Sistema de Radar

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Sistema de Radar


El radar (“radio detection and ranging”) es un equipo compuesto por un conjunto de sistemas electrónicos que permiten detectar la presencia de objetos que se hallan fuera del alcance de la vista humana y obtener distintos tipos de información de los mismos, la cual se representa en una pantalla por medio de imágenes y sonidos.
Una vez que un objeto ha sido identificado, es posible determinar datos sumamente precisos del mismo, como ser a que distancia se encuentra, su forma, su posición, su dirección de desplazamiento y su velocidad, entre otros datos.
El funcionamiento básico del radar se basa en emitir ondas de radio que cuando chocan con el objeto se reflejan y son captadas por un equipo receptor.
El tiempo que transcurre entre la emisión y la recepción de la señal, es el que permite determinar la distancia a la que se encuentra el objeto.
El radar está compuesto por seis elementos fundamentales:

1. Transmisor:
Este equipo se encarga de emitir una gran cantidad de ondas electromagnéticas, que al chocar con algún objeto se reflejan y son devueltas en forma de eco.
Cuenta con un magnetrón para generar impulsos de radio de alta frecuencia con mucha energía. El mismo permite trabajar de dos formas:

Con frecuencia ágil: el magnetrón se sintoniza continuamente a lo largo del ancho de banda por medio de un motor que se encarga de controlar el volumen de las cavidades resonantes del mismo.

Con frecuencia fija: en este caso el motor del magnetrón se mantiene en una posición fija de acuerdo a una frecuencia seleccionada.

2. Antena:
Es la encargada de captar la energía contenida en el eco y enviarla al receptor a través de impulsos electromecánicos a frecuencias muy elevadas y de corta duración.
La misma debe generar un haz sumamente estrecho, ya que debe girar lenta y continuamente para generar la señal de barrido.
En muchos casos, la antena de radar lleva una batería con direccionamiento electrónico.

3. Receptor:
Este recibe la señal y se encarga de medirla y cuantificarla.
Es muy importante que éste tenga la capacidad de amplificar y medir señales muy débiles con una frecuencia muy elevada, ya que de no ser así las mismas no podrían ser detectadas.
Esta señal cuantificada es enviada a una computadora para realizar la tarea de conversión analógica / digital.
Los receptores cuentan con distintos tipos de amplificadores, como ser:
Amplificador lineal: es utilizado en condiciones normales.
Amplificador logarítmico: es aquel que se utiliza para suprimir ecos cercanos.
Amplificador Dicke Fix: es el encargado de suprimir el barrido de Jamming.
Amplificador MTI: se utiliza para eliminar blancos fijos.

4. Software
Por medio de éste, y mediante la utilización de un conversor analógico / digital, se convierte la señal analógica recibida en una secuencia de números, por medio de tareas de codificación y decodificación de la misma.
Esta secuencia de números es procesada por computadoras muy veloces que se encuentran en los gabinetes de procesamiento de video, en donde se extrae toda la información relativa al objetivo, la cual se envía a través de distintos bus, como ser el de CATV y sistema de datos de combate entre otros.

5. Pantalla de Radar:
Este es el dispositivo sobre el cual se desplaya toda la información que fue entregada a los distintos buses. Generalmente consisten en pantallas LCD que permiten obtener imágenes de gran calidad y una mayor visibilidad del piloto. Éstas están ubicadas estratégicamente brindando un mayor aprovechamiento del espacio del avión y permitiendo una mejor visualización del piloto.

6. Modulador de Impulsos:
Este es el dispositivo encargado de extraer continuamente corriente de una fuente de energía, como un generador, para así poder alimentar el magnetrón del transmisor con impulsos de voltaje, potencia, duración e intervalos precisos.
Estos impulsos deben comenzar y finalizar de manera abrupta, pero la potencia y el voltaje no deben variar de forma apreciable durante el impulso.


Para entender mejor como trabajan todos estos elementos en conjunto, explicaré brevemente el funcionamiento del Sistema Radar. El transmisor se encarga de emitir un haz de ondas electromagnéticas a través de la antena, la cual concentra las ondas en un haz apuntando en la dirección deseada. A estos impulsos siguen períodos de silencio para observar la existencia o no de objetos.
Cuando las ondas chocan con un objeto que se halla en la trayectoria del haz, algunas se reflejan y forman una señal de eco, mientras que las ondas que no chocan con ningún objeto se dispersan.
La energía contenida en la señal es captada a través de la antena, que también se encarga de enviar dicha señal al equipo receptor. Éste, mediante un proceso de amplificación y tratamiento informático, genera una señal en el dispositivo de visualización, que por lo general es una pantalla de computadora.
La computadora se encarga de procesar las diferentes fuerzas de las señales de retorno y elabora una imagen que es desplayada en una pantalla.
Los pulsos de radar se programan para que den en el objetivo y reboten antes de que se emita el siguiente pulso, para así poder medir el tiempo en que tarda la señal en regresar y determinar de esta forma la distancia en la que se encuentra el objetivo, su dirección y velocidad.
Cuando el objetivo se encuentra en movimiento, la señal de retorno es de frecuencia levemente diferente a la de emisión, lo cual se denomina efecto Doppler y se debe al amontonamiento de ondas de radio cuando el objeto se acerca, o a su dispersión cuando el mismo se aleja. Este efecto permite detectar cuando un objeto se encuentra inmóvil o en movimiento, como así también la dirección y velocidad que lleva en éste último caso.

