Partiendo de la formula . Explique porque el horizonte de radar es mayor que el horizonte óptico para un mismo punto de observación ubicado a una altura dada sobre la superficie de una tierra esférica.

Respuesta. El ángulo () es el ángulo de desviación que sufre la onda en la troposfera. () varía según la altura describiendo un gradiente vertical y apuntando hacia abajo las ondas en las troposfera no tienen un patrón rectilíneo. () varia según su frecuencia por lo que () varia si la onda es de luz visible o si es una microondas ya que la luz visible posee frecuencia por el orden de los 10 MHz, y las microondas por el orden de los 10 GHz, esto hace que el ángulo de desviación sea mucho menor para la luz visible formándose aproximadamente como rectilínea. Es por ello que el horizonte de evaluación de radar es mayor ya que el patrón de la microondas se dibuja como un arco de circulo yendo paralelo a una tierra esférica obteniendo un mayor alcance en un horizonte óptico que se dibuja prácticamente como rectilíneo.

Explique también que es el modelo de atmósfera lineal y para que se utiliza. ¿Qué es el factor de radio efectivo de la Tierra? ¿Y qué se entiende por una atmósfera estándar en este modelo?

Respuesta. El modelo de atmósfera lineal es el primer modelo de aproximación y con el valor de k conocido como factor de radio efectivo de la tierra ayuda a corregir el radio de la tierra según los valores climáticos desde el punto donde se encuentre el radar. Sirve para corregir el ángulo de desviación tomando como curvatura cero.

La atmósfera estándar es un modelo que sirve como referencia tomando T=300 °K y obteniendo un valor de k = 4/3 tomando el radio desde el ecuador.

¿Qué se entiende por súper refracción? ¿qué es un ducto superficial y cuál es el mecanismo de formación de estos ductos?

Respuesta. La súper refracción ocurre cuando el gradiente de la temperatura varia mas rápido de lo normal. La mayor curvatura de los rayos genera un gran alcance, pero si la curva es mayor que la curvatura de la tierra entonces la distancia es indefinida.

Un ducto superficial es una especie de guía de onda que se forma cuando la curva de rayos es mayor que la curvatura tierra puesto a que este rebota y queda atrapado entre la superficie y un punto de altura máximo. Estos ductos pueden ser indeseables ya que pueden generar ambigüedad en el alcance porque pueden confundir los ecos provenientes de los blancos con el eco de los otros pulsos. Hay que tomar en cuenta que tanto el radar como el blanco se deben encontrar dentro del ducto porque si no se puede perder toda la información y no se capta ningún eco.

En sus propias palabras explique que es un filtro optimo. Explique cual es la diferencia entre ancho de banda de ruido y ancho de banda de 3db en un filtro receptor.

Respuesta. Un filtro optimo es aquel que se diseña para que la señal a transmitir llegue con mayor información posible sin distorsionar, debe tener un ancho de banda mayor al de la señal. El ancho de banda del ruido es el que se le agrega a la señal al pasar por el filtro y el ancho de banda de 3db es un umbral en el que si la señal es menor a 3db se toma como ruido.

Partiendo de las ideas expresadas en el punto anterior, explique cual es el criterio que debe utilizarse para definir el umbral de detección en un receptor de radar. Puede apoyarse en descripciones graficas.

Respuesta. El criterio de detección de blanco es el siguiente: Si la señal mas ruido supera el umbral hay blanco.Si la señal mas el ruido no supera el umbral no hay blanco. El umbral es definido por una persona que ya cuenta con experiencia, pero hay que saber que si queremos que aumente la probabilidad de que uno suceda, la otra decaerá. El umbral se debe definir correctamente para que no haya perdidas de blanco y se eviten confundir con el ruido de fondo.

¿Qué se entiende por un falso positivo y por un falso negativo en un sistema de radar?

Respuesta. Un falso positivo se entiende por un pico que esta por encima del umbral y por ello fue considerado como blanco, pero el umbral estima muy por debajo y por ello fue tomado como blanco. Lo mismo ocurre al colocar el umbral muy arriba, se puede obviar un blanco y tomarlo como ruido, lo que seria un falso negativo.

Explique el principio Hyugens. Aplique el principio de Hyugens para hallar el campo lejano irradiado por una antena de abertura (a,b) en el plano (x,y).

Respuesta. Establece que cada punto de frente de onda se puede considerar como un emisor de ondas esféricas, a partir del cual se pueden hallar nuevos frentes de onda por superposición fasorial. En el campo con una apertura E(x,y) se pueden producir cambios en la dependencia angular del campo lejano.

A partir de las propiedades de la transformada discreta de Fourier se puede obtener casi cualquier patrón de radiación deseado. Si se realizan cambios bruscos en la función de iluminación, se pueden generar lóbulos secundarios de gran tamaño los cuales pueden ser indeseables (se llaman lóbulos de difracción). Una manera de disminuir el tamaño de estos lóbulos es utilizando iluminación Hamming, al iluminar con Hamming, el área efectiva de la antena se disminuye lo que provoca que el lóbulo principal tenga un ensanchamiento.

En el plano x,y, con abertura a,b, el campo eléctrico toma dirección del eje x, por lo que se hace 0 en todos los puntos del plano (por ser tangencial), excepto en la apertura en donde tiene una variación E(x,y) .

Que es un patrón de radiación cosecante cuadrado y para que se utiliza

Respuesta. Es un patrón para radares de seguimiento que cambia según la distancia del blanco. Aumenta si se encuentra lejos y disminuye a medida que se acerca el blanco. En los aviones de vigilancia aérea se tiende a usar patrones de radiación de ganancia bastante grandes en la dirección en la que se acerca el avión.

Que es un duplexer? Cual es su función en el sistema de radar?

Respuesta. Un duplexer es un elemento del sistema de radar que sirve para proteger al receptor de las potencias excesivas del transmisor. La función depende del tipo de duplexer.

ATR-protege al transmisor.

TR-proteger al receptor.

Explique el funcionamiento de un duplexer de gas con acoplador direccional

Respuesta. El funcionamiento de este tipo de duplexer, es proteger al receptor, cuando se le aplica un voltaje elevado no deja pasar la señal que se esta transmitiendo y la señal choca con el duplexer pasando hacia la antena. Al estar apagado la señal pasa por el duplexer y gracias al acoplador de 3db la señal se divide por igual en guias de ondas y se vuelve a unir para llegar al receptor.

En base a los resultados obtenidos en el punto anterior, explique es un phase array y como funciona. Explique es un MMIC.

Un phase array es un conjunto de elementos radiantes. Además de una variación en la amplitud, se pueden conseguir efectos interesantes manipulando la fase. Entonces una variación lineal de la fase puede producir cambios en la posición de los lóbulos, esto se puede utilizar para hacer cambios en la dirección de las antenas sin tener la necesidad de moverla mecánicamente.

Los phase array cambian su patrón de radiación a través de su fase.

Los MMIC son elementos que se encargan de ralizar cambios de amplitud y fase. Si se utilizan los MMIC con los diodos GUNN pueden formar parte de los arreglos de antenas. Si se utilizan en conjunto con los SDR pueden generar buenas capacidades de procesamiento para producir radares inteligentes.

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