Sistemas De Radar

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Introducción a los sistemas radarUn radar es un instrumento electrónico que utiliza ondas electromagnéticas de frecuencia muy elevada para determinar la posición, la velocidad y las características de los objetos situados fuera del alcance visual. |
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Fue desarrollado en 1934 por un equipo de técnicos británicos bajo la dirección de Watson Watt y demostró su eficacia en el ámbitomilitar durante la II Guerra Mundial.Figura 1. Radar móvil situado en el remolque de un camión.A partir de entonces sus aplicaciones se han diversificado enormemente, lo usan los meteorólogos para detectar tormentas, huracanes y tornados, los controladores aéreos para ordenar el tráfico de los aeropuertos, la NASA para crear mapas topográficos de los planetas y la policia para determinar la velocidad ala que circulan los vehículos.Figura 2. Volcán Komagate en Japón, mapa radar desarrollado por la NASA |   | |
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En los siguientes apartados se describe el principio de funcionamiento, ecuaciones y diagrama de bloques de los distintos tipos de radar. |
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Eco y efecto DopplerEl principio de funcionamiento de los radares se basa en dos sencillos fenómenos físicos: El eco y el efectoDoppler. |
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Eco. Al igual que un sonido, cuando una onda electromagnética que se propaga por el aire choca contra un obstáculo, parte de su energía es absorbida y parte reflejada hacia el emisor.Figura 1. Ejemplo de eco sonoro.El retardo y las características de esta señal reflejada sirven al radar para determinar la posición, velocidad e incluso propiedades morfológicas del obstáculoencontrado.Efecto Doppler. El efecto doppler consiste en la variación de frecuencia de una onda al ser emitida o recibida por un objeto en movimiento.Cuando el emisor de una onda electromagnética se acerca al receptor, la frecuencia de la onda recibida será mayor que la frecuencia emitida. Si por el contrario la fuente de ondas se aleja del receptor, la frecuencia recibida será proporcionalmentemenor.En la siguiente aplicación se puede apreciar claramente la variación de frecuencia de las ondas propagadas cuando el emisor se encuentra en movimiento.Descarga aquí el software de Java si no puedes ver la aplicación.  |   | |
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Por delante del emisor los frentes de onda se aproximan, generando un aumento de frecuencia. Por detrás del emisor se produce el efecto contrario, losfrentes de onda se separan y por tanto la frecuencia disminuye. Esta variación de frecuencia se puede calcular a partir de la siguiente expresión.El signo de las velocidades de receptor y emisor dependerá de si éstas son de alejamiento o acercamiento. |
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Ecuación RADARLa ecuación radar es la base fundamental de la teoría de radares y representa una relación entre la potenciatransmitida y la potencia recibida dada una determinada distancia hasta el objetivo. |    Figura 1. Esquema de la propagación de la señal RADAR para la teledetección de objetivos. |
La densidad de potencia que llega al objetivo según el esquema vendrá dada a partir de la siguiente expresión. |
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El RCS o sección equivalente radar indica la cantidad de energía que el objetivo refleja hacia el radar.Viene dado en unidades de superficie (m2) pero puede no guardar relación con la superficie física del obstáculo.Utilizando este parámetro se calcula la densidad de potencia reflejada que regresa al radar.Conociendo la ganancia de la antena receptora se puede calcular su área efectiva.y a partir de ésta la potencia total recibida.Esta expresión constituye la versión simplificada de la ecuaciónradar ya que no incluye pérdidas que normalmente afectan al receptor ni tampoco factores de despolarización.  |   | |
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|   | MEDIDAS CON RADARComo ya se ha comentado en varias ocasiones, el radar es un equipo capaz de fijar la posición y velocidad de un objetivo incluso a larga distancia y en condiciones meteorológicas adversas. A continuación se describen las principales ecuaciones de las...