asignatura de ondas

1. ESCUELA DE CALIFICACION DE MISILES
COT 10
CURSO
INSTRUCTOR: T1 COT(10) NICOLÁS CUYA MOTTA
MICROONDAS Y COMUNICACIONES POR FIBRA OPTICA
2011

2. RADARES

3. ANTECEDENTES DURANTE LA SEGUNDA GUERRA
MUNDIAL
• Año 1940, Gran Bretaña se inventó el Magnetrón de cavidades resonantes
a cargo de un equipo de investigación de la Universidad de Birmingham,
dirigido por los físicos BOOT y RANDALL.
• Año 1941, se fabricó el radar a la banda de Ondas Centimétricas, lo que se
mejoró en precisión y permitió la construcción de equipos aptos para ser
instalados en buques y aviones.
• A principios de 1944 se puso en servicio un radar de vigilancia en banda de
3000 MHz.
En la actualidad existe múltiples radares, que trabajan en frecuencia
mucho mayor y además tienen acondicionado un software a fin de hacer
múltiples funciones para ayudar a la navegación.

4. INTRODUCCION A RADARES
• La palabra Radar la introdujo la Marina de los EE.UU. en 1940.
Es la abreviación
Radio Detection And Ranging
Detección de objetos y medida de sus distancias por medio de la radio
• DEFINICION.-
Es un sistema de deteccion de obstáculos y medida de distancias, mediante la
utilización de ondas electromagnéticas. El sistema se basa en que la energía
electromagnética radiada por un transmisor se refleja en los obstáculos que encuentra
a su paso. Mediante la recepción de la energía reflejada y la medida del tiempo
transcurrido entre la emisión y la recepción se puede conocer la distancia a que se
encuentra, respecto del transmisor, el obstáculo que dio lugar a la reflexión o eco.

5. Los sistemas de radar emplean dos tipos básicos de transmisión
de energía: la de pulsación y la de onda continua (CW). El
principio básico del Radar de pulsación es que el transmisor
emite ondas radiales en una serie de pulsaciones cortas,
potentes, y después queda inactivo durante el resto del ciclo.
Durante el período de descanso del transmisor pueden recibir
señales de eco, cuya duración puede determinarse para calcular
la distancia hasta la superficie reflectora.

6. En el radar de onda continua (CW) en cambio, el transmisor
emite una señal más o menos continua, formando el cambio de
la serie ininterrumpida de ondas transmitidas, si encuentra una
superficie inmóvil la frecuencia de la señal reflejada será igual a
la de la señal transmitida; si la superficie esta en movimiento, la
frecuencia del eco reflejado será distinta de la de la señal
transmitida, y la diferencia de frecuencias puede utilizarse como
indicación de movimiento del blanco. En la transmisión de CW es
necesario que se produzca un movimiento, que puede ser del
radar o del blanco, para indicar la presencia del blanco.

7. CLASE DE RADARES
Radares Primarios.-
Este grupo es llamado primario ya que su función es la de detectar e
indicar distancia. Este grupo se puede subdividir en:
• Radares de Pulso.-
Este Radar transmite energía electromagnética durante un
tiempo corto y luego, recepciona los ecos de retorno por un
periodo de tiempo largo, después de esto, el ciclo se repite.
Este radares son utilizados para navegación, búsqueda de
blancos y en radares de seguimiento.

8. FORMA DE ONDA EN UN RADAR
DE PULSOS
Tx 1 Tx 2
Rx

9. Los radares de pulso se pueden dividir en diferentes grupos de
acuerdo a sus parámetros y el uso que se les dé
Uso del Radar
Alcance
Km.
Frec.
GHz

cm.
Largo Alcance 500 1 25
Medio Alcance 200 3 10
Control de Tiro 50 9 3
Navegación 20 9 3
Control de Tráfico áereo 10 40 0.8

10. • Radares de Onda Continua (CW).-
Estos radares transmiten energía continuamente, en algunos
casos ésta energía es modulada (FM). Un Radar de Onda
Continua es utilizado para medir la velocidad de un blanco y los
radares de CW en Frecuencia Modulada son utilizados para
medir alturas o en guiados de misiles.

11. ONDA CONTINUA
MODULADO EN FRECUENCIA (FM)

12. Radares Secundarios.-
En éstos radares no se utilizan las reflexiones. La energía
transmitida es recibida por un receptor en el blanco; en
respuesta a ésta, el blanco transmite energía que a su vez es
recibida por el radar. Esta acción es utilizada en sistemas de IFF
(Identification Friend or Foe) Identificación Amigo o Enemigo.

