Requisitos para un receptor de radar
Figura 1: Receptor y generador de señales del radar ATC ASR-E (Fabricante: EADS)
Requisitos para un receptor de radar
Un receptor de radar ideal debe tener las siguientes características:
- Amplificación sin ruido de la señal recibida sin cambiar su forma;
- Optimización de la probabilidad de detección de objetivos mediante la elección de un ancho de banda de receptor adecuado;
- Soporte de un amplio rango dinámico para adaptar las señales de eco muy pequeñas a las interferencias muy grandes de los blancos fijos;
- Supresión de las señales de interferencia para optimizar la localización del objetivo.
Sensibilidad del receptor
La menor potencia posible a la entrada de un receptor (Pemin) que puede ser procesada en una señal de objetivo es un elemento importante para determinar el alcance máximo posible de una unidad de radar. Este nivel de sensibilidad tiene valores del orden de 10 -13 vatios ( -100 dBm).
Sin embargo, los receptores están diseñados para que no sean mucho más sensibles de lo que tienen que ser.
Esto se debe a que la sensibilidad de un receptor limita su ancho de banda y esto debe aceptarse sólo para poder recibir señales que en realidad no se desean?
Además, se aplica la siguiente regla: cuanto menos sensible sea el receptor, mejor será el
índice de falsas alarmas
de la unidad de radar.
Al mismo tiempo, sin embargo, la
probabilidad de detectar
un eco „bueno“, es decir, una señal que sobresalga por encima del ruido de fondo del receptor,
disminuye porque esta señal debe ser mayor con una menor sensibilidad del receptor.
Ancho de banda del receptor
Uno de los factores más importantes es el ruido del receptor. Todo receptor (y los receptores de radar no son una excepción) tiene una cierta cantidad de ruido inherente, que se añade al ruido recibido. Ni siquiera el diseño más meticuloso del receptor puede evitarlo. El tamaño de este ruido inherente (también llamado ruido térmico) es proporcional al ancho de banda del receptor.
Por lo tanto, reducir el ancho de banda del receptor puede reducir el ruido inherente del mismo.
Pero: si el ancho de banda es demasiado pequeño, el receptor no puede procesar algunas señales (o no tan bien).
Así que, una vez más, hay que llegar a un compromiso.
En la práctica, se elige un ancho de banda del receptor cercano al recíproco de la duración del pulso.
Por ejemplo, si el radar emite pulsos de 1 µs de duración, el ancho de banda óptimo del receptor es de aproximadamente 1 MHz.
Rango dinámico
El receptor debe amplificar las señales recibidas sin distorsionarlas. Sin embargo, si un eco fuerte del objetivo fijo lleva al sistema receptor a la saturación, entonces como resultado los diferentes componentes de frecuencia de la señal se amplifican de manera diferente, es decir, el espectro se altera. Este cambio en el espectro reduce la capacidad del radar de utilizar la frecuencia Doppler para enmascarar estos fuertes ecos de objetivos fijos. Además, cuando el receptor está en saturación, ya no se puede detectar un eco débil de una aeronave cercana al blanco fijo. Por lo tanto, el rango dinámico del receptor debe extenderse desde el nivel de ruido hasta el eco más fuerte esperado del blanco fijo. En la práctica, este rango dinámico cubre una gama de unos 80 dB.
La intensidad de las señales de interferencia en relación con un eco débil del blanco son en promedio
- Perturbaciones meteorológicas de hasta 55 dB
- Objetivos fantasmas (por ejemplo, los llamados ángeles) hasta 70 dB
- Interferencias de objetivos fijos en el mar de hasta 75 dB
- Interferencias fijas en tierra hasta 90 dB.
Los efectos de estas interferencias se mitigan mediante circuitos de control de ganancia adecuados, como el control dinámico de la ganancia en función del tiempo de tránsito.