RADARES Y OTROS EQUIPOS ELECTRONICOS

Gracias por la explicacion muy didactica

Hay otra limitante en ese cerro; es parque nacional  

Saludos a todos, disculpen lo atrasado de las respuestas pero me estaba "caletreando" (según alguno por allí, jajaja...) las mismas. En realidad estaba de viaje, pero veamos:

Al compatriota Chaco:

Apliquemos los mismos cálculos al Cerro Galicia:
A 1600 mts de altura su radar horizonte para objetos a 1 mt de altura es de 169 Kms, y la costa de Aruba esta a 140 Kms.

Lo cual no luce mejor que la ubicación en el Cerro Sta Ana o incluso que la de S.J. de Cocodite, con la desventaja que el radar debe ser mas potente, recordando que al duplicar la distancia debemos mas que cuadriplicar la potencia de emisión. Esto por supuesto para el punto mas al sur Aruba, para otros puntos como por ejemplo el Aeropuerto del Hato en Curazao, si pudiera ser ventajosa esa ubicación.

A Cevarez, yo pensaba igual que tu, pero he visto que por ejemplo en Margarita el puesto de radar esta sobre el Cerro Copei y este también es Parque nacional. Creo que lo que mas pesa en esta decisión sobre ubicación de estaciones es la posibilidad de acceso de camiones 4x4 de 20 o 30 Tm.

En particular radares como este:



que venían en 2 contenedores ISO, eran los que manejaba la antigua FAV, para trasladarlos se necesitaban al menos 2 camiones de esas características. Uno de estos estaba instalado cerca de la población de Mene de Mauroa, estado Falcón, casi limítrofe con el edo. Zulia, en una ubicación ventajosa para vigilar el Golfo de Venezuela.

Los actuales JYL-1 requieren 3 camiones para su traslado, y hasta donde se, no se puede desmontar facilmente la antena principal de su  camión portante, por lo que este debe entrar también dentro de la cúpula geodésica:



Si logran detallar, el camión esta dentro del domo.


Obviamente, nada de esto podría ser instalado en la cúspide de un cerro como el Santa Ana, o similares.

Profundizando la respuesta dada a la inquietud de Gerardo, voy extender el ejemplo y tratar de explicar el porque de la tendencia a grandes radares 3D en bandas S y L para cobertura aérea y redes de pequeños radares 2D en banda X para cobertura naval costera.

Comparemos un radar tipo JYL-1 en San José de Cocodite contra un radar de tipo FMCW y unos 50w de potencia ubicado en un mástil a la orilla de la playa, es decir los casos:

B a 250 mts de altura su radar horizonte para objetos a 1 mt de altura es de 69 Km y la costa de Aruba esta a 50 Kms.
C a 30 mts de altura su radar horizonte para objetos a 1 mt de altura es de 26.7 Km y la costa de Aruba esta a 25 Kms.

  VS




Si el objetivo a detectar fuera un avioneta o un misil rozaola de 0.5 mts2 de RCS volando a 5 mts de altura y 400 KPH, no tengo duda que el JYL-1 lo podría detectar a esos 50Km, cosa que de seguro no haría el radar de 50W,
Por el contrario si el objetivo fuese un pequeño bote de unos 5 mts RCS navegando en un mar ligeramente picado a 10 nudos, los resultados serían los inversos, el JYL no lo detectaría pero el pequeño radar posiblemente si lo haría a sus 25 Kms de distancia.

El porque de esto encuentra su explicación en la ESPECIALIZACIÓN, cada uno ha sido optimizado para su función específica, en particular sus canales de recepción y el filtrado de la señal recibida es diferente en cada caso.

Si existe interés, puedo para el fin de semana explicar esto, al menos en forma simplificada,

Saludos.

jc65 escribió:Si existe interés, puedo para el fin de semana explicar esto, al menos en forma simplificada,

Saludos.

Claro que existe interès,y se te lee con atenciòn ,estimado j65.

nick7777 escribió:

jc65 escribió:Si existe interés, puedo para el fin de semana explicar esto, al menos en forma simplificada,

Saludos.

Claro que existe interès,y se te lee con atenciòn ,estimado j65.

Saludos, eso me complace. 

Procedo entonces:

Lo primero es recordar que la mayoría de los radares funcionan emitiendo un tren de pulsos montados (MODULANDO) sobre una señal de alta frecuencia que llamaremos PORTADORA, esta portadora tiene una frecuencia específica y determinada por el diseño del radar, mientras emite solo hace eso, lo cual suele durar entre un 0.001% del tiempo total en tecnologías antiguas hasta un 1% a 20% en radares de estado sólido.

