Fundamentos Radar

Firma radar

La firma radar es la información sobre los ecos característicos de un objeto reflectante (blanco). Es como una huella dactilar que puede utilizarse para determinar el tipo o la naturaleza del objetivo. Incluye no sólo las variaciones de amplitud de los ecos, que dependen del aspecto de la superficie efectiva de retrodispersión (véase superficie equivalente radar), sino también el espectro de desplazamiento Doppler[1], con su modulación o armónicos característicos en la señal de eco.

Aunque la firma radar también contiene información sobre el área de reflexión efectiva del objetivo, no debe equipararse a ella. Las firmas de radar se determinan empíricamente y se recogen en bases de datos. Esta información desempeña un papel fundamental en la caracterización de objetivos, especialmente en los radares militares.

Figura 2: Modulación de las palas de un avión de hélice y una central eólica

Figura 2: Modulación de las palas de un avión de hélice y una central eólica

Sección radar equivalente

El área efectiva de retrodispersión, o sección radar equivalente (RCS), depende en gran medida de la dirección en la que el objeto reflectante es iluminado por el radar. Los cambios característicos de esta zona pueden utilizarse para determinar la orientación del objetivo con respecto al radar. Para la firma radar, este valor de amplitud suele ser sólo una referencia que mide la diferencia de amplitud entre los componentes no modulados y modulados. Por lo tanto, debe eliminarse un desplazamiento de frecuencia, debido a la velocidad radial (efecto Doppler), para obtener una señal normalizada que pueda compararse (correlacionarse) con las entradas de la base de datos.

Modulación del motor

Una información más importante para la firma del radar son los desplazamientos Doppler causados por partes móviles del objetivo, por ejemplo, las hélices de un avión convencional o las palas del compresor de los motores a reacción (esto último se denomina Jet Engine Modulation, JEM). Estas frecuencias Doppler dependen del número de piezas y de su velocidad de rotación.

Debido al movimiento de rotación, estas piezas cambian constantemente su velocidad radial instantánea con respecto al radar y son nulas en determinados ángulos de su propia rotación. El resultado es un patrón característico de frecuencias Doppler. Al igual que una huella dactilar, permiten identificar el tipo de aeronave. Sin embargo, todas las frecuencias Doppler deben medirse y correlacionarse con la imagen de la base de datos.

Armónicos

Cuando el pulso de radar encuentra una capa límite en el material que tiene una característica no lineal similar a la de un diodo, aparecen armónicos en el eco. Para las aplicaciones militares, este efecto es de menor importancia, ya que los fabricantes de aviones ya se aseguran de que no se produzcan estas capas límite. Para la recepción de estos armónicos se requiere un receptor de banda ancha extrema, lo que supone un obstáculo para la protección contra el ruido de radar.

En otra aplicación, estos armónicos tienen una importancia crucial en el llamado radar armónico. Por ejemplo, se utiliza en el rescate de montaña para encontrar a personas sepultadas bajo una avalancha. Los armónicos aparecen en el esquiador está equipado con un pequeño dipolo con un diodo semiconductor entre las dos mitades del dipolo a menudo se ofrecen en las estaciones de alto riesgo. Los fabricantes de ropa especial para esquí o alpinismo pueden incluir dichos reflectores en la ropa. Ahora, el radar puede distinguir muy bien entre las firmas de radar de la señal de eco pasivo, como la procedente de una roca, y la procedente de una persona enterrada e inmóvil.