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Bases para el Diseño de un Radar 3

AA rtículortículo dede ttApAApA

Cómo FunCiona un

RadaRdeFiniCiones y Bases paRa el diseño

El radar (término derivado del acrónimo inglés radio detection and ranging, “detección y medi-

ción de distancias por radio”) fue desarrollado durante la Segunda Guerra Mundial como un

medio para detectar y rastrear aeronaves y barcos. Desde 1945 el radar se ha convertido en un

instrumento meteorológico indispensable no sólo para los investigadores sino también para

los meteorólogos involucrados en la observación diaria del estado del tiempo. El radar es par-

ticularmente valioso en la detección, rastreo y pronóstico de tormentas severas; tormentas que

causan grandes daños provocados por avenidas súbitas, tornados o huracanes. Además, ya

que el radar puede medir precipitaciones sobre grandes áreas, se ha convertido en una herra-

mienta muy útil para los hidrometeorólogos e hidrólogos. Es un sistema que usa ondas elec-

tromagnéticas 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 electromagnéticas con diversas

longitudes de onda permite detectar objetos más allá del rango de otro tipo de emisiones (luz

visible, sonido, etc.). Entre sus ámbitos de aplicación se incluyen la meteorología, el control

del tráfico aéreo y terrestre y gran variedad de usos militares.

Coordinación: Ing. Horacio D. Vallejo - e-mail: [email protected]

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Artículo de tapa

4 Telecomunicaciones

BrEvE Historia dEl radar

Para poder describir los fundamentos deun sistema radar es preciso aclarar que sufuncionamiento se basa en la transmisión deondas electromagnéticas, dirigidas hacia unobjeto, de modo que las mismas “reboten” enéste para que su reflejo (onda reflejada) seacaptado por un receptor quien calculará suubicación.

Por tal motivo, hagamos una breve reseñade los hechos que antecedieron al radar:

• En 1864, James Clerk Maxwell describe

las leyes del electromagnetismo.

• En 1888, Heinrich Rudolf Hertz demues-

tra que las ondas electromagnéticas se refle-

jan en las superficies metálicas.

• En 1904 Christian Huelsmeyer patenta el

primer sistema anticolisión de buques utilizando

ondas electromagnéticas

• Desarrollo de la radio y de la transmisión

inalámbrica (por Guglielmo Marconi, entre otros),

gracias a lo cual se desarrollan las antenas.

• En 1917, Nikola Tesla establece los principios

teóricos del futuro radar (frecuencias y niveles de

potencia).

• En 1934, y gracias a un estudio sistemático del

magnetrón, se realizan ensayos sobre sistemas de

detección de onda corta siguiendo los principios de

Nikola Tesla. De este modo nacen los radares de

ondas decimétricas.

• Durante el Siglo XX, muchos inventores, cien-

tíficos e ingenieros han contribuido en el desarrollo

del radar, impulsados sobre todo por el ambiente

prebélico que precedió a la Segunda Guerra

Mundial, y a la propia Guerra. Los grandes

países que participaron en ella fueron desar-

rollando de forma paralela distintos sistemas

radar, aportando grandes avances cada uno

de ellos para llegar a lo que hoy conocemos

sobre los sistemas radar.

En 1934 el GEMA (la sociedad de aparatoselectro-acústico y mecánico), uno de cuyosfundadores fue Hans Hollmann, construye unmagnetrón capaz de trabajar a 650MHz. Ésefue el paso tecnológico que permitió el desar-rollo del Freya, figura 1, un radar de vigilanciaaérea que trabajaba a 125MHz con unalcance entre 80 y 150 millas. Era un radarpara trabajar en superficie por sus dimen-siones, por ello, una versión posterior fue el

Seetakt que trabajaba a 375MHz y tenía un alcancede 10 millas adaptado para ser montado enbuques. Este radar fue utilizado en el verano de1938 en la Guerra Civil Española.

La competencia en la industria alemana de laépoca hizo que, en el año 1935, la empresa alem-ana Telefunken lanzara un radar de antenaparabólica giratoria, antecesor del radar de alertaaérea Würzburg, figura 2, radar de tiro de 560MHzde trabajo y con deflector de 3m de diámetro.

El Freya y el Würzburg fueron la base de ladefensa terrestre de los alemanes durante laSegunda Guerra Mundial, y el Steetakt pieza fun-damental para la de detección a bordo de losbuques de la Armada Alemana. Al inicio de laSegunda Guerra Mundial, Alemania estaba alfrente de la tecnología de radares, pero su decisión

Figura 2 - El radar de alerta aérea Würzburg

Figura 1 – El radar Freya


cómo Funciona un rAdAr


de alistar a científicos e ingenieros en el frente,pensando que la guerra sería corta y satisfactoria,hizo que no se produjeran avances sustanciososen esos años, en contramedida de sus adversarios,que siguieron avanzando.

El modelo de radar actual fue creado en 1935 ydesarrollado principalmente en Inglaterra durante laSegunda Guerra Mundial por el físico RobertWatson-Watt. Supuso una notable ventaja tácticapara la Royal Air Force en la Batalla de Inglaterra,cuando aún era denominado RDF (Radio DirectionFinding). Aunque fue desarrollado con fines béli-cos, en la actualidad cuenta con multitud de usosciviles, siendo la mejor herramienta para el controlde tráfico aéreo.

En los momentos anteriores a la II GuerraMundial, Robert Watson-Watt, físico y director delLaboratorio de Investigación de Radio y su ayu-dante, el físico Arnold Wilkins, estuvieron a cargode la invención de un “rayo de la muerte” que seríautilizado en esa guerra. La idea de Watson-Wattera elevar la temperatura del piloto atacante a 41°C aproximadamente para que, al provocarlefiebre, quedara incapacitado. Como lo escribió elpropio Wilkins:

Mi cálculo mostró que, como era de esperarse,

se necesitaba generar una potencia enorme a

cualquier frecuencia de radio para producir fiebre

en el cuerpo de un piloto de avión, aun en el

improbable caso de que su cuerpo no estuviera

protegido por el metal del fuselaje... Como nada

cercano a dicha potencia se podía producir, estaba

claro que no era factible un rayo de la muerte por

medio de la radio. Le dije esto a Watson-Watt al

darle mi cálculo y me respondió: "Bien, si un rayo

de la muerte no es posible, ¿cómo podemos

entonces ayudarles? Yo contesté que los inge-

nieros de la Oficina de Correos se habían dado

cuenta de perturbaciones en la recepción de muy

altas frecuencias cuando algún avión volaba en la

vecindad de sus receptores y que este fenómeno

podría ser útil para detectar aviones enemigos".

