Radares de Búsqueda de Defensa Aérea en 3D

  • Tema iniciado oficial_olfatin
  • Fecha de inicio
Es como el corrimiento al rojo de las estrellas, si el espectro de la luz de la misma predomina el rojo se va alejando y si predomina el violeta se va acercando, no? o algo así homepen
 
Espere que afino el charango... ya está.
¿Alguien podría explicarme "desde cero"
¿Desde cero? pues al principio Dios creó el cielo y la tierra.
Plan B: al principio el Big Bang.
1-Radares Doppler
es un radar capaz de medir si algo se esta acercando o alejando. El radar tradicional mide la distancia, pero no puede saber si se algo se esta acercando o alejando. Un radar tradicional necesita hacer varios pases y calcular las diferencias entre la vuelta anterior y la siguiente para saber hacía donde se está dirigiendo el objeto y a qué velocidad. El radar doppler ya puede saber si se aleja o acerca con un única vuelta.

En nuestra vida cotidiana notamos el efecto doppler en el sonido. Cuando un vehículo se acerca a nosotros escuchamos un ruido, pero cuando se aleja escuchamos otro ruido diferente al primero. ¿por qué no lo escuchamos siempre igual si el vehículo y el ruido de su motor supuestamente es siempre igual? es largo de explicar pero es el efecto doppler. Con el sonido que escuchamos de un vehículo podemos saber si se acerca o aleja.
También pasa con la luz. En astronomía se observa que las estrellas que se aceran tienden al color violeta, mientras que las que se alejan tienden al color rojo. Esto es un efecto doppler de la luz.
Pues bien, esto también sucede con las señales de radio que utilizan los radares. Por tanto, un radar puede saber si el objeto se esta alejando o acercando .

Un detalle adicional es que el efecto doppler cambia de un objeto a otro. Un camión es más ruidoso que un auto y eso también se nota al escuchar el efecto doppler. Lo mismo pasa con la luz y, obviamente, las ondas de radar. Un gran avión tendrá un señal doppler diferente a un avión tradicional. Una nube de granizo tendrá un tono diferente a otro tipos de nubes.
Esto puede tener particular utilidad en los estudios atmosféricos y, también, del suelo. Los terrenos responden diferente al efecto doppler dependiendo de su composición, dureza y otros factores. Así que un radar doppler permitirá hacer un mapa del suelo más detallada que un radar tradicional.
2-Radares 3D
como su nombre lo indica, es un radar en 3D.
El radar tradicional 2D que gira 360º no puede detectar la tercera dimensión. Puede, por ejemplo, detectar un avión que se encuentra a las 12 en punto, a 10 kilómetros y volando en dirección sur-norte a 800 Km/hs, pero es incapaz de determinar la altura a la que esta volando.
Para eso se necesita un segundo radar que pueda detectar la altura a la que vuela el objetivo pero sería incapaz de calcular de donde viene. Se solía recurrir a dos técnicas diferentes. Una era tener un segundo radar que no se mueve horizontalmente en 360º, sino que lo hace en forma vertical, de arriba hacía abajo. Se sincronizan los dos radares para obtener, así toda la información del objetivo.
Una segunda técnica es que se utilice un radar de iluminación (los que se utilizan para guiar los misiles y cañones) para calcular la altura.

En fin, indudablemente ambas técnicas son soluciones transitorias. Un radar 3D es más complejo pero permite superar estos problemas. Desconozco como funcionan pero permiten obtener toda la información del objeto de estudio: distancia, posición y altura. Un radar 2D sólo brinda información de distancia y posición, pero no puede dar la altura.
6-Radares Planos (como el Green Pine)
Las antenas de radares pueden tener distintas formas dependiendo del destino y la tecnología.
Tradicionalmente un radar funciona como una antena parabólica.
En una antena parabólica tenemos en un extremo un sensor emisor/receptor de señales y, en el otro extremo, algún tipo de "parábola". Cuando el radar emite la señal, esta rebota en la parábola y se disipa en todas las direcciones que indica la parábola. Luego, cuando la señal rebota en el objetivo y regresa a la antena, en realidad es capturada por la parábola, en la cual rebota y se concentra en el extremo donde se encuentra el receptor de señales.
En otras palabras, la parábola es como un gran arco de fútbol que captura la débil señal de radar y la concentra en un punto. Y, viceversa, redirige la señal del emisor en la dirección deseada como si fuera un espero.