Luego el resto del tiempo apaga el transmisor y entra en un modo de recepción, momento en el cual debe aplicar algún tipo de FILTRO, pues la antena recoge no solo el eco de retorno de la señal portadora, si no cualquier emisión electromagnética presente en la dirección en que apunta, esto es señales de estaciones de radio, TV, celulares, lineas de alta tesión, otros radares, equipos electrónicos no protegidos, etc. en fin una multitud de fuentes en distintas frecuencias.

Este filtro es uno PASABANDA de frecuencia, es decir un dispositivo que deje pasar la señal de una frecuencia específica para ser amplificada, pero rechace cualquier otra señal. En particular se sintonizará en la misma frecuencia portadora a la que transmite.


Estos dispositivos son componentes electrónicos (condensadores, resistencias y bobinas) acoplados y con valores determinados para producir el efecto deseado, el mas cotidiano ejemplo lo encontramos en el receptor de radio, el cual en su etapa receptora tiene este tipo de filtro el cual ajustamos o sintonizamos para escuchar la emisora cuya portadora este digamos en 98.1 MHz, pero rechaze cualquier otra emisora, en este caso amplificará toda señal entre 98.0 y 98.2 Mhz y rechazará toda señal con frecuencias inferiores o superiores a esta.

Filtros de este tipo están presentes en el (los) canal(es) de recepción de cualquier radar, y funcionan de maravilla contra objetivos a gran altura con cielos despejados, pues la señal lanzada al espacio abierto no retornará, a menos que se tope con un objeto como un avión, cuya estructura metálica actuará como un espejo, haciendo que una pequeñísima fracción de la energía recibida retorne a la antena del radar...

Pero que sucederá si la señal se encuentra en su camino con una nube, o gotas de lluvia (granizo,o en fin agua), pues, también se producirá un retorno o eco de señal que aparecerá en la pantalla del radar, este eco será de mucha menor fuerza que el producido por un objeto metálico, pero dependiendo de la frecuencia de portadora que se este utilizando, podría enmascarar algún objetivo de interés. De hecho existen radares meteorológicos "sintonizados" o diseñados específicamente para detectar y establecer distancia (recuérdese el acrónimo RADAR es radiolocation and ranging) de estos fenómenos climáticos. Los radares en bandas L y S son menos propensos a detectar la lluvia que uno en banda C o X

Peor aún, si el objetivo esta a baja altura o simplemente en la superficie del mar, y solo uso este filtro de FRECUENCIA, los retornos del agua, barcos, tierra, etc. harían que la pantalla del radar se llenara de puntos, haciendo inoperativo el mismo. Aquí entonces recurrimos a un segundo tipo de filtro que llamaremos de MAGNITUD, es decir utilizaremos un circuito electrónico que ignore los ecos por debajo de cierto umbral de fuerza, y se concentre y amplifique aquellos de mayor fortaleza relativa, así pues funcionan muchos radares navales en su modo de superficie, resaltando objetos de fuerte retorno como buques de estructura metálica presentándolos como puntos bien definidos, en menor medida esta el retorno de masas terrestres, y el retorno del agua del mar se deja por debajo del umbral, de forma que no se presenta en pantalla.

En la imagen se observa una pantalla de radar, en el cual el nivel del umbral puede ser variado a coveniencia (en la parte inferior se observan unos botones deslizantes para ello)


Esta es una solución de compromiso, pues este umbral debe ser lo suficientemente alto para no presentar la superficie marina con sus olas, esto da pie a que objetos pequeños como botes, misiles, etc. nunca aparezcan en pantalla, es decir no serán detectados, pues su retorno es igual o inferior al presentado por la superficie marina.

Como resolvemos el problema del misil?, para este o cualquier objeto de movimiento relativamente veloz, apelamos a otro tipo de filtro, uno de CORRIMIENTO DE FRECUENCIA, o FILTRO DOPPLER, este aprovecha el efecto Doppler,, es decir para un objeto que emite o refleja una señal ondulatoria, como la señal del radar, la frecuencia aparente de esta, vista desde un observador variará en función de su velocidad radial, ver: http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Doppler, es decir mientras mas rápido se aproxime o aleje el objeto del radar, mayor será el corrimiento de la frecuencia portadora recibida. Por ejemplo si nuestro radar emite a 3.1 GHz, e ilumina un objeto acercándose a nosotros, nuestro receptor
captará una señal ligeramente superior, digamos 3.110 GHz, por el contrario si el objeto se aleja pudiera captar 3.090 GHz.