Esta observación, hecha en enero de 1935, diolugar una serie de hechos que culminaron con lainvención del radar. Los hechos a los que Wilkinsse refirió habían sido observados en muchoslugares y en todos se consideró esta perturbacióncomo un estorbo que mucha gente había tratado deeliminar. De hecho, en 1932, la Oficina PostalBritánica publicó un informe en el que sus científi-cos documentaron fenómenos naturales que

afectaban la intensidad de la señal electromag-nética recibida: tormentas eléctricas, vientos, lluviay el paso de un aeroplano en la vecindad del labo-ratorio. Wilkins conoció este informe de maneraaccidental, conversando con la gente de la OficinaPostal, que se quejaba por la interferencia.

Cuando Wilkins sugirió la posibilidad de utilizarel fenómeno de interferencia de ondas de radiopara detectar aviones enemigos, Watson-Watt locomisionó inmediatamente para trabajar en el cál-culo de los aspectos cuantitativos.

Al terminar sus cálculos, a Wilkins le parecióincreíble que el efecto deseado pudiera detectarse;revisó sus cálculos, no encontró ningún error y selos dio a Watson-Watt, quien los vio fantásticos yverificó los cálculos matemáticos. Al no encontrarerror, envió los resultados. El hecho de que un rayode la muerte no fuera factible no sorprendió, sinembargo atrajo la idea de poder detectar un avión.

Mientras tanto, en EE UU, dos científicos delNaval Research Laboratory (NRL) Hoyt Taylor y L.Young dieron forma a las especulaciones de Marconiy las plasmaron en un experimento en el que trans-mitieron una señal de radio de onda continua a travésdel río Potomac detectando que al pasar los buquesse producían alteraciones en la calidad de la señalrecibida. Lograron perturbaciones con distancias dehasta tres millas. Observando esto, concluyeron conque se podría diseñar un elemento que detectarabuques en el mar.

Al mismo tiempo, la Armada de los EE. UU. seencontraba muy ocupada dotando a los buques decomunicaciones sin hilos. A pesar de esto, se con-tinuó con su investigación a nivel científico enmuchos campos. Es así que el NRL, en coop-eración con el Carnegie Institute, durante el año1925 investigó la reflexión de ondas en la ionosferay la modulación por pulsos de la onda, de tal man-era que conociendo el instante de salida de unpulso y midiendo su retardo se podría calcular ladistancia del rebote. A partir de estas investiga-ciones se diseñó a principio de los años 30 elprimer radar de impulsos, obteniéndose losprimeros pulsos reflejados por aviones en diciem-bre de 1934. Aunque no fue hasta julio de 1936cuando consiguieron que funcionara correcta-mente, debido a un error en el diseño del ancho debanda del receptor (demasiado estrecho). El radartrabajaba a 200 MHz con una anchura de pulso de10µs. Este radar utilizaba una única antena enemisión y recepción pues incluía el primer duplexor,una novedad tecnológica que supuso una grandiferencia entre países durante varios años.


Artículo de tapa



Artículo de tapa


introduCCión al radar

El radar es un sistema que consiste de untransmisor y un receptor de radio sincroniza-dos, que emite ondas electromagnéticas yprocesa las ondas reflejadas para utilizarlasen la detección y localización de objetos talescomo aeronaves o barcos, o en la detecciónde las características de superficies talescomo la terrestre, lunar o planetaria.

El principio electrónico de base para el fun-cionamiento del radar es muy similar al de lareflexión de ondas sonoras. Si se emite unsonido en la dirección de un objeto que reflejeel sonido (como un cañón rocoso o unacueva) es posible escuchar el eco y, cono-ciendo la velocidad del sonido en el aire y eltiempo de retardo, se pueden calcular la posi-ción relativa y la distancia a la que se encuentra elobjeto, con base en la relación entre espacio veloci-dad y tiempo.

El radar emplea pulsos de energía electromag-nética, tal como ya mencionamos al comienzo deeste artículo. La energía de radiofrecuencia (RF) setransmite hacia y se refleja desde un objeto reflec-tor. Una pequeña fracción de la energía reflejada,denominada ECO como en el caso de las ondassonoras, retorna al equipo radar. Los equipos radaranalizan el eco para determinar la dirección y dis-tancia del objeto reflector. Mediante el Radar esposible:

• Detección de objetos fijos o en movimiento.

• Determinación de la distancia al objeto

(alcance o rango), así como su altitud y orientación

respecto al transmisor.

• Determinación de la velocidad y dirección de

movimiento del objeto.

Si bien es común asociar a los radares con lossistemas de defensa de una nación, el principal usode estos equipos está dirigido a la toma dedatos de la atmósfera. La mayoría de losradares meteorológicos son del tipo pulsante,los cuales transmiten pulsos de energía elec-tromagnética de muy corta duración (µs). Laantena del radar transmite esta energía con-centrándola en un haz muy angosto (1°). Losobjetos que interceptan esta energía la dis-persan en todas direcciones, regresando unapequeña porción hacia la antena. En el inter-valo de tiempo entre pulso y pulso la señalreflejada por el objeto o blanco se detecta y

amplifica en el receptor del radar y se presentapara su observación en varias pantallas u otros dis-positivos de registro (Ridenour, 1965).

El tiempo transcurrido entre la emisión del pulsoy la recepción de la señal reflejada se emplea paradeterminar la distancia del blanco ya que la veloci-dad a la que viaja la energía electromagnética enambos sentidos es igual a la de la luz. La antenagira tanto en azimut como en elevación para deter-minar la posición y altura del blanco, figura 3.

La figura 4 muestra el principio de fun-cionamiento de un radar primario. La antena radarilumina un objeto (blanco) con una señal demicroondas; el blanco la refleja y entonces es cap-tada por un dispositivo receptor. La señal eléctricaque capta la antena se denomina señal eco o deretorno. La señal radar es generada por un trans-misor potente y recibida por un receptor altamentesensible.

Todos los blancos producen reflexiones difusas,es decir que reflejan energía en varias direcciones.La señal reflejada también se denomina dispersión.El término con que se conoce la señal que se

Figura 3 - diagrama en bloques deun radar primario.

Figura 4 - Principio de funcionamiento de un radarprimario.


Artículo de tapa


refleja en la dirección exactamente opuesta a la dela señal incidente es Backscatter (dispersión deretorno).

Las señales radar se pueden desplegar en indi-cadores planos de posición (PPI) u otros sistemasde visualización más avanzados. El PPI muestra unvector rotatorio en cuyo origen se encuentra elradar; indica la dirección hacia la que apunta laantena y, por consiguiente, el acimut (azimut) delos blancos. Los principales bloques del radar pri-mario son:

• Transmisor: Produce los pulsos

de energía de RF de corta duración

y alta potencia que la antena radia

al espacio.

• Duplexor: Alterna la antena

entre el transmisor y el receptor, de

modo que sólo es necesario usar

una antena. Este switching se

requiere para evitar que los pulsos

de alta potencia del transmisor

destruyan el receptor que es alta-

mente sensible.

• Receptor: Amplifica y demod-

ula las señales de RF recibidas y

genera señales de vídeo a la salida.