Los radares se pueden clasificar de la siguiente forma:

Radar de Navegación
Este tipo de radar se utiliza para obtener información acerca de la distancia a la que se encuentra un objeto y la dirección que lleva el mismo.
Es sumamente útil para evitar cualquier tipo de colisión, ya que permite detectar todo tipo de objeto no señalizado, como así también otras naves y elevaciones geográficas ante cualquier condición climática , permitiendo de esta manera que el avión obtenga información a cerca de zonas de clima inhóspito, neblinas, nubes importantes y factores que limiten la visibilidad humana.

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Radar Primario o Pasivo (ASR)
Es aquel que trabaja sobre el principio de un eco pasivo procedente del objetivo. Este tipo de radar no necesita la cooperación del objeto para poder detectarlo.

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Radar Secundario (SSR - Secundary Surveillance Radar)
Este tipo de radar basa su funcionamiento en la respuesta del objetivo, por lo tanto necesita de la cooperación del objeto, como ser el avión, para poder detectarlo. Generalmente los radares secundarios se utilizan para tareas de navegación y de comunicación.

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Radar Meteorológico.
Presenta información acerca de áreas tormentosas, bancos de niebla, lluvias, entre otras inclemencias climáticas, a lo largo de una ruta. Esta información es sumamente útil, ya que permite que el avión tome otra ruta de vuelo para así evitar las zonas de clima riguroso.

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Radar de Vigilancia.
Este tipo de radar permite detectar aquellos objetos que se encuentren en la proximidad de la nave proporcionando una alerta temprana.

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Radar de Control de Tiro
Este dispositivo se encarga de identificar un objetivo determinado, de realizar la adquisición del mismo y de seguirlo automáticamente. También puede determinar el alcance, el azimut y la elevación de un objetivo para que luego el sistema de ataque pueda apuntar y disparar automáticamente.

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A continuación ejemplificaré con radares específicos utilizados en la aviación militar.

Radar de ruta (SAR – Radar de Abertura Sintética)
Este radar utiliza una antena sintéticamente ampliada que se encarga de recopilar los datos del radar a lo largo de una parte de la ruta de vuelo, que puede ser desde varios cientos de metros a varios kilómetros. Estos datos son procesados por la computadora y corregidos por algoritmos especiales del SAR. Mediante esta técnica se pueden obtener las resoluciones de desviación lateral en cuanto a medición y submedición.

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Radar de blancos en movimiento (ISAR – Radar de Abertura Sintética Inversa)
Gracias al refinamiento y la mejora del principio clásico de SAR en materia de imágenes radar se logró el modo SAR inverso (ISAR), el cual permite la toma de imágenes exacta de blancos en movimiento, tanto de superficie como aéreos, a distancias muy grandes. La calidad de estas imágenes ISAR casi llega a ser igual a la de una fotografía, por lo que la clasificación y la identificación de un objetivo a cientos de kilómetros, y mucho más lejos del alcance de cualquier instrumento óptico, es posible. Este sistema se basa en la amplia experiencia de procesamiento de señales radar y se apoya en amplias campañas de recopilación y análisis de datos. EADS (uno de los fabricantes de ISAR) ha desarrollado modos ISAR altamente eficaces para la clasificación de buques.
Las prestaciones del sistema se ponen de manifiesto con estas imágenes navales ISAR, de buques localizados a una distancia de aproximadamente 100 Km.

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Radar de control de tiro y guiado de misiles ( AN/APG 65-GY)
El AN/APG 65-GY es un radar multimodo con control de tiro y guiado de misiles. La eficiencia de combate del cazabombardero F-4F Phantom de las Fuerzas Aéreas Alemanas ha sido mejorada incorporando un sistema radar AN/APG 65 modificado para el control de tiro y el guiado de misiles AMRAAM. La versión modificada del radar también se utiliza para el programa de actualización de aviónica del F-4E de las Fuerzas Aéreas Griegas. A la derecha se observa este radar con sus respectivos componentes, el Receptor y Exitador, el procesador de datos, el procesador de señales radar, la unidad de enfriamiento y manejo de temperatura, y el Transmisor.

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Radar de detección y seguimiento de buques, aviones, submarinos (Ocean)
El Ocean es un radar de comprensión de impulsos coherente con notables prestaciones. Trabaja en multimodo operativo y posee capacidad de crecimiento potencial por medio de la programación del software. Posee una interfase flexible e integración simple en una amplia variedad de plataformas aéreas. Sirve para la detección y el seguimiento de buques, submarinos sumergidos y aviones.

