1. El Clutter (Ecos no deseados)
Se define como el conjunto de ecos no deseados causados por la reflexión de las ondas en elementos del entorno que no son blancos de interés.
- Sea Clutter (Ecos de mar): Es causado por la reflexión de la energía del radar en las crestas de las olas. El mando STC reduce la ganancia del receptor solo en las distancias cortas, donde los ecos de mar son más fuertes.
- Rain Clutter (Ecos de lluvia): Es causado por la reflexión en gotas de lluvia. Además de tapar blancos, la lluvia atenúa la energía del radar, reduciendo el alcance máximo. El mando FTC es un filtro que acorta los ecos y bloquea las señales de cambio lento (como las nubes de lluvia).
- Gain (Ganancia): Controla la amplificación general. Si hay mucho ruido se baja un poco, pero con cuidado de no perder los blancos de interés.
2. Refracción Atmosférica
Normalmente, el aire es más denso cerca del agua, lo que hace que las ondas se curven ligeramente hacia la zona de mayor densidad (Propagación Normal).
- Super-refracción: El aire disminuye su densidad con la altura más rápido de lo normal (típico de anticiclones con aire cálido sobre aguas frías). El alcance del radar aumenta y se pueden ver blancos tras el horizonte geográfico.
- Sub-refracción: La densidad no disminuye como debería o incluso aumenta con la altura (típico de mal tiempo, aire frío sobre agua cálida). El haz se curva hacia arriba y el alcance disminuye.
- Ducting: Super-refracción extrema donde el haz queda atrapado entre capas. Se consiguen alcances extraordinarios, pero pueden aparecer falsos ecos o ambigüedades en la distancia.
3. El Transmisor
Su función es generar impulsos de radiofrecuencia de alta potencia y corta duración.
- El Disipador: Es el corazón que marca el ritmo. Genera señales de control de baja tensión (0,1 – 1 μs) que determinan la frecuencia de repetición de impulsos.
- El Modulador: Regula la emisión de impulsos sincronizados con el disipador. Acumula energía cuando no transmite y la libera en picos de alta tensión al magnetrón.
- El Magnetrón: Es el componente que transforma la energía eléctrica en microondas.
4. La Unidad de Antena
Es el medio físico para irradiar energía al espacio y captar los ecos. Está formada por:
- Guía de ondas: Un tubo metálico diseñado para conducir las microondas desde el transmisor hasta la antena sin pérdidas excesivas.
- Antena de ranura: Es el tipo estándar en marina. Las microondas se emiten a través de ranuras inclinadas situadas a intervalos de λ/2. Cuanto más larga es la antena, más ranuras tiene y más estrecho y preciso es su haz horizontal.
- Duplexor: Actúa como un interruptor electrónico ultrarrápido. En transmisión, protege al receptor bloqueando el paso de la alta potencia; en recepción, permite que los ecos débiles pasen directamente al receptor.
5. El Receptor
Debe ser extremadamente sensible para detectar ecos de hasta 10⁻¹³ vatios. Se compone de:
- Mezclador: Recibe la señal de la antena y la del Klystron. Por el principio superheterodino, las combina para obtener una frecuencia intermedia (FI) de 60 MHz, que es mucho más fácil de amplificar y procesar.
- Amplificador FI: Aumenta la potencia de la señal hasta un millón de veces.
- Detector: Elimina las vibraciones rápidas y se queda solo con el contorno del pulso.
6. Unidad de Presentación PPI
Genera la imagen visual combinando distancia y demora.
- Cañón de electrones: Dispara un haz que hace brillar el fósforo de la pantalla.
- Sistema de deflexión: Unas bobinas sincronizadas con el giro de la antena mueven el haz de electrones desde el centro hasta el borde. Esta velocidad de desplazamiento coincide con la base de tiempos del radar.
- Radares modernos (Raster-Scan): Convierten las coordenadas polares en una cuadrícula de píxeles para una imagen más nítida y estable.
7. Fenómenos del Radar
- Resolución en distancia: Capacidad del radar para distinguir dos blancos próximos en la misma demora. Depende de la longitud del impulso. Un impulso corto mejora la resolución porque evita que los ecos de blancos cercanos se solapen. Un impulso largo degrada la resolución pero aumenta la energía total detectada, mejorando el alcance máximo.
- Discriminación en demora: Depende del ancho del haz de la antena. Cuanto más estrecho sea el haz, mejor podrá el radar distinguir objetos situados a la misma distancia pero con demoras muy próximas. Por eso, los barcos grandes llevan antenas muy largas.
- Frecuencia de Repetición de Impulsos (FRI): Es el número de veces por segundo que el radar dispara un impulso.
- Distancias cortas: Se usa FRI alta (imagen nítida y refresco rápido).
- Distancias largas: Se usa FRI baja (hay que esperar a que el eco regrese desde lejos antes de enviar el siguiente pulso).
8. Bandas de Frecuencia y Fenómenos Atmosféricos
Bandas de Frecuencia
- Banda X (9 GHz / 3 cm): La más común. Detecta objetos muy pequeños, pero se ve muy afectada por la lluvia y el estado de la mar.
- Banda S (3 GHz / 10 cm): Utilizada por barcos grandes como «segundo radar». Ideal para navegar con tormenta y detectar objetos a gran distancia, aunque no es tan buena para objetos pequeños cercanos.