EL RADAR MARINO
La palabra RADAR es acrónimo de Radio Detection And Ranging , algo asi como Detección y medición de distancias por radio. Fue creado durante la II guerra mundial (1935) en Inglaterra.
Todos los sistemas de radar utilizan un transmisor de radio de alta frecuencia que emite un haz de radiacion electromagnetica, con una radiacion de longitud de onda comprendida entre algunos centímetros y cerca de 1 m. Los objetos que se hallan en la trayectoria del haz reflejan las ondas de nuevo hacia el transmisor. El radar se fundamenta en las leyes de la reflexión de las ondas de radio, implícitas en las ecuaciones que controlan el comportamiento de las ondas electromagnéticas, planteadas por el físico británico James C. Maxwell en 1864. Estas leyes quedaron demostradas por primera vez en 1886 a la vista de los experimentos del físico alemán Heinrich Hertz. El ingeniero alemán Christian Hülsmeyer fue el primero en sugerir el aprovechamiento de este tipo de eco mediante su aplicación a un dispositivo de detección diseñado para evitar colisiones en la navegación marítima. En 1922, el inventor italiano Guillermo Marconi desarrolló un aparato similar.
LA configuración del Radar Marino de uso Civil, normalmente es como se ilustra en el dibujo abajo. La pantalla, conectada físicamente por un cable de varios hilos con la antena, algunos tienen opcionalmente una fuente para su alimentación, pero por lo general la alimentación es de 12 a 32 Vdc.
Varios datos se pueden añadir para que el radar presente lecturas en la pantalla, como posición, rumbo, profundidad, velocidad, distancia al punto de destino…etc. pero para que todos estos datos estén en la pantalla es necesario conectarlos con el GPS, COMPAS SATELITAL, ECOSONDA…
El método para determinar la distancia a un objetivo es mucho más exacto debido al pulso modulado del radar. El pulso modulado del radar determina la distancia al objetivo calculando el tiempo de diferencia entre la transmisión de la señal del radar y la recepción del eco reflejado. Las ondas de radar viajan en una velocidad casi constante de 162.000 millas náuticas por segundo. Por lo tanto el tiempo requerido para una señal transmitida para viajar al objetivo y retornar como un eco a la fuente (antena) es la medida de la distancia al objetivo. Note que el eco hace un viaje de ida y vuelta completo, pero sólo la mitad del tiempo de viaje es necesario para determinar la distancia y dirección del objetivo. El Equipo (radar) automáticamente toma esto en consideración en el proceso del cálculo de Distancia.
La dirección de un objetivo encontrado por el radar es determinado por la dirección que la antena (escáner) del radar señala cuando este emite un pulso electrónico y luego recibe un eco de retorno .cuando la antena gira envía al procesador pulsos de posición (bearing),los pulsos son transmitidos en los 360 grados del círculo , cada pulso es ligeramente diferente al otro (por cada grado) .por lo tanto, si uno sabe la dirección en el que se envía la señal, uno sabe la dirección de la que el eco debe volver. Además de esto tiene un sensor tipo Magneto ubicado en la Parte Frontal (proa) de la antena que le indica El inicio/fin del giro (360grados)
La velocidad de las ondas del radar al objetivo (ida y vuelta) como eco es sumamente Rápido comparado a la velocidad de rotación de la antena. Por un lapso pequeño de tiempo el eco de radar ha vuelto a la antena, la cantidad de rotación (giro) de la antena Después del pulso de transmisión inicial del radar es Sumamente pequeño.
La Distancia y Dirección de un objetivo son mostradas en una pantalla PPI (Indicador de Posición del Plano horizontal ). Este display es esencialmente un diagrama polar, con la posición del barco en el centro en la transmisión. Las imágenes de los objetivos son recibidas y mostradas en su dirección relativa, y en la distancia relativa del centro de PPI.
