RADAR

Introducción al RADAR (Abril 2011)

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Introducción al RADAR
(Abril 2011)
Iván López Espejo
Documento que explica las bases de funcionamiento del sistema RADAR.

I. INTRODUCCIÓN

E

L RADAR es un sistema electromagnético para la detección
y localización de objetos. Opera a partir de la transmisión
de un tipo de onda particular, por ejemplo, un seno modulado
pulsado, detectando la naturaleza deleco de la señal. Esta
tecnología se usa para extender la capacidad del ser humano
de percibir estímulos del ambiente a través de alguno de sus
sentidos, especialmente el de la visión. El RADAR, sin
embargo, no es ningún sustituto del ojo humano en el sentido
de que no percibe la imagen de los objetos con tanta precisión,
no detecta el “color”, etc. No obstante, esta tecnología se
diseña para lapercepción de objetos en condiciones en las que
el ojo humano no es capaz de hacerlo; por ejemplo, en
situaciones de oscuridad, de densa vegetación, de niebla, de
lluvia, de nieve, etc. Y, sobre todo, la peculiaridad más
importante de esta clase de dispositivos es que pueden medir
la distancia o rango hasta el objeto en cuestión.
Una forma elemental de RADAR consiste en una antena
transmisora queemite radiación electromagnética generada
por algún tipo de oscilador, una antena receptora y un
dispositivo detector de energía o receptor. Una porción de la
señal transmitida es interceptada por un objeto reflectante y
rerradiada por este en todas direcciones. La energía que se
rerradia en la dirección de vuelta al RADAR es la de nuestro
interés. La antena receptora recibe la energía devuelta y laenvía al receptor, donde se procesa para detectar la presencia
del objeto, extrayéndose su localización y velocidad relativas.
La distancia al objeto se determina mediante la medición del
tiempo empleado por el pulso desde que este es emitido hasta
que se recibe de vuelta reflejado por el objeto. La dirección o
posición angular del objeto se determina a partir de la
dirección de llegada del frentede ondas reflejado. El método
usual para la medida de la dirección de llegada es con una
antena de haces estrechos. Si existe un movimiento relativo
entre el objeto y el RADAR, la modulación en frecuencia de la
portadora de la onda reflejada (causada por el efecto Doppler)
es una medida de la velocidad relativa del objeto, pudiendo ser
utilizado este efecto para la distinción entre objetos enmovimiento y estáticos.
El nombre de RADAR es una contracción de Radio
Detection And Ranging. En un primer momento fue
desarrollado como un dispositivo de detección para advertir de
la aproximación de aeronaves enemigas así como para saber
en qué dirección lanzar las armas antiaéreas.
La forma de onda más común en el RADAR es un tren de
pulsos rectangulares estrechos que modulan una portadorasenoidal. La distancia o rango al objeto se determina, como
hemos introducido, a partir de la medida del tiempo ܶோ que
emplea el pulso en viajar al objeto y volver. Puesto que la

energía electromagnética se propaga a la velocidad de la luz,
ܿ = 3 × 10଼ ݉/‫ ݏ‬en el vacío, el rango, ܴ, es
ܴ=

ܿܶோ
.
2

El factor 2 aparece en el denominador a causa de que el pulso
electromagnético realiza un recorrido deida y vuelta al objeto.
Así, en el vacío, cada milisegundo de ida y vuelta del pulso
energético equivale a una distancia desde el RADAR al objeto
de 150 metros.
Una vez que el pulso transmitido es emitido por el RADAR,
debemos de dejar pasar un intervalo de tiempo suficiente para
permitir que cualquier eco de la señal vuelva y sea detectado
antes de que el siguiente pulso sea transmitido. De estaforma,
el período al cual los pulsos deben ser enviados se determina a
partir del máximo rango en el cual se espera detectar objetos.

Fig. 1. Representación del máximo rango sin ambigüedad en función de la
frecuencia del pulso de repetición.

Si la frecuencia del pulso de repetición es demasiado alta,
los ecos de las señales desde alguno de los objetos pueden
llegar después de la transmisión del...