Diseño De Radares

Diseño de radares

Componentes de un radar
Un radar consta de los siguientes bloques lógicos:
* Un transmisor que genera las señales de radio por medio de un oscilador controlado por un modulador.
* Un receptor en el que los ecos recibidos se llevan a una frecuencia intermedia con un mezclador. No debe añadir ruido adicional.
* Un duplexor que permite usar la antena para transmitiro recibir.
* Hardware de control y de procesado de señal.
* Interfaz de usuario.
Diseño del transmisor
Oscilador
El núcleo del transmisor lo forma un dispositivo oscilador. La elección de este se realiza en virtud de las características que se requieren del sistema radar (coste, vida útil, potencia de pico, longitud de los pulsos, frecuencia...) Los osciladores más utilizados son:* Magnetrón: es el más utilizado a pesar de que se trata de una tecnología algo vieja. Son pequeños y ligeros. Pueden funcionar a frecuencias de entre 30 MHz y 100 GHz y proporcionan buena potencia de salida.
* Klistrón: algo más grandes que los anteriores, llegan a funcionar solamente hasta los 10 GHz. La potencia de salida que proporcionan puede quedarse corta en algunos casos.
* TWT(Tubo de ondas progresivas): para radares de 30 MHz a 15 GHz, buena potencia de salida.
Modulador
El modulador o pulsador es el elemento encargado de proporcionar pequeños pulsos de potencia al magnetrón. Esta tecnología recibe el nombre de "potencia pulsada". Gracias al modulador, los pulsos de RF que emite el oscilador están limitados a una duración fija. Estos dispositivos están formados por unafuente de alimentación de alto voltaje, una red de formación de pulsos (PFN) y un conmutador de alto voltaje (como un tiratrón).
Si en lugar de magnetrón se usa un tubo klistrón, este puede actuar como amplificador, así que la salida del modulador puede ser de baja potencia.
Diseño de la antena
Las señales de radio difundidas (broadcast) por una sola antena se propagan en todas las direccionesy, del mismo modo, una antena recibirá señales desde cualquier dirección. Esto hace que el radar se encuentre con el problema de saber dónde se ubica el blanco.
Los primeros sistemas solían utilizar antenas omnidireccionales, con antenas receptoras directivas apuntando en distintas direcciones. Por ejemplo, el primer sistema que se instaló (Chain Home) utilizaba dos antenas receptoras cuyasdirecciones de observación formaban un ángulo recto, cada una asociada a una pantalla diferente. El mayor nivel de eco se obtenía cuando la dirección de observación de la antena y la línea radar-blanco formaban ángulo recto y, por el contrario, era mínimo cuando la antena apuntaba directamente hacia el objetivo. El operador podía determinar la dirección de un blanco rotando la antena de modo que unapantalla mostrase un máximo y otra un mínimo.
Una importante limitación de este tipo de solución era que el pulso se transmitía en todas las direcciones, de modo que la cantidad de energía en la dirección que se examinaba era solo una pequeña parte de la transmitida. Para que llegue una potencia razonable al blanco se requieren antenas direccionales.
Reflector parabólico
Artículo principal:Antena parabólica
Los sistemas más modernos usan reflectores parabólicos dirigibles para estrechar el haz en el que se emite en broadcast el pulso. Generalmente el mismo reflector se utiliza también como receptor. En estos sistemas, a menudo se usan dos frecuencias radar en la misma antena para permitir control automático ("radar lock").
Guiaonda ranurada
Artículo principal: Guía de onda ranuradaLa guía de onda ranurada se mueve mecánicamente para hacer el barrido y es adecuada para sistemas de búsqueda (no de seguimiento). Las guiaondas ranuradas son muy direccionales en el plano de la antena pero, al contrario que las parabólicas, no son capaces de distinguir en el plano vertical. Suelen usarse en detrimento de las parabólicas en cubiertas de barcos y exteriores de aeropuertos y...