• Antena: Convierte la energía

del transmisor en ondas electro-

magnéticas en el espacio, con la

distribución y eficiencia requeridas.

Este proceso se aplica en forma

inversa para la trayectoria de recep-

ción.

• Indicador: Presenta al operador

una visualización continua y fácil-

mente entendible de la posición rel-

ativa de los blancos radar.

tiPos dE radar

Desde el punto de vista de sufuncionamiento los radares puedenclasificarse en coherentes y no-coherentes. En los radares coher-entes existe un cambio de frecuen-cia entre la señal recibida en elinstante t y la recibida en el instantet + 1 que depende de la velocidadcon la que se mueve un objeto locual permite determinar las veloci-dades radiales de los vientos y de

caída de las partículas. Este efecto se conocecomo Doppler y, a los radares que son capaces deemplear este modo de funcionamiento se les llamaradares Doppler. Con este tipo de radares, ademásde la reflectividad, se puede obtener el campo devientos asociados con tormentas convectivas(SRH, sin fecha).

En los radares no-coherentes no existe la detec-ción del cambio de frecuencia entre señales, por loque sólo pueden obtenerse la posición (dirección y




distancia) del blanco observado, con respecto alradar, y su reflectividad. La tendencia es que losradares meteorológicos modernos posean ambascaracterísticas por lo que los radares que se con-struyen actualmente son del tipo coherente ypueden funcionar tanto en modo Doppler como enmodo de reflectividad.

Los radares también se diseñan para finesespecíficos por lo que una segunda clasificaciónpuede estar de acuerdo con su modo de empleo. Enesta clasificación se tienen los radares meteorológi-cos, en aeropuertos, perfiladores de viento, etc.

sistEma dE radar

El radar no es un solo instrumento, sino que esun conjunto de dispositivos que trabajan como untodo y recibe el nombre de sistema de radar o sim-plemente radar. Tal como mencionamos, está com-puesto por el transmisor; el cual produce un pulsocon una potencia y una frecuencia definida por elradar; la antena que irradia la señal e intercepta laseñal reflejada; el receptor, que detecta, amplifica ytransforma la señal recibida y la envía a la pantallade despliegue; una guía de onda por donde viaja laseñal desde el transmisor hasta el cuerno alimen-tador y la antena; un switch transmisor/receptorque cierra la señal del transmisor cuando el recep-tor está operando y lo protege de las altas poten-cias enviadas por el transmisor y de la misma formase cierra a la señal del receptor cuando el radarestá en modo de transmisión. El conjunto de dis-positivos descrito anteriormente representa el hard-ware del radar (vea nuevamente las figuras 3 y 4).

ECuaCión BásiCa dEl radar

El principio de funcionamiento del radar meteo-rológico es el de emitir, a través de una antena, unpulso de energía electromagnética de duración τ(del orden de µs) con ondas cuya longitud de ondaλ es del orden de centímetros (figura 5).

La energía se concentra en un haz que tomauna forma cónica por efecto de la difracción, encuyo interior la energía no se distribuye de formauniforme sino en forma de lóbulo con un patrónGaussiano, como se muestra en la figura 6. Debidoa que no es posible confinar toda la energía endicho cono, una parte escapa fuera de él. Comoresultado, la energía emitida se distribuye en formade un lóbulo central, el cual contiene la mayor partede la energía y una serie de lóbulos secundarios demenor energía llamados “lóbulos laterales”.

Cuando la energía radiada por el radar es inter-ceptada por un blanco, se dispersa en todas direc-ciones de tal manera que una fracción es devueltaen dirección del radar y captada por el receptor,figura 7. La distancia al blanco se obtiene regis-trando el tiempo transcurrido entre la emisión delpulso y la recepción de la señal de retorno sabi-

Figura 5 - señal electromagnéticaemitida por el radar

Figura 6

Figura 7


Artículo de tapa


endo que la energía viaja a la velocidadde la luz. Es decir, si el tiempo de viajeentre la señal de salida y la de recepciónes t, entonces el tiempo de viaje de laseñal hasta que choca con el blancometeorológico es t/2. Si la señal viaja ala velocidad de la luz c, entonces la dis-tancia d entre el radar y el blanco esigual a:

d = ct/2

La ecuación del radar relaciona elalcance de la señal del radar con las car-acterísticas del transmisor, receptor,antena, blanco y su entorno atmosférico.Esto es útil no sólo para determinar sumáximo alcance sino también paraentender su forma de operar y con finesde diseño.

Otros de los parámetros más importantes delradar son su frecuencia y su longitud de onda,están relacionados mediante la ecuación:

cf = –––

λ

Donde f es la frecuencia, en ciclos/segundo, ces la velocidad de la luz, en m/s, y λ es la longitudde onda, en metros.

El uso de diferentes longitudes de onda es útilpara detectar objetos en la atmósfera de diferentesformas y tamaños. Entre más corta sea la longitudde onda, el radar detectará objetos más pequeños,como rocío o gotas pequeñas de nubes pero con ladesventaja de que gran parte de la energía esabsorbida por esas partículas, lo quehace que se pierda la señal a cortas dis-tancias del radar, haciendo difícil ladetección de blancos más allá de estasdistancias límites. A este proceso de pér-dida de señal se le conoce por aten-uación.

Consecuentemente, entre mayor seala longitud de onda, menor es la pérdidapor atenuación.

La atenuación se define como lareducción de intensidad de la onda elec-tromagnética a lo largo de su ruta(Collier, 1996) ya que la radiación elec-tromagnética que pasa a través decualquier medio, reduce su potencia en

una cantidad que depende del tipo y densidad delmaterial que atraviesa el haz. La figura 8 muestralas diferentes bandas empleada por los radares, sufrecuencia y longitud de onda (Rinehart, 1994),mientras que en la figura 9 podemos apreciar laubicación de estas bandas dentro del espectroelectromagnético.

Generalmente los radares meteorológicosemplean las bandas X (λ = 3 cm), C (λ = 5.6 cm) yS (λ = 10 cm). Con una longitud de onda de 10 cmla atenuación por lluvia es despreciable pero paralongitudes de onda de 3 y 5.6 cm se llega a tenerserios efectos.

En la figuras 10 y 11 se muestra el perfil espa-cial de dos tormentas sintéticas (la primera másintensa que la segunda) y la atenuación que sufrencon respecto a la longitud de onda y a la distancia

Figura 8 - Bandas de frecuencias empleadas por los radares

Figura 9 - Espectro electromagnétio




(WMO, 1985). Como se observa en esta figura 10,entre más intensa es la tormenta, mayor es la aten-uación.

rEFlExión

Las ondas electromagnéticas se dispersancuando hay cambios significativos en las con-stantes dieléctricas o diamagnéticas. Esto significaque un objeto sólido en el aire o en el vacío (esdecir, un cambio en la densidad atómica entre elobjeto y su entorno) producirá dispersión de lasondas de radio, como las del radar. Esto ocurre par-ticularmente en el caso de los materiales conduc-tores como el metal y la fibra de carbono, lo quehace que el radar sea especialmente indicado parala detección de aeronaves. En ocasiones losaviones militares utilizan materiales con sustanciasresistivas y magnéticas que absorben las ondas delradar, reduciendo así el nivel de reflexión.Estableciendo una analogía entre las ondas delradar y el espectro visible, estos materiales equiv-aldrían a pintar algo con un color oscuro.

