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SISTEMAS DE RADIODETERMINACIÓNSISTEMAS DE RADIODETERMINACIÓNSISTEMAS DE RADIODETERMINACIÓNSISTEMAS DE RADIODETERMINACIÓNGGGGradoradoradorado en Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicaciónen Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicaciónen Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicaciónen Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicación

Introducción a los sistemas radar

■ Definición

■ Breve reseña histórica

■ Esquema básico de funcionamiento– Bloque transmisor

– Bloque de antena

– Bloque receptor

– Bloque de visualización

■ Clasificación– Según el blanco

– Según la posición del transmisor y del receptor

– Según la aplicación

– Según la forma de onda

■ Frecuencias utilizadas



■ Definición– Armada USA

� radio detection and ranging

– Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT)

� sistema de radiodeterminación basado en la comparación entre señales radioeléctricas reflejadas o retransmitidas desde la posición a determinar



■ Reseña histórica– 1886: Hertz muestra la reflexión de ondas de radio por objetos metálicos

y dieléctricos

– 1903: Hülsmeyer detecta ondas de radiofrecuencia reflejadas por barcos

– 1922: Marconi imparte una conferencia en el Institute of Radio Engineers(hoy IEEE) acerca de la necesidad del desarrollo de la utilización de señales de onda corta para la detección de objetos. H. Taylor & L.C. Young detectan barcos de madera con onda continua

– 1930: L.A. Hyland detecta aviones utilizando onda continua

– 1934: Se construye el primer radar pulsado

– 1940: Primeros radares militares. Construcción del Laboratorio de Radiación en el MIT para el desarrollo de sistemas radar de microondas

– Fin II guerra mundial: Disminuyen los recursos destinados al desarrollo de los sistemas radar. Se perfecciona la resolución y el alcance de los diseños existentes

– Guerra fría: Desarrollo de sistemas radar con mayor potencia y antenas más grandes para detectar misiles. Sistemas de mayor precisión para poder interceptarlos



■ Esquema básico de funcionamiento– Bloque transmisor

– Bloque de antena

– Bloque receptor

– Bloque de visualización

transmisor

pantalla

receptor

onda electromagnética transmitida

onda electromagnética reflejada

antena

blanco

Rruido

circulador

procesadode señal



■ Bloque de antena

Barrido dos dimensiones Barrido tres dimensiones


■ Bloque de visualización (I)


amplitud

distancia

distancia

azimut

azimut

pantallaA

pantalla PPI(plan positionindicator)

offset PPI

azimut

PPI sectorial

PPI expandido

azimut



■ Bloque de visualización (II)

Localización y seguimiento Meteorológico


■ Clasificación (I)– Según el blanco: primario o secundario

– Según la posición del transmisor y del receptor: monoestático o biestático

Introducción a los sistemas radarIntroducción a los sistemas radarIntroducción a los sistemas radarIntroducción a los sistemas radar

primario secundario

transpondedor


Introducción a los sistemas radarIntroducción a los sistemas radarIntroducción a los sistemas radarIntroducción a los sistemas radar

● Clasificación (II)– Según la aplicación

� Control aéreo (ATC / Air Traffic Control): control del tráfico en ruta y en la proximidad de aeropuertos, ayuda al aterrizaje, ...

� Navegación aérea: radar meteorológico para evitar zonas con condiciones meteorológicas adversas, altímetros, ...

� Navegación marítima (VTS): radar de a bordo para evitar colisiones (poca visibilidad), radar de costa para seguimiento, vigilancia y ayuda (en puertos), ...

� Aplicaciones espaciales: seguimiento y control de satélites, ayuda a los alunizajes

� Medioambientales: clima, búsqueda de recursos naturales, protección de bosques, control de contaminación, ...

� Aplicaciones militares: control y guiado de misiles, contramedidas electrónicas (ECM), EECM, ...



■ Clasificación (III)– Según la forma de onda: onda continua (CW, CW–FM, CW–PM) o radar pulsado

pulso incidente

pulso reflejado

eco blanco1eco blanco2

cτ

3cτ/2

cτ/4

blanco1R1

blanco2R2

pulso reflejado

eco blanco1 eco blanco2

cτ

cτ/2

blanco1R1

blanco2R2

cτ



■ Clasificación (IV)– Radar pulsado

Rmin

Rmax

∆R∆R



■ Frecuencias utilizadas– HF (3 – 30 MHz): Vigilancia OTH (over–the–horizon)

– VHF (30 – 300 MHz): Vigilancia a distancias muy elevadas

– UHF (300 – 1000 MHz): Vigilancia a distancias muy elevadas

– L (1 – 2 GHz): Vigilancia a distancias elevadas. Control de tráfico en ruta

– S (2 – 4 GHz): Vigilancia a distancias intermedias. Control de tráfico en terminales. Condiciones meteorológicas a largas distancias

– C (4 – 8 GHz): Seguimiento a distancias elevadas

– X (9 – 12 GHz): Seguimiento a distancias cortas. Control de misiles. Aplicaciones cartográficas

– Ku (12 – 18 GHz): Cartografía de elevada resolución. Altura de satélites

– K (18 – 27 GHz): Poco uso (vapor de agua)

– Ka (27 – 40 GHz): Vigilancia de aeropuertos. Cartografía de muy alta resolución



■ Conclusiones– Detección y localización remota de blancos

– Existen muy diversas aplicaciones (tipos, frecuencias) de los sistemas radar. Su funcionamiento en su forma más básica es muy sencilla

– Los más sencillos (y los más utilizados) son monoestáticos, primarios y pulsados

– Se pueden medir distancias, velocidades, trayectorias, etc.

– Parámetros importantes: distancia máxima sin ambigüedad, zonas ciegas, resolución en distancia, frecuencia doppler

– Reducción del nivel de ruido (aumento de la relación señal a ruido)

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