Historia del radar marino - Victor Ferazzano

ESCUELA NACIONAL DE NAUTICA “MANUEL BELGRANO” - FUNDADA EN 1799 1
EL RADAR MARINO
Victor Ferrazzano
Instituto Universitario Naval
Escuela Nacional de Náutica “Manuel Belgrano”
Departamento de Investigación y Desarrollo
División Simuladores de Navegación
Buenos Aires – República Argentina
e-mail: vf@escueladenautica.edu.ar
2004

ESCUELA NACIONAL DE NAUTICA “MANUEL BELGRANO” - FUNDADA EN 17992
Libro de texto utilizado por la Cátedra de Navegación III (Navegación Electrónica) en
la carrera de grado de Piloto de Ultramar de la Escuela Nacional de Náutica “Manuel
Belgrano”, y por el Departamento de Graduados de la misma, en los cursos de Operador
Radar (Nivel Operativo y Nivel de Gestión)

Indice
CAPITULO 1:
Historia, principio de funcionamiento y características generales del radar
Antecedentes históricos,5. Descripción general del equipo,7. El principio de
funcionamiento del radar,7. Medida de la distancia,7. Velocidad de propagación de las
ondas de radio,8. Espectro de frecuencia de las ondas de radio,10. El horizonte
radar,11.
CAPITULO 2: El equipo de radar
Diagrama simple de bloques de un radar,13. El equipo transmisor,13. La unidad de
antena,15. El equipo receptor,16. El circuito Limitador,17. La unidad de display,19.
Pantalla tipo PPI,19. Pantalla tipo Raster-Scan,20. Medida de la demora,22. Las dos
frecuencias de los radares marinos, 22. Largo de pulso,22. Frecuencia de repetición de
pulsos (FRP),23. Base de tiempo e interscan,23. La discriminación en distancia,26. La
mínima distancia de detección en torno al buque,27. La discriminación en demora o en
acimut,28. Velocidad de giro de las antenas,30.
CAPITULO 3: Controles del radar
Controles del radar,33. Ajuste de la imagen,33. Ajuste del brillo,33. Ajuste de la
ganancia,34. Ajuste de la sintonía,34. Atenuación de interferencia de otros radares,36.
Otras interferencias (Clutters), Perturbación de mar,37. Perturbación de lluvia,40.
Eliminación de interferencia mediante el empleo de técnicas digitales,42. Criterios de
correlación,43. Controles para medir demoras y distancias,44.
CAPITULO 4: Factores que afectan la detección de blancos
Introducción,45.Debido a las características del radar,45. Debido a las características de
los blancos,46. Debido a las condiciones meteorológicas,52.
CAPITULO 5: Tipos de estabilización de la pantalla
Pantalla sin estabilización o “proa arriba”,55. Pantalla estabilizada con “norte
arriba”,56. Pantalla estabilizada con “rumbo arriba”,58.
CAPITULO 6: Tipos de movimiento.
Movimiento relativo,59. Movimiento verdadero,61.
CAPITULO 7: Cinemática del radar.
Objeto de la cinemática,65. Comportamiento de un blanco fijo al fondo sobre la pantalla
de radar con movimiento relativo,65. Tipos de punteo,65. Principio básico en el que se
basa la técnica de punteo,66. El triángulo de velocidades,68. El “aspecto” del
blanco,68. El punto de máxima aproximación (DCPA-TCPA), 69. La forma correcta de
puntear un eco en la pantalla,69. Técnicas de punteo con movimiento relativo,70.
Punteo con Norte arriba,70. Casos particulares en donde no se forma el triángulo de
velocidades,71. El número “multiplicador”,72. Cálculo de una maniobra evasiva a un
blanco con riesgo de abordaje (alterando solamente el rumbo),74. Cálculo del instante
en que se debe retornar al rumbo inicial,75. Múltiples rumbos de colisión contra un
blanco,76. Cálculo de una maniobra evasiva a un blanco con riesgo de abordaje
(alterando solamente el rumbo),78. Maniobra de prueba,79. Punteo abreviado,80.

Método de punteo empleando la presentación “proa arriba”,82. Punteo con Movimiento
Verdadero,83. Determinación del rumbo y la velocidad de la corriente mediante
punteo,84. Intercepción de blancos,84.
CAPITULO 8: Ecos falsos.
Clases de ecos falsos,85. Ecos indirectos,85. Ecos múltiples,87. Ecos laterales,88. Ecos
de segunda traza,88.
CAPITULO 9: Técnica de índice paralelo.
La técnica de conducción segura de la navegación mediante el empleo de índices
paralelos (91-101)
CAPITULO 10: Ayudas a la navegación por radar.
Reflectores de señales de radar,103. El bacón,105. El transponder de búsqueda y
salvamento (SART),105.
CAPITULO 11: Control de radio de giro.
Descripción de la técnica que permite maniobrar el buque manteniendo un radio de giro
controlado y constante, 107-114
APÉNDICE 1: Aplicación del RIPA 115-118

1
HISTORIA, PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Y
CARACTERISTICAS GENERALES DEL RADAR
1.1 UN POCO DE HISTORIA
Pareciera ser que la historia nos enseña que durante el transcurso del siglo XX, no hubo
otro acontecimiento social que produjera tan grandes avances en la ciencia como la
guerra.
En algún momento la guerra dejó de ser aquél tradicional arte de ver quién era el mas
fuerte o tenia mejores armamentos o tácticas de combate. La guerra la ganaría aquél que
ganara la carrera en la construcción de armas sofisticadas.
En tal aspecto y durante el transcurso de la Segunda Guerra Mundial, los alemanes
ostentaron el monopolio en la producción de “armas secretas” con la única excepción de
la bomba atómica.
Gran parte del esfuerzo aliado se concentró en el perfeccionamiento de sutiles
contramedidas que contrarrestaran el efecto de las armas más letales, esto es, de
producir técnicas que desviaran la potencia del enemigo en contra suya, sin que éste lo
advirtiera. El radar, fue un claro ejemplo de ello.
Parecía que los aviadores alemanes
estaban usando un sistema de radar de haz
dividido; un piloto volaba a lo largo de un
haz (h1, figura 1.1), hasta que detectaba la
presencia de otro haz (h2). Como los dos
haces se cruzaban sobre el objetivo (T), en
ese momento arrojaba sus bombas, hubiera
visto al blanco o no, y volvía a la base con
la certidumbre de haber acertado.
Una manera de poder anular este sistema
de navegación, era destruir a las estaciones
responsables de tales emisiones (S1 y S2).
Pero ello no impediría que luego se
erigieran otras con mejor camuflaje, o
construirse emisoras portátiles lo que haría
su destrucción casi imposible. Se decidió desviar el sistema enemigo para usarlo en su
contra. Se instalaron en suelo inglés estaciones que transmitían las mismas señales
enemigas, en la misma frecuencia.
Así por ejemplo, una tercer estación S3 instalada en suelo inglés emitiría la señal del
haz h3, que haría creer al piloto alemán que se encuentra sobre el blanco, y terminaría
lanzando su ataque sobre zonas desiertas de escaso valor militar. (W)
Durante el transcurso de los años 30 se hicieron una serie de importantes
descubrimientos acerca de la naturaleza de las capas superiores de la atmósfera en
relación con la transmisión de las ondas de radio.
Un científico inglés, el profesor Appleton, había dado su nombre a una capa de gases
atmosféricos ionizados, que reflejaban las ondas de radio y permitían de ese modo las
comunicaciones a grandes distancias.
S 3
h2
S2
S1
h1
h3
T
W
Fig 1.1

Sin esa capa que actuaba a modo de espejo, las señales de radio se difundirían en el
espacio exterior y sería ineficaz toda antena receptora que no se encontrase en línea
directa con la del centro transmisor.
Analizando más profundamente este fenómeno, si la capa Appleton podía reflejar las
ondas de radio, ¿no podían también hacerlo otros objetos?.
Se descubrió así que un objeto metálico también tenia capacidad para reflejar las ondas
de radio. Y no solo eso, sino que también se podía determinar la distancia al mismo.
La idea era entonces fascinante: si había un intruso el equipo daba cuenta de él con
suficiente antelación, pero también nos decía a qué distancia se encontraba.
Ideas de este tipo se le ocurrieron a los investigadores de muchos países.
Mucho antes del estallido de la Segunda Guerra Mundial se efectuaban investigaciones
en Francia, Estados Unidos, Gran Bretaña y también en Alemania.
En un principio los estudios aliados se orientaron hacia la radiogoniometría en lugar de
la detección a distancia.
Entre 1935 y 1938, en el Sur de Inglaterra, se construyó una cadena de estaciones de
radar desde el Solent hasta el estuario del Tees. Por entonces, los radares permitían la
localización de aviones a una distancia de unas 35 millas y se había obtenido un modelo
más ligero para instalar a bordo de aeronaves.
Estaban asimismo en periodo experimental las instalaciones para barcos.
Cuando finalmente estalló la guerra era posible detectar aviones desde una distancia de
100 millas náuticas. La novedad llegó a conocimiento de los alemanes, quienes para
comprobarlo enviaron a la famosa aeronave “Graf Zeppelin” en un vuelo sobre la costa
inglesa. Este vuelo tenia por objeto localizar las instalaciones de radar, escuchando
cuidadosamente cualquier pulsación reveladora de su funcionamiento.
Pero los ingleses, al advertir las intenciones de la aeronave, interrumpieron las
transmisiones. Y al no poder escuchar absolutamente nada, los alemanes pensaron que
al sistema británico de radar le quedaba aún mucho camino por recorrer.
No se imaginaban que los ingleses no sólo habían alcanzado un desarrollo y una
exactitud notables, sino que sus radares se encontraban ya en servicio como un elemento
más de la red de defensa aérea.
Estos radares trabajaban en las frecuencias de 22 a 30 Mhz y con una potencia de 200
Kw.
El impulso definitivo al radar sería la invención en 1940 de la válvula “magnetrón”, por
parte de los ingleses John Randell y Harry Boot. La magnetrón puso a operar el radar en
la frecuencia de 9000 Mhz y a 1 Kw de potencia.
En 1940, cuando se produjo la batalla de Inglaterra, la superioridad aérea alemana era
indiscutible. Por ejemplo, en lo que a cantidad de aviones se refiere, superaban en una
proporción de 4 a 1 a sus rivales ingleses.
El radar alemán era en aquella época mejor que el británico, pero el despliegue de su red
era tan inadecuado e incompleto que la ventaja británica era considerablemente mejor,
porque permitía saber con suficiente antelación hacia dónde estaban dirigidos los
ataques, de modo que podían mandar allí a toda su fuerza, sin tener que dejar aeronaves
haciendo guardia en otros lugares donde no había ataques.
El radar resulta también experimentado por científicos de los EE.UU.
Había una estación de prueba en las islas Hawaii.
El 7 de diciembre de 1941 el operador de radar de la base de Pearl Harbor informó a sus
superiores de la presencia de numerosos blancos en su pantalla (más de 200 !!) : un
suceso muy deshabitual para aquella tranquila mañana. Aún no eran las 0700...
entonces... ¿qué iban a estar haciendo todos esos blancos por allí, tan temprano?
Por otro lado, los EE.UU no se hallaban en guerra con nadie y el radar era algo que
todavía se encontraba en etapa de pruebas en aquel país.