El tamaño y forma de la parábola tiene mucho que ver con lo que se desea hacer, la dirección en la que se quieren enviar las señales y la zona desde la que se quieren receptor las señales.
Por ejemplo, el agua absorbe las ondas de radar o rebota en forma errática. Eso se receta en el radar como "ruido" que impide ver aviones y misiles que vuelan bajo, otras embarcaciones o accidentes geográficos como islas. Por tanto, la parábola suele ser más ancha y no tener ningún área que apunte hacía abajo de modo que la onda de radar "vuela", por decirlo ilustrativamente, a pocos metros del agua, pero sin chocarse con el agua. Como no importan las cosas que vuelan alto, la parábola tampoco tiene áreas que apunten hacía el cielo. Esto permite que toda la energía disponible se apunte sobre la superficie al mayor alcance posible. De allí que son antenas que tienden a ser relativamente anchas, pero angostas.

Cuando observamos radares de baterías antiaéreas estamos ante una situación parecida, las copas de los arboles, las irregularidades del terreno, etc. se transforman en "ruido". Además, interesa los aviones que vuelan alto. Por tanto, la parábola es ancha y, también, tiene un área apuntando hacía arriba. Pero no tiene áreas apuntando hacía abajo. Se trata de que las ondas viajen por encima de las copas de los arboles y las lomas de terreno y observen las aeronaves que hay en el cielo.

Algunos radares tratan de detectar objetos muy pequeños que vuelan a enormes distancias, entonces necesitan ser antenas mucho más grandes capaces de receptor la débil señal que proviene de ese lejano objeto. Muchas veces se utilizaban para detectar misiles balísticos intercontinentales, que vuelan en el espacio exterior. Como la señal es muy débil se utilizan antenas muy grandes y, por tanto, difíciles de mover. Además, como puede venir de cualquier parte del cielo y no existe nada que interfiera, se suele utilizar la antena de forma "parabólica". La cual es como un circulo y recuerda mucho a las antenas que utilizan para recibir señales de los satélites espaciales.

Así que pueden existir muchas formas y tamaños de antenas, dependiendo de para qué se usará un radar. Por ello es normal que se utilicen muchos tipos de radares simultáneamente. Por ejemplo, un barco militar suele tener un radar de navegación capaz de detectar otros barcos, aviones y misiles de vuelo bajo y accidentes geográficos. Además tienen al menos un radar metereologico que apunta al cielo y emite en frecuencias débiles que rebotan en las nubes y permite detectar su tipo, posición, etc. Otro radar de exploración aérea que apunta al cielo y que es más potente que el radar meteorológico de modo que las nubes sean invisibles y puedan ver los objetos metálicos que vuelan dentro de ellas o en el cielo en general (básicamente aviones). También pueden tener radares de "iluminación" que tienen forma de antena parabólica y que apuntan en una única dirección y se utilizan para guiar misiles, cañones o, simplemente, como telémetro para calcular la distancia respecto a un objeto concreto. También hay radares pasivos de diseño mucho más "primitivo" que detectan las señales de los radiofaros y ayudan a determinar la ubicación del barco respecto a la costa.
Algunos de estos radares pueden ser, o no, capaces de detectar el efecto doppler de la cosa que están observando.

La parábola puede ser hecha de distintos materiales metálicos. Algunos tienen forma de rejilla y otros son más planos. Depende del tipo de señal que se estén utilizando y, en ocasiones, la capacidad de resistir algunas inclemencias. Por ejemplo, los radares más grandes suelen tener un diseño de rejilla para ahorrar peso y para ofrecer una menor resistencia al viento (en las grandes antenas incluso un viento suave puede hacerlas vibrar, afectando su capacidad de detección o requiriendo mucho más fuerza para moverlas). Un radar muy pequeño no necesita preocuparse por estos dos factores y no tiene por que ser en forma de rejilla. Quizás todo lo contrario, necesitan una mayor resistencia estructural porque podrían chocar con ramas o sufrir un maltrato de los operarios (simples soldados, por ejemplo, que lo moverán con torpeza sobre un terreno irregular). Esto explicaría por qué muchos radares más pequeños tienen a tener una parábola mucho más robusta, no solo carente de rencillas, sino también con una estructura reforzada en su parte posterior.

