacionado
ORGANIZACIÓN DE DATOS PARA DISENO: (1.a)Especificaciones militares del sistema; Generales y
de detalle . (1.b) Funciones secuenciales, principales y secundarias, sub-funciones, componentes e
interrelación. (1.c)Tarea y confiabilidad, descripción matemática de una tarea y de la confiabilidad.
(1.d) Diagramas de Flujo.
20-04-2017 PENSAR EN NACION ACTUALIZACIÓN
RADAR – BÚSQUEDA y ADQUISICIÓN. SPY-1
Phased Array Radar automáticamente puede rastrear múltiples objetivos, manteniendo la vigilancia
continua del cielo, de los wavetops a la exo-atmósfera.
INTRODUCCIÓN
El sistema cuyos fundamentos técnicos se desarrollarán es un paquete de haces de búsqueda dentro de un
volumen seleccionado, determinando el ángulo central y las extensiones en azimut y elevación con lo cual se
define un plano de adquisición. El número de haces NMBA, requeridos para cubrir este Plano de Adquisición
está determinado por:
ENTRENAMIENTO MILITAR

2. Ec-001 A
Este número obtenido de la ecuación 001, se multiplica por el tiempo de permanencia por haz para
determinar el tiempo total de búsqueda, el cual se compara con uno de los tiempos máximos; (a) Si el tiempo
total de búsqueda es mayor que el tiempo permisible, el plano de adquisición es particionado, (b) Si el tiempo
total de búsqueda es menor, la información suministrada por el plano de adquisición es aplicada a un
procesador del radar para completar la adquisición no extendida con el número NMBA de haces en un patrón
particular.
ANTECEDENTES
L a Figura d-001 representa un escenario naval en el cual el horizonte es identificado con una línea que lleva
el número 12, dos buques avisos amigos 14 y 16 que se comunican utilizando un camino, el cual se ilustra
como un rayo simbólico 18. Un objeto o blanco designado como 20 y próximo al buque 14, es detectado por
sensores (separadamente no ilustrados) abordo del buque 14, como lo sugiere simbólicamente la línea
cortada en rayos 22.
Figura d-001 – Escenario naval, dos buques y un blanco.
Figura d-002 – Diagrama block de la función decisión
En el supuesto, el buque 16 no ha detectado la presencia del objeto 20. La información de localización del
blanco se produce en el buque 14, en coordenadas (información de referencia) que son transmitidas vía
enlace 18 desde el buque 14 al buque 16. El propósito de esta información de referencia es lograr que el

3. buque 16 dirija su radar hacia el blanco sin la necesidad de explorar todo el ambiente. En cuanto a la Figura
d-002, la misma representa un diagrama block simplificado del equipamiento y funciones en el buque 16. En
este diagrama se ve que el sistema de radar SPY 40 se comunica con 42 en función comando y control. El
subsistema de comando y control 42 recibe la información de referencia en la forma de datos de localización
del blanco mas la covariancia del error y convierte la información de referencia en información en
coordenadas locales (Buque 16). Además el subsistema comando y control 42 decide y determina a partir de
la variancia o error en la región extendida que se debe explorar para asegurar la “Adquisición del Blanco”.
El sistema de radar SPY es usado en naves de combate guía, utilizan pinceles de haz en forma secuencial
para explorar un plano o cara de adquisición. Estas naves o plataformas son equipadas con facilidades de
comunicaciones con lo cual se les permite compartir la información de sensores desde una cantidad
considerable de plataformas separadas. En una versión, la porción de comando y decisión del sistema radar
recibe desde una fuente remota, información de referencia relacionada con la localización aproximada de
blancos, esta localización aproximada se define por un estado o posición y la asociada covariancia o
incertidumbre. La lógica de comando y decisión calcula el tamaño necesario para la región de exploración
(cara de adquisición y alcance) y envía el resultante volumen de exploración hacia el radar de control SPY.
En teoría el Radar de Control SPY coloca un pincel de haz en el centro del plano o cara de exploración que
ha sido especificado por comando y control y determina a su vez el centro de localización de haces verticales
y horizontales adyacentes al centro del haz. La ubicación de los centros de haces corrientes se comparan con
los límites de adquisición (que son los límites de la cara de adquisición). Si el centro del haz se encuentra
fuera de los límites de adquisición el mismo cae en una situación no programada. Cuando los haces pueden
ser programados para exploración, los haces son secuencialmente generados, comenzando desde el centro
de la cara de exploración y expandiendo la exploración, colocando de este modo los haces en una roseta o
diagrama patrón sobre el centro en modo expandido. Esto posibilita la mejor posición sobre el blanco que
debe ser explorado primero.
La Figura d-003 representa una cara del plano de exploración 212, Tal como se define desde la parte de
comando y decisión de un buque en combate en respuesta a la información de referencia recibida desde una
fuente remota. Se sabe ya que la cara de exploración 212 se define por líneas horizontales y verticales 214,
216, 218 y 220. El centro del diagrama patrón se ha identificado con una cruz o símbolo (+). La extensión en
elevación de la cara de exploración 212 tal como es definida por el equipamiento de comando y decisión o
funciones extensión desde el centro (+) hacia la línea horizontal 214 o 216 y es denominada “La Extensión”
o “El Punto”, la extensión en azimut de la cara de exploración definida por comando y decisión desde el
centro (+) hacia las líneas verticales 218 o 220. El círculo 230 de la figura representa el primer pincel del haz
que ha sido finalmente colocado en el centro de la cara de exploración. El diagrama roseta patrón por el cual
se colocan el resto de los haces controla el lugar del segundo haz 232 a un lado del haz central 230, con su
centro separado en azimut desde el centro del haz central 230. El tercer haz 234 colocado al otro lado del haz
central 230, separado en azimut en la misma medida.