Por lo tanto el aviso del operador fue minimizado y no fue tenido en cuenta.
Se le atribuyó alguna falla al equipo, que, recordemos, todavía se encontraba en etapa
de pruebas.
Pero a las 0755 hs de aquel fatídico día el imperio japonés lanzó un raid de 351
aeronaves sobre la base americana de Pearl Harbor, ocasionando la pérdida casi total de
la flota americana del Pacífico y de más de 2400 vidas humanas.
Nunca más seria ignorado el poder de advertencia del radar.
1.2 DESCRIPCION GENERAL
La palabra “Radar” es en realidad un acrónimo que proviene de la expresión inglesa
RAdio Detection And Ranging.
El radar constituye una valiosa ayuda para el navegante, no solo porque le permite
determinar la posición de su barco tanto de día como de noche, sino también porque
tiene capacidad de captar blancos debajo de un área de niebla, lluvia o granizo.
También resulta un invalorable elemento para evitar los abordajes.
La posibilidad que tiene de poder medir simultáneamente la distancia y la demora a un
objeto, le otorga el mérito de ser el único instrumento electrónico capaz de brindar
posición cuando se dispone de un único punto conspicuo dentro de su alcance.
A diferencia de otros sistemas de radionavegación, el radar no necesita de la
cooperación de otras estaciones para cumplir su cometido.
También puede ser utilizado como una ayuda meteorológica ya que es capaz de detectar
tifones y chubascos
1.3 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
En su forma más simple el sistema de radar marino comprende cuatro elementos
principales:
1. Unidad de antena
2. Equipo transmisor de ondas de radio
3. Equipo receptor de tales señales
4. Unidad de despliegue de información.
El principio básico del radar es muy simple: la energía de radio generada por el
transmisor es conducida hacia la antena, que la propaga en una determinada dirección.
La energía se refleja en un blanco produciéndose un eco. Los ecos son recogidos por la
misma antena, siendo luego analizados por el receptor. Finalmente, la unidad de
despliegue de información vuelca los resultados en la pantalla.
Se suele referir al equipo transmisor y receptor de un radar utilizando la palabra
“transceptor”, que denota ambos.
El radar mide la distancia al blanco calculando el tiempo que tarda la señal entre el
instante de su emisión y el instante de recepción. Designaremos a ese tiempo como “t”.
Fig.1.2
D

La medida de la distancia se calcula aplicando la expresión:





=
=
=
×=
empleadotiempot
velocidadv
recorridoespacioe
tve
Pero en dicho tiempo “t” la señal recorre un espacio “e” que es igual a dos veces la
distancia D, que es en realidad lo que nos interesa medir.
Entonces:
tvD ×=×2
2
tv
D
×
=
1.4 VELOCIDAD DE PROPAGACION
En el vacío, la velocidad de propagación de las ondas de radio es de unos 300.000
km/seg y se designa por medio de la letra “c”.
Dicha constante puede venir expresada en las siguientes unidades:
• En millas por segundo
• En metros por microsegundo
Supongamos que la diferencia de tiempo con que una señal es recibida, es de 100 µseg.
Entonces, aplicando la expresión [1-1] es:
2
tv
D
×
=
c = 161987 millas / seg
c = 300.000 Km
seg
1 milla
1.852 Km
c = 300 m / µseg
c = 300.000 Km
seg
1.000 m
1 Km
1 seg
1.000.000 µ seg
1 µseg =
1 seg
1.000.000
[1-1]

D =
D = 15000 m
D = 8.1 millas
1.5 LAS ONDAS DE RADIO
Podríamos tratar de explicar las ondas de radio comparándolas con las olas del mar.
Las olas se presentan una a continuación de la otra, propagándose a velocidad constante.
Si colocamos un objeto flotante entre las olas, veremos que este aparece y desaparece a
intervalos regulares, a medida que el flotador alcance la cresta o el valle de las olas.
La parte de la onda comprendida entre cada cresta se denomina “ciclo”
La figura 1.3 muestra la manera en que se miden la longitud de onda y el período de una
señal.
Imaginemos por un instante que existe un contador que se encarga de contabilizar la
cantidad de crestas que se producen por segundo. Dicho valor sería la frecuencia de la
señal, que normalmente viene expresada en ciclos por segundo o Hertz (Hz)
La frecuencia de una señal de radio consiste de varios miles de Hz y de hasta millones de
ellos existiendo la siguiente relación en cuanto a las unidades de medida:
1000 Hz = 1 Khz
1000 Khz = 1 Mhz
1000 Mhz = 1 Ghz
Ejemplo:
12.290 Mhz = 12290 Khz = 12290000 Hz
2µseg
300 m 100 µseg
Fig. 1.3

Supongamos que en la figura 1.3, el eje horizontal mide unidades de longitud, entonces, a
la distancia comprendida entre cresta y cresta se la denomina "Longitud de Onda de la
señal” y se la simboliza por medio de la letra griega λ.
En cambio, si el mencionado eje representa unidades de tiempo, a dicha distancia se la
denomina “Período de la señal”.
Existe una relación entre el Período y la longitud de onda de una señal, y es que ambas
están relacionadas a través de una constante que es la velocidad de la luz





=
=
=
×=
señalladePeríodoT
vacíoelenluzladevelocidadc
señalladeondalong.de
2]-[1Tc
λ
λ
Existe también una relación entre frecuencia (f) y Período (T):
]31[
1
−=
f
T
Por lo cual la expresión [1-2] se puede escribir como :
]41[ −=
f
c
λ
Si la frecuencia es baja, la longitud de onda será grande, y en este caso las ondas se
parecen a las del sonido, propagándose en todas direcciones, siendo imposible darles una
directividad.
En cambio, cuando la frecuencia es alta la longitud de onda es muy pequeña y entonces las
ondas se parecen a las de la luz, propagándose en línea recta. Tienen gran directividad.
Existe una clasificación de las ondas de radio en base a la frecuencia y/o longitud de onda
que presentan. Como los radares marinos trabajan con longitudes de onda de 3 y 10 cm,
entonces, las ondas del radar son de Súper Alta Frecuencia. (Fig. 1.4)
TIPO Frecuencia Long. de onda
ELF Extremely Low Freq. 3 a 3000 hz 100.000 km a 100 km
VLF Very Low Freq. 3 khz a 30 khz 100 km a 10 km
LF Low Freq. 30 khz a 300 khz 10 km a 1 km
MF Medium Freq. 300 khz a 3000 khz 1 km a 100 m
HF High Freq. 3 Mhz a 30 Mhz 100 m a 10 m
VHF Very High Freq. 30 a 300 Mhz 10 m a 1 m
UHF Ultra High Freq. 300 Mhz a 3 Ghz 1 m a 10 cm
SHF Super High Freq. 3 Ghz a 30 Ghz 10 cm a 1 cm
EHF Extremely high freq. 30 Ghz a 300 Ghz 1 cm a 1 mm
Fig. 1.4 espectro de frecuencias

1.6 EL HORIZONTE RADAR
Si trazamos una línea recta desde el punto P de la figura 1.5 de modo que la misma sea
tangente a la superficie terrestre, el punto de tangencia determina el “horizonte
geométrico”.
En la atmósfera los rayos de luz no se propagan en línea recta sino que se curvan
levemente hacia abajo, debido al cambio gradual que sufre el índice de refracción con el
incremento de la altura y que es causado por variaciones en la temperatura, presión y
humedad de la atmósfera.
Esto hace que un observador ubicado en P pueda ver objetos situados a una mayor
distancia del horizonte geométrico.
El punto de tangencia de los rayos de luz con la superficie terrestre determina el
“horizonte óptico”.
Con las ondas de radio ocurre algo parecido, pero la distorsión es mucho mayor y esto
hace que el punto de contacto con la tierra determine el “horizonte radar”.
Como nota ilustrativa, con una atmósfera en condiciones normales y utilizando un radar
de 3 cm de longitud de onda, el horizonte radar excede al horizonte óptico en
aproximadamente un 6% y al horizonte geométrico en un 15%.
Según puede apreciarse en la misma figura, una mayor altura del punto P sobre la
superficie incrementa el valor de cada uno de los respectivos horizontes.
La distancia al horizonte radar viene dada empíricamente por la expresión:
]51[21.2 −×= hD
En donde si h es la altura de la antena sobre la superficie terrestre expresada en metros,
entonces el valor de la distancia al horizonte radar “D” quedará expresado en millas.
Por ejemplo, si la altura de la antena es de 25 metros, la distancia al horizonte radar será
de aproximadamente 11 millas.
P
Q G
O
R
Fig. 1.5:
arco QG: Horizonte geométrico
arco QO: Horizonte óptico
arco QR: Horizonte radar