No son estos los únicas razones por las que algunos radares tienen sus parábolas con rencillas. Entiendo que en algunos casos también tienen que ver con la forma en que se quieren disipar y receptor la señal. Pero escapa a mi conocimiento.

Algunos radares también tienen su parábola muy rectas y comienzan a parecer radares planos. Pero continúa siendo una parábola. Desconozco el motivo de hacerlo así. Quizás los receptores están puesto a lo largo y ancho de toda la antena en vez de en un punto donde se concentra la señal. No lo sé.

Últimamente se han puesto de moda una nueva generación de radares planos. Es una tecnología diferente a todo lo anterior. Así como un televisor o monitor esta conformado por muchos pixeles, estos radares planos también tienen muchos pixeles. Cada "pixel" es una especie de celda que tiene tanto un receptor como un emisor de radio. Muchos "pixeles" o celdas sobre una gran superficie se transforman en el radar. Si los hacen planos es porque, simplemente, es más fácil y barato fabricar estas celdas sobre una superficie plana antes que curva.
Gracias a la moderna tecnología cada celda puede emitir en una frecuencia o dirección diferente a la celdas que la rodean. Se puede tener una celda apuntando en una dirección en una frecuencia que les permite cumplir la función de un radar metereologico, y la celda de al lado apuntando en otra dirección en una frecuencia que le permite detectar aviones.
Cada celda emite su señal en una dirección concreta como si un rayo láser (más precisamente, de microondas) por lo que se minimiza el "ruido" que puede afectar a esa señal en particular.
Al igual que una cámara fotográfica digital o los nervios ópticos de nuestros ojos, la "imagen" del radar es el resultado de la señal recibida por cada celda particular. Como si tomaran una fotografía.

Como se necesita mucha energía y se utiliza un sistema digital, no se operan todas las celdas simultáneamente. Al igual que en un monitor de computadora, en cada instante se activa y desactiva una única celda. Pero es tan rápido que en un segundo quizás ya se prendieron y apagaron todas las celdas y se obtiene una impresión o imagen del radar. Y el proceso vuelve a empezar.

El famoso AEGIS utiliza cuatro grandes paneles fijos para poder detectar los 360º que rodean a un buque. Pero no se utilizan los cuatro paneles simultáneamente. Se hace una impresión del primer panel (celda por celda) y luego se pasa al segundo panel y así sucesivamente hasta terminar de dar la "vuelta" y volver a empresas. Como es muy caro, voluminoso y pesado algunos países están utilizando un único panel de este tipo con un motor eléctrico que los hace girar a una alta velocidad.

Bueno, se me gasto el charango.
 
A-¿Porque rectangular?
Probablemente sea un radar de "superficie". La señal vuela a pocos metros del suelo para evitar el ruido que produce el agua. Se suelen utilizar para detectar otras embarcaciones, accidentes geográficos como islas y, también, detectar aviones y/o misiles que vuelan al ras de las olas.
Son básicos para navegar bajo cualquier condición climática sin chocar con nadie más.
No sólo busca evitar el ruido de las señales que rebotan en el agua, sino también evitar disipar energía apuntando al cielo. Toda la energía se utiliza en el plano horizontal y, de este modo, se consigue mayor alcance y precisión en ese plano.
C: ¿Porque estos singulares radares son como "ovalos partidos a la mitad y aplanados"?



