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La celda de resolución

Figura 1: La celda de resolución

Figura 1: La celda de resolución

¿Qué es la resolución del radar?

La celda de resolución

El volumen de resolución de impulsos o la celda de resolución caracterizan la capacidad de resolución conjunta según el alcance y las coordenadas angulares. Normalmente, se supone que el volumen de resolución de impulsos está limitado por la anchura del haz de media potencia φ del patrón de directividad de la antena (−3 dB) y la longitud Δt = τi/ 2, siendo τi la duración del impulso de transmisión (o, en el caso de la modulación intrapulso, por la duración de la señal a la salida del dispositivo de compresión de impulsos).

Figura 1: La celda de resolución

En el caso de un haz de lápiz muy estrecho, es decir, con valores pequeños de los ángulos Θaz y Θel, el tamaño del volumen de resolución del pulso puede calcularse según la siguiente ecuación:

V = R2·  c0·τ · θaz θel (1)
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El volumen de resolución de impulsos puede considerarse también como cilíndrico, dependiendo del modelo utilizado de aproximación del diagrama de la antena a formas geométricas simples. En este caso, el volumen de resolución de impulsos se calcula según

V = π ·R2·  c0·τ · θaz θel donde c0 = velocidad de la luz;
R = distancia a la antena del radar (alcance);
τ = duración del pulso transmitido.
(2)
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En las ecuaciones (1) y (2) se supone que los valores de los ángulos Θaz y Θel están dados en radianes. Si están en grados, deben convertirse a radianes multiplicando por (π/180).

Cuanto más amplio sea el espectro del pulso de transmisión considerado y más estrecho sea el patrón de directividad de la antena, menor será el volumen de resolución del pulso y mayor será la capacidad de resolución de la estación de radar. Al mismo tiempo, aumenta la inmunidad a las interferencias de las perturbaciones pasivas distribuidas en el espacio (reflectores dipolares, nubes ionizadas, estructuras atmosféricas, objetivos fijos).

En el radar meteorológico, el volumen de resolución de impulsos tiene una mayor importancia. Dado que el volumen de resolución de impulsos aumenta con el incremento de la distancia, ahora caben en él muchas más gotas de lluvia para la misma intensidad de lluvia: el área de reflexión efectiva también aumentará. Por lo tanto, la ecuación básica del radar meteorológico tiene una forma completamente diferente a la de un radar de vigilancia aérea.

Por ello, en el radar meteorológico también se habla de un objetivo de volumen: el objetivo de volumen llena completamente el volumen de resolución de impulsos. En cambio, los radares de vigilancia suelen localizar objetivos puntuales: El objeto reflectante se pierde en el volumen de resolución de pulso, que va aumentando con la distancia.

No hay que confundir el volumen de resolución de impulsos con el tamaño de una celda de alcance en el procesamiento de señales de radar, es decir, la celda de memoria correspondiente a un segmento de alcance. Dicho segmento de alcance debe tener como máximo la mitad del tamaño del volumen de resolución de impulsos.

La resolución tampoco debe confundirse con la precisión. Sin embargo, en la mayoría de los proyectos de radar, una primera estimación de la cifra de precisión (una desviación estándar) será la mitad del valor de la resolución correspondiente. Una vez realizado el radar, la precisión suele ser mejor que la primera conjetura porque, por ejemplo, la precisión del alcance es una característica de la medición del tiempo transcurrido entre la salida del pulso transmitido y la llegada del eco al receptor. Si el pulso transmitido es rectangular perfecto, el pulso recibido tendrá el aspecto de una curva gaussiana porque el ancho de banda del receptor es finito; además, el ruido perturbará la forma gaussiana del pulso recibido. Por lo tanto, es evidente que la precisión de esta medición no está realmente vinculada a la anchura del pulso (que define la resolución del alcance), sino a la intensidad de la señal del receptor (que está vinculada al alcance). Por lo tanto, el error de alcance debería aumentar con el alcance.