La suma del horizonte radar debida a la antena y del horizonte radar debida a la altura
del blanco define el máximo alcance teórico de un radar.
Ejemplo: un buque tiene su antena de radar instalada a 25 m de altura sobre el nivel del
mar. Calcular desde que distancia le será posible ver el pico más alto de una isla, cuya
altura es de 100 m.
Aplicamos la ecuación resolvente [1-5] teniendo en cuenta los dos horizontes radar: el
generado por el propio buque y el que determina el pico de la isla
HhD ×+×= 21.221.2 D= 33.1 millas
Es decir que recién a unas 33.1 millas de la isla se comenzará a ver el pico. Nótese que
la detección de la isla no comienza en la línea de costa, y que la misma en el radar
puede causar confusión al compararla con la de la carta.
h1
h2

2
EL EQUIPO DE RADAR
2.1 EL EQUIPO TRANSMISOR
La figura 2.1 muestra el diagrama simple en bloques de un radar.
La función del transmisor es la de convertir la energía eléctrica proveniente de una red,
en ondas de radio de muy alta frecuencia.
El Disparador se encarga de generar pulsos eléctricos a intervalos regulares de muy
corta duración. Generalmente de 0.05 a 1 µs.
La cantidad de pulsos que el disparador genera por segundo, se conoce con el nombre
de “frecuencia de repetición de pulsos o FRP.
La FRP de los radares marinos oscila entre 500 y 4000 pulsos por segundo.
Asumamos por un instante que nuestro radar opera con una FRP de 1000 pps.
El Modulador les da una forma conveniente y acumula la energía proveniente del
disparador hasta que alcanza un nivel adecuado.
Los radares marinos tienen una potencia de transmisión comprendida entre 3 y 30 Kw.
La válvula magnetrón convierte la energía eléctrica proveniente del modulador en ondas
de radio de muy alta frecuencia. La mayoría de los radares marinos operan en la
frecuencia de 9400 Mhz. Y en buques de gran porte también es posible ver radares de
3000 Mhz..
Disparador Modulador Magnetrón
Válvula
T/R
Mezclador
Amplificador
Limitador
Sintonía
Anticlutter
Ganancia
Generador
de
Base de
tiempos
Anillos de
distancia
Brillo
Escala
TRC
Sincronismo de la traza
Bobinas
Deflectoras
Fig. 2.1

La figura 2.2 muestra el trabajo de la válvula magnetrón.
A partir de la magnetrón, resulta imposible conducir la energía a través de cables, por lo
cual se utiliza un tubo “guía-ondas” para conducir las señales hasta la antena, desde
donde son enviados direccionalmente hasta el objeto a detectar.
Como la antena siempre está girando, la detección se verifica en los 360° de horizonte
Entre la válvula Magnetrón y la antena hay otra válvula que se denomina T/R (por
Transmite/Recibe). La misión de esta válvula es bloquear el receptor mientras el equipo
transmite, para que los impulsos no dañen sus circuitos.
Siguiendo con nuestro ejemplo, nuestro radar transmite durante 1 µs y permanece inactivo
por otros 999 µs.
Observe que el periodo de silencio o de inactividad es unas mil veces mayor que el de
actividad.
Según veremos más adelante, este periodo de 999 µs es utilizado por el receptor para la
captación de los ecos que provoca el pulso transmitido.
2.2 LA ANTENA
La función de la antena es irradiar al exterior y direccionar toda la energía proveniente del
transmisor, en un haz altamente estrecho. Asimismo, la antena también recibe la señal
correspondiente a los ecos de los blancos para finalmente enviarlos al receptor.
Inicialmente, las antenas de los radares eran de tipo reflector parabólico.(figura 2.3).
Basaban su funcionamiento en las propiedades de la parábola ya que si desde el foco de
una superficie parabólica se emite energía, ésta saldrá paralelamente al eje principal.
Corriente
tiempo
tiempo
tiempo
VoltVolt
1000 segµ
1 µ seg
(a)
(b)
(c)
Fig 2.2
(a) Pulsos generados
por el Disparador
(b) Pulsos generados
por el Modulador
(c) Ondas de alta fre-
cuencia generados
por la válvula Mag-
netrón

Las ondas de radio que se generan en la etapa
transmisora son conducidas por medio de un tubo
adecuado hasta el foco del reflector parabólico, desde
donde se irradian en forma direccional hacia el exterior.
Este conducto común (ya que por él también circulan las
señales provenientes de la recepción), es un conductor
eléctrico conocido con el nombre de “tubo guía ondas”.
Un tubo guía ondas no es otra cosa que un tubo de cobre
hueco, generalmente de sección rectangular, y cuyas
dimensiones están de acuerdo a la frecuencia utilizada
por el radar.
Debido a este empleo común, es que es necesario el
empleo de una válvula adecuada, que se encargue de
cambiar las funciones de recepción a transmisión y viceversa, protegiendo de esta forma al
receptor del daño que le puede causar la enorme cantidad de energía generada por el
transmisor.
Tal como se aprecia en la figura
2.4, la válvula T/R está formada
por dos tubos: el tubo TR y el
tubo anti-TR o bien ATR.
El tubo TR bloquea al receptor
mientras dura la transmisión de
pulsos.
Durante la transmisión, las
ondas de radio de muy alta
potencia, al encontrar cerrado el
tubo TR no tienen otra salida
más que al exterior, a través de
la antena.
Durante la inactividad del
transmisor, se cierra el tubo
ATR y se abre el TR, permitiendo que los ecos que regresan pasen al receptor.
Como las ondas de radio se concentran
horizontalmente en un haz muy angosto, deberán
hacerse las previsiones necesarias para dirigir
este haz hacia un blanco en forma tal que se
puedan medir su distancia y su demora.
Normalmente esto se consigue mediante la
rotación continua del haz a una velocidad de
entre 12 y 20 rotaciones por minuto, de modo
que pueda alcanzar a cualquier blanco que se
encuentre en su paso. Por lo tanto, la parte
superior del tubo guía ondas se construye en
forma tal que pueda girar en un plano horizontal
mediante un motor de arrastre. (Fig 2.3)
Las antenas tipo reflector parabólico fueron
reemplazadas por otra variedad, denominadas de tipo “guía-ondas ranurado” y que se
muestra en la figura 2.5.
Fig 2.3 Antena tipo
reflector parabólico
Magnetrón
Válvula
T/R
Mezclador Sintonía
tubo TR
tubo ATR
Fig 2.4. Válvula T/R
Fig 2.5

El tubo guía-ondas penetra a la antena por uno de los extremos y presenta unas ranuras de
diseño muy preciso que hacen que el haz irradiado horizontalmente sea muy estrecho y
alcancen valores inferiores a un grado.
Por lo general el ancho del haz irradiado alcanza valores de 1 a 4° de apertura horizontal,
dependiendo dicho valor del tamaño de la antena.
Se encuentra que cuanto más grandes son éstas, más estrecho será el haz irradiado.
Este haz se denomina “principal” y concentra la mayor parte de la energía, pero se
producen fugas fuera de la zona principal, que dan lugar a haces secundarios denominados
“lóbulos laterales”.
La figura 2.6 muestra el lóbulo principal y otros laterales. La energía se concentra
mayormente en el eje del lóbulo principal, y es en esa dirección en que la antena recibirá el
máximo de energía reflejada por el blanco, lo cual permite determinar la demora al mismo.
El ángulo α entre ambos bordes del
eje central es el ancho efectivo del
haz. La precisión con que se mide la
demora depende fundamentalmente
del este ancho.
Si la FRP es pequeña, el ancho
efectivo del haz es angosto y la
velocidad de rotación de la antena
muy grande, es posible que se pierda
la recepción de algún blanco, puesto
que en tales condiciones, muchos
sectores del espacio quedarán sin ser
cubiertos por el haz.
El ancho del lóbulo en sentido
vertical, es considerablemente ma-
yor. Esto se debe a que se busca
evitar que el radar pierda ecos a
causa de los movimientos de rolido o
cabeceo del buque. El ancho en
sentido vertical será entonces de
unos 15 a 30° (Fig. 2.7)
La demora de un objeto detectado se
mide haciendo coincidir la dirección
de la antena con la del spot en un
determinado momento. Para ello, el equipo lleva un sistema de sincronización adecuado.
Se toma como referencia el momento en que la antena emite en la dirección de la proa,
para lo cual se genera en ese instante una señal luminosa en la pantalla, que se denomina
“línea de proa”
2.3 EL RECEPTOR
La función del receptor es transformar las ondas de radio que regresan como eco, en
señales de video.
α
Fig 2.6
Fig 2.7 Ancho del lóbulo en sentido vertical.
Un ancho inadecuado puede resultar en la
pérdida del blanco