Para aplicar este tipo de filtros, debemos "relajar" los dos filtros anteriores, es decir nuestro FILTRO PASABANDA debe permitir un rango de frecuencias mayor, y nuestro FILTRO DE MAGNITUD debe casi desaparecer, para permitir amplificar hasta el mas mínimo retorno. Como se ve si queremos detectar misiles rozaolas muy veloces, debemos olvidarnos de detectar botes navegando a muy baja velocidad.

El criterio de este filtro entonces es reflejar en pantalla los objetos veloces, e ignorar los detenidos o muy lentos.

Aqui se explica el efecto Doppler para ondas sonoras, pero el efecto es el mismo para ondas Hertzianas o incluso la Luz.



Es de notar que para poder aplicar este tipo de filtro, el radar debe ser COHERENTE, es decir la señal emitida debe tener alta pureza y parámetros bien definidos (conocidos y controlados)

Y como resolvemos el problema del bote navegando lentamente?

Les dejo para que lo piensen un poco hoy, y me hagan llegar cualquier duda, aporte o corrección. La crítica es importante para saber si voy por buen camino, y de ser necesario corregir. Mañana prosigo.

Saludos.

por este caso seria conveniente un sistema de radares de diferente tipos para detectar amenazas desde un misil rosaolas o botes, asi como tambien un avion a X altura? ¿ aun no hay radares que por ejemplo una equipo pueda dectetar un bote o un avion ?

orlando jose navas pachec escribió:por este caso seria conveniente un sistema de radares de diferente tipos para detectar amenazas desde un misil rosaolas o botes, asi como tambien un avion a X altura? ¿ aun no hay radares que  por ejemplo una equipo pueda dectetar un bote o un avion ?

Si, esa es la razón de la explicación que estoy intentando dar, un radar optimizado para localizar objetivos aéreos, sacrifica parte de su capacidad de detectar objetivos de superficie. Por supuesto existen radares navales con varios canales de recepción, es decir que tienen varios sistemas de hardware en recepción, uno de ellos suele estar especializado en objetivos aereos y otro en objetivos de superficie (es como tener 2 o mas radares en uno, por supuesto con mucho mayor costo de adquisición)

Recapitulando:
1er Filtro. Pasabanda en frecuencia, para descartar todo lo que no sean ecos de nuestra propia señal.

2do Filtro. Umbral de detección, para ajustarlo a nuestra conveniencia, y mostrar u ocultar objetivos y fondos.

3er Filtro. Doppler o de corrimiento de frecuencia, para discriminar que se mueve y que está estático respecto a nuestro radar.

Existen otros tipos de filtros, por ejemplo podemos darle cierta forma a la onda de la señal transmitida(intramodulación) y luego esperar en el retorno esa misma forma, de manera de discriminarla de otras señales en la misma frecuencia. También en  radares modernos se puede digitalizar la señal recibida y aplicar filtros de tipo de software. En fin el problema y su solución son bien complejos y la explicación aqui dada es solo un una simplificación a manera didáctica.

Ahora, nos queda un problema pendiente, la detección en mar picado de un pequeño bote de hule, para esto la estrategia es mejorar la resolución del radar y aplicar algoritmos estadísticos.

La resolución es la capacidad que tiene para discriminar entre dos puntos contiguos, y esta puede ser en azimuth, y en rango. En rango se puede mejorar aplicando intramodulación a la señal emitida (CHIRP), reduciendo la duración del pulso emitido, y otras técnicas mas, y en azimuth, la mas importante, se puede mejorar afinando el lóbulo de transmisión-recepción, usando técnicas monopulso, o técnicas de apertura sintética. Todo esto se puede explicar si hay interés, pero por el momento lo que quiero resaltar es que la resolución es primordial para la detección de pequeños objetos en el agua.

En un principio, para el problema del bote, a cortas distancias (0-10 Km) cualquier radar decente tendría la resolución necesaria, pero a medida que nos alejamos la resolución en azimuth va decayendo, y la forma inicial de mejorarla es teniendo una antena mas grande, o lo que es equivalente, con el mismo tamaño de antena usar una frecuencia de portadora mayor, de ahí la conveniencia de usar radares en banda X y no S o L, y ubicarlos lo mas próximo al objetivo.

Para la resolución en rango, los radares de tecnología FMCW, se han mostrado muy convenientes en las cortas distancias (menos de 30 Km)

Con eso llegamos ala conclusión buscada, Para detectar el pequeño bote de hule en el mar picado es mejor un pequeño radar especializado de banda X a 25Km, que uno grande en banda S a 50 KM.

