Radar.

                                                    RADAR.

  Cazares Pérez Ernesto Alonso.                               V SEM. CUB. A

Radar.

El Radar (término derivado del acrónimo inglés radio detection and ranging, “detección y medición de distancias por radio”) es un sistema que usa ondas electromagnéticas para medir distancias, altitudes, direcciones y velocidades de objetos estáticos o móviles como aeronaves, barcos, vehículos motorizados, formaciones meteorológicas y el propio terreno. Su funcionamiento se basa en emitir un impulso de radio, que se refleja en el objetivo y se recibe típicamente en la misma posición del emisor. A partir de este "eco" se puede extraer gran cantidad de información. El uso de ondas electromagnética con diversas longitudes de onda permite detectar objetos más allá del rango de otro tipo de emisiones (luz visible, sonido, etc.)

Que es un radar?

Es un equipo electrónico que se encuentra en el puente del buque, que trabaja con las ondas de radio para detectar blancos o su alrededor.

Características de un radar.

·         Detecta todos los objetos que se encuentran a mí alrededor.

·         Ayuda a la navegación.

·         Se empezó a usar en los buques mercantes a partir de 1944.

·         El radar detecta: líneas de costa, barcos mayores de 300 tls, embarcaciones pequeñas.

Datos que proporciona un radar.

·         Distancia a un blanco (barco) y su demora.

·         Resolución de la cinemática.

·         De la navegación costera para la situación del buque.

·         De entradas al puerto simplificando la recada.

·         De ayuda a la visibilidad reducida.

Como funciona un radar?

El funcionamiento del radar está basado en la generación de ondas electromagnéticas a una determinada frecuencia, siendo enviadas a través de la antena de nuestro radar. Estas ondas se desplazan en el espacio hasta encontrar en su camino un objeto, " barcos, boyas, formaciones meteorológicas, contra los cuales "rebotan" y las ondas rebotadas en forma de "eco," son recibidas por la propia antena que las emitió, e interpretadas en función del tiempo transcurrido entre la emisión y transmisión y su intensidad, en distancia, dirección y velocidad del objeto encontrado.

Funcionamiento del radar.

Como transmite un radar?

Por pulsaciones electromagnéticas la energía de radio-circunstancias es transmitida como una raya por la antena del radar y refleja el objeto en camino.

Cuál es la función de la antena?

Recibir y transmitir señales, el transmisor produce energía electromagnética que es radiada por la antena.

Como recibe la señal el radar?

Las recibe como los reflejos de los blancos en una onda grande.

Como se despliega la información de un PPI?

Con un receptor que amplifica la señal recolectada por la antena  y la convierte como en una fluctuación de voltaje.

Cuáles son los blancos que se pueden detectar en la pantalla del radar?

·         Líneas de costa.

·         Barcos mayores a 300 tls.

·         Embarcaciones pequeñas.

Cuáles son los ecos falsos que se pueden detectar en la pantalla del radar?

·         Los blancos de radiación lateral.

·         Las reflexiones múltiples en la estructura del barco.

Familiarización con el radar.

“Concepto de medición de distancia de un radar.

        d = (v x t) / 2

       d = (161829 [millas/seg] x 0,0003 [seg] / 2

         d = 24,27 millas  

“Concepto de dirección medida por el radar”.

 Componentes y sus funciones.

 El esquema general de un radar, es el que se muestra en la Fig. Nº 3, siendo sus principales componentes los siguientes:

1.- Fuente de poder: Proporciona todos los voltajes necesarios para la operación de los componentes del sistema.

2.- Modulador: Produce la sincronización de la señal que hace que el transmisor emita el número necesario de veces por segundo. También hace partir el barrido del indicador y coordina los otros circuitos asociados para que todos los sistemas trabajen entre ellos con una relación de tiempo bien definido.

3.- Transmisor: Genera la energía de radiofrecuencia en la forma de cortos y poderosos pulsos.