EL TRANSMISOR
El funcionamiento del radar implica que el transmisor emita una gran cantidad de energía para recibir, detectar y cuantificar una mínima fracción (una millonésima de una billonésima) de toda la energía de radio devuelta en forma de eco. Una forma de solucionar el problema de detectar este eco ínfimo en presencia de la enorme señal emitida es el sistema de impulsos. Durante un lapso de 0,1 a 5 microsegundos se emite un impulso de energía; a continuación, el transmisor permanece en silencio durante un espacio de centésimas o milésimas de microsegundo. Durante la fase de impulso, o emisión, el receptor queda aislado de la antena por medio de un conmutador TR (transmisor-receptor); durante el periodo entre impulsos, esta desconexión se efectúa con un conmutador ATR (anti-TR).
El núcleo del transmisor lo forma un dispositivo oscilador. La elección de este se realiza en virtud de las características que se requieren del sistema radar (coste, vida útil, potencia de pico, longitud de los pulsos, frecuencia…) Los osciladores más utilizados son:
· Magnetrón: es el más utilizado a pesar de que se trata de una tecnología algo vieja. Son pequeños y ligeros. Pueden funcionar a frecuencias de entre 30 MHz y 100 GHz y proporcionan buena potencia de salida.
· Klistrón: algo más grandes que los anteriores, llegan a funcionar solamente hasta los 10 GHz. La potencia de salida que proporcionan puede quedarse corta en algunos casos.
· TWT (Tubo de ondas progresivas): para radares de 30 MHz a 15 GHz, buena potencia de salida.
EL MODULADOR
Todo radar Marino normal posee un modulador de impulsos. Este dispositivo se encarga de extraer continuamente corriente de una fuente de energía, como un generador, para alimentar el magnetrón del transmisor con impulsos del voltaje, potencia, duración e intervalo precisos. El impulso debe comenzar y finalizar de manera abrupta, pero la potencia y el voltaje no deben variar de forma apreciable durante el impulso.
La primera función del modulador es producir un pulso Angosto de alto voltaje para manejar el Magnetrón. El pulso de disparo (Trigger) es enviado desde la unidad procesadora en el display
El alto voltaje es cargado en el condensador C a través del Resistor R mientras el Magnetrón esta inactivo. Cuando la señal de Disparo (trigger) es aplicado al Mosfet de Potencia, el Fet entonces se activa en ON y y el alto voltaje es aplicado al bobinado primario del transformador de pulso. Este transformador incrementa el voltaje, que hace al magnetrón oscilar.Dentro del modulador se encuentra también el circuito de TX-HV y la fuente de energía del circuito calentador del magnetrón (Heater). El alto voltaje (TX-HV) de aproximadamente 300 V es cargado a los condensadores y descargado durante el pulso de disparo TX (Trigger). El voltaje del Calentador del magnetrón es de 7.5 VDC
LA ANTENA
Las antenas de radar tienen que ser muy directivas, es decir, tienen que generar un haz bastante estrecho. Como el ancho del haz es directamente proporcional a la longitud de onda de la radiación e inversamente proporcional a la anchura de la antena, y dado que no resulta viable utilizar antenas grandes en las unidades móviles de radar, surgió la necesidad de construir el radar de microondas. Otras ventajas de los radares de microondas son su menor vulnerabilidad a las medidas preventivas del enemigo, como las perturbaciones, y la mayor resolución de los objetivos. El movimiento necesario del haz del radar se consigue imprimiendo un movimiento denominado barrido. La forma más sencilla de barrido consiste en hacer girar lenta y continuamente la antena, en los radares marinos la velocidad de giro esta aprox en los 24 rpm. Los radares de tierra que se emplean para la detección de aviones, a menudo llevan dos equipos de radar: uno efectúa el barrido en sentido horizontal para visualizar el avión y calcular el acimut, la distancia angular horizontal, y el otro lo realiza en sentido vertical para fijar su elevación. Muchas de las actuales antenas de radar llevan una batería con direccionamiento electrónico.
En el caso de las Antenas de Radares Marinos hay de 2 tipos de acuerdo a su estructura, las open-radiador y la tipo radome
INSTALACION DE LA ANTENA
La unidad de antena se instala, generalmente sobre el techo del puente o en un mástil mediante una plataforma adecuada. Se debe procurar que quede libre de obstrucciones alrededor que puedan obstaculizar el haz radiado. Cualquier obstáculo puede causar sectores ciegos o de sombra.