El impulso reflejado en un objeto regresa en forma de eco hasta la antena, y a través del
tubo guía-ondas, estando abierta la válvula TR (por lo tanto cerrada la ATR), la señal pasa
al Mezclador. (Fig. 2.1)
Hasta este punto, la señal entrante tiene las siguientes características:
• Alta frecuencia: Si el radar tiene una longitud de onda de 3 cm, ésta podría tener, por
ejemplo unos 9400 Mhz, lo que hace impracticable conducirla por cables hasta la
unidad de display.
• Muy baja potencia: La potencia con que es emitido el pulso se pierde gradualmente, en
principio absorbida por el agua, o por la gran distancia que debe recorrer, o por los
obstáculos que debe atravesar, tales como chubascos. En las mejores condiciones, un
eco tiene solamente 1/10.000 de la energía que tenía al ser emitido. En las peores
condiciones, tiene una energía de 10-12
de la inicial
Entonces tenemos que resolver dos problemas: el de tener que transportar la señal por
cables, y el de amplificar la potencia de la señal.
Dentro del circuito mezclador, se encuentra la válvula Klystrom, que se encarga de
mezclar la señal entrante, con otra de frecuencia muy parecida. La resultante de ambas es
otra señal, cuya frecuencia es igual a la diferencia de frecuencia de ambas señales.
Siguiendo con nuestro ejemplo, si la Klystrom genera una frecuencia de 9370 Mhz, y si
como dijimos, nuestro radar tiene una frecuencia de 9400 Mhz, entonces al mezclar dichas
señales, se obtendrá una señal resultante de 30 Mhz, frecuencia que permite que la señal
pueda ser transportada por cables.
Luego se hace pasar la señal por un circuito Amplificador, con lo cual la potencia de la
señal resulta aumentada significativamente, de modo de poder ver la señal en la pantalla.
Si el nivel de amplificación es excesivo, podría llegar a causar inconvenientes, dañando el
tubo.
Por tal motivo, y a modo de proteger la pantalla de tales eventualidades, a continuación del
circuito Amplificador existe otro circuito denominado Limitador.
A la salida del Limitador, la señal pasa al tubo de rayos catódicos (TRC) que forma parte
de la unidad de display, mostrándonos la posición del blanco en la pantalla.
Para comprender un poco mejor la función del circuito limitador, imaginemos la siguiente
situación: cuatro buques a los que denominaremos A, B, C y D. Nuestro buque es el buque
A, de modo que tenemos a los otros tres barcos a no más de 12 millas, como se puede
apreciar en la figura 2.8.a
Fig. 2.8.a: cómo opera el circuito limitador
Supongamos además que desde nuestro barco A observamos a los otros ecos con demoras
bastante diferentes, de modo que no existe la posibilidad de que un barco oculte a otro.
Los blancos B, C y D tienen las siguientes características:
Blanco B: un superpetrolero VLCC de grandes dimensiones
Blanco C: un pequeño yate de madera
Blanco D: un buque pequeño, de metal, digamos de unos 100 m de eslora
Resultaría muy razonable que en la pantalla de nuestro radar obtuviéramos como eco más
potente, el proveniente del buque B, por ser el más cercano a nuestro buque, y además por

ser el buque más grande de todos. Del mismo modo, el eco más débil debería provenir del
barco C, una embarcación deportiva, de madera y muy pequeña. El eco proveniente del
eco D debería tener una intensidad intermedia, entre los de B y C.
Veamos en la figura 2.8.b, qué es lo que en realidad ve el radar:
Fig.2.8.b: recepción del radar, después de haber superado la etapa amplificadora
La figura 2.8.b nos muestra lo que ve el radar. Recordemos que los ecos vuelven muy
debilitados. Por tal razón, y para que puedan verse sobre la pantalla, se amplifican
convenientemente y la figura 2.8.b nos muestra el resultado de esa amplificación. En color
amarillo se pueden observar el retorno de mar y el clásico ruido térmico. El retorno de mar
raramente supera las 4 ó 5 millas de alcance. Y como era de esperarse, se recibieron los
ecos de los tres barcos, con las intensidades esperadas: el más intenso es el del VLCC. El
más débil el del yate. Y el barco C con una intensidad intermedia.
A veces, los ecos provenientes de embarcaciones pequeñas y de madera, se ven muy
débiles y es necesario aumentar el nivel de ganancia para poder verlos mejor. Al aumentar
la ganancia es indudable que el eco del yate se podrá apreciar mejor, debido a que le
estamos aumentando la intensidad, pero también va a ocurrir lo mismo con las intensidades
de los otros ecos, y esta operación podría resultar en algunos casos dañina para la pantalla.
Vamos a suponer que para nuestro radar, resulta dañino cualquier intensidad por encima de
la recta “l” de la figura 2.8.c
Fig.2.8.c: el nivel del limitador
El circuito Limitador se encarga de reducir la amplitud de las señales hasta un valor
máximo, a modo de protección de pantalla. En resumidas cuentas, luego de la
amplificación, las señales cuyas intensidades resulten superiores al nivel del limitador,
resultan disminuidas hasta este valor. Las que no lo superen, no son afectadas por el
limitador.
Y lo que realmente vemos nosotros sobre la pantalla, es lo que muestra la figura 2.8.d
Y este es el motivo por el cual un blanco gigantesco como el de un VLCC y el de un
pequeño buque mercante pueden tener la misma intensidad sobre la pantalla de un radar.

Fig.1.12.d: las intensidades que realmente vemos en la pantalla
2.4 LA UNIDAD DE DISPLAY
El objeto de la unidad de display, es mostrar al operador del radar, una clara imagen de
cómo se presenta una determinada situación: El buque propio aparece por lo general en el
centro de la pantalla y a su alrededor los demás objetos en su correcta posición por
marcación y distancia. Analizaremos dos tipos de unidades: tipo PPI y tipo Raster-Scan
2.4.1 Pantalla tipo PPI (Plan Position Indicator)
Cuando se analizó el principio de funcionamiento del radar, en cuanto a la
representación de distancias, vimos que el radar calcula ésta en base al tiempo que
tarda una señal en ir hasta el blanco y volver de éste.
Si el blanco está a unas 10 millas de distancia, dicho tiempo vale:
tvD ×=×2
]12[
2
−
×
=
v
D
t
t = 0.0001234 seg
t = 123.4 µseg
Para que el radar pueda medir la distancia, es preciso entonces que tenga capacidad de
medir unidades de tiempo muy pequeñas.
Y el radar lo puede hacer a través de las propiedades del tubo de rayos catódicos.
La figura 2.9 muestra el esquema de un tubo de rayos catódicos.
Básicamente consta de una pantalla especialmente revestida, y de un cañón de
electrones. El cañón dispara hacia la pantalla un haz muy fino de electrones que al
impactar sobre la misma, deja como imagen la de un punto brillante o “spot”.
Debido a que la pantalla está revestida de fósforo, si se detiene el flujo de electrones, el
“spot” continua brillando por un corto periodo de tiempo.
La lenta pérdida de este brillo es una propiedad de la pantalla y se denomina
“persistencia” de la misma.
La posición del spot puede controlarse pudiéndoselo llevar a cualquier parte de la
pantalla, mediante el uso de unas bobinas deflectoras ideadas para tal fin.
Cuando el pulso es transmitido, se aplica una señal a las bobinas deflectoras,
denominada “diente de sierra”, que hace que el spot se traslade desde el centro hasta el

borde de la pantalla, determinándose sobre la misma una línea indicada como (a) en la
figura 2.9.
Dicha línea recibe el nombre de “traza” o “barrido”.
La velocidad con que el spot deflecta desde el centro hasta el borde de la pantalla, es la
misma con la cual un eco vuelve desde el máximo de la escala en uso. A este intervalo
también se lo conoce con el nombre de “base de tiempos”.
Entonces cuando un impulso sale de la antena hacia una dirección dada, las bobinas
deflectoras comienzan a trasladar el punto hacia la periferia del tubo, tardando en
alcanzarla la base de tiempos.
La traza se hace girar con el mismo sentido y con la misma velocidad de la antena,
ocupando las sucesivas posiciones (a), (b), (c) y (d) de la misma figura.
Si el impulso es reflejado en cualquier obstáculo, al regresar a la antena y una vez
amplificado, envía una señal eléctrica que hace iluminar aún más al spot.
De esta forma aparecerá un punto en la pantalla que será el correspondiente al obstáculo
y a una distancia del centro de la pantalla proporcional a la que el objeto se encuentra de
la antena emisora. (Punto 6 de la figura 2.9)
Dado que con cada pulso emitido el spot se deflecta desde el centro hasta el borde de la
pantalla, suponiendo como ejemplo una FRP de 750 pulsos por segundo, entonces
tendremos que el spot en un segundo, deflecta 750 veces.
De esta forma, el spot aparece en realidad como una línea luminosa porque la velocidad
de dicho punto sobrepasa notablemente la capacidad de detección del ojo humano.
(Item 5 de la figura 2.9)
La construcción de la imagen se logra haciendo que cada deflexión del spot tenga lugar
en una dirección que forme un pequeño ángulo con la inmediatamente anterior, lo cual
se consigue haciendo girar las bobinas deflectoras.
Según vimos, la pantalla del TRC está revestida con una sustancia fosforescente que
hace persistir la imagen unos 3 segundos, que es lo que tarda normalmente la antena en
dar una vuelta completa.
Si se emiten 1000 pulsos por segundo, la imagen completa del TRC estará formada por
unas 3000 líneas.
La aparición de esta imagen está condicionada a varios factores que veremos mas
adelante, pero en todos los casos existe una gran pérdida de energía en los ecos
recibidos, en comparación con la que tienen al momento de ser emitidos.
2.4.2 Pantalla tipo Raster Scan
El tubo de rayos catódicos de la Fig. 2.9 pertenece al antiguo sistema de pantalla PPI,
que se utilizó en todos los radares desde su invención hasta casi finales del siglo 20.
Aunque todavía hay muchos radares antiguos que utilizan esta tecnología instalados en
los buques, en la actualidad ya no se construyen radares de este tipo. El tubo PPI era
necesario para la determinación de la distancia y la demora al blanco mientras no se
disponía de sistemas digitales capaces de codificar estos datos. Actualmente todos los
radares utilizan la tecnología denominada Raster Scan, que consiste en un tubo de
rayos catódicos con barrido horizontal, similar al que pueden utilizar las computadoras
o los televisores.
En los albores del siglo 21 la tendencia parece inclinarse hacia la utilización de las
modernas pantallas de plasma, que tienen innumerables ventajas sobre los TRC, pero
por el momento existe una limitación en su uso debido al alto precio, aunque
seguramente que este factor se va a revertir en los próximos años.