4.- Sistema de antena: Toma la energía de Radiofrecuencia (RF) del transmisor y la irradia en la forma de haz altamente direccional, recibe los ecos reflejados que regresan y los hace llegar al receptor.

5.- Receptor: Amplifica la intensidad de los ecos y los transforma en señales de video que traspasa al indicador.

6.- Indicador (Pantalla): Produce la indicación visual de los pulsos de eco, en forma tal que proporciona la información deseada con una presentación visual de las demarcaciones y distancias de los ecos que recibe el Radar.

 “Haz de Radar”

Se muestra un diagrama tipo de radiación en el cual se han incluido los tan molestos lóbulos laterales que se producen debido a que las antenas en la práctica no pueden constituirse siguiendo exactamente el modelo teórico del diseño. El gráfico que solo se ha confeccionado con fines didácticos, ha sido deliberadamente distorsionado y no muestra por esta razón, la verdadera relación de proporciones que existe entre el lóbulo principal y los laterales.

 La energía irradiada es un haz relativamente angosto, similar al haz de luz de una linterna, en que la energía se concentra a lo largo del eje del haz, su intensidad decrece en función de la distancia a lo largo del eje del haz. Con la rápida disminución de la energía irradiada al alejarse del eje y con la disminución de la energía con la distancia, se deduce que deben emplearse límites prácticos de poder o voltaje de manera de definir las dimensiones de haz de radar o de establecer sus límites de energía útil.

   Ancho del haz.

 Se llama ancho del haz de radar al ancho angular del haz medido entre puntos dentro de los cuales tienen una determinada densidad de campo 

 El diagrama de radiación de la Fig. 10, muestra las relaciones de poderes que existen en puntos igualmente distanciados del eje en un mismo plano horizontal y a las mismas distancias de la antena en origen.  

Características del radar banda S y X.

Radar banda S.

La banda S se define por un estándar IEEE para ondas de radio con frecuencias que van de 2 a 4 GHz, cruzando el límite convencional entre UHF y SHF a 3,0 GHz. Es parte de la banda de microondas del espectro electromagnético. La banda S es utilizada por radar meteorológico, radar de buques de superficie y algunos satélites de comunicaciones, especialmente los utilizados por la NASA para comunicarse con el transbordador espacial y la Estación Espacial Internacional. La banda corta de radar de 10 cm varía aproximadamente de 1,55 a 5,2 GHz.

Características del radar banda S.

·         Frecuencia de 3 GHz.

·         Longitud de onda 10 cm.

·         Menor interferencia por oleaje.

·         Menor interferencia por precipitación.

·         Mayor alcance al horizonte.

·         Se utiliza más en navegación de altura.

Radar banda X.

La "banda X" es una parte de la región de microondas del espectro electromagnético. Su rango de frecuencias está comprendido entre 8.2 y 12,4 GHz. La porción que va de 10,7-12,5 GHz se solapa con la banda K_u.

El término se usa también para referirse informalmente a la banda AM extendida

Características del radar banda X.

·         Frecuencia de 9 GHz.

·         Longitud de onda de 3 cm.

·         Menor discriminación de blancos.

·         Mejor detección de blancos.

·         Menor anchura del haz.

·         Se utiliza para la navegación costera y recaladas.

                          

Principios del radar.

Detección del radar.

Es la transmisión de la antena del radar en forma de onda.

Alcance.

Depende de la longitud del pulso o de la onda.

Ancho del haz.

Es el ángulo que transmite el radar.

Amplificación del radar.

Según la escala X-S del radar.

                                       

Propiedades de reflexión.

·         Dependiendo del tamaño del objeto se producirá un eco más fuerte.

·         Dependiendo de la forma del objetivo será la reflexión del eco.

Tipos de reflexión.

·         Head Up.

·         Course Up.

·         North Up.

Tipos de marcaciones.