La reflexión de las ondas del radar varía en fun-ción de su longitud de onda y de la forma delblanco. Si la longitud de onda es mucho menor queel tamaño del blanco, la onda rebotará del mismomodo que la luz contra un espejo. Si por el con-trario es mucho más grande que el tamaño delblanco, lo que ocurre es que este se polariza (sep-

aración física de las cargas positivas y negativas)como en un dipolo (véase: Dispersión de Rayleigh).Cuando las dos escalas son similares puedendarse efectos de resonancia. Los primeros radaresutilizaban longitudes de onda muy elevadas, may-ores que los objetivos; las señales que recibíaneran tenues. Los radares actuales emplean longi-tudes de onda más pequeñas (de pocos centímet-ros o inferiores) que permiten detectar objetos deltamaño de una barra de pan.

Las señales de radio de onda corta (3kHz-30MHz) se reflejan en las curvas y aristas, delmismo modo que la luz produce destellos en untrozo de cristal curvo. Para estas longitudes deonda los objetos que más reflejan son aquellos conángulos de 90º entre las superficies reflectivas.Una estructura que conste de tres superficies quese juntan en una esquina (como la de una caja)siempre reflejará hacia el emisor aquellas ondasque entren por su abertura.

Este tipo de reflectores, denominados reflec-tores de esquina (corner reflectors, figura 12), sesuelen usar para hacer "visibles" al radar objetosque en otras circunstancias no lo serían (se sueleninstalar en barcos para mejorar su detectabilidad yevitar choques). Siguiendo el mismo razonamiento,

si se desea que una nave no sea detectada, en sudiseño se procurará eliminar estas esquinas interi-ores, así como superficies y bordes perpendicu-lares a las posibles direcciones de detección. Deahí el aspecto extraño de los aviones "stealth"(avión furtivo). Todas estas medidas no eliminanpor completo la reflexión debido a la difracción,especialmente para longitudes de onda grandes.Otra contramedida habitual es arrojar cables y tiras

Figura 10 - Perfil de un radar metereológico

Figura 11 - Perfil durante una tormenta.

Figura 12 - reflector de esquina.


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metálicas cuyo largo es media longitud de onda(chaffs) con la idea de cegar al radar; son efectivas,si bien la dirección hacia la que se reflejan lasondas es aleatoria cuando lo óptimo sería dirigir lareflexión hacia el radar que se quiere evitar. El fac-tor que da la medida de cuánto refleja un objeto lasondas de radio se llama "sección radar cruzada"(σ), traducción del inglés RCS ("Radar CrossSection").

los radarEs En un dronE

Un vehículo aéreo no tripulado —UAV, por lassiglas en inglés de Unmanned Aerial Vehicle—, osistema aéreo no tripulado —UAS de UnmannedAerial System—, conocido en castellano por sussiglas como VANT y como drone, es una aeronaveque vuela sin tripulación. Para su funcionamientoes fundamental el empleo de radares.

Son usados mayoritariamente en aplicacionesmilitares, donde son denominados vehículo aéreode combate no tripulado —UCAV por su nombre eninglés—. Para distinguir los VANT de los misiles, unVANT se define como un vehículo sin tripulaciónreutilizable, capaz de mantener un nivel de vuelocontrolado y sostenido, y propulsado por un motorde explosión o de reacción. Por tanto, los misilesde crucero no son considerados VANT porque,como la mayoría de los misiles, el propio vehículoes un arma que no se puede reutilizar, a pesar deque también es no tripulado y en algunos casosguiado remotamente.

Hay una amplia variedad de for-mas, tamaños, configuraciones ycaracterísticas en el diseño de losVANT. Históricamente los VANTeran simplemente aviones pilotadosremotamente (en inglés: drones),pero cada vez más se está emple-ando el control autónomo de losVANT. En este sentido se hancreado dos variantes: algunos soncontrolados desde una ubicaciónremota, y otros vuelan de formaautónoma sobre la base de planesde vuelo preprogramados usandosistemas más complejos de autom-atización dinámica. Cabe destacarque las aeronaves controladasremotamente en realidad no califi-can para ser llamadas como VANT,ya que los vehículos aéreos pilota-

dos remotamente (o por control remoto) se cono-cen como Aeronaves Radiocontroladas oAeronaves R/C; esto debido a que, precisamente,los VANT son también sistemas autónomos quepueden operar sin intervención humana algunadurante su funcionamiento en la misión a la que sehaya encomendado, es decir, pueden despegar,volar y aterrizar automáticamente.

Para dar un ejemplo, la Fuerza AéreaVenezolana inició la operación de los vehículosaéreos no tripulados Arpía, construidos en Plantade Sistemas Aéreos No Tripulados (SANT ARPIA-1) de la Compañía Anónima Venezolana deIndustrias Militares (Cavim). El Arpía es la versiónvenezolana del modelo Mohajer 2, desarrollado porla firma iraní Qods Aeronautics Industries, y elresultado del acuerdo de cooperación técnico-mili-tar suscrito por Venezuela e Irán en 2006. En enerode 2007, el Ministerio de Defensa de Venezuelainformó que dentro del referido convenio, estabacontemplada la construcción en el país, de vehícu-los no tripulados de tecnología iraní.Posteriormente, Cavim anunció la adquisición enIrán de doce UAV, para ser empleados en activi-dades de reconocimiento, vigilancia fronteriza ymonitoreo ambiental, entre otros usos. J

BiBliograFía

www.radarworld.orgwww.radarworld.org/huelsmeyer.htmlhttp://ronja.twibright.com/interference.php) www.globalsecurity.org/military/world/russia/mig-31.htmwww.intechopen.com


Montaje de un Radar con Arduino 67

MM onta jeonta je dede ttapaapa

Montaje de un RadaR

Con aRdunIo

Tal como mencionamos en el Artículo de Tapa de esta edición, el radar es un sistema electró-

nico que permite detectar objetos y determinar la distancia a que se encuentran proyectando

sobre ellos ondas de radio que son reflejadas por el objeto y que al ser recibidas de nuevo por

la antena del radar permiten calcular la distancia a la que se encuentra el objeto, en función del

tiempo que tardó en ir y volver la señal de radio.

