SISTEMAS
RADAR
CONSOLAS DE RADAR
CAPÍTULO 7
SISTEMAS RADAR
Se llama “consola” al conjunto de equipos que forman la
elaboración y presentación de datos a partir del vídeo y
de los impulsos de sincronización.
En la misma, el operador tiene a la vista los datos del
radar y los que se quieren añadir a través de los equipos
de control o la información de planes de vuelo, etc.
Por la distribución funcional de los equipos, el sistema
completo de radar queda normalmente repartido entre
dos localizaciones distintas : próximo a la antena se
localizan los equipos transmisor – receptor y auxiliares, y
en otro sitio, próximo al operador, se localizan los equipos
de proceso de datos.
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Presentaciones clásicas
El modo de combinar la distancia de los blancos y el azimut y altura
con los que se ven y presentarlos en la pantalla es lo que constituye la
“presentación primaria”.
•Tipo “A”.- La distancia se presenta en abscisa y la amplitud de señal en
ordenadas. No contiene información de orientación (altímetro radar).
•Tipo “C“.- Se presenta el azimut en abscisa y la elevación en ordenada. No hay
información de distancia (tiro).
•Tipo “E”.- Se presenta la distancia en abscisa y la elevación como ángulo (es
decir en y/x), lo que da una impresión de vista lateral (radar PAR).
•Tipo “F”.- Análoga a la C, pero, en lugar de representar azimut y elevación, se
representan desviación en azimut y elevación, respecto a una referencia (tiro).
•Tipo “P” o “PPI”(“plane position indicator”). La más corriente. El azimut
aparece como el ángulo o argumento trigonométrico y la distancia como radio.
Es una representación polares del blanco (ASR).
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Presentación PPI
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Transductores de Posicionamiento
Sirven para adaptar las magnitudes de referencia (variables
de entrada) en otro tipo de magnitudes proporcionales a las
anteriores, de manera que estas últimas sean interpretables
por el sistema y así poder realizar un buen control del
proceso.
Esto es muy importante en sistemas radar donde se
pretende recibir (o transmitir) información desde una antena
que se encuentra en movimiento, hasta los procesadores de
la señal radar (ubicados en paneles de equipos fijados a la
estación radar).
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Entre los elementos más importantes que realizan la
actividad previamente mencionada se encuentran: sensores,
transductores, captadores, servosistemas, servomecanismos
y servomotores.
Los medidores de ángulos o transductores de desplazamiento
angular son muy utilizados en los sistemas de control,
fundamentalmente cuando se desea medir la variación
producida en el eje rotor de un sistema motor-reductor.
En particular se prestará especial atención a los medidores
de ángulo del tipo digitales, denominados encoders digitales
o shaft encoders.
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SHAFT ENCODER:
Los codificadores rotativos, también llamados codificadores de eje
rotativo o codificadores de ángulo de eje rotativo, son transductores
electromecánicos que convierten la posición angular de un eje a un
código digital.
No son más que unos discos planos que se acoplan directamente, o
mediante un sistema de engranajes, al eje rotor de un motorreductor, del cual se quiere obtener su posición.
En la superficie del disco irá grabada, mediante bandas blancas y
negras, o mediante muescas perforadas en la superficie, la
información digital que servirá para averiguar el desplazamiento o
posición angular a medir.
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En general a cada paso angular le corresponderá una muesca o
codificación distinta.
Estos dispositivos se utilizan en robótica, en lentes fotográficas de
última generación, en dispositivos de entrada de PC tales como el
mouse o trackball y en plataformas de radar rotatorias.
Dentro de los codificadores digitales o shaft encoders se distinguen 2
tipos:
• Codificadores relativos o incrementales
• Codificadores absolutos
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Aplicación del Shaft encoder en sistemas radar:
Una aplicación de los codificadores digitales es para producir ACP´s
(azimut change pulses o pulsos de cambio de acimut), dichos pulsos
pueden ser contados ya sea en monitores o en la computadora de
procesamiento de señales.