Marcación verdadera:

Se mide del norte verdadero al objeto, de 0-360 grados.

Marcación relativa:

Se mide de la proa al objeto de 0-360 grados de forma horaria en radar. Cuando es visual se mide de babor-estribor 180 grados.

Características de la propagación del radar.

Alcance visible del radar.

De 20-90 millas.

Refracción de la onda.

Refracción de la onda.

Es cuando viaja en línea recta de forma horizontal.

Difracción de la onda.

Experimenta una flexión cuando la onda pega con el blanco, esto hace que se ilumine la parte de atrás u oscura del barco.

Súper refracción.

Es cuando se produce una capa de aire caliente se pone sobre una masa de aire frio y esta hace que la onda se expanda y tiene más alcance.

Sub refracción.

Viaja en línea recta de forma horizontal por debajo de la zona.

Características de la onda:

Refracción.

·         La onda viaja en línea recta.

·         La distancia al horizonte del radar depende: potencia de salida y sujetos (altura del escáner).

·         Están sujetos a flexión a medida que pasa a través de la atmosfera.

Difracción.

·         Experimenta flexión.

·         Causa iluminación en la región de atrás del blanco.

·         Radar de baja frecuencia que ilumina más la región de sombra atrás de la obstrucción que un radar de alta frecuencia.

Elementos de configuración del radar.

Clutter:

Son todos aquellos ecos (señales) recibidos por el radar que no son deseados.

Gain control:

Es el control de mayor visibilidad que tenemos en el barco.

Rain control:

Sirve en caso de lluvia para aclarar.

Sea control:

Sirve para eliminar las marejadas.

Tuning control:

Sirve para captar las frecuencias de un radar.

Ecos de un radar.

Ecos indirectos:

·         Causados cuando la onda del radar saliente es reflejado desde un objeto cercano al escáner como un mástil.

·         El eco falso aparece de forma intermitente en la pantalla en el rango correcto y rumbo.

·         El verdadero objetivo también aparecerá en la pantalla en el rango correcto.

Ecos secundarios:

·         Causados por los reflejos de los lóbulos laterales del haz del radar.

·         El principal objetivo sobre el eco más fuerte en el centro del patrón.

·         Pueden ser eliminados mediante la reducción de la ganancia, o mediante el control del ruido de mar.

Ecos múltiples:

·         Se produce cuando un fuerte eco llega de vuelta a su barco y rebota en él.

·         Pueden ser eliminados mediante la ganancia.

Interferencias:

·         La transmisión del radar de otra embarcación en la misma localidad en una frecuencia similar.

Características del movimiento relativo y verdadero.

Movimiento relativo:

Cuando la trayectoria de los blancos y ecos es la resultante entre el movimiento verdadero de nuestro buque y el de los ecos de la pantalla.

Ventaja: Presentación ideal para la cinemática.

Movimiento verdadero:

·         Los barcos que estén navegando se moverán según su rumbo y velocidad verdadera.

·         El centro del barrido Own ship se desplazara por la pantalla.

·         Es apropiado para la navegación por canales o cercas de la costa.

Desventaja: no se precisa el riesgo de colisión con la misma facilidad que con movimiento relativo.

Orientación de la pantalla:

Head up:

·         La imagen de la PPI gira alrededor.

·         Proporciona miento del buque indicando el 0.

·         Es inadecuado para aguas poco profundas o canales estrechos con cambios de rumbos frecuentes.

Ventajas:

·         comparación directa con la visual.

·         una marcación relativa provee una rápida indicación de la demora de un blanco relativo a la proa de un buque.

Desventajas:

·         Debe revisarse el rumbo para marcaciones verdaderas.

·         Los ecos se difuminan cuando se altera el rumbo.

·         No es posible detectar el movimiento relativo de otros cuando el aproamiento de propio buque está cambiando.

Course up:

Tiene la imagen estabilizada y el rumbo del buque se indica hacia arriba.

Ventajas: