Frequently Asked Questions (IX) – El Radar (2/3) –

by · January 20, 2009

Continuamos con los sistemas de Radar que empezamos en el post anterior

Aunque lo suyo sería entrar en la base matemática (y que a mi personalmente me apasiona!! jaja) no creo que sea de un interés general, así que creo que optare por algo más llano y placentero 🙂

Clasificación de Radares

radarset

Como vemos en este gráfico, podemos clasificar los radares en dos grupos, los primarios (PSR) y los secundarios (SSR).

Los primarios son los más conocidos, trabajan con ecos pasivos. La señal emitida es reflejada por el blanco y recibida por la misma unidad de radar, no existe ninguna otra señal emitida. Este grupo se puede clasificar según el tipo de onda enviada:

  • Onda continua: Radar de efecto Doppler (CW), radar de onda continua modulada (FM-CW)
  • Por pulsos: Radar de efecto Doppler pulsado, radar de compresión de pulsos, radar MTI (Moving Target Indication), radar de frecuencia ágil.

Los secundarios trabajan con señales de respuesta activas. La señal que envía no es solo reflectada, sino también es respondida por el blanco por medio de un “transponder” que recibe, procesa la señal y envía una respuesta a diferente frecuencia.

Radares Primarios – PSR (Primary Surveillance Radar)

Los radares de vigilancia primarios son aquellos que realizan su función sin ayudad de elementos externos. Son los radares principales ya que detectan los blancos que hay en el espacio sin necesidad de que estos emitan ninguna señal, ya que funcionan mediante un pulso que rebota en el objeto y vuelve al radar.

El radar pulsado

Es el más básico que existe. El radar emite un pulso y cuando este encuentra un blanco, rebota con el propio blanco y vuelve al radar, avisando así de que hay un objeto en el aire. Este radar por sí solo únicamente puede detectar si hay un blanco y la distancia que hay a ese blanco.

Radar de efecto Doppler

Son radares que utilizan el efecto Doppler para medir la velocidad de un objeto en movimiento. Envían una señal a una frecuencia determinada (fs) y analizan la frecuencia recibida por el eco en el objeto. Si hay variaciones en la frecuencia recibida respecto a la emitida (fs+fd), será debido a que el objeto esta en movimiento  y se podrá medir su velocidad.

Hay diferentes tipos de radares con efecto Doppler, se clasifican según el tipo de onda que emiten. Podemos encontrar el Doppler pulsado, el de onda continua (CW) y el de onda continua modulada en frecuencia (FM-CW).

  • Doppler Pulsado: Proporcionan una información exacta de la velocidad radial del objeto. Se basa en el hecho de que los blancos que se mueven a una velocidad radial diferente a cero provocarán un cambio de frecuencia entre la señal emitida y el eco recibido. La velocidad del blanco puede ser determinada mediante la media del cambio de frecuencia del paquete de pulsos de la portadora.

  • De onda continua (CW): Estos radares, como su nombre indica, emiten señales de manera continua. Solo pueden medir la velocidad del objeto, midiendo la variación de frecuencia entre la emitida y la recibida.

  • De onda continua modulada (FM-CW): Proporcionan la distancia y la velocidad del objeto. La comparación de frecuencia entre dos señales es más precisa que la comparación en tiempo. Lo que se hacer es ir variando de forma constante en el tiempo la frecuencia a la que se emite la señal así cuando llegue el eco su frecuencia será diferente y comparándola se podrá saber cuánto tiempo a transcurrido y por tanto la distancia a la que se encuentra el blanco.

Radar MTI (Moving target Indicator)

Los radares MTI tienen como peculiaridad que solo pueden distinguir objetos en movimiento. Esto tiene ventajas o desventajas, según la aplicación que se le quiera dar. Por ejemplo, para radares de control de tráfico aéreo son perfectos pues eliminan los clutters (objetos que están fijos en un sitio, como puede ser un edificio o una montaña).

Todo esto funciona gracias a un tipo de filtro llamado filtro doppler (DLC o Delay line canceller). La función principal de este filtro es comparar dos señales recibida en diferentes periodos de tiempo, para diferenciar cuando algo es blanco o cuando es un clutter.

Quizás, la parte negativa de este filtro sería que necesita como mínimo dos señales diferentes para funcionar. El filtro recibe una primera señal que pasa por los dos posibles caminos, habiendo uno que lo retrasa un período T. Así, cuando la segunda señal llega, pasa por el de abajo y se compara con la primera que ha sido retrasada. Se restan las dos señales y de ahí se puede extraer si un objeto es blanco o no.

Radares de seguimiento

Los radares de seguimiento se diferencian con los radares anteriormente explicados en que son capaces de seguir la trayectoria de un objeto. Es decir, los anteriores radares eran capaces de detectar un blanco, calcular el rango (la distancia al blanco) y eran capaces de distinguir entre blancos móviles y fijos. Pues este tipo de radar aparte de poder hacer eso, son capaces de detectar la trayectoria de un objeto y seguir a ese objeto. Su uso es muy importante para conocer las trayectorias de objetos como pueden ser misiles o aviones militares enemigos.