Por ejemplo, un mástil de diámetro menor que el ancho del radiador, producirá un pequeño sector ciego pero, un tensor en el mismo plano horizontal que la antena es una obstáculo mucho más serio que obliga a situarla por encima o por debajo. El cableado entre la unidad de antena y el display consta, solamente, del cable de señal; con la finalidad de No captar interferencias, hay que disponer este cable lo más apartado posible de los de otros
equipos de a bordo y no paralelo a cables eléctricos. Practicar un orificio, de al menos 20 mm, en el techo o en el mamparo; pasar el cable y sellar el paso para evitar la entrada de agua.
El RECEPTOR
El receptor ideal debe ser capaz de amplificar y medir una señal muy débil con una frecuencia muy elevada (9410 MHZ). Como hasta ahora no se ha conseguido construir un amplificador móvil que cumpla esta función de forma satisfactoria, la señal se convierte a una frecuencia intermedia de 30 MHz en algunos modelos y en otros a 60 MHZ mediante un circuito superheterodino y se amplifica a dicha frecuencia. La altísima frecuencia de la señal del radar exige un oscilador y un mezclador con una precisión muy superior a la que se utiliza en los receptores normales de radio; no obstante, ya se han construido circuitos apropiados que utilizan como osciladores tubos de microondas de alta potencia denominados klistrones. La conversión de la frecuencia intermedia se efectúa de forma habitual y la señal se envía a continuación a una computadora.
El pulso de disparo (trigger) es enviado de la tarjeta procesadora a la tarjeta moduladora (MOD), entonces el magnetrón Oscila. El Eco recibido por la antena es amplificado por el circuito IF Amp y es enviado a la tarjeta procesadora como señal de video. Esta es procesada digitalmente y entonces aplicada a la pantalla CRT.
El dispositivo encargado de realizar la transformacion de la alta frecuencia RF a una frecuencia intermedia es el MIC .
DIFICULTADES EN LA TRASNMISION/RECEPCION DEL RADAR
Las Interferencias
Los sistemas radar deben hacer frente a la presencia de diferentes tipos de señales indeseadas (ruido) y conseguir centrarse en el blanco que realmente interesa. Fuentes posibles de interferencias:Otro de los problemas encontrados en la Tx/Rx del radar es el ruido,no es mas que una fuente interna de variaciones aleatorias de la señal, generado en mayor o menor medida por todos los componentes electrónicos. Típicamente se manifiesta en variaciones aleatorias superpuestas a la señal de eco recibida en el radar.
- Internas
- Externas
- De naturaleza pasiva
- De naturaleza activa (interferencia electrica o ruido)
Ejemplos de interferencia pasiva: agua salada (afecta a la conductividad y puede contribuir a una degradación de la señal), tierra conductora.
Ejemplos de interferencia activa: circuitos de los Equipos Abordo, comunicaciones de radio, torres microondas, televisión por cable, transmisión de datos de uso general, sistemas de seguridad, líneas de alto voltaje y líneas telefónicas.
La capacidad del sistema radar de sobreponerse a la presencia de estas señales define su relacion señal/ruido(SNR). Cuanto mayor sea la SNR del sistema, tanto mejor podrá aislar los objetivos reales de las señales de ruido del entorno.
El Ruido
Cuanta menor sea la potencia con que llega la señal de interés, más difícil será diferenciarla del fondo de ruido. Por tanto, la más importante fuente de ruido aparece en el receptor, por lo que debe dedicarse un gran esfuerzo a tratar de minimizar estos factores. La figura del ruido es una medida del ruido producido por el receptor en comparación con un receptor ideal y debe ser minimizada.
El ruido también puede estar causado por fuentes externas al sistema, siendo sobre todo de gran impacto la radiacion térmica natural del entorno que rodea al blanco que se desea detectar. En sistemas radar modernos, debido al gran rendimiento de sus receptores, el ruido interno es típicamente igual o menor que el externo.
Clutter
El término clutter hace referencia a todos aquellos ecos (señales de RF) recibidos por el radar que son, por definición, no deseados.