Fig2.9Tuboderayoscatódicos
(1)corrientedeelectrones
(2)deflexióndelacorrientedeelectrones
(3)Sucesivasposicionesdelatraza
(4)Futurasposicionesdelatraza.Giranenelmismo
sentidoyconlamismavelocidadquelaantena
(5)LíneadeBarrido
(6)Ecoenlapantalla
basede
tiempo
b:spotenelbordedelapantalla
0:spotenelcentrodelapantalla
Rx:Trabajodelreceptorytrasladodelspot
Tx:Transmisióndeunpulso
0
b
Rx
V
RxRx
tiempo
Rx
Señaltipodientedesierra
TxTxTx

La forma en que los radares actuales se valen de la electrónica digital para codificar la
distancia y la demora a un blanco, y luego mostrar el eco en la pantalla, se trata en el
Manual del Observador Arpa.
2.5 MEDIDA DE LA DEMORA
En una pantalla tipo PPI, la demora de un objeto detectado se mide haciendo coincidir la
dirección en que se encuentra la antena cuando emite el impulso, con la dirección en
que en ese momento se esté trasladando el spot sobre la pantalla. Para tal efecto, el
equipo lleva un sistema de sincronización adecuado.
Como referencia, se toma el instante en que la antena emite en la dirección de proa, para
lo cual se genera una señal luminosa en ése momento, quedando un trazo luminoso
sobre la pantalla y que se denomina “línea de proa” (Fig. 2.10)
Fig. 2.10: Medida de la demora: es necesario coordinar la dirección en que apunta la
antena, con la que el spot se mueve en la pantalla.
2.6 CONSTANTES DE UN RADAR
1. Frecuencia de la señal: Es la frecuencia a la cual se generan las ondas de radio. A
continuación se comparan las ventajas y desventajas de las dos frecuencias que utilizan
los radares marinos.
Concepto
Analizado
λ = 10 cm
( f=3000 Mhz )
λ = 3 cm
( f=9600 Mhz )
Cantidad de energía emitida Poca Relativamente alta
Refracción Mucha Poca
Recepción de blancos débiles Regulares Buenos
Perturbación de mar Poca Mucha
Perturbación de lluvia Poca Mucha
Atenuación de impulsos a través de la lluvia Poca Bastante
2. Largo del pulso: Es el tiempo que dura la emisión de cada pulso. (ver fig. 2.2). El largo
de pulso se mide en microsegundos y los valores mas usuales están comprendidos
entre 0.1 y 1 µseg.
Nótese entonces que de acuerdo con la definición, un impulso corto dura menos que
uno largo. Por lo tanto, un impulso corto tiene menor energía que uno largo.

Esta particularidad hace que en la práctica el pulso corto alcance menores distancias de
detección que el pulso largo.
Sin embargo, hay casos en que es necesario utilizar pulso corto en lugar del largo.
Por eso los radares llevan normalmente un dispositivo que permite al operador
seleccionar entre dos ó más tipos de pulso.
Los radares pueden alcanzar mayores distancias de detección al emplear pulsos mas
largos, pero utilizando pulso corto, se sacrifica el alcance por una mejor resolución en
la pantalla.
3. Frecuencia de repetición de pulsos (FRP): Es la cantidad de pulsos que el radar emite
en un segundo. Se debe dejar un intervalo de tiempo adecuado entre cada pulso para
que los ecos puedan regresar desde cualquier blanco que se encuentre dentro del
alcance máximo del radar.
De otro modo, la recepción de los ecos más lejanos quedaría bloqueada por la
transmisión de los pulsos siguientes.
2.7 BASE DE TIEMPO E INTERSCAN
Supongamos que queremos colocar nuestro radar en la escala de 6 millas náuticas. Si lo
hacemos, es porque deseamos ver a todos los objetos que se encuentran a menos de 6
millas de nuestro buque.
Para ello, los trenes de onda tienen que tener capacidad de ir hasta la milla 6 y regresar a la
antena. Pero ni bien los pulsos salieron de la antena, el transmisor se bloquea para abrirse
el receptor.
¿Cuánto tiempo debe permanecer abierto el receptor? : la cantidad de tiempo suficiente
para que el eco de un objeto que se encuentre a la distancia de la escala pueda volver y
encontrar abierto el receptor.
Este tiempo es lo que denominamos la “base de tiempos”, es decir, el intervalo que dura la
recepción.
Para calcular dicho tiempo, utilizamos la ecuación [2-1] y recordando que la velocidad de
propagación de las ondas de radio es v=c=0.1618 ´/µseg :
segt
seg
t µ
µ
16.74
´1618.0
´62
=
×
=
Supongamos que en esta escala, nuestro radar transmite con un largo de pulso de 0.5
microsegundos.
Estos datos nos dan entonces la relación de trabajo entre el transmisor y el receptor:
Con el receptor cerrado, se abre el transmisor, generando un tren de ondas que dura 0.5
µseg.
Luego, el transmisor se cierra y se abre el receptor durante 74.16 µseg, dándole la
oportunidad a todos los ecos que se encuentren a menos de 6 millas de volver a la
antena y encontrar abierto el receptor.
La figura 2.11 muestra gráficamente esta relación.

Fig. 2.11: Representación gráfica del trabajo del Transmisor (Tx) y del Receptor (Rx). El
trabajo del transmisor es el Largo de Pulso. El del receptor es la Base de tiempo
Supongamos además que nuestro radar tiene una frecuencia de repetición de pulsos de
1250 pps (pulsos por segundo).
Calculamos entonces el intervalo entre pulso y pulso mediante una sencilla regla de tres:
1250 pulsos …………………………..1.000.000 µseg
1 pulso ……………………………x
resultando que x= 800 µseg
Esto no quiere decir otra cosa que el transmisor de este radar trabaja solamente 0.5 µseg
cada 800 µseg !!. No se sorprenda. Todos los radares marinos trabajan de este modo y la
seguridad de la navegación no se ve afectada en lo mas mínimo.
La figura 2.12 permite comprender entonces el significado del “interscan”
Fig. 2.12: El intervalo de Interscan.
El interscan no es otra cosa que un determinado intervalo de tiempo en donde el radar
no hace nada: no transmite ni recibe.
La función de un interscan es poder permitir los cambios de escala: si ahora pasamos a
la escala de 12 millas, la base de tiempo se duplica, disminuyendo el valor del interscan.
Otra función que cumple es la de poder anular la recepción de ecos falsos denominados
“de segunda traza”, descripto en el capítulo correspondiente.
Para finalizar, ahora fijemos el concepto de “frecuencia de repetición de pulsos”.

Mire la figura 2.12. Verá que en t=0 se transmite un tren de ondas. En t=800 ocurre lo
mismo y ya tenemos dos trenes de ondas.
La cantidad de estos pulsos que ocurren en 1 segundo (t=1.000.000), no es otra cosa que
la frecuencia de repetición de pulsos1
.
La figura 2.13 muestra un gráfico adecuado al ejemplo que estamos tratando:
(a) se muestran dos pulsos consecutivos que el modulador aplica sobre la magnetrón
(b) se muestran el resultado a la salida de la magnetrón: dos pulsos electromagnéticos
(c) se muestra una sucesión de dichos pulsos: la cantidad de pulsos transmitidos por
segundo es la frecuencia de repetición de pulsos. En 1/50 de segundo se han contado
25 pulsos. Si multiplicamos este valor por 50 obtendremos la frecuencia de
repetición de pulsos: 1250 pps
Fig. 2.13: el concepto de frecuencia de repetición de pulsos
1
En inglés PRF (Pulse repetition frequency)

2.8 DISCRIMINACION EN DISTANCIA
Es la capacidad que tiene un radar para presentar separadamente en su pantalla, a dos
blancos que se encuentran en la misma demora y muy próximos entre sí.
La discriminación en distancia es una propiedad que depende exclusivamente del largo
de pulso utilizado.
Analicemos el caso del largo de pulso: supongamos que tenemos dos blancos que
cumplen con esta condición (T1 y T2 en la figura 2.14, separados por 41 m).
Fig.2.14: el concepto de discriminación en distancia
Asimismo, supongamos que nuestro radar trabaja con un largo de pulso igual al doble
de esa distancia, esto es, de 82 m.(fig. 2.14.a).
(b) Aquí se muestra como el pulso llega primero a T1, y se comienza a generar un eco
para dicho blanco
(c) Cuando el pulso llega a T2, se comienza a generar un eco para dicho blanco, pero
como el pulso es bastante largo, este todavía se encuentra pasando por T1 y por lo
tanto T1 todavía sigue generando eco
(d) En este caso, ocurre algo muy curioso: el pulso abandonó a T1 y por lo tanto T1 ya
no sigue generando eco. El que lo sigue generando es T2 y como vemos en la
figura, el eco de T2 ya llegó a T1
(e) Los ecos provenientes de T1 y T2 llegan a nuestro radar tocándose en un solo punto,
y lo que veremos en la pantalla será un único eco que tiene un grosor de 164 m

Es muy fácil de ver que si T1 y T2 estuvieran un poco más alejados entre sí, entonces
ambos ecos volverían en forma separada y se verían separadamente sobre la pantalla del
radar.
En cambio si T1 y T2 estuvieran más cerca uno del otro, entonces ambos ecos volverían
superponiéndose, viéndose sobre la pantalla un único eco.
Entonces, “dos blancos que estén a la misma demora y separados entre sí por una
distancia mayor a la mitad del largo de pulso, aparecerán sobre la pantalla en forma
separada”
Ejemplo: calcular la discriminación en distancia que tiene un radar que opera con un
largo de pulso de 0.8 µseg.
Resolución: pasamos el valor del largo del pulso a unidades de longitud, aplicando el
valor de la constante c, esto es, la velocidad de propagación de las ondas de radio:
1.0 µseg……………300 m
0.8 µseg……………30x m
x=240 m
Este es el largo que tiene nuestro pulso, por lo tanto nuestro radar podrá mostrar en forma
separada sobre su pantalla blancos que se encuentren en una misma demora y separados
por lo menos 120 metros entre sí: la discriminación en distancia es de 120 m.
Tenga en cuenta que si nuestro largo de pulso fuese de 0.08 µseg, esto equivaldría a 24
m en unidades de longitud, y por lo tanto una discriminación en distancia de tan solo 12
metros: Se mejora la discriminación en distancia utilizando pulsos cortos
2.9 MINIMA DISTANCIA DE DETECCIÓN
Se trata de un sector determinado por una cierta distancia en torno a nuestro buque, en
donde el radar tiene una incapacidad total de captar blancos que se encuentren dentro de
dicho sector.
El valor de la mínima distancia depende del largo de pulso utilizado y de las
características de la válvula TR.
Analicemos el caso del largo de pulso y supongamos que nuestro radar transmite con un
largo de pulso de 1µseg=300 m.
La figura 2.15 muestra a nuestro buque y a 3 obstáculos a 100, 150 y 200m de distancia
de nuestro buque.
.
Suponga que ahora nuestro equipo transmisor emite un pulso. Recuerde que nuestro
pulso tiene un largo de 300 m y que si el radar transmite, entonces no puede recibir al
mismo tiempo.
Bajo estas condiciones, cuando el pulso llega a A, recién habrán salido 100 m de pulso.
Hasta que no haya salido todo el pulso, el transmisor permanecerá abierto y por lo tanto,
el receptor cerrado.
Pero el pulso rebota en A y vuelve sobre si mismo. Cuando llega nuevamente a la
antena, ya salieron 200 m de pulso (100 de ida y 100 de vuelta) y todavía falta que
Fig.2.15: la mínima
distancia de detección
depende del largo de pulso
y de la válvula TR