Son radares de exploración primaria en dos dimensiones que tratan de detectar aeronaves en vuelo a mediana y gran altura. Son más planos en la parte inferior porque tratan de evitar el ruido que produce la señal al rebotar con arboles, montes, etc.
La forma de la parábola busca, por tanto, maximizar el alcance en la detección de aeronaves que vuelan a mediana altura. La mayor parte de la señal va en esa dirección.
D: ¿Porque redondo?
Hay dos explicaciones de ello. La parabólica es una forma de parábola perfecta. Al principio todos los radares utilizan este tipo de antena pero con los años se fue perfeccionando el arte y las especialidades y comenzaron a surgir otras formas de parábolas. Así que la parabólica es la más antigua y tradicional de las antenas.
La segunda explicación es que este tipo de antenas parabólicas de gran tamaño son utilizadas para detectar pequeños objetos volando a enormes distancias y norme altura. Se solían utilizar durante la Guerra Fría para detectar misiles balísticos intercontinentales, satélites espaciales, etc.
E-¿Porque los radares de vigilancia de los SPAAG Gepard/Tunguska tienen esa forma singular de ovalo sin rejillas, como semiplano?

F-¿Porque el radar de vigilancia del Tunguska M1 tiene esa forma diferente del tunguska normal (mas alla del modelo, que ventajas ofrece)?
Básicamente son el mismo tipo de antenas. Radares de exploración aérea en dos dimensiones. Las diferencias ligeras en la forma muchas veces tienen que ver con estudios de prueba y error y el arte de perfeccionar estas antenas y como se disipan las ondas de radar. Sería muy difícil responder por qué una es más ovalada que la otra.
Por otro lado, los radares grandes suelen hacerse con rencillas para ahorrar peso y minimizar el efecto del viento. En los radares más pequeños estos factores pasan a ser secundarios y, quizás, ganan importancia otro aspectos, como mejorar la resistencia estructural ante golpes o vibraciones del propio vehículo al desplazarse. Por ejemplo, en el Tunguska se observa la parte posterior de la antena con una importante estructura destinada a mejorar la fortaleza de la misma.
G-¿Porque el radar de iluminacion del tor tiene esa forma y es tan grande, y el de vigilancia rectangular y plano?
El radar superior es de "exploración" y el que esta adelante es de "iluminación".
El de exploración tiende a ser más rectangular para maximizar la detección de aeronaves en vuelo medio y alto. El por qué es plano en vez de curvo lo desconozco, tiene que ver con detalles de la tecnología utilizada.
El de "iluminación" suelen tener una forma parabólica o cuadrada. Se apunta en forma directa al objetivo y lo sigue en su trayecto. Apunta sola y exclusivamente a ese objetivo y su función es equivalente a la mira telescópica de un fusil de francotirador. Si el objetivo se mueve hacía arriba o abajo, derecha o izquierda, la parabólica lo detectará y ajustará la puntería.
Aunque se ve cuadrado y plano, en este caso me parece que es una parabólica que, por los avances de la tecnología, lograron hacerla muy plana.
H-¿Y este gepard holandes, que es ese radar de vigilancia rectangular que tiene, y el conico de iluminacion (¿porque conico y no plano como el del tunguska o el Shilka?)?
El radar de exploración es rectangular porque, probablemente, concentra su energía en detectar aeronaves de vuelo bajo y, quizás también, mediana altura. En todo caso, es plano en su parte inferior para evitar el ruido de las copas de los arboles, montes, edificios etc.
En este caso, parece ser que no hay interés en detectar aeronaves en vuelo a mediana o gran altura. Tendría algo de lógica porque están fuera del alcance de este tipo de cañón.
El radar de iluminación frontal es, claramente, una antena parabólica. Un diseño necesario para para iluminar el objetivo. Para proteger la antena del polvo, ramas, etc. esta cubierta de un cono de fibra de vidrio.
I:La version basica del tor tiene un radar de vigilancia "no-plano"¿en terminos tecnicos que lo diferencia del radar de vigilancia del Tor moderno?
El principio es el mismo, sólo que aquí es una antena más antigua.
J-¿que es este inusual radar de vigilancia que portan el Crotale MK3, el Oerlikon Skygurad 2/SkyshielD/MANTIS/Skyranger?
Misma explicación que con el Gepard.
 