Causas
- Pueden estar causados por objetos del entorno, tales como: el mar,precipitaciones (lluvia, nieve o granizo), animales (especialmente pájaros), turbulencias atmosféricas y otros efectos atmosféricos como reflexiones ionosféricas y estelas de meteoritos.
- Puede haber clutter debido a objetos fabricados por el hombre, sin intención de engañar al radar (edificios) o con ella («chaffs»).
- Puede estar causado por una longitud excesiva de la Guia de Onda que conecta el transceptor del radar y la antena.
En un radar de tipo PPI (representación de distancia en función del azimut) con antena giratoria, este clutter se verá como un destello en el centro de la pantalla. En este caso el receptor estaría interpretando ecos de partículas de polvo y señales de RF indeseadas que vagan por la guiaonda. Este tipo de clutter se reduce reajustando el lapso entre el envío del pulso por parte del transmisor y el instante en que se activa la etapa de recepción. La explicación para esto es que la mayor parte de estos brillos están causados por el propio pulso transmitido antes de abandonar la antena. - Puede estar originado por la multitrayectoria de la señal de eco de un objetivo válido.
Los factores que pueden causar estos caminos múltiples son la reflexión terrestre y las refraccion atmosférica e ionosférica. Este clutter es especialmente molesto, ya que parece moverse y se comporta como si fuera un blanco de interés real, de modo que el radar detecta un objetivo «fantasma» que en realidad no existe.
El multitrayecto de la señal de eco hace que el radar detecte «blancos fantasma»
El clutter es considerado una fuente pasiva de interferencias, ya que sólo aparece como respuesta a los pulsos enviados por el radar.
El metodo para reducir o neutralizar el clutter Generalmente se fundamenta en el principio de que el clutter apenas varía entre diferentes barridos del radar. Por tanto, al comparar barridos consecutivos se comprobará que el blanco real se mueve, mientras que los ecos de clutter son estacionarios. El clutter marítimo se puede reducir empleando polarización horizontal, mientras que el de la lluvia se reduce con polarizaciones circulares ( los radares meteorológicos utilizan polarización lineal porque lo que les interesa es precisamente detectar la lluvia).
agosto 24, 2009 at 10:21 am
Excelente , explicacion de funcionamiento del radar , Breve , Facil y Efectiva
Agradecere , si tienen informacion de esta forma de equip AIS , Inmarsat C , Telex ,
Giro compas satelital , Girocompas etc.
O si saben de alguna pagina web que tenga esta informacion lo agradecere mucho .
Soy estudiante de Ingenieria en Electronica Marina .
Y su informacion es muy valiosa para mi
Felicidades y Gracias .
septiembre 2, 2009 at 11:51 am
en cuanto tenga tiempo disponible cuelgo la informacion que me estas solicitando
Saludos
octubre 14, 2009 at 2:59 pm
hola excelente explicacion del funcionamiento del radar, muy rapida y precisa .
agradecere si pudieran dar explicaciones sobre diferentes tipos de fallas y posibles soluciones . en cuantio a transmision y recepcion en el radar .
su imformacion es muy valiosa .
muchas gracias por todo y felicidades
noviembre 9, 2009 at 7:53 pm
ok se hara
diciembre 2, 2009 at 11:54 am
felicidades agradezco la información me es de mucha utilidad pues soy pasante de electrónica marina
septiembre 29, 2010 at 2:01 am
muchas gracias por la explicacion
febrero 19, 2011 at 3:27 am
muy buena explicacion,felicitaciones!!!! tendran informacion a cerca de las bandas del rasar?? Banda X y Banda S.