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Radar de detección y seguimiento de blancos aéreos, navales, presentación del terreno, navegación
El ECR 90 aporta un conjunto de nuevas tecnologías que cumplen con los más avanzados requisitos de última generación. Dispone de varios sistemas de modos operativos, incluyendo detección y seguimiento de objetivos aéreos y navales, tareas de navegación, así como también presentación del terreno, lo cual permite realizar la detección, identificación y ataque a los objetivos bajo cualquier condición climática.
Este radar puede encargarse del lanzamiento de seis misiles guiados aire-aire AMRAAM, aportando al sistema de armas del Eurofighter una espectacular eficiencia de combate.

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Radar de detección automática y seguimiento
Un ejemplo de este tipo de radar es el pulso Doppler AN/APG-70 X-band que utiliza el avión F- 15. Este radar tiene la capacidad de detectar objetivos pequeños a muy baja altura, como así también a gran altura, y a una gran distancia.
Una vez que el radar detecta un objetivo, envía la información obtenida a la computadora principal, que en este caso es una IBM CP-1075 de 96K, para que ésta se encargue de seleccionar, por medio del software, cual es el arma apropiada y efectiva para utilizar de acuerdo al objetivo detectado, para poder asegurar de esta manera un correcto desempeño del arma seleccionada y utilizada, ya sean misiles, ametralladoras o cañones.
Este radar tiene la propiedad de poder trabajar muy eficazmente en combates cerrados, ya que puede ubicar automáticamente aviones o armamento enemigo, y luego enviar la información obtenida al Head-Up Display AN/AVQ-20.

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Otro tipo de radar es el Detexis RBE-2, que utiliza el avión Rafale M, el cual cuenta con un alcance superior a 100 Km, y con una amplia capacidad que le permite mirar hacia abajo y disparar hacia abajo, característica con la que no cuentan la mayoría de los radares. Este dispositivo tiene dos modos de operación:
Modo de detección aérea: en donde el equipo puede detectar y rastrear hasta 10 objetivos simultáneos, pudiendo establecer contacto con 8 de ellos.

Modo de detección terrestre: en esta modalidad el equipo puede desplegar en la cabina del piloto un dibujo que representa un mapa del terreno.

El radar de abordo utilizado por el avión Mig-FMI es de quinta generación, y es un radar de pulso Doppler con escaneo electrónico de vectores, lo cual brinda la posibilidad de entablar combates aéreos más allá del rango visual, teniendo la capacidad de atacar simultáneamente a 20 blancos.

En la actualidad los aviones de combate cuentan con un agregado informático que permite una modalidad de trabajo de radar en simulación para poder realizar el adiestramiento, en tierra o en vuelo, de los pilotos sin implicar blancos verdaderos; y con un sistema de ECM integrado.

Existen radares de microondas que se denominan Lidar (light detection and ranging). Éstos trabajan con una técnica de detección remota que utiliza luz láser, al igual que el radar, y radiación electromagnética en la banda de microondas. Su funcionamiento consiste en la emisión de un pulso láser extremadamente corto, y en la recepción de parte de la radiación que es reflejada por el objetivo.

El tiempo que transcurre entre la emisión del pulso láser y la recepción de la señal lidar recibida permite determinar la distancia a la que se encuentran el emisor y el objetivo.
Este tipo de radar trabaja en una banda de longitud de onda muy pequeña, inferior a 1 cm, y tiene la capacidad de tener una mayor resolución de los objetivos, tanto angular como en distancia, y una menor vulnerabilidad a las medidas preventivas del enemigo, como por ejemplo las perturbaciones.
Generalmente este tipo de radar se utiliza en el sector de las comunicaciones, ya sean éstas civiles o militares, y en la medición de la contaminación atmosférica.

Hay radares especiales como el AN/APS-145 que no van equipados en aviones de combate sino que van en aviones de apoyo. Utilizan una antena AN/APA-171 de 6 metros de diámetro que rota a una velocidad de 6 rpm. Este radar es controlado por una computadora AN/UYQ-70 que cuenta con un sistema de display avanzado y periféricos capaces de operar con varios displays a la vez, facilidades de zoom y visualización de la información obtenida por el radar a través de mapas.

Como equipos de apoyo utiliza un sistema de posicionamiento global (GPS) y un sistema de navegación inercial (CAINS- Carrier Aircraft Inertial Navigation System) AN/ASN-92, un sistema de referencia de cabeceo y actitud AN/ASN-50, un buscador de dirección automático AN/ARA-50 UHF, un sistema de aterrizaje automático (ILS) AN/ASW-25B y un radar altímetro AN/APN-171(V).
Utiliza un equipo de comunicación AN/ARC-158 UHF data link y un AN/ARQ-34 HF datalink Joint Tactical Information Distribution System (JTIDS) para proveer seguridad en las comunicaciones, tanto de voz como de datos.

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5 comentarios - Sistema de Radar

@elmaty
buena info! +10