De todos es conocida la utilización del radar en el control del tráfico aéreo y en el control poli-

cial de la velocidad en el tráfico rodado. Además, estos están siendo utilizados en sistemas

especiales que permiten formar, mediante un elaborado procesado de la señal radar, imágenes

de la superficie planetaria con resoluciones del orden de algunos metros. Las aplicaciones

potenciales de estos sistemas son innumerables: cartografía de zonas de alta nubosidad (inac-

cesibles mediante sensores ópticos), obtención de modelos topográficos a escala mundial de

alta precisión, exploración de otros planetas o satélites con atmósfera, determinación de recur-

sos hídricos, vegetación, clasificación de cultivos, etc.

Para la elaboración de un radar detector de objetos es preciso contar con sensores que nos

ayudan a interactuar con el espacio que rodea a nuestros prototipos, es decir, serán los senti-

dos de nuestros proyectos. En este artículo explicaremos el funcionamiento de los sensores

ultrasónicos y cómo construir un radar con una placa Arduino. Comenzaremos dando una

explicación teórica que complementa a lo ya definido en esta misma revista.

En base a u proyecto de F. J. Ramirez http://www.tuelectronica.es

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Montaje de tapa

68 Proyectos Electrónicos

Módulo ultRasónico con aRduino

Seguro que muchos de nuestros usuarios han“jugado” con su eco. Es irresistible hablarse a simismo cuando estamos en la cima de una montañao en una gran sala donde escuchamos nuestra vozretarda. Muchos saben que este eco es a causa deque el sonido rebota en una superficie y vuelvehasta su fuente de origen. Sabiendo el tiempo quetarda desde que se emite un sonido hasta que serecibe en el mismo punto, podemos determinar quedistancia hay entre dos puntos. Este es el principalfuncionamiento de los sensores ultrasónico, laemisión de un sonido y la recepción de su eco,figura 1.

Para la elaboración de nuestro sensor usare-mos el modulo ultrasónico HY-SFR05, figura 2.

Se trata de un medidor de distancias de bajocosto por ultrasonidos. La detección del objeto seconsigue midiendo el tiempo que tarda en rebotarun haz de ultrasonidos sobre la superficie de unobjeto. Internamente está constituido por un micro-controlador y dos cápsulas ultrasónicas de 40kHz.Una para el disparo y otra para recibir el eco.

Las principales características son:

Rango de medida: Entre 1.7 y 400cm.

Tensión de alimentación: 5v

Frecuencia: 40kHz.

Duración mínima del pulso de disparo: 10us

Duración del pulso de eco: 100-25000us

Tiempo de espera entre medidas: 20ms

Dos modos de funcionamiento:

Modo1: Compatibilidad con el SRF04 (4 hilos).

Modo2: Modo a tres hilos.

La conexión del módulo se muestra en la figura3. Con esta conexión el sensor se comporta comoun SRF04 usando una línea de salida de Eco y otrapara la entrada de Disparo.

El funcionamiento de este modulo es muy sen-cillo. Esta alimentado con 5V y se debe suministrarun pulso de 10µs para activar el modulo a travésdel pin Trig. En ese momento, el modulo lanzaráuna ráfaga de 8 pulsos ultrasónicos a 40kHz y lasalida Echo pasa a nivel alto hasta que el modulorecibe un eco, momento en el que volverá de nuevoa pasar a un nivel bajo. Por tanto, la salida Echo esun pulso cuyo ancho será proporcional a la distan-cia respecto a un objeto. Si no se detecta un objeto,la salida Echo pasara a nivel bajo después de30ms.

Si el ancho del pulso se mide en µs, el resultado

se debe dividir entre 58 para saber la distancia encentímetros, y entre 148 para saber la distancia enpulgadas. Estos valores son obtenidos de:

Si la velocidad del sonido es 340 metros porsegundo o 29µs por centímetro, y como el sonido

Figura 1

Figura 3

Figura 2


Radar con arduino


tiene que viajar dos veces la dis-tancia hacia el objeto, una de iday otra de vuelta, entonces cada58µs (2 x 29 = 58µs) recorrerá uncentímetro.El módulo debe activarse cada50ms como mínimo, de estamanera se asegura que la ráfagaultrasónica haya desaparecidocompletamente y no provocaráun falso eco en la siguientemedición de distancia, figura 4.El procedimiento de uso de estemódulo es el siguiente:

Configurar el pin de Eco (entrada) y

el de Disparo (salida).

Aplicar un pulso de, mínimo 10us, al

pin de Disparo.

El módulo transmite un tren de pul-

sos de 8 ciclos a 40KHz.

Esperar a que el pin de salida de Eco

pase a nivel “1”.

Inicializar a cero y poner en marcha

el Temporizador.

Cuando la cápsula receptora recibe

la señal rebotada en un objeto la sal-

ida de Eco pasa de nuevo a nivel “0”.

Medir la duración del pulso de esta

señal, es decir, el tiempo en que la

señal eco se mantiene a “1”.

Calcular el valor de la distancia en

función del tiempo registrado.

Dicho esto, en la figura 5podemos observar cómo es elconexionado del módulo.Con esta conexión el sensor uti-liza una única línea del pic para el

Figura 4

Figura 5

Figura 6

Figura 7


Montaje de tapa


Eco y el Disparo. Hay que tener la precaución deconfigurar la línea del microcontrolador comoentrada o salida, según corresponda en cadamomento.

Debemos conectar el módulo a una placaArduino de la manera mostrada en la figura 6. Elesquema gráfico de conexión con el Arduino Megase puede ver en la figura 7.

El código a grabar en el Arduino, que muestra elfuncionamiento básico del módulo se reproduce enla tabla 1.

Si Ud. no quiere copiar el código y deseadescargarlo directamente en su placa Arduino,puede descargar dicho código desde nuestra web:www.webelectronica.com.ar, haciendo clic en elícono password e ingresando la clave: arduino-radar.

Una vez cargado el código en nuestro Arduino,abrimos el Monitor Serie de la IDE Arduino (9600baudios), figura 8.

RadaR con aRduino

Ya mostramos el uso de un módulo de ultra-sonidos con Arduino. En este artículo le daremosuna utilidad a nuestro modulo para hacer un radarque nos detecte la distancia a objetos sobre unárea.

El módulo de ultrasonidos HY-SFR05 queusamos en este proyecto es bastante directivo, y

tabla 1

Figura 8



con la ayuda de un servo, podremos hacer un bar-rido de 180° para explorar un área determinada.Arduino se encargará de tomar las medidas y conun programa desarrollado en Processing podremosmostrar los datos en una computadora. La comuni-cación Arduino-Processing la realizaremos medi-ante el puerto serie de la computadora.

El esquema eléctrico de nuestro radar se mues-tra en la figura 9 mientras que en la figura 10

podemos observar cómo quedamontado nuestro radar. Comovemos en el esquema, usamosuna alimentación externa de 5V.Esto se debe a que el servo con-sume más de lo que la placaArduino puede entregar. Es devital importancia no conectar elservo al pin de 5V de la placaArduino, pues obtendremosmedidas erróneas. Ya que usare-mos una fuente externa,conectaremos a ella también elmódulo de ultrasonido.No debemos pasar por alto queal usar una fuente de ali-

mentación externa debemos conectar la masa deArduino con la de la fuente, de lo contrario el cir-cuito no funcionará.