Gracias
febrero 21, 2011 at 3:50 pm
un radar con gps con cobertura de 36 millas marinas que precio tiene en el mercado actual ,de antemanos gracias
junio 23, 2011 at 9:13 pm
hola soy pescador artesanal y estoy interesado en equiparla con un radar.
dado que no se nada al respecto quisiera asesoramiento, por favor
que me recomiendan gracias
julio 19, 2011 at 1:55 pm
ya compraste tu radar ?
junio 23, 2011 at 9:15 pm
hola
junio 23, 2011 at 9:17 pm
hola , soy pescador artesanal y me gustaria equipar mi embarcacion con un radar
por favor necesito asesoramiento
gracias
diciembre 12, 2011 at 2:40 pm
hola tengo el siguiente problema :
radar furuno modelo 1623, no gira la antena ya que no llega voltaje del display, necesito le diagrama electrico de la unidad de display para seguir el voltaje.
mi correo es fhernans_ni@hotmail.com, mi nombre es francisco hernandez
agosto 15, 2012 at 1:01 pm
muy bueno simpre se encuentra gente exelente. 10
agosto 18, 2012 at 1:21 pm
hola nesecito el diagrama de coneciones del cable del radar furuno fcv8250 al scaner jmc 2254
agosto 18, 2012 at 1:22 pm
gracias .
noviembre 7, 2012 at 9:02 am
Hola, gracias por la información. Es muy útil. Tal vez podrías colocar la fuente bibliográfica de donde obtuviste los datos???
Gracias…
abril 16, 2013 at 9:04 pm
las antenas de los radares marinos son de arreglo de fase?
abril 18, 2013 at 2:33 pm
Eduardo , si por arreglo de fase te refieres a los motores de paso , pues si , usan motores de paso que son controlados digitalemente (tipo codigo binario) en la mayoria de los casos.
abril 16, 2013 at 9:13 pm
MUY BUEN ARTICULO, SOLO UNA OBSERVACIÓN, DONDE MENCIONAS LOS GENERADORES DE ALTA FRECUENCIA MENCIONAS QUE LOS KLYSTRON Y TWT SE QUEDAN UN POCO CORTOS EN POTENCIA (Y EN FRECUENCIA) ESO NO ES DEL TODO ACERTADO, POR EJEMPLO, EN LOS RADARES AEREOS DE AEROPUERTOS DE LA FUERZA AEREA SUELEN UTILIZAR ESE TIPO DE DISPOSITIVOS, POR LA ELEVADA POTENCIA QUE MANEJAN… SALUDOS Y FELICIDADES POR TU TRABAJO
abril 18, 2013 at 2:47 pm
Eduardo , gracias por tu comentario , pero creo que me entendiste mal , dije que los klistron quedan cortos en algunos casos con relacion a frecuencia y potencia (como el de uso metereologico ) , pero obviamente al lado de los radares marinos de uso civil , son mas potentes .
Saludos
May 29, 2013 at 2:50 pm
Hola, me gustaría saber el principio de funcionamiento del compás satelital.
Sergio
septiembre 22, 2013 at 12:42 pm
Muchas gracias por la ayuda en interferencias de radaras habia estado buscando y la tuya es lo mejor gracias por el esfuerzo.
octubre 10, 2014 at 6:31 pm
Hola, muy buen articulo. soy propietario de un Radar Furuno 1623 y no logro que Furuno me responda por un mensaje de error que aparece en el equipo que dice: «Falta Pulso de Proa». te agradeceria un comentario al respecto.Gracias y saludos. Héctor
febrero 8, 2016 at 8:24 pm
disculpa , ese problema es debido a que el radiador no esta girando o en todo caso el sensor magnetico no esta detectando el paso del radiador
febrero 10, 2015 at 9:18 am
BUENOS DIAS NECESITO LA REFERENCIA DEL MAGNETRON PARA RADAR 1935 ANTENA TIPO OPEN RADIADOR
abril 2, 2015 at 8:40 am
me gustaria compartir informacion con los amigos que se dedican como yo a la electronic marine
May 18, 2017 at 7:44 pm
perez saludo colega conoces del radar e80 raymarine tiene el mensaje sin fuente dedato en el displey cuando pongo occion de radar
julio 22, 2020 at 7:52 am
amigo tengo una antena radar furuno rsb 0095 quiero saber si puedo adaptarla a mi pantalla furuno 1712 la e instale pero no me activa no me trasmite
julio 25, 2015 at 1:32 pm
Buenos días felicitaciones por la forma clara con que se habla de un radar y su operación tengo una incógnita como hago para poder realizar una baliza que me haga aparecer en los radares marinos una pequeña nave en la que viajara un solo tripulante y que al dormir debe demostrar su presencia en el mar es una persona que realizara una travesía solitaria y atravesara por rutas muy transitadas por barcos mercantes .desde ya gracias.Tino.