13. EL RADAR DE PULSOS
El radar de pulso es un dispositivo de transmisión y recepción que
opera generando una serie de pulso sincronizados de Radio
Frecuencia (RF) con el fin de localizar blancos.
RADAR
Tx
Rx

14. La distancia del Radar al blanco se puede calcular a partir de la
siguiente ecuación:
Donde:
C : Velocidad de propagación de las ondas Electromagnéticas
en el espacio 3 x 108 m/seg.
t : Es el tiempo de ida y vuelta del pulso de transmisión en
segundos.
R : Es el alcance o distancia del blanco al radar en metros.
C
R = t
2

15. ESQUEMA BASICO DE UN RADAR A PULSOS
TIMER
SINCRONISMO
MODULADOR
INDICADOR
TX
TR
RECEPTOR
ANTENA
Tx
Rx

16. • TIMER.-
• Sincroniza la pulsación del transmisor con la iniciación del
tiempo básico en la unidad indicadora (PPI). Determina cuando
el transmisor debe transmitir y como las otras funciones del
sistema se relacionan al tiempo de transmisión.
• TRANSMISOR.-
Genera energía de RF en forma de pulsos de alta potencia por
medio de un oscilador (magnetrón) controlado por un
modulador.
• MODULADOR.-
Envía impulsos de alta tensión y potencia al magnetrón.
• TR.-
Se encarga de seleccionar la parte de transmisión de la
recepción con la finalidad de no dañar al receptor durante la
transmision, funciona como un conmutador.

17. • ANTENA.-
Se encarga de irradiar al espacio la RF proveniente del
transmisor y recibe la energía del eco de retorno y la envía al
receptor.
• RECEPTOR.-
Amplifica las pulsaciones de eco y produce una salida de
pulsaciones de video amplificadas que se envían al indicador.
• INDICADOR.-
Provee la representación visual de la información del radar.

18. Tipos de presentación de radar

19. FUNCIONAMIENTO DE DIAGRAMA EN BLOQUE
El transmisor genera energía electromagnética (RF) en forma de
pulsos de alta potencia previamente moduladas para luego ser
enviadas a la antena a través de la línea de transmisión (guía de
onda) y posteriormente al espacio; durante la transmisión y
recepción el TR es el encargado de seleccionar y proteger al
receptor de los impulsos de alta potencia provenientes del
transmisor que los pueda dañar, así mismo a través de él ingresa
la señal de retorno (eco) que dejará pasar a los circuitos de la
unidad receptora que amplificará y procesará las señal para
entregarla en forma de video (visual) para su presentación en el
indicador PPI.

20. ALCANCE MAXIMO Y MINIMO DEL RADAR
En la figura anterior tenemos dos parámetros importantes sobre
el alcance máximo del radar
Tr
Rmax = C
2
Tr
PW

21. Pero también sabemos que Tr = 1 / PRF y el alcance máximo
también puede calcularse así:
1 C
Rmax =
2 PRF
El alcance mínimo del radar esta determinado por el ancho de
pulso (PW)
C
Rmin = 
2

22. PROBLEMAS
Determinar el alcance máximo y mínimo de un radar que
transmite pulsos de 3 Seg. de ancho y una PRF de 200 Hertz.
SOLUCION:
PW : 3 Seg.
PRF : 200 pps (Hertz)
Tr : 0.005 Seg.
Tr 0.005
* Rmax = C ------- = 3x108 --------
2 2
Rmax = 750 Km.

23. 1 C 3 x 108
* Rmax = --- ------ = 0.5 -----------
2 PRF 200
Rmax = 750 Km.
C 3 x 108
* Rmin = -----  = ----------- (3 x 10-6)
2 2
Rmin = 450 m.

24. APLICACIÓN DE LOS RADARES
• RADARES DE NAVEGACION.- que proporciona información
acerca de la distancia y dirección de los objetos que rodean al
buque ó aeronave portador del sistema hasta una distancia de
50 millas náuticas con elevado grado de precisión, son
utilizados netamente en aviones de combate, aviones
comerciales, buques de guerra, yates
• RADADES DE VIGILANCIA Y METEREOLOGIA.- que
proporcionan la información sobre la presencia de objetos ó
lluvias y tormentas con un alcance del orden de las 250 MN

25. son utilizados en zonas estratégicas para detectar cualquier
condición meteorológica, para detectar cualquier tipo de
amenaza a largo alcance, para el control y supervisión de
tráfico aéreo en aeropuertos
• RADARES DE CONTROL DE TIRO.- que siguen automáticamente
a un blanco determinado acondicionado a un sistema de
armas, no solo debe localizar objetos sino además
identificarlos, determinar su trayectorias y predecir su
objetivo final con alto grado de precisión utilizado netamente
en buques de guerra y aeronaves de combate.

26. • POLARIZACION
Es el sentido en el que viaja el campo eléctrico. El cambio de
polarización se usa para condiciones del tiempo y condiciones
de perturbación.
• FRECUENCIA:
Indica el número de ciclos que suceden en un segundo.
CICLO

27. FRECUENCIA DE REPETICIÓN DE PULSOS (PRF):
Es el número de pulsos que el radar transmite en un segundo, se
expresa en pulsos por segundo también en Hertz.
El tiempo debe ser suficiente para que el pulso transmitido pueda
retornar desde el blanco. A mayor PRF se tiene una alta precisión
(mejor discriminación) y corto alcance.
PRF = 1/TrTr

28. • ANCHO DE PULSO (PW):
Es la cantidad de energía electromagnética que es
transportada en un pulso. Es decir el tiempo en que se
mantiene activo el transmisor. Se da en Microsegundos
(seg).
Tx1
Tx2