El codificador rotativo produce un pulso en la referencia fija, en el
Norte por ejemplo, y una serie de pulsos, generalmente 4096 (12 bits),
en una rotación completa. Esto da una resolución en acimut de menos de
1/10º.
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Datos presentados en la consola
•Marcas a distancia.- Son anillos concéntricos que se dibujan en el
plano de posición, a distancias múltiplos (por ejemplo : millas o cada
cinco millas) de la antena de radar.
•Marcas de orientación.-Se puede aumentar el brillo del haz
presentado cuando la antena pase por el norte o en algún azimut
determinado, dibujando así radios en la presentación que marcan el
azimut en cuestión.
•Mapa de vídeo.- Es un mapa dibujado y superpuesto a la presentación.
En este dibujo se representan las pistas de aterrizaje, radiofaros y
ayudas, obstáculos importantes, aerovías, etc.
•Datos de identificación.- Es un letrero que aparece en la pantalla
junto al avión que se identifica, donde figura la compañía y número de
vuelo, así como la altura del avión (ejemplo AR 235, 300) en cientos de
pies y su velocidad en nudos.
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Monitor digital de escaneo de trama (Digital RasterScan Monitor)
Hoy se utilizan ampliamente pantallas digitales de alta
resolución (al menos 2048 x 2048).
Para que esto sea posible es necesario recurrir a la
información que se muestra en un monitor digital de
exploración de trama.
En estos casos la información de coordenadas polares de
las posiciones de los objetivos se convierte en
coordenadas cartesianas (rectangulares) para su registro
en los mapas de superficie almacenados digitalmente y
para su visualización (Scan Converter).
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La calidad de una imagen ráster está determinada por el
número total de píxeles (resolución) y la cantidad de
información en cada píxel (profundidad de color).
Los monitores de exploración de ráster (digitalización de
pixel) para radares deben tener la resolución lo más alta
posible. Por lo general, también se usan para mostrar
parámetros de radar importantes y botones de control
para el dispositivo de radar. Se puede marcar un objetivo
con la ayuda de un cursor y luego se mostrará información
adicional sobre este objetivo en la pantalla. También se
puede elegir una visualización permanente de toda la
información adicional, pero esto es demasiado confuso
para el tráfico aéreo congestionado.
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Además de la presentación de símbolos y caracteres
alfanuméricos también es posible elegir una forma de
representación del video sin procesar (como en el caso del
alcance analógico PPI). Es decir, dependiendo de la
pantalla, un área bidimensional de falso color o escala de
grises que simula una modulación de brillo.
El monitor de exploración ráster tiene una clara ventaja:
además de la posibilidad de presentar una gran cantidad
de información, su presentación también se puede ver a la
luz del día sin restricciones. La sala de control de
aproximación de un aeródromo (o un Centro de Control de
Área) ya no necesita ser una habitación oscura, sino que
puede ser una oficina amigable normal y luminosa.
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Conversión de muestreo (escaneo radar)
Un radar de vigilancia suministra sus datos medidos en
coordenadas polares, es decir, en formato de rango
azimutal (r, β).
La conversión de exploración por radar implica la
transformación de datos en un formato de acimut de
rango a un formato x-y para un alcance de exploración de
ráster.
El radar almacena sus datos en bruto en una tabla. Esta
tabla también se conoce como “polar store” o polar pixmap.
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Las columnas de la tabla representan todos los pasos
posibles del rango medible. Cada fila de la tabla
representa un período de pulso completo, que tuvo lugar en
un cierto ángulo acimutal.
La primera línea es el ángulo acimutal de 0°, es decir, la
dirección norte.
Debe calcularse, en qué número de la fila (Y) cuál píxel (X)
debe iluminarse.
X = r sen β + XC
Y = r cos β + YC
(XC, YC) representan el
sitio de la antena del
radar
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