salgan otros 100 m más!. Esto quiere decir que si bien el eco vuelve a la antena,
lamentablemente encuentra las puertas del receptor cerradas. Esto se debe a que todavía
está trabajando el transmisor y las puertas que están abiertas son las de éste. En
consecuencia el eco se pierde y no es posible verlo en la pantalla del radar.
Analicemos el caso del blanco B de la misma figura. En este caso cuando nuestro pulso
llega a B, habrá recorrido 150 m y después de rebotar en dicho objeto, se refleja sobre sí
mismo, volviendo a la antena. Aquí ocurre algo muy particular: cuando el eco de B
llega finalmente a la antena, nuestro pulso habrá recorrido 300 m (150 m de ida y 150 m
de vuelta). Ya no falta transmitir nada. El pulso salió totalmente y las puertas del
transmisor se cierran, abriéndose las del receptor en el instante justo en que está
ingresando el eco de B, y en teoría este blanco podrá verse sobre la pantalla.
Nótese que no hubiera ocurrido lo mismo si B hubiera estado un poco más cerca de
nuestro buque. Por lo tanto, éstos 150 metros parecen ser la mínima distancia.
El caso del blanco C es el siguiente: cuando el pulso llega a la posición de C, ya habrán
salido 200 m de pulso. El receptor está todavía cerrado. El pulso rebota en C y se refleja
sobre sí mismo. Cuando el eco alcanza la posición de A ya habrá salido la totalidad del
pulso. Se cierra el transmisor y se abre el receptor, pudiéndose ver en la pantalla el eco
proveniente del blanco C.
Entonces, debido al largo de pulso que se utiliza, la mínima distancia de detección es
igual a la mitad de su valor. Ningún objeto situado a una distancia menor que ésta, será
captado por nuestro radar.
Analicemos ahora el caso de por qué esta distancia depende también de las
características de la válvula TR.
Como ya lo hemos visto, la válvula TR no permite que ambos equipos transmisor y
receptor trabajen al mismo tiempo. Solo permite el trabajo de uno a la vez. Pero ése
cambio no es instantáneo. La válvula “demora un cierto tiempo” en invertir la
asignación del trabajo, haciendo que en la realidad el eco B de la figura 2.15 no pueda
verse: como vimos, el transmisor había terminado ya su trabajo, pero a la válvula TR le
va a demorar unos instantes más efectuar la apertura del receptor. Por lo tanto si el eco
llega en éste momento, va a encontrar las puertas cerradas y no podrá ingresar al
receptor.
Esta demora ocasionada depende de las características de cada válvula TR en particular,
pero se estima que por lo general, el trabajo de dicha válvula incrementa el valor de la
distancia mínima de detección en unos 15 metros aproximadamente.
m
Lp
MDD 15
2
+=
En donde:
Lp : largo del pulso expresado en metros
MDD: Mínima distancia de detección, en metros en torno al buque propio
2.10 DISCRIMINACION EN DEMORA
Es la capacidad que tiene un radar para presentar separadamente en su pantalla, a dos
blancos que se encuentran a la misma distancia y demoras muy próximas.
La discriminación en demora es una propiedad que depende del ancho del haz irradiado
horizontalmente por la antena y de la distancia a los mismos.

(a)
(b)
(c)
Lo que se ve en el radar:
(a)
(b)
(c)
Fig. 2.16: la discriminación en demora depende del
ancho haz irradiado horizontalmente

Como la traza representa el eje de dicho haz, todos los objetos situados dentro del haz
(que se encuentren a la misma distancia) marcarán juntos y en la dirección de dicho eje.
La figura 2.16 muestra gráficamente esta idea.
Para comprender mejor esta idea veamos ahora la figura 2.17.
Se trata de dos blancos (T1 y T2) situados a la misma distancia de nuestro buque, pero
a demoras muy parecidas. Supongamos además, que el ángulo entre los blancos es igual
al ancho del haz irradiado horizontalmente por la antena.
(a) el haz irradiado, que gira en sentido horario, comienza a tocar a T1. Sobre la
pantalla de radar se comienza a dibujar la imagen de T1, en la dirección de la traza
(b) El haz sigue girando, de modo que los pulsos solamente rebotan en T1, generándose
la imagen correspondiente.
(c) En este caso, el haz siguió girando, hasta que comienza a detectar a T2.
Simultáneamente, deja de detectar a T1
(d) El haz continua su giro y en este caso la construcción de la imagen ahora es debido a
T2
(e) El haz siguió girando de modo que en este punto deja de detectar a T2.
El resultado final es que solamente hay un solo eco en la pantalla, debido a que los ecos
provenientes de T1 y T2 se hacen tangentes.
El caso que muestra la figura 2.17 es el caso límite. Si T1 y T2 estuviesen más
separados (o si el haz fuese más estrecho), sería posible ver en pantalla la presencia de
dos ecos.
2.11 VELOCIDAD DE GIRO DE LAS ANTENAS
La velocidad de giro de las antenas según la mayoría de los fabricantes, es de
aproximadamente 20 revoluciones por minuto.
Se trata de un valor convenientemente adecuado para:
• Tener una razonable probabilidad de detección de un blanco, ya que deberán incidir
sobre c/u de sus puntos entre 8 y 10 pulsos.
• Que la imagen pueda renovarse antes de que se desvanezca (caso PPI)
Si la anchura del haz irradiado por la antena es de 2° y la frecuencia de repetición de
pulsos es de 1000 pps, cada punto del blanco estará recibiendo impulsos durante el
tiempo que esté sobre él, el haz irradiado. Es decir:
20 rev……….60 seg
01 rev………. X x = 3 seg
360°………. 3 seg
002°………. X x = 1.66 10-2
seg
1 seg ……………….1000 pulsos
1.66 10-2
seg………..x x=16.67 pulsos

Fig.2.17:ladiscriminaciónendemoradependedelanchodelhazirradiadohorizontalmente

3
CONTROLES DEL RADAR
3.1 INTRODUCCION
El objetivo de este capítulo es facilitar un conocimiento del equipo de radar y de todas sus
posibilidades, con el fin de obtener el máximo provecho de su funcionamiento.
Si se lo usa correctamente, puede resultar de gran utilidad para el mantenimiento de la
seguridad de la navegación, pero puede ser peligroso si no se entienden bien sus
limitaciones
Un uso incorrecto de los controles de un radar puede ocasionar la no detección de un barco
o de una boya. Es por ello que el operador debe entender claramente las funciones de todos
los controles de un radar, que sepa en dónde están localizados, cómo ajustarlos
convenientemente
En adición al control ON/OFF, que permite encender o apagar el radar, describiremos los
siguientes:
1. Para el ajuste de la sintonía
a) Brillo (Brilliance)
b) Ganancia (Gain)
c) Sintonía (Tuning)
d) Contraste (Contrast/Boost)
e) Anulación de interferencia de otros radares
f) Anti-clutters
2. Para la medición de demoras y distancias
a) Cursor electrónico (EBL)
b) Selector de escala (Range)
c) Anillos fijos de distancia (Range rings)
d) Anillo de distancia variable (VRM)
3.2 AJUSTE DE LA IMAGEN
(a) BRILLO: En los radares de tipo PPI, mediante este control se regulaba la intensidad
del haz de electrones en el tubo de rayos catódicos, que son los que se encargan de
llevar la señal del eco hasta la pantalla. Si dicho haz es tenue, se pueden perder algunos
ecos, y si es demasiado intenso se pierde contraste y la pantalla se torna muy blanca y
brillante.
Este control está graduado de cero hasta un cierto máximo. El correcto ajuste de este
control consiste en ir aumentando el valor del brillo hasta que la traza o spot sea apenas
visible.
Algunos radares disponen de sistemas “inteligentes” digitales para el control del brillo
de los ecos y su diferenciación en la pantalla.
La figura 3.1 muestra 2 tipos de codificación digital del brillo. La parte superior de
la figura muestra la codificación teniendo en cuenta sólo dos tipos posibles de brillo.
Según este patrón, los blancos B y C no serian visibles en la pantalla, mientras que
los blancos A y D tendrían el mismo brillo.