MIGUEL

REGENTE DE LAS TIERRAS ALTAS
Colaborador
Y, que se yo. El otro dia estaba hablando con un amigo del INVAP, y segun el los radares PESA no existen, sino que son un invento de wikipedia, y no bastando con eso, el insistia en que el Irbis-E que monta en la trompa el Su-35 no es un radar, sino un receptor, o un "coso para no chocarse con las montañas". Ahh, y por cierto, no existen mas que dos tipos de radares, los "primarios" y los "secundarios".

Ahh, y el pampa tiene el radar del jumbo 747, que lanza ondas por el fuselaje en 360º entonces tiene capacidad de vigilancia e iluminacion en todos lados.

No estoy exagerando, dijo todo eso.
No está preso...???, o detenido en algún neuropsiquiatrico...??? Tenía el chaleco de fuerza puesto...??? Era de la Kampora...??? qqq
 

MIGUEL

REGENTE DE LAS TIERRAS ALTAS
Colaborador
Gracias por las profundas explicaciones sobre radares, antenas y demases. Me quedó mas claro.
En cuanto al efecto Doppler, sencillo, mientras se acercan el sonido es grave,y a medida que se aleja es mas agudo...!!! diabol
Bueno Juako, espero estés satisfecho y no preguntes mas nada por unos días...!!! thumbb
 

Es un radar de navegación (blancos superficie ) SPS 64 de Raytheon, un radar que puede funcionar en banda S ó X, Los radares FURUNO, de amplia difusión en la marina mercante son S ó X, (pongo lo de las bandas porque es vital a la hora de elegir la antena) se complementan por los párasitos e interferencias del clima como la lluvia etc y los rangos, ahora bien los FURUNO en banda S de los pesqueros enganchan bandadas de pájaros (para proteger sus artes de pesca) pero es afectado por de mar y el clutter de lluvia. Las antenas de este tipo recta son emisoras receptoras y cubren 360 º son parecidas las S y X pero no son iguales, las de S son más grandes por ejemplo y funcionan ( al margen de la potencia de emisión ) a menos RPM que las X. 24rpm contra 42rpm por ejemplo andan por los rangos de 0.75millas min a 30 millas máx, con gran definición, aclaro el de la foto no es el caso , éste radar es bibanda. Si alguna vez podés ver un barco mercante con una dupla X y S, sabrás cuál es cual. Volviendo al SPS 64 se le pueden agregar funciones y capacidades adosándole otros equipos o suits, como ESM para blanking, una interfaz para convertirlo en director de tiro o un sistema de master and slave para trabajar con otros radares banda x y evitar interferencias cuando trabaja como radar en banda X por ejemplo con otros directores de tiro.

Con respecto a las antenas y su forma elipse, parabólica recta, etc. apertura, responden al uso y tipo de características del radar, puesto que los mismos tienen una temperatura de rumor, y una firma de rumor. Debo encontrar unos apuntes de antenas que debo tener por ahí.

Otro dato que debés tener en cuenta es que la ubicación (altura) a la que se posiciona un radar está relacionado con su uso y que a igualdad de radar, en el caso de una batalla naval el que esté ubicado a mayor altura y en una plataforma más estable iluminará primero. Ahí la diferencia básica entre una lancha rápida vs un destructor armados ambos con Exocet a la hora de explorar y adquirir blanco para dirigirlo, es decir las chances de sus respectivos radares de ser aprovechados 100%.
Cuestión que al mirar los radares hay que diferenciar muchas veces las antenas del mismo en el propio afuste, por ejemplo el transponder IFF. En el caso de los rusos, es un quilombo ya que tienden a splitar, con radar de scanning, radar de seguimiento etc, ni hablar en los buques donde crecen como hongos las antenas por todos lados, que seguro no sería bueno para las interferencias y para los radiados marineros.

sldos
 
Preguntas sobre radares

Lei wikipedia en ingles y español, radartutorial en ingles y español, y entendi solo lo mas basico.

Un radar de vigilancia usando el transmisor, la antena y el receptor, lanza una onda electromagnetica, esta al golpear una aeronave, rebota, y el eco de este rebote llega hasta el radar, el cual lo analiza para determinar su posicion.

Hasta ahi entendi.