4. Figura d-003. Extensiones en Elevación y Azimut del diagrama patrón,
con la indicación del haz central y dos haces contiguos en azimut
La Figura d-004 ilustra una roseta central 233 de seis haces, la roseta incluye un haz central 230, primero y
segundo haz desplazados en azimut 232 y 234, y haces adicionales 236, 238, 240 y 242 los cuales pueden
ser agregados en la secuencia definida por sus numerales de referencia. Este patrón continúa con el
agregado de haces hasta cubrir la cara de exploración 212, cuyos límites se ven en la Figura d-003 con la
superficie llena. Es oportuno hacer mención que la ubicación real del haz no comienza hasta que los cálculos
no hayan finalizado y todos los haces programados.
El sistema SPY en operación básica, los haces son
agregados en la forma de patrón roseta en la medida
que el centro del haz se encuentre dentro del área
definida por las líneas 214, 216, 218 y 220. La Figura
d-005 ilustra algunos haces tales como 260, 261, y
262, los cuales se encuentran próximos a los
extremos señalado como 216. Estos haces tienen sus
centros dentro de los límites de adquisición 212 de la
Figura d-003 (cara de exploración) como se ven
superpuestos, dejando una región triangular no
rellenada entre cada haz. Mas particularmente la
región que bordea los haces o entre haces, en esta
figura 260 y 262 es designada como 260/262s. Estas
regiones que bordean son solo nominalmente no
rellenas, desde que los contornos del haz ilustrado
realmente representan una región en la cual existe
energía del haz pero en valores relativamente bajos
en magnitud o bien en intensidad que los valores
previstos. Un modo posible de continuar es ignorar
las pequeñas pérdidas de cubrimiento ocasionadas
en los bordes.
Figura d-004. Extensiones en Elevación y Azimut
del diagrama patrón, con la indicación del haz
central y seis haces contiguos en azimut

5. Figura d-005. Ilustra sobre el bordeado que puede ocurrir entre haces situados en los extremos de la
cara de exploración
En orden de completar las regiones ocultas, el sistema de radar SPY modifica los límites de la cara de
exploración que se indican como 214, 216, 218 y 220 mostrados en la Figura d-003 y que además fueran
especificados por Comando y Decisión agregando direcciones de haz en vertical y horizontal. La Figura d-
006 siguiente ilustra la cara de exploración o patrón que viéramos en la Figura d-003, con el agregado de
nuevas direcciones con lo cual se han podido extender los límites. Estos límites han sido ampliados en la
dirección horizontal, en un delta azimut (∆A) y en la dirección vertical en un delta elevación (∆E). El resultado
final para las extensiones fijan nuevos límites los cuales son designados como 214e, 216e, 218e, y 220e. Las
magnitudes de ∆A y ∆E son seleccionadas para igualar los espacios entre los centros de haces. El sistema
SPY luego completa dentro de los límites extendidos 260 con haces conformando el mismo patrón “roseta”
previamente descripto, del mismo modo y tanto como los centros de haz se mantengan dentro de los límites
extendidos. Los haces adicionales son programados si el centro del haz entra dentro de los límites extendidos
y se anulan si caen fuera. Una vez que todos los haces han sido procesados, pueden ser programados y
generados.