En la parte inferior vemos la codificación en base a 8 posibles niveles de intensidad.
Según este patrón, los blancos B y C ahora pueden verse y brillan de distinta manera. Lo
mismo ocurre con A y D.
(b) GANANCIA: Este control equivale al control de volumen de un receptor de radio. La
ganancia regula la amplificación de las señales que recibe la antena. Recordemos que
en el mejor de los casos, un eco retorna solamente con 1/10.000 de la energía inicial.
Se llama “ruido térmico” al efecto de las ocasionales colisiones entre electrones y
electrodos durante la fase de amplificación y este efecto impresiona en la pantalla en
forma de un tinte blanquecino.
Para ajustar correctamente este control, en un radar de tipo PPI se aumenta su efecto
hasta que aparezca un medio tinte blanquecino en la pantalla. En un radar del tipo
raster-scan, habrá que encontrar el máximo valor de ganancia sin que la pantalla
cambie su coloración.
Tenga en cuenta que al igual que en un receptor de radio, con ESCASA ganancia no se
podrán apreciar los ecos débiles; y con una ganancia EXCESIVA habrá poco contraste
y los ecos no se verán claros.
Los controles de “Anti-clutters” introducen unos efectos sobre la ganancia, y serán
estudiados en situación oportuna.
(c) SINTONIA: Este control actúa en el mezclador y su manejo consiste en accionarle en
uno u otro sentido hasta conseguir la mejor imagen de los ecos débiles.
Según se vio, los radares marinos tienen 2 tipos de frecuencias. Los de banda-x (con
una λ = 3 cm) tienen una frecuencia que puede oscilar entre los 9320 a 9600 Mhz. El
transmisor de cada radar emite a una determinada frecuencia. El receptor está ajustado
para recibir en esa misma frecuencia, pero con una anchura de banda de 10 Mhz, de
forma tal que el control de sintonía ajusta la frecuencia de recepción lo más
exactamente posible a la del transmisor, consiguiendo así la mejor respuesta posible.
(Fig. 3.1)
Fig.3.1:
codificación del
brillo en la
pantalla

Respuesta
5
10
94009395 94059397
(Mhz)
Fig. 3.2: Ajuste de frecuencia de un receptor, en donde la frecuencia del transmisor es
de 9400 Mhz
La figura 3.2 nos dice que si bien nuestro transmisor emite en la frecuencia de 9400
Mhz, sin embargo nuestro receptor podrá captar ecos en otras frecuencias: cualquiera
comprendida entre 9395 y 9405 Mhz. Y estos son los 10 Mhz de ancho de banda.
Sin embargo, de dicha figura también podemos observar que si bien podemos recibir en
9395 Mhz, la respuesta en pantalla de dicho eco es prácticamente nula.
En 9397 Mhz la respuesta es 5 y se verá con dificultad. Si el eco proviene en la
frecuencia de 9400 Mhz, la respuesta es máxima y el eco se podrá apreciar
perfectamente en la pantalla.
Este control se maneja para conseguir el mejor ajuste de la sintonía, accionándole en
uno u otro sentido hasta conseguir la mejor imagen de:
a) ecos débiles
b) los ecos más alejados de la perturbación de mar
Se actúa sobre los ecos débiles pues la mejora en la recepción de la señal de uno fuerte
que haya sido atenuado por el limitador no será percibida en la pantalla.
No se debe n tomar ecos provenientes de objetos flotantes como referencia, pues una
mejora experimentada por los mismos se puede deber a un cambio de la posición del
blanco, de forma que envíe una mejor respuesta.
Algunos equipos disponen de un indicador de sintonía o “meter”, los cuales se usarán
de acuerdo con las indicaciones del fabricante.
10 Mhz

(d) CONTRASTE: Este control funciona del mismo modo que funciona en un televisor.
Sobre la pantalla del radar, hace más oscura la pantalla y más brillantes a los ecos, de
modo que resalten sobre la misma.
(e) INTERF. DE OTROS RADARES: No todos los radares marinos operan en la misma
frecuencia. Sería muy incómodo puesto que entonces, al estar dos buques dentro del
alcance del radar, cada uno de ellos sufriría la interferencia provocada por el otro
buque. Es por ello que los radares marinos, por ejemplo los de banda-x pueden oscilar
entre 9320 a 9600 Mhz como frecuencias posibles para el transmisor.
Observemos nuevamente la figura 3.2. Dijimos que nuestro radar tiene una frecuencia
base de 9400 Mhz en el transmisor, pero nuestro receptor capta todo lo que proviene
dentro del rango 9395 a 9405 Mhz. Si en el área empieza a operar OTRO radar, cuyo
transmisor tiene la frecuencia base de 9380 Mhz, éste radar no nos ocasionará ninguna
interferencia, puesto que nuestro receptor es incapaz de captar tales señales.
En cambio si la frecuencia base del transmisor del otro buque es 9397 Mhz la cosa
cambia. Esta es una frecuencia que nuestro receptor es capaz de captar y se generará
sobre la pantalla una perturbación con un nivel de respuesta 5, según puede apreciarse
en la figura 3.2
Este control se enciende de modo que nuestro receptor busca automáticamente
desplazar el ancho de banda de 10 Mhz, de modo de no recibir ninguna clase de
interferencias. En nuestro ejemplo, nuestro receptor recibirá todo lo que provenga entre
9397 y 9407 Mhz. (Fig.3.3)
Respuesta
94009395 94059397
(Mhz)
Fig. 3.3: El control de atenuación de interferencias de otros radares. La frecuencia del
transmisor propio no se altera. La banda de frecuencias del receptor se desplaza
convenientemente para no resultar interferidos
(f) ANTI-CLUTTERS: Existen dos clases de controles de este tipo: el anti-clutter de mar
y el anti-clutter de lluvia. La palabra inglesa “clutter” significa “perturbación”. Por lo
tanto, estos controles se utilizan para remover perturbaciones indeseadas de la pantalla,
como los ocasionados por el mar y la lluvia.

i. Retorno de mar: Esta expresión se utiliza para denotar la detección por parte del
radar del oleaje en torno al buque. Supongamos como ilustra la fig.3.4 a nuestro
buque navegando en una zona en donde el estado del mar es de absoluta
calma.(Beaufort=0)
En esta situación de calma no existe ninguna posibilidad de detectar oleaje en torno al
buque, porque no lo hay. No existe manera de que la onda de radio se refleje sobre si
misma y vuelva a la antena. Esto se debe a que la superficie del mar está “lisa”
Fig.3.4: Con mar calmo no existe el retorno del mar
Pero a medida que el viento aumenta su intensidad (fig3.5),algunos impulsos chocan
contra las olas en una dirección favorable para ser devueltos hacia la antena, marcando
los correspondientes ecos en la pantalla, originando una mancha borrosa alrededor del
buque propio, denominada “retorno de mar”. La cantidad de retorno de mar detectada
por el radar depende directamente de dos factores: del estado del mar y de la altura de
la antena. Depende del estado del mar ya que a mayor intensidad de viento es de
esperarse la formación de olas más grandes. Y a mayor altura de antena, es de
esperarse que el radar pueda ver “más lejos”.
Fig. 3.5: El retorno de mar es causado por el oleaje
Para atenuar la perturbación de mar, se utiliza un control denominado “Anti-clutter de
mar”2
. El anti-clutter de mar introduce una disminución en la ganancia de los ecos que
se encuentren próximos al buque, con lo cual es posible eliminar casi siempre la
perturbación en forma satisfactoria, pero cuando la intensidad del oleaje está por
encima del nivel del limitador, es posible que se enmascaren ecos de buques.
La figura 3.6.a permite comprender esta última afirmación: nuestro buque es el A. En
torno nuestro hay tres buques B, C y D
2
En inglés “Sea Clutter”
No vuelven a la antena
Beaufort=0
Beaufort=5
No vuelve a la antena
Vuelve a la antena

Fig. 3.6.a: un mal uso del anti-clutter puede ser peligroso
Una vez que los ecos han superado la etapa amplificadora, tendremos lo que nos
muestra la figura 3.6.b
Fig. 3.6.b: un mal uso del anti-clutter puede ser peligroso
Observemos en dicha figura que el retorno de mar es bastante intenso y que tanto los
ecos provenientes del retorno de mar como de los buques, superan el nivel del
limitador. En la figura 3.6.c vemos lo que llega a la pantalla: que los ecos de los buques
Fig. 3.6.c: un mal uso del anti-clutter puede ser peligroso
B y C tienen la misma intensidad que el retorno de mar. En otros términos, que los
ecos de los buques B y C brillan de igual modo que lo hace el retorno de mar y Ud. no
podrá distinguirlos en la pantalla. A esto nos referíamos cuando afirmamos que si la
intensidad del oleaje está por encima del nivel del limitador, es posible que se
enmascaren ecos de buques.
Para evitar este efecto indeseable, es que existe el control Anti-clutter de mar.
En la figura 3.6.d se explica su modo de operación. Este control trabaja disminuyendo
la ganancia solo en la parte central de la pantalla3
, es decir en donde se espera que
aparezcan las olas.
3
Por ejemplo, no es posible detectar una ola a 10 millas de distancia…salvo que ésta tenga un tamaño
descomunal. En ese caso el tema de si están bien colocados los anti-clutters pasaría a segundo plano.