El otro aspecto mencionado que ayuda a esta especialización de búsqueda de superficie es la aplicación de algoritmos estadísticos. Y como se come eso, pues sencillamente, la superficie del mar tiene un retorno-radar característico, que variará de acuerdo a factores como el viento, tamaño de olas, nivel de polución, etc. Y si escaneamos con el radar esta superficie podemos deteminar ese retorno para ese momento y sector del agua específico, y ajustar nuestros filtros a él. De forma que cualquier retorno que se salga de la media estadística establecida por ese escaneo será considerado como un objetivo válido.

Esta teoría, pero obviamente mas elaborada es conocida como técnicas CFAR o de rata constante de falsas alarmas, cosa que cualquier radar que se precie de ser NAVAL, poseerá.

Saludos,

Por la falta de comentarios, me imagino que todo se entendió completamente, o por el contrario no se entendió absolutamente nada.

De cualquier forma para adornar el tema dejo este video de un sistema de vigilancia costera, de los muchos existentes en el mercado, que pudiera tomarse como modelo para uno ha desarrollar aquí.(Creanme, con la voluntad y apoyo de Armada se podría hacer pues no es tecnología extraterrestre ni mucho menos)

tres video del radar ruso Fregat M2EM 3D







http://www.concern-agat.com/products/defense-products/72-npp-salyut/69-fregat-m2em

Me extraña que los rusos se han quedado un poco atras en eldesarrollo de radares AESA para fragatas, incluso los Ucranianos tienen su modelito!

Gerardo escribió:Me extraña que los rusos se han quedado un poco atras en eldesarrollo de radares AESA para fragatas, incluso los Ucranianos tienen su modelito!

Me imagino que los Fregat, les han cumplido a cabalidad sus objetivos, en todo caso ahora la empresa phazotron, esta ofreciendo un derivado del radar AESA creado para el MIG-35, instalable en fragatas:



No entiendo ruso, pero es lógico suponer que las caras cuadradas superiores en banda X, corresponden a los sectores destinados a control de fuego, guía de misiles, detección de amenazas rozaolas, etc.  y las caras rectangulares inferiores en banda L, para identificación amigo-enemigo(IFF), datalink, etc.

Otra imagen:



En esta se observa el mismísimo modulo T/R cuádruple del mencionado radar Zhuk AE del Mig-35

pana sabes como funciona el sistema de radar del BAL-E como hace para explotar el alcance máximo del misil URAN sin usar una fuente externa ?

Saludos Sr Prietocol.

Al momento de ver este mensaje no tengo acceso a recursos gráficos, trataré de dar una mejor respuesta despues, pero le puedo adelantar que que el sistema Bal-E, utiliza en cada batería NO UNO sino DOS radares, del tipo Garpun-B de la empresa Granit, y un sistema de datalink para unirlos.

Estos radares, hasta donde recuerdo, trabajan en dos modos, uno activo en banda X, y otro Pasivo, de seguro en banda X y posiblemente en bandas C y S. En Activo ademas de la exploración normal de superficie, trata de explotar el "Efecto Ducto", esto es la propagación mas allá del horizonte vía el rebote de la señal en capas de aire con diferencial de temperatura. Si las condiciones meteorológicas están dadas podría detectar objetivos de superficie a 50, 100, 150 o mas Kms, suficientes para el uso del Kh-35 cerca de su máximo alcance.

En modo pasivo, puede detectar las emisiones radioeléctricas del enemigo (en las bandas mencionadas), para así obtener la dirección en que esta ubicado, también mas allá del horizonte. Es de mencionar que en modo activo emite, la señal viaja, rebota y retorna, por lo que la atenuación de la señal es doble (ida y vuelta), cuando se rastrea la señal de un radar enenigo, el camino de la señal será solo uno, es decir menos atenuación.

En ambos casos se tiene buena data de azimuth, pero pobre(activo) o nula(pasivo) en rango, por lo que se explica la presencia de 2 radares en vez de 1, pues ambos comparten información via el datalink para usar métodos de triangulación y determinar la posición del enemigo.

Todo esto puede ser visto en un video posteado en la sección de defensa costera, trataré de postearlo aqui tambien. Adicionalmente y en vista de una observación que me hicistes hace algún tiempo sobre la ubicación del feeder en el Garpun (arriba y no abajo como otros radares), investigué algo y concluyo que es así debido a que debe usar un patrón de busqueda de tipo CSC2, pero invertido o boca abajo, es decir el haz principal se dirige al horizonte, y haces secundarios lo hacen hacia la superficie del mar.

Trataré de ampliar graficamente despues.

esas diferencias de temperatura como seria utilizándolo en el caribe y con las pocas variaciones climáticas que hay..