Lo que por muchas vueltas que le de, no entiendo es:

  1. Cual es la diferencia entre un radar 2D y un radar 3D (que es lo que puede y lo que no puede hacer cada uno)
  2. Que es un radar de antenas en fase (partiendo de que no logro desencriptar que es una fase)
  3. Que es lo que hace un radar PESA
  4. Que es lo que un radar AESA hace, que el PESA no puede hacer.
  5. Y por ultimo, que son las bandas y las frecuencias de un radar (ni siquiera entendi si son sinonimos)
Empece leyendo en wikipedia, termine leyendo este tema de radar tutorials (y kis 4 que le siguen)

http://www.radartutorial.eu/01.basics/Principio Básico de Funcionamiento.es.html

Ya pregunte una vez algo parecido, y me recomendaron leer unas paginas web sobre radares, que desafortunadamente no entendi.
 
  1. Cual es la diferencia entre un radar 2D y un radar 3D (que es lo que puede y lo que no puede hacer cada uno)
Un radar 2D solo puede obtener 2 coordenadas (generalmente rango y azimut). Un radar 3D puede obtener por si solo las 3 coordenadas (rango, azimut y elevación).

  1. Que es un radar de antenas en fase (partiendo de que no logro desencriptar que es una fase)
Antenas en fase, es una mala traducción de phased array. Una mejor traducción es arreglo de antenas. Los radares mas modernos trabajan con arreglos de antenas, es decir, mas de una antena ubicadas en alguna configuración. Con mas de una antena, y dependiendo de la distribución se pueden conformar lóbulos de radiación mas complejos que con antenas simples. "Fase" se le denomina a la diferencia de tiempo con la que llega la señal del transmisor a cada antena.

  1. Que es lo que hace un radar PESA
Si todas las antenas reciben la señal en el mismo tiempo, reciben la señal en fase, se obtiene determinado lóbulo de radiación. Variando las fases de las señales a las distintas antenas (agregando retardos programables entre ellas), se logra orientar el lóbulo de radiación. De esta forma se "apunta" la antena electrónicamente y no mecánicamente. Esta es la base de los radares ESA (Electronically Scanned Array).

  1. Que es lo que un radar AESA hace, que el PESA no puede hacer.
Los radares AESA alimentan a cada antena con señales independientes. Los radares PESA alimentan a cada antena con la misma señal. Ambos radares varían la fase de las señales para hacer el barrido electrónico.

  1. Y por ultimo, que son las bandas y las frecuencias de un radar (ni siquiera entendi si son sinonimos)
Bandas de un radar son rangos de frecuencias a las que el radar funciona. Dependiendo la aplicación del radar será mas convenienente usar una u otra frecuencia. La frecuencia influye en el tamaño de los componentes, guias de onda, antenas, etc. Influye en la atenuación que tendrá la señal según el medio en el que se trabaje. Influye en el tamaño de los blancos que se pueden detectar.
 
Última edición:
Emm...
Gracias, mas o menos lo entendi, lo voy a releer un par de veces mas. Si me surge alguna otra duda la publico aca, pero creo que entendi todo.
 
Tengo otra duda.
Es sencillita

Los radares modernos, AESA, PESA o simples Phased Array, ¿pueden "saltar" de una banda a otra?.

Ej: Estar operando en la banda X y cambiar a banda VHF.
 
Tengo otra duda.
Es sencillita

Los radares modernos, AESA, PESA o simples Phased Array, ¿pueden "saltar" de una banda a otra?.

Ej: Estar operando en la banda X y cambiar a banda VHF.

Pueden hacer pequeños cambios de frecuencia, pero no saltar de bandas, ya que los componentes son muy distintos entre banda y banda.
Banda X es alrededor de los 10 GHz y VHF alrededor de los 300 MHz, seria un salto muy grande de frecuencia.
 
Pueden hacer pequeños cambios de frecuencia, pero no saltar de bandas, ya que los componentes son muy distintos entre banda y banda.
Banda X es alrededor de los 10 GHz y VHF alrededor de los 300 MHz, seria un salto muy grande de frecuencia.
Ok, gracias por la data.
 
Arriba