6. Figura d-006. Ilustra sobre como la cara de exploración puede ser extendida
con nuevas direcciones para cubrir los espacios anteriormente nulos u ocultos.
Por lo tanto el tratamiento que se desarrolla en el block
40 de la Figura d-002 puede llevarse a un diagrama de
flujo lógico o control lógico 300 de la Figura d-007, El
flujo de datos comienza en el block 310 “START”, o de
inicio y fluye hacia el block 312, el cual representa la
información recibida de adquisición, información
relacionada con el ángulo central del plano de
exploración y las extensiones angulares en azimut y
elevación tal como fue determinado por el block 42 de
Comando y Decisión, de la Figura d-002. En cuanto al
block 314 este representa el agregado de azimut y
elevación para completar los espacios de relleno entre
haces.
Estos rellenos tienen ángulo predeterminado en azimut y
elevación. Estos valores de azimut y elevación pueden
ser de magnitud similar. En el diagrama de flujo, block
300 de la Figura d-007, se muestra que fluye hacia el
block 316, el cual representa la programación de
locación de un haz de antena en el centro del informado
o complementado plano de exploración. En esto debe
entenderse que la locación puede ser solo uno
programada, antes que una formación real del haz, con
la real colocación del haz o generando un retardo hasta
que el cálculo se haya completado. Desde el block 316,
el diagrama 300 muestra que fluye hacia el block 318, el
cual representa el cálculo final de la ubicación del centro
del próximo haz que componen el diagrama roseta.
Figura d-007 Diagrama Flujo-Lógica de Control

7. Un block de decisión 320 determina cuando el centro del haz es colocado dentro de la zona rellenada del
plano de exploración. Si esto no ocurre, la lógica sale del block 320 por la salida NO y llega al block 324 que
sería calificado como no programado o haz ignorado. Por el contrario si el block de decisión encuentra que el
centro del haz está en las medidas de todo el relleno extendido la lógica nos lleva al block 322, el cual
representa la programación del haz. Sea cual fuere block 322 o 324 la lógica nos lleva a un nuevo block de
decisión 326 por la salida NO y retorna por el camino lógico 328 hacia el block 318, para comenzar
nuevamente iterando incluyendo el lazo que comprende los blocks 318, 320, 322, 324 y 326. Eventualmente
todos los haces habrán sido evaluados y la lógica abandona el block 326 por la salida SI para llegar al block
final 330.
La figura d-008 muestra un diagrama lógico
simplificado de flujo o diagrama 400 que muestra
solo las partes pertinentes o relevantes de la
operación del block de Mando y Decisión de la
Figura d-002. La lógica comienza en el block 412, el
cual representa la recepción de datos de referencia
de la fuente remota. Esta fuente ya mencionada
anteriormente puede ser por ejemplo otro buque
localizado en avanzada respecto del blanco o un
aviso tal como el buque 14 de la Figura d-001. Desde
el block 412 la lógica 400 fluye hacia el block 414, el
cual representa el volumen de adquisición calculado.
La información de referencia sobre la ubicación del
blanco es llevada o convertida a coordenadas locales.
Es decir a coordenadas donde el punto cero es el
buque con la misión de tiro y el área de la cara o
plano de exploración, la cual se determina por
Comando y Decisión considerando el estado real o
localización del blanco 20 tal como ha sido informado
y expandiendo la región dependiendo esto por
covarianza o error de la calidad de medida de
localización. El volumen de adquisición queda
determinado por el plano de exploración y el alcance
informado al blanco con su covariancia. Desde el
block 414, la lógica 400 fluye el block 416.
El block 416 de la Figura d-008 representa la
determinación del número de haces requeridos para
cubrir todos los caminos hacia el plano de
exploración, lo cual se ilustra como 212 en la Figura
d-003. Esta determinación se efectúa según la
ecuación siguiente Ec-001 B
Figura d-008 Diagrama Lógico de Control o flujo
simplificado, técnica de procesamiento anterior
llevada a cabo en el block de Ordenes y Decisión
del diagrama de la Figura d-002