Fig. 3.6.d: Modo en que opera el anticlutter de mar
En el primer gráfico de la figura se puede observar lo que resulta luego de la etapa
amplificadora: un intenso retorno de mar y ecos de tres buques. En el gráfico que está
debajo de éste, se puede observar el modo en que la operación del control anti-clutter
de mar trabaja: la ganancia se reduce solo entre 0 y aproximadamente 4 millas
alrededor del buque propio. Más allá de las 4 millas la ganancia no se ve afectada en
modo alguno. Esto es lo que muestra el tercer gráfico de la figura: todos los ecos que
están a menos de 4 millas de distancia han reducido su intensidad. No así el del buque
más lejano, que no se ve afectado por este control.
En este tercer gráfico debemos notar también que los ecos de la perturbación de mar se
han puesto ahora por debajo del nivel del limitador.
Finalmente el último gráfico de la figura muestra lo que resulta de aplicar el nivel del
limitador. Dentro del área de retorno de mar (brillante) aparecen los ecos de otros dos
buques (aún más brillantes) y así los ecos de buques pueden destacar y verse.
Vemos ahora que mediante el uso del anti-clutter de mar4
, es posible reconocer dentro
del área de retorno de mar ecos provenientes de buques que antes estaban
enmascarados.
Un uso indebido de este control se muestra como ejemplo en la figura 3.6.e
4
En inglés “Anti Sea Clutter” control. También llamado STC (Sensitivity Time Constant)

Fig. 3.6.e: un excesivo valor en el control de anti-clutter de mar puede ocasionar la
pérdida de un blanco
Al ser excesivo el valor dado al anticlutter, observamos que prácticamente en la
primera milla el equipo ya no tiene capacidad de captar absolutamente NADA. Ni
siquiera retorno de mar o ruido térmico!!. Y obviamente tampoco podrá detectar
ninguna embarcación.
Antes era posible percibir la imagen de tres buques. Ahora, mediante un uso indebido
de este control sólo se pueden observar dos.
ii. Lluvia: Cuando los impulsos emitidos por el radar atraviesan un área de lluvia,
sufren una atenuación de energía tanto a la ida como al regreso del eco. Esto se debe
a que al chocar el pulso contra las gotas de lluvia, parte de la energía se disemina en
otras direcciones, y otra parte puede quedar absorbida por la lluvia.
Esta atenuación será tanto mayor cuanto más densa sea la lluvia y mayor el tamaño
de las gotas.
Una lluvia demasiado densa puede provocar la saturación de la pantalla. El efecto
indeseable que se provoca es que pueden quedar enmascarados blancos tanto dentro
del área de lluvia como así también al otro lado de dicha área. (Fig.3.7)

Algunos impulsos chocan contra las gotas de agua en una dirección tal que regresan a
la antena y marcan el correspondiente eco en pantalla, ocasionando la totalidad de los
mismos una mancha que tiene las dimensiones del chubasco, cuyo borde más próximo
está muy bien definido, mientras que el más alejado aparece difuso.
La figura 3.7 también muestra el resultado a la salida del amplificador: Observe que
aparece la perturbación debida al retorno de mar. Un poco más lejos se percibe la
debida a las gotas de lluvia. Dentro de esta última se percibe el eco del buque A, de
gran intensidad. Finalmente al otro lado del área de lluvia aparece el eco del buque B,
de menor intensidad y más debilitado debido a que los impulsos han debido atravesar
el área de lluvia tanto de ida como de vuelta.
La misma figura muestra que los ecos de la lluvia han alcanzado el nivel del limitador,
razón por la cual el eco proveniente del blanco B va a quedar enmascarado, y no se
verá en la pantalla, dado que brilla con la misma intensidad que la lluvia.
Fig.3.8: Reduciendo la ganancia podríamos llegar a ver un eco que antes quedaba
enmascarado debajo de la lluvia, pero podríamos llegar a perder otros ecos, si la
disminución de ganancia es muy grande
Una manera de solucionar este problema sería operando con la ganancia, reduciéndola,
como se muestra en la figura 3.8: la ganancia es reducida en toda la pantalla, de modo
Gota de lluvia
Fig.3.7: La lluvia puede dificultar
la detección de blancos debajo del
área de lluvia, así como también al
otro lado de dicha área.

de lograr que los ecos de la lluvia NO alcancen el nivel del limitador. Pero, observe
además, que los ecos de los blancos también se han visto reducidos, y si la reducción
de la ganancia es muy grande, ahora podríamos llegar a perder el eco proveniente del
blanco B.
Los radares cuentan con un dispositivo “anti-rain clutter”5
que permite reducir la
ganancia solamente dentro del área de lluvia, eliminando la perturbación
correspondiente.
El método que utiliza se basa en el echo de que los ecos de las gotas de lluvia (que
todas juntas dan la impresión de una masa compacta) tienen en todo el chubasco la
misma intensidad (relativamente débil). En cambio los ecos provenientes de los
buques tienen una intensidad muchísimo mayor que ellas.
Un circuito eléctrico denominado “diferenciador” es sensible de captar estos cambios
bruscos de intensidad, acentuándolos, e ignorando a los de todos los demás que tienen
la misma intensidad. (fig3.9)
Fig.3.9: Forma de trabajo del circuito diferenciador
Las flechas de la figura 3.9 (a) señalan los lugares en donde se producen repentinos
cambios en el voltaje, y que serán los mismos que acentuará el circuito diferenciador.
La parte (b) de la misma figura muestra el resultado de dicha acentuación. Observe que
también se ha reducido un poco la ganancia, y que la figura de los ecos quedan más
afinadas. Finalmente en (c) se muestra el trabajo del circuito limitador.
3.3 ELIMINACION DIGITAL DE LAS INTERFERENCIAS (CLUTTER)
Para poder limpiar las interferencias de la pantalla, existen diferentes técnicas. El
usuario tiene acceso a esta operación de limpieza accionando algunos controles como
por ejemplo “Interference Rejection”y “Auto Clutter”
La más efectiva de estas técnicas de limpieza es la que se conoce con el nombre de
“correlación”. Mediante esta técnica el radar compara barridos buscando ecos que se
5
Este dispositivo también se lo conoce por medio de la sigla FTC (Fast Time Constant)

repiten y el blanco es mostrado en la pantalla solamente cuando el radar lo ve M de N
barridos. (Por ejemplo 3 de 4 barridos).
Si bien la correlación es un método adecuado para extraer el clutter, implica una
reducción en la información volcada a la pantalla que en el peor de los casos podría
representar la pérdida de algún blanco.
Este peligro es potencialmente alto si la presentación del radar no está estabilizada con
el girocompás. En dicho caso, si el buque propio no tiene un rumbo estable, los ecos son
recibidos desde marcaciones diferentes y podrían ser erróneamente eliminados por
correlación. Por lo tanto, es escencial una presentación estabilizada. Utilice la
presentación “Course Up” en lugar de la de “Head-up”.
3.3.1 CRITERIOS DE CORRELACIÓN
Fig.3.10: el criterio de correlación “3 de 4”
Los criterios de correlación tienen por objeto remover el clutter pero mantener los
blancos. A tal efecto existen dos criterios de correlación: correlación por pulsos y
correlación por vueltas
En el primer caso se efectúa la comparación de dos pulsos consecutivos en la misma
vuelta de antena. En el otro caso, se comparan dos pulsos transmitidos a la misma
marcación en rotaciones consecutivas de la antena
Fig.3.10: el criterio de
correlación estricto “2 de 2”
“I” representa alguna clase
de interferencia
0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0
1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0
0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0
1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1
0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0

El criterio de correlación M de N puede ser del tipo “estricto” o “blando”. Si tenemos
un criterio “3 de 3” entonces estamos en el caso estricto, ya que solamente veremos un
eco en la pantalla si y solo si en los tres registros correspondientes hay un eco.
Un criterio de correlación muy estricto podría ocasionar la pérdida de blancos.
Si tenemos “2 de 3” entonces estamos en el caso “blando”. Veremos un eco en la
pantalla si y solo si en dos de los tres registros correspondientes hay un eco.
La figura 3.10 muestra el caso de un criterio de correlación 3 de 4
3.4 MEDICION DE DEMORAS Y DISTANCIAS
(a) CURSOR ELECTRÓNICO : conocido también por medio de la sigla EBL
(Electronic bearing line), por sus siglas en inglés. Permite medir acimutes, demoras
y rumbos, tanto verdaderas como relativas a la proa. Se podrán medir
arrumbamientos tanto desde el buque propio como así también entre dos puntos
cualesquiera de la pantalla.
(b) SELECTOR DE ESCALA: El cual permite cambiar la escala a una más
conveniente. Son usuales las escalas de 0.25 - 0.50 - 1.5 - 3 - 6 - 12 - 24
millas náuticas. Como ya hemos visto en el capítulo 2, el selector de escala no es
otra cosa que un dispositivo que define el valor de la base de tiempo, y que
regula la cantidad de tiempo en que ha de trabajar el receptor.
(c) ANILLOS FIJOS: Se utilizan para medir distancias y en un radar tipo PPI se
obtienen intensificando el brillo del haz de electrones a intervalos regulares de la
base de tiempo, con lo cual se produce una marca sobre la pantalla, y que al girar
la traza, dibuja unos círculos que indicarán unas distancias prefijadas según la
escala y el número en que se haya dividido la base de tiempo.
En un radar tipo raster-scan, un software dedicado se encarga de la generación de
dichos anillos. Según las normas de rendimiento del equipo de radar, es
obligatorio que por arriba de la escala de 1.5 millas, se provean 6 (seis) anillos
fijos de distancia. Por debajo de dicha escala es obligatorio que proporcione por
lo menos 2 (dos).
(d) ANILLOS DE DISTANCIA VARIABLE: conocido también por medio de la
sigla VRM (Variable Range Marker), por sus siglas en inglés. Permite medir
distancias tanto desde el buque propio como así también entre dos puntos
cualesquiera de la pantalla. La mayoría de los radares tipo PPI llevan un
dispositivo que intensifica el haz de electrones en un punto de la base de tiempo,
el cual puede ser variado a voluntad del operador, generándose un anillo de
distancias variable. En un radar de tipo raster-scan, el anillo variable se construye
mediante un software.

4
FACTORES QUE AFECTAN
LA DETECCIÓN DE BLANCOS
4.1 INTRODUCCION
Según ya hemos visto de acuerdo con el principio de funcionamiento del radar, la
detección de un blanco se produce cuando tras rebotar contra un obstáculo, parte del haz se
refleja sobre sí mismo volviendo nuevamente a la antena.
Además, en situación oportuna también dijimos que la energía con la que el haz retorna a
la antena es en el mejor de los casos, de unas 10.000 veces menor respecto con la cual sale.
El modo en que se ve afectada la detección de los blancos depende de los siguientes
factores:
1. Características del radar
a) Distancia máxima
b) Mínima distancia de detección
c) Discriminación en distancia
d) Discriminación en la marcación
2. Características de los blancos
a) Material
b) Aspecto
c) Tamaño
d) Textura
e) Forma geométrica
3. Condiciones meteorológicas
a) Perturbación de mar
b) Perturbación de lluvia
c) Refracción atmosférica
4.2 CARACTERISTICAS DEL RADAR
a) Distancia máxima: el máximo alcance esperable por el radar depende de:
• Potencia máxima: cuanto mayor sea la potencia del transmisor es de
esperarse un mayor alcance de las señales. En los radares marinos dicha
potencia