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Diagrama de antena bidireccional

Diagrama de antena
en transmisión
8 diagramas de
antena estrechos
simultáneos
en recepción
Diagrama de antena
bidireccional del
6º canal de recepción

Figura 1: Diagrama de antena bidireccional formado digitalmente a modo de ejemplo

Diagrama de antena
en transmisión
8 diagramas de
antena estrechos
simultáneos
en recepción
Diagrama de antena
bidireccional del
6º canal de recepción

Figura 1: Diagrama de antena bidireccional formado digitalmente a modo de ejemplo

Diagrama de antena bidireccional

Un diagrama de antena bidireccional (Inglés: two-way beamwidth o two-way antenna pattern) se produce generalmente cuando un radar utiliza un diagrama de antena diferente cuando transmite que cuando recibe. Este es el caso, por ejemplo, de los radares multifunción que utilizan la formación digital de haces. Un radar de este tipo debe iluminar todo el espacio con un diagrama de abanico en el modo de transmisión, por ejemplo, que luego debe ser explorado por diagramas de recepción estrechos individuales formados simultáneamente en el modo de recepción. La superposición del diagrama de antena transmitido con el diagrama de antena efectivo durante la recepción es entonces un diagrama de antena bidireccional.

Figura 2: Diagrama de antena bidireccional debido a diferentes ángulos de aspecto

Figura 2: Diagrama de antena bidireccional debido a diferentes ángulos de aspecto

Aplicación al SAR y SLAR biestáticos

Para un radar de barrido lateral biestático, también se puede producir un diagrama de antena bidireccional mediante diferentes ángulos de aspecto. Por ejemplo, si un diagrama de antena simétrico procedente de un satélite incide oblicuamente sobre la superficie de la Tierra, se produce una zona iluminada de una elipse cuya área puede calcularse a partir de las longitudes del eje mayor y del eje menor.

(1)

  • ΘB = anchura a media altura del haz
  • R·ΘB = aproximación válida en ángulos pequeños
  • R = distancia oblicua
  • γ = ángulo de depresión

El ángulo de depresión es el ángulo entre la línea horizontal y la línea de visión del radar.

Un segundo satélite, que también apunta a esta superficie desde una posición diferente con el mismo diagrama de antena, produce una elipse que está torcida en comparación con la primera. Sólo se puede observar la zona iluminada por las dos elipses (que en casos extremos se encuentran cruzadas una encima de la otra). Varias elipses de este tipo con diferentes ángulos de aspecto sólo forman un pequeño círculo del tamaño que encierran todas las elipses en la superficie de la Tierra. Así pues, un círculo con un diámetro de B. La relación entre el área del círculo y el área de la elipse es entonces sólo igual a sen(γ). Con un ángulo de depresión de 30°, esto resulta en un factor de exactamente 0,5 - por el cual se reduce el área reflectante y, por tanto, también la potencia reflejada. La anchura de diagrama utilizable de los diagramas de antena individuales se reduce así aproximadamente al nivel de potencia de −1,5 dB.

En un radar de apertura sintética, por ejemplo, también se da este caso en el modo de foco (spotlight mode), ya que para el procesamiento de la señal se utilizan todas las señales de eco recibidas de las diferentes posiciones del satélite. Sólo el área que el satélite puede iluminar uniformemente desde distintas direcciones puede utilizarse para calcular la imagen radar de apertura sintética. Esto también mejora el poder de resolución resultante de la anchura del diagrama de la antena bidireccional (−3 dB)·sen(30°) = (−1,5 dB).

Cabe señalar que esta relación también puede aplicarse a un radar monostático que irradia verticalmente hacia abajo: En este caso, el ángulo de depresión es igual a 90° y el seno de éste es igual a uno. Así, su poder de resolución se mantiene en los −3 dB habituales.

Otras aplicaciones

Figura 3: Un módulo de radar FMCW con diferentes tamaños de antena para transmitir y recibir. (Cortesía de
RFbeam Microwave GmbH)

Figura 3: Un módulo de radar FMCW con diferentes tamaños de antena para transmitir y recibir. (Cortesía de
RFbeam Microwave GmbH)

Otra aplicación es, por ejemplo, un radar con barrido cónico sólo en la trayectoria de recepción (COSRO), como el histórico radar de seguimiento de objetivos Tipo 275. Pero los radares más modernos también utilizan diferentes antenas de transmisión y recepción, como el K-MC4 de RFbeam Microwave GmbH, que opera en la banda de frecuencias de 24 GHz (Fig. 3). Con este módulo de radar es posible realizar el método monopulso en un plano. Sin embargo, sólo puede utilizarse un canal de recepción. Esto significa que los diagramas de antena de las antenas emisora y receptora se solapan. Sin embargo, sus lóbulos laterales se encuentran ahora en ángulos laterales diferentes y, por tanto, la intensidad de los lóbulos laterales se reduce en general.