El código para este proyecto consta de dospartes, uno para Arduino y otro para Processingque veremos luego. Arduino se encargará de tomarlas medidas de distancia para cada posición delservo y moverlo desde la posición de 0° a 180° yviceversa. Los datos obtenidos se enviaran por el

Figura 9

Figura 10


Montaje de tapa


puerto serie. El código a grabar en Arduino semuestra en la tabla 2.

dEscRipción dE la conFiguRación dE VaRiablEs

numReadings nos permite configurar cuantasmedidas se tomaran en cada posición del servo. El

valor en esta posición será un promedio de los val-ores obtenidos. Esto se usa para evitar posibles fal-los en la medida. Cuanto más aumentemos estevalor obtendremos una medida más exacta en pun-tos en los que puedan existir reflexiones o multi-trayectos del sonido. El aumentar este valor implicaun mayor tiempo empleado para rastrear una zona.

servoMin y servoMax permiten establecer la

tabla 2



duración mínima y máxima del pulso de salida parael servo correspondiente a 0° y 180°. Es posibleque dependiendo de nuestro servo tengamos quemodificar estos valores haciendo unas pruebasprevias. Si vemos que el servo no hace todo surecorrido o hace movimientos extraños, varíe estosdatos hasta conseguir su recorrido total, figura 11.

Una vez cargado el código en Arduinopodremos ver en el “monitor serie” algo parecido alo mostrado en la figura 12.

Para interpretar los datos y mostrarlos de formavisual tendremos que seguir los pasos quebrindamos a continuación.

RadaR pRocEssing

En Processing crearemos un entorno visualpara usarlo con nuestro radar Arduino. Con un bar-rido de 180° podremos medir la distancia de un

área y visualizar si se producen cambios. Debemostener conectada la placa Arduino a nuestra com-putadora mediante el cable USB y cargada con elcódigo que dimos en la tabla 2 (recuerde que si noquiere copiar el código, puede descargarlo desdenuestra web).

Arduino nos envía una serie de parámetros porel puerto serie que Processing debe descomponere interpretar. Estos parámetros son XgradosVvalor,donde grados y valor son datos numéricos.

Si Ud. no tiene muchos conocimientos sobreArduino, le recomendamos que lea los artículospublicados en Saber Electrónica Nº 319 y 320. Enellos explicamos que Processing es un lenguaje deprogramación y entorno de desarrollo integrado decódigo abierto basado en Java, de fácil utilización,y que sirve como medio para la enseñanza y pro-ducción de proyectos multimedia e interactivos dediseño digital. Fue iniciado por Ben Fry y CaseyReas a partir de reflexiones en elAesthetics and

Computation Group del MIT MediaLab dirigido por John Maeda.Nosotros vamos a programar en lapantalla del programa de ARDUINOen processing un código que nosgenerará la pantalla del radar. De estamanera, en el microcontrolador de laplaca Arduino tenemos grabado elprograma del radar (tabla 2) y luego,mediante processing escribimos elcódigo de la tabla 3 que será quiengenere la pantalla del radar sobrenuestra PC. Tras una comparacióncada dos barridos, el programa marcacon circunferencias rojas dónde exis-ten diferencias de medidas respecto albarrido anterior, tal como se observaen la figura 13.

Figura 11

Figura 12

Figura 13


Montaje de tapa


Si el programa nos genera un error en la línea:

1 myport = new serial(this, serial.list()[1], 9600);

El problema puede deberse a que se está inten-tando leer un puerto serie que no existe. En la ven-tana de notificaciones de Processing debe apare-cer algo similar a lo siguiente:

[0] “coM1”[1] “coM3”

Esto es un listado de los puertos serie que tienenuestra computadora, debemos usar de la lista el

que Arduino nos genera, por defecto suele serCOM3, pero debe verifícarlo antes. Para usar elpuerto serie adecuado solo tenemos que poner elíndice numérico que aparece junto a él en la fun-ción serial.list()[1] que está en la línea donde nosgenera el error.

Es posible también que no se nos genere unerror, pero el puerto serie no sea el correcto. Si elprograma no funciona, puede ser esta la causa.

Este programa ha sido testado en la versiónProcessing 2.0b8 de Windows y para cualquier ref-erencia puede dirigirse a la página del autor:

www.tuelectronica.es/tutoriales/arduino/radar-con-arduino.html J

tabla 3


Radar con arduino


tabla 3: continuación



IntroduCCIón

Básicamente, un radar consta de los siguientes blo-ques lógicos, figura 1:

• Un transmisor que genera las señales de radio por

medio de un oscilador controlado por un modulador.

• Un receptor en el que los ecos recibidos se llevan

a una frecuencia intermedia con un mezclador. No debe

añadir ruido adicional.

• Un duplexor que permite usar la antena para trans-

mitir o recibir.

• Hardware de control y de procesado de señal.

• Interfaz de usuario.

transmIsores

El funcionamiento del radar implica que el transmisoremita una gran cantidad de energía para recibir, detectar y

AA rtículortículo dede ttApAApA

Bases para el Diseño De un

raDarLos equipos de radar están compuestos por un transmisor, una antena, un receptor y un indicador. A

diferencia de la radiodifusión, en la que el transmisor emite ondas de radio que son captadas por el

receptor, los transmisores y receptores de radar suelen hallarse juntos. El transmisor emite el haz de

ondas electromagnéticas a través de una antena que concentra las ondas en un haz coherente apun-

tando en la dirección deseada. La antena capta la energía contenida en dicha señal y la envía al recep-

tor. Mediante un proceso de amplificación y tratamiento informático, el receptor del radar genera una

señal en el dispositivo de visualización, por lo general una pantalla de computadora. En este artículo

veremos algunos conceptos que deben tenerse en cuenta para el diseño de un radar.

Coordinación: Ing. Horacio D. Vallejo - e-mail: [email protected]

Art Tapa 2 - Bases diseño Radar.qxd:lx1435.qxd 25/03/14 10:06 Page 76

Bloques componentes de un rAdAr


cuantificar una mínima fracción de toda la energía de radiodevuelta en forma de eco. Una forma de solucionar elproblema de detectar este eco ínfimo en presencia de laenorme señal emitida, es el sistema de impulsos (en lafigura 2 puede ver el diagrama en bloques de un radar depulsos). Durante un lapso de 0,l a 5 microsegundos seemite un impulso de energía; a continuación, el transmisorpermanece en silencio durante un espacio de centésimaso milésimas de microsegundo. Durante la fase de impulsoo emisión, el receptor queda aislado de la antena pormedio de un conmutador TR (transmisor-receptor);durante el periodo entre impulsos, esta desconexión seefectúa con un conmutador ATR (anti-TR).