Los principales tipos de radar de seguimiento son los siguientes:

  • STT (single-target tracker)

Diseñados para seguir continuamente un único blanco a un ratio de datos relativamente rápido (high data rate). Generalmente esto depende de la aplicación, pero 10 observaciones por segundo (10 vueltas completas) como hace este tipo de radares suele ser un típico radar de control de misiles guiados, aunque en general se suele utilizar para blancos que se mueven muy rápido.

  • ADT (Automatic Detection & Tracking)

Estos radares se utilizan principalmente como parte de la vigilancia aérea. Se encuentran tanto en los controles de tráfico aéreo civil como en los centros de vigilancia aérea militar. Tienen un data rate relativamente bajo en comparación con el anterior, pero tienen la ventaja de ser capaces de seguir varios blancos a la vez. De ahí que se utilice especialmente en sistemas de control aéreo.

  • Phase Array Tracking

La peculiaridad de este tipo de radares es que está formado por un conjunto de antenas funcionando a un high data rate. Se podría decir que es una mezcla de los dos anteriores radares, pues pueden seguir objetos que van muy rápido y además pueden seguir varios objetos a la vez. Su función principal suele ser sistemas de defensa aérea.

  • TWS (Track-While-Scanning)

Es un tipo de radar un poco anticuado ya, pues tiene un data rate moderado y puede seguir un número limitado de blancos. También de aplicaciones militares normalmente, antiguamente se solía llamar como los ya explicados ADT.

Mañana, la última parte de esta saga sobre Radares, patrocinada por la inestimable ayuda de Víctor 😉

Guardado en: aeronáutica, ciencia, colaboraciones, FAQ

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Discusión7 Comments

  1. […] para finalizar la saga de radares, tomamos el testimonio al post anterior para continuar con la Clasificación de […]

  2. Edgardo Gambirassi says:

    Los temas referidos a radar me han parecido muy buenos y bien documentados.

  3. Ángel says:

    Muchas gracias Edgardo!
    Me alegro que te hayan gustado. Próximamente tengo dos temas más pensado sobre navegación RNAV y como nos pidió Carlos, cajas negras. Este último estoy pendiente de buena documentación, pero no creo que tarde mucho en encontrarla.

    Un saludo!

  4. Fabian CL says:

    Hola!! me apasiona el tema de la aeronautica como a uds creo! pero desconozco bastante del tema, una de las cosas que no he podido imaginarme es como las fuerzas armadas de los paises se las arreglan para poder distinguir atravez de los radares el ingreso a sus espacios aereos de naves hostiles y naves comerciales..como saben que no se trata de un ataque? cuando una aeronave ingresa.

    Saludos y gracias de antemano.

    Su amigo!

  5. Ángel says:

    Hola Fabian, sobre lo que preguntas, te puedo hablar de lo que yo se por familiares que ocurre en España. Existen (a parte de una unidad central) un conjunto de “EVA” (Escuadrón de Vigilancia Aérea) situados a lo largo de la geografía del país que vigilan con radares militares el tráfico aéreo. Cuando un avión vuela un espacio aéreo controlado lleva activo un código transpondedor que responde a las interrogaciones del radar. Esos códigos los asigna Eurocontrol y son únicos para una determinada zona para que cada avión transponda de manera única.
    Luego los aviones militares llevan otros códigos reservados para ellos para poder diferenciarlos. A parte que también hay maneras de transponder, es decir, dependiendo de la manera en la que trabaje tu transpodedor, le darás una información u otra a las interrogaciones del radar. Con todo esto ya estamos listos para saber si ese avión es comercial o no. Si a un avión militar se le ocurre transponder como uno civil, el control aéreo militar tiene esos códigos y las rutas que deben seguir, con lo que o se verían duplicados en caso de estar el código en uso, o se vería un avión que pasaría por donde no debe. A partir de ahí hay un seguido de protocolos para contactar con él y aclarar la confusión(o no :))
    Luego te preguntarás que cómo se identifican en el campo de batalla los aviones. Pues bien, así a grandes rasgos existe un sistema llamado IFF (identification, friend or foe) que mediante criptografía puede uno saber si es amigo o enemigo. ¿Cómo? Se le interroga su código transpondedor y si “contesta” correctamente a la pregunta del avión, es que es amigo, de lo contrario, enemigo. Obviamente, la información que se preguntan es totalmente desconocida por el adversario del campo de batalla. La pregunta y respuesta van debidamente cripografiadas para que sean únicas.
    Este tema es muy interesante ciertamente y podría ocupar una entrada nueva… así que la añado a mi lista de entradas pendientes.

    Gracias por comentar y recibe un Saludo 😉

  6. Fabian CL says:

    Gracias Angel!! una excelente explicacion!! puedo ahora asumir que si un aparato no enciende o no le funciona el dispositivo de transponder es cuando se vuelve necesaria la intercepcion aerea para descartar cualquier amenaza!!

    Estare al pendiente de los temas que estan desarrollando.

    Su amigo!

  7. Ángel says:

    Bueno Fabian, cuando un aparato no enciende el transpodendor en el radar aparece un puntito, puesto que lo detecta, pero como no contesta a la interrogación no reporta nada. Así pues por el propio diseño del radar pueden saber velocidad, altitud y rumbo pero nada más (creo)

    Eso si, antes de sacar los cazas a por el avión se utiliza la frecuencia de guardia indicando altitud, velocidad y rumbo del avión para que se identifique.

    Eso es lo que yo tengo entendido.

    Un saludete!

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