8. Ec-001 B
NE = Número de haces SPY que se usan para
completar el relleno extendido del plano de
exploración
Aext = Extensión en azimut (Az Figura d-003)
Eext = Extensión en elevación (El Figura d-003)
∆A y ∆E = Fueron definidos.
Floor(x) = Es una función que trunca su argumento x
en el mas alto integrador (entero) menor o
igual que x
Desde el block 416, en el diagrama lógico 400 de la Figura d-008 la información fluye hacia el block 418,
representa el cálculo del tiempo requerido para explorar el volumen de adquisición. Nominalmente este tiempo
es el número de haces en el plano de adquisición multiplicado por el tiempo para que la energía de un haz
alcance el máximo alcance y retorne. Este tiempo es bien conocido = 10,8 µseg para millas terrestres y de
=12,4 µseg para millas naúticas. El block de decisión 420 compara el tiempo requerido para la exploración en
un volumen de adquisición nominal con el tiempo máximo posible para exploración del sistema de radar
SPY, block 40 de la Figura d-002. Si el tiempo requerido para la exploración del volumen de adquisición
nominal es menor que el valor máximo, la lógica 400 deja pasar la decisión al block 420 por la salida YES y
fluye a un block 426. Este block representa el volumen de adquisición enviado desde el block de Comando y
Decisión 42 del radar SPY 40 para la generación de haces necesarios para cubrir el área de exploración, tal
como se describe con el conjunto de figuras d-003, 004 y 005.
Si el tiempo requerido para la exploración del volumen de adquisición está determinado en el block 420, para
que sea mayor que el tiempo de exploración posible, la lógica 400 deja pasar la decisión por la salida NO y
fluye hacia el block 422 que representa la partición del volumen de exploración y los parámetros del volumen
de adquisición particionado retornan dentro de la lógica por el camino 424 al block 414 para comenzar de
nuevo la iteración a través de la lógica 400.
RESÚMEN DE LA INVENCIÓN
n método que está de acuerdo con uno de los aspectos de la invención es aquel que trata la selección de
haces para la exploración en el volumen explorado, que está basado por sobre todo del estimado ángulo al
blanco y de la covariancia de éste con el alcance. El método comprende los pasos en la determinación del

9. ángulo central, del azimut y elevación que tienen que ver con la extensión de exploración requerida y de este
modo definir una cara o plano de adquisición. El número de haces NMBA, Los cuales son requeridos para
cubrir el plano de adquisición son calculados por;
Ec-002
m: De la expresión Ec-002 es el mínimo número en una fila de haces (definidos como haces adyacentes con
centros en elevación constante y separados por 2∆A) requeridos para completar el cubrimiento en toda la
extensión de azimut Aext ;
Ec-003
nE = 2n + 1 Es el número de filas de haces
requerido para cubrir completamente el
frente de adquisición con extensión en
elevación Eext en donde la diferencia en
elevación de la fila de haces adyacente,
considerando los haces centrales está dado
por ∆E; ceiling(x) es el mas pequeño
integrador mayor o igual a x.
ẞ = Es el ancho del haz, siendo que la sección
transversal típica de un haz en radar es una
región circular de diámetro ẞ dentro del
cual la potencia del haz es mas alta en 3 dB
respecto del umbrales y fuera de ellos
mucho menor,
α = Es igual a la mitad del ángulo agudo entre
dos líneas que se extienden desde el centro
de un has radar a los puntos de intersección
de la circunferencia del haz con la
circunferencia de un haz adyacente.

10. El número de haces que brinda NMBA , el cual aparece en la primera expresión que se menciona en Ec-002,
es multiplicado por el tiempo de permanencia por haz, para de este modo determinar el tiempo de exploración
y el tiempo total de exploración así quedará determinado y será comparado con un máximo permisible de
exploración, se puede agregar que;
a) Si el tiempo total de exploración es mayor que el máximo permisible, el frente o cara de
adquisición es particionada y con este frente de adquisición así particionado, comienza el cálculo del
nuevo número de haces NMBA , el que a su vez, ya observado, multiplicado por el tiempo de
permanencia se determina el tiempo total de exploración y comparando este tiempo con el máximo
permisible se repite.
b) Si el tiempo total de exploración es menor que el máximo permisible, la información del frente o
cara de adquisición es aplicada al procesador de radar para que complete por llenado todo el frente
con el número NMBA de haces en un diagrama particular el cual podría llamarse diagrama roseta.
Apunte complementario: SSAA-II-004[1][e]. Descripción detallada del Sistema
SPY-1
DESDE EL GABINETE DE TRABAJO
CAP I
ORG de DATOS
CAP II
DETECCION
CAP III
IDENTIFICACION
CAP IV
ADQUISICION
CAP V
EJEC TIRO
CAP VI
MUNICION
EQUIPOS y
MATERIALES