El radar de onda continua, figura 3, emite una señalcontinua en vez de impulsos. El radar Doppler, que se uti-liza para medir la velocidad de objetos (por ejemplo unauto), transmite con frecuencia constante. Las señalesreflejadas por objetos en movimiento respecto a la

antena presentarán diferentes fre-cuencias a causa del efecto Doppler.La diferencia de frecuencias guardala misma relación con la emitida quela existente entre las velocidades delobjetivo y la de la luz. Si el receptor del radar está dis-eñado de forma que rechace aquel-los ecos que poseen la misma fre-cuencia que el transmisor y sóloamplifique los de frecuencia distinta,únicamente visualizará los objetivosmóviles. Tales receptores puedenseleccionar vehículos en movimientoen total oscuridad. El radar de frecuencia modulada(FM) emite una señal continua cuyafrecuencia va cambiando de manera

uniforme. La diferencia entre la frecuencia del eco y la deltransmisor en el momento de la recepción de aquél per-mite calcular la distancia existente entre transmisor yobjetivo. Estos sistemas son más exactos que los deimpulsos, aunque tienen alcance menor.

reCeptores

El receptor ideal debe ser capaz de amplificar y mediruna señal muy débil con una frecuencia muy elevada.Como hasta ahora no se ha conseguido construir unamplificador móvil que cumpla esta función de forma sat-isfactoria, la señal se convierte a una frecuencia interme-dia de 30 MHz y se amplifica. La altísima frecuencia dela señal del radar exige un oscilador y un mezclador conuna precisión muy superior a la que se utiliza en losreceptores normales de radio; no obstante, ya se hanconstruido circuitos apropiados que utilizan comoosciladores tubos de microondas de alta potencia. Laconversión de la frecuencia intermedia se efectúa deforma habitual y la señal se envía a continuación a unacomputadora.

dIseño del osCIlador del transmIsor

El núcleo del transmisor lo forma un dispositivooscilador. La elección de este se realiza en virtud de lascaracterísticas que se requieren del sistema radar (coste,vida útil, potencia de pico, longitud de los pulsos, fre-cuencia, etc.) Los osciladores más utilizados son:

• Magnetrón: es el más utilizado a pesar de que se

trata de una tecnología algo vieja. Son pequeños y

Figura 1

Figura 2

Figura 3


Artículo de tapa


ligeros. Pueden funcionar a frecuencias de entre 30 MHz

y 100 GHz y proporcionan buena potencia de salida.

• Klistrón: algo más grandes que los anteriores, lle-

gan a funcionar solamente hasta los 10 GHz. La poten-

cia de salida que proporcionan puede quedarse corta en

algunos casos.

• TWT (Tubo de ondas progresivas): para radares

de 30 MHz a 15 GHz, buena potencia de salida.

dIseño del modulador

El modulador o pulsador es el elemento encargadode proporcionar pequeños pulsos de potencia al mag-netrón. Esta tecnología recibe el nombre de "potenciapulsada". Gracias al modulador, los pulsos de RF queemite el oscilador están limitados a una duración fija.Estos dispositivos están formados por una fuente de ali-mentación de alto voltaje, una red de formación de pul-sos (PFN) y un conmutador de alto voltaje (como un tira-trón).

Si en lugar de magnetrón se usa un tubo klistrón, estepuede actuar como amplificador, así que la salida delmodulador puede ser de baja potencia.

las antenas

Las antenas de radar tienen que ser muy directivas;es decir, tienen que generar un haz bastante estrecho,figura 4. Como la anchura del haz es directamente pro-porcional a la longitud de onda de la radiación e inversaa la anchura de la antena, y dado que no resulta viableutilizar antenas grandes en las unidades móviles deradar, surgió la necesidad de construir el radar demicroondas. Otras ventajas de los radares de microon-das son su menor vulnerabilidad a las medidas preventi-vas del enemigo, como las perturbaciones, y la mayorresolución de los objetivos. El movimiento necesario delhaz del radar se consigue imprimiendo un movimientodenominado barrido. La forma más sencilla de barridoconsiste en hacer girar lenta y continuamente la antena.Los radares de tierra que se emplean para la detecciónde aviones a menudo llevan dos equipos de radar: unoefectúa el barrido en sentido horizontal para visualizar elavión y calcular la distancia angular horizontal, y el otrolo realiza en sentido vertical para fijar su elevación.

dIseño de la antena

Las señales de radio difundidas (broadcast) por unasola antena se propagan en todas las direcciones y, del

mismo modo, una antena recibirá señales desdecualquier dirección. Esto hace que el radar se encuentrecon el problema de saber dónde se ubica el blanco.

Los primeros sistemas solían utilizar antenas omnidi-reccionales, con antenas receptoras directivas apun-tando en distintas direcciones. Por ejemplo, el primer sis-tema que se instaló (Chain Home) utilizaba dos antenasreceptoras cuyas direcciones de observación formabanun ángulo recto, cada una asociada a una pantalla difer-ente. El mayor nivel de eco se obtenía cuando la direc-ción de observación de la antena y la línea radar-blancoformaban ángulo recto y, por el contrario, era mínimocuando la antena apuntaba directamente hacia el obje-tivo. El operador podía determinar la dirección de unblanco rotando la antena de modo que una pantallamostrase un máximo y otra un mínimo.

Una importante limitación de este tipo de solución eraque el pulso se transmitía en todas las direcciones, demodo que la cantidad de energía en la dirección que seexaminaba era solo una pequeña parte de la transmitida.Para que llegue una potencia razonable al blanco serequieren antenas direccionales.

Reflector Parabólico

Los sistemas más modernos usan reflectoresparabólicos dirigibles para estrechar el haz en el que seemite en broadcast el pulso. Generalmente el mismoreflector se utiliza también como receptor, figura 5.

Figura 4

Figura 5


Bloques componentes de un rAdAr


En estos sistemas, a menudo seusan dos frecuencias radar en la mismaantena para permitir control automático("radar lock").

Guía de Onda Ranurada

La guía de onda ranurada se muevemecánicamente para hacer el barrido yes adecuada para sistemas debúsqueda (no de seguimiento), figura 6.Las “guiaondas ranuradas” son muydireccionales en el plano de la antenapero, al contrario que las parabólicas,no son capaces de distinguir en el planovertical. Suelen usarse en detrimento delas parabólicas en cubiertas de barcos y exteriores deaeropuertos y puertos, por motivos de coste y resistenciaal viento.

Phased Arrays

Otro tipo de antenas que se suele usar para radaresson los phased arrays, figura 7. Un phased array consisteen una matriz (array) de elementos radiantes. La fase dela señal que alimenta cada uno de estos está controladade tal manera que la radiación del conjunto sea muydirectiva. Es decir, se juega con las fases de las señalespara que se cancelen en las direcciones no deseadas yse interfieran constructivamente en las direcciones deinterés.