octubre 1, 2015 at 6:12 pm
Busca un reflector de radar para baliza, considera la altura, es como el que usan algunos veleros, saludos
noviembre 20, 2018 at 2:52 pm
Reflector de radar. Dispositivo barato y sin necesidad de alimentación etc. Es un reflector físico de las ondas de radar recomendado para embarcaciones deportivas. Otro sistema es el AIS. Que emite tu posicion y los datos de tu embarcación así como recibe señales de otros barcos.
septiembre 7, 2015 at 2:03 pm
hola tengo un problema en radar furuno 2117 al ponerlo a transmitir el radar tarda 15 segundos en atenuar los blancos y asi cada que cambio el rango mi pregunta es sera problema del magnetron o del mic cabe mencionar que el mic se lo cambie porque no tenia video pero el mic que tenia era un ru9603 y el que le puse es un ru9601 como marca el manual. el radar es de 12.5 kw y magnetron mg4010
septiembre 8, 2015 at 4:45 pm
Mediste la corriente de magnetron ? , que tiempo (en horas ) tiene trabajando ese magnetron ?, al atenuar quieres decir que cuando cambias de rango marca y al poco tiempo deja de marcar ? , a mi me ha sucedido eso y el problema casi siempre es el mic o la tarjeta IF,
comenta si encontraste la solucion
saludos
enero 7, 2016 at 5:40 pm
Muy buena información. Simple, clara y fácil de entender, pero a la vez muy precisa.
junio 7, 2016 at 9:29 pm
EXCELENTE TU PAJINA ESPERO QUE LA MANTENGAS POR MUCHO TIEMPO POR QUE ES DE MUCHA AYUDA
TENGO UN RADIO VHF QUEDO SORDO ME PUEDES AYUDAR
agosto 24, 2016 at 7:07 am
gracias buen dia tengo un ais icom quiero cambiar el mmsi me podrías ayudar com el codigo de ingreso para hacer los cambios gracias
te felicito con tu pagina es de mucha ayuda para nosotros
marzo 15, 2017 at 5:31 pm
Hola buen dia a todos colegas… estoy buscando el manual de servicio de un Radio SSB SEA 222 se los agarcedecira… saludos
May 18, 2017 at 7:33 pm
erick creo tenerlo con firma si lla lo consegistes
May 18, 2017 at 7:35 pm
erick creo tenerlo confirma si ya lo conseguiste
abril 19, 2017 at 10:24 am
buen dia estoy buscando el manual de reparacion de un radar raytheon m92652 no funciona se los agradezco
May 18, 2017 at 7:31 pm
hola saludos tengo un radar raymarine e80 me aparese en el displey sinfuente de dato que puede ser el problema me podrias orientar gracias
abril 3, 2018 at 1:41 am
Hello need sch of radar Anritsu ra7xx
The PCB of POWER supply have code 239U60563
I found a service manual of Anritsu_ra725_726_rev4.pdf with sch inside of the power supply with code 239U62714 but the schematic are not the same!
I can not find the info what is the radar name it is ra721 or 711 or 723
It is monocromatic not collor and looks like ra725
Please any hellp is appriscieted.
Reards and great blog thanx!
noviembre 20, 2018 at 2:48 pm
Ya podrían explicarlo así de bien en la universidad. Gracias me ha sido muy útil. Un saludo de un canario que anda en Le Havre por trabajo!
julio 22, 2020 at 7:46 am
hola saludos quiero que me aclaren una duda se le puede adaptar la antena radar furuno rsb 0095 a una pantalla radar modelo 1712
julio 22, 2020 at 7:58 am
necesito el diagrama de colecciones o esquemático del cable de la antena radar furuno rsb0095
agosto 15, 2021 at 7:40 pm
Quiero saber cuales son los sistemas de navegación en las guardias de mar a bordo de buques de acuerdo a las normas para garantizar la travesía