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Introducción Forma simple de la ecuación del RADAR Diagrama de bloques y operación del RADAR Frecuencias de RADAR Historia Aplicaciones Bibliografía.

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Presentación del tema: "Introducción Forma simple de la ecuación del RADAR Diagrama de bloques y operación del RADAR Frecuencias de RADAR Historia Aplicaciones Bibliografía."— Transcripción de la presentación:

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2 Introducción Forma simple de la ecuación del RADAR Diagrama de bloques y operación del RADAR Frecuencias de RADAR Historia Aplicaciones Bibliografía

3 ¿Qué es el RADAR? Motivación

4 Determinación de la distancia (Round-Trip Time) Determinación de la posición angular (antena de haces estrechos) Determinación del movimiento relativo (efecto Doppler)

5 RADAR: Radio Detection And Ranging Detección de aeronaves enemigas Dirección de lanzamiento de armas antiaéreas

6 Tren de pulsos rectangulares Medida de la distancia o rango (R): Cada milisegundo de ida y vuelta en el vacío rango de 150 metros

7 Tiempo de espera hasta enviar el siguiente pulso Ambigüedad por ecos de segunda vez Máximo rango sin ambigüedad

8 Ecuación simple del RADAR: relación del rango con las características del dispositivo. Básico para su comprensión y diseño Densidad de potencia a una distancia R con antena isotrópica

9 Empleo de antenas directivas con ganancia G Si R es el rango, la densidad de potencia radiada por la antena sobre el objeto es RCS (Sección cruzada de RADAR) Densidad de potencia rerradiada sobre la antena del RADAR

10 Potencia recibida por el RADAR Rango máximo en función de la mínima potencia detectable Ecuación del RADAR: caso optimista

11

12 Transmisor magnetrón RADAR para detección de aeronaves Pot. pico de 1MW, pot. media de varios kW, ancho de pulso de varios microseg. y frecuencia de repetición de cientos de pulsos por seg.

13 Receptor superheterodino RADARs militares operan en entornos ruidosos sin amp. de RF de bajo ruido Amp. de bajo ruido más sensible Mezclador alto R.D. y + inmunidad a interf.

14 RADAR para vigilancia aérea IF de 30 ó 60MHz y B de 1MHz Amp. IF Filtro adaptativo Maximizar el ratio pico de señal a potencia media de ruido a la salida (Bτ~1)

15 Mostrar el resultado en un tubo de rayos catódicos (CRT) PPI mapeo en polares (modulación de la intensidad de un haz de electrones)

16 Diagrama de bloques básico Multitud de elementos Ejemplo: sensores de seguimiento con bloqueo de la antena

17 ADT (Automatic Detection and Tracking) Cuantización de la cobertura del RADAR en celdas Integración de los pulsos de eco Umbral energético para discernir entre eco y ruido de fondo Establecimiento de trayectorias de objetos Mostrar información procesada al operador

18 Antenas parabólicas Phased arrays

19 Tradicionalmente desde los 220MHz a los 35GHz

20 Uso de letras de origen militar

21 Ecuaciones de Maxwell (1864) Demostradas experimentalmente por Hertz en 1886 El ingeniero alemán Christian Hülsmeyer fue el primero en sugerir el aprovechamiento del eco de este tipo de señales para evitar choques durante la navegación marítima Marconi desarrolló algo similar en 1922

22 Primer experimento de detección de distancia en 1924 a cargo del físico británico Edward Victor Appleton altura de la ionosfera Gregory Breit y Merle Antony Tuve llegaron a los mismos resultados utilizando la técnica de radioimpulsos que posteriormente se incorporaría al RADAR en los años 30

23 Primer sistema de RADAR por el físico británico Robert Watson-Watt en 1935

24 1939 ya se disponía de una cadena de estaciones de RADAR en las costas británicas del sureste Ese mismo año el físico Henry Boot y el biofísico John T. Randall inventaron el magnetrón de cavidad resonante LIDAR (Light Detection And Ranging)

25 El RADAR evitó que la Luftwaffe (las fuerzas aéreas de la Wehrmacht de Hitler) se adueñase del espacio aéreo inglés durante 1940

26 Control del tráfico aéreo Tanto en ruta como en aeropuertos RADARs de alta resolución para aeronaves y vehículos de tierra Fue empleado como sistema de aproximación a tierra Sistema de aterrizaje de microondas basado en la tecnología RADAR

27 Navegación aérea Prevención meteorológica Altímetro basado en tecnología radio Navegador Doppler RADARs de caracterización de relieve empleados para la navegación aérea

28 Navegación marítima Evitar potenciales colisiones con otros barcos Detección de boyas

29 Espacio Reuniones o encuentros espaciales Acoplamientos Alunizaje RADARs de tierra para detección y seguimiento de satélites en el espacio Aplicaciones de remote sensing

30 Remote sensing Detección remota de recursos terrestres mapeo de las condiciones marítimas, recursos de agua, agricultura, condiciones forestales, formaciones geológicas, contaminación ambiental… Plataformas de estos RADARs satélites y aeronaves

31 Fuerzas de la ley Detección de velocidad de vehículos Detección de intrusos

32 Uso militar Vigilancia Navegación Control y guiado de armas

33 M. I. Skolnik, Introduction to RADAR Systems. McGraw-Hill, 1981


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