En el diseño de arrays intervienen muchos parámet-ros : número de elementos, disposición física de los ele-mentos, amplitud de la corriente de alimentación, faserelativa de la alimentación y tipo de antena elemental uti-lizada. Configurando estos parámetros se pueden mejo-rar las características de radiación del diagrama deradiación individual : mejorar la directividad, mejorar larelación de lóbulo principal a secundario, conformar eldiagrama para cubrir la zona de interés y tener la posibil-idad de controlar electrónicamente el apuntamiento delhaz principal.

En la actualidad son parte imprescindible del sistemaAEGIS y el sistema balístico MIM-104 Patriot. Su uso seva extendiendo debido a la fiabilidad derivada del hechode que no tienen partes móviles. Casi todos los radaresmilitares modernos se basan enphased arrays, relegando los sis-temas basados en antenas rotato-rias a aplicaciones donde el costo esun factor determinante (tráficoaéreo, meteorología, etc.) Su usoestá también extendido en aeron-aves militares debido a su capacidadde seguir múltiples objetivos.

Tratamiento Informático del Radar

La mayoría de los radares modernosconvierten la señal analógica recibida auna secuencia de números por medio deun convertidor analógico digital. Unordenador de alta velocidad se encargade procesar esta secuencia y extraer lainformación relativa al objetivo. Los sistemas de radar, cuya función prin-cipal consiste en detectar objetivos,tienen que indicar la presencia o ausen-cia de éstos. Si el objetivo se halla real-mente presente, el radar tendrá quedetectarlo correctamente o ignorarlo por

error. Si el objetivo no está presente de verdad, el radarpuede indicar que no hay presencia del objetivo o puedeproducir una falsa alarma. La computadora tiene queponderar de forma óptima las detecciones frente a las fal-sas alarmas.

pantallas de radar

La detección de objetivos, la velocidad y la posiciónse pueden sobreponer a un mapa con la representaciónde carreteras u otras características importantes. Ciertosradares aéreos o en órbita espacial procesan las señalesque retornan de tierra y proyectan un mapa de alta res-olución del terreno. A menudo se pueden reconocer obje-tos tan pequeños como un camión a varios kilómetros dedistancia, de noche y en condiciones meteorológicasadversas. La mayoría de los últimos avances en cuantoa pantallas y procesos de radar son consecuencia de losadelantos en el mundo de las computadoras y la elec-trónica de alta velocidad.

modulador de Impulsos

Este dispositivo de encarga de extraer continuamentecorriente de una fuente de potencia, como un generador,para alimentar el magnetrón del transmisor con impulsosde voltaje, potencia, duración e intervalo precisos. El

impulso debe comenzar y finalizarde manera abrupta, pero la potenciay el voltaje no deben variar de formaapreciable durante el impulso.

Para más información diríjase a nues-

tra web: www.webelectronica.com.ar,

haga clic en el ícono password e

ingrese la clave: arduinoradar. J

Figura 6

Figura 7


S E C C I O N . D E L . L E C T O R

pre gun ta 1: La razón por la cual le envíoeste mensaje es para solicitarle de la maneramás atenta, si me podría indicar paso a paso,de forma escrita y con ejemplos, la forma de

obtención de la potencia PMPO, de la mismaforma que describe la obtención de la potenciade salida y otros parámetros concernientes aequipos de audio como lo describe en la sec-ción de fallas en amplificadores del CD de usoy manejo del multímetro, material didácticoentregado durante el seminario en Monterreyel año pasado, y que por la premura durante suconferencia, era difícil de responder de formamás detallada durante el evento.

Gustavo Cuevas.res pues ta: Peak Output) y potencia

nominal Watts RMS (Real Music Sound).Los PMPO indican la potencia máxima

que soporta un parlante sometido a extensaspruebas, sin afirmar en ningún momento lacalidad del sonido, es decir, unos altavoces de80W PMPO ofrecen un sonido totalmente dis-torsionado en esta potencia. No existe ningunafórmula para calcular la potencia PMPO, por loque no deja de ser un valor totalmente arbitra-rio al gusto del fabricante concreto.

También se dice que la potencia PMPO serefiere a la potencia máxima que soporta unparlante durante un instante antes de que suestructura se dañe. Normalmente se utilizapara promocionar un producto diciendo quesoporta 3000 watts ó 5000 watts cuando raravez sobrepasa los 50 watts RMS. Ejemplo, unparlante SONY XS-8694 tiene 230 W de poten-cia PMPO, y sin embargo su valor nominal esde 60 W RMS. Mientras que la potencia nomi-

nal es la que debe importarle al consumidor, yaque es la salida real (en el caso de los parlan-tes, lo real que uno soporta). Expresa un valorcalculado en función de la calidad de fabrica-ción y diseño de los parlantes y es el valoradoptado como estándar en la industria delsonido, al ser el más próximo a la realidad.Este valor representa un nivel medio y cons-tante de potencia que da un amplificador ósoporta un parlante. Es un valor científica-mente comprobable y se basa en una fórmulamatemática. Los Watts RMS o como común-mente se les llama "Watts reales" son total-mente medibles, todo va a depender de laforma como sean medidos y hoy por hoy, cadafabricante los mide de manera distinta por loque no se puede definir de manera absoluta.No existe una relación establecida entre PMPOy RMS. Cada fabricante fija sus normas enPMPO y muchos también lo hacen en RMS.Las relaciones entre dichas potencias no esclara. Sin embargo algunas fábricas (por ejem-plo Pioneer(R)) imprimen en sus cajas las 2especificaciones.

En términos prácticos, podemos definir ala potencia PMPO como la potencia de picomáximo instántaneo con una distorsión deter-minada de salida y se toma como parámetro aun valor de tensión PMPO, tal que el valor detensión de pico es igual al 17% de la tensión

PMPO. J

se mi na rios Gra tui tos Va mos a su lo ca li dad

Co mo es nues tra cos tum bre, Sa berElec tró ni ca ha pro gra ma do una se rie dese mi na rios gra tui tos pa ra so cios del ClubSE que se dic tan en di fe ren tes pro vin -cias de la Re pú bli ca Ar gen ti na y de otrospaí ses. Pa ra es tos se mi na rios se pre pa -ra ma te rial de apo yo que pue de ser ad -qui ri do por los asis ten tes a pre cios eco -nó mi cos, pe ro de nin gu na ma ne ra sucom pra es obli ga to ria pa ra po der asis tiral even to. Si Ud. de sea que rea li ce mosal gún even to en la lo ca li dad don de re si -de, pue de con tac tar se te le fó ni ca men te alnú me ro (011) 4301-8804 o vía e-mail a:

[email protected] ra dic tar un se mi na rio pre ci sa -

mos un lu gar don de se pue da rea li zarel even to y un con tac to a quien los lec -to res pue dan re cu rrir pa ra qui tar se du -das so bre di cha reu nión. La pre mi safun da men tal es que el se mi na rio re sul -te gra tui to pa ra los asis ten tes y que sebus que la for ma de op ti mi zar gas tospa ra que és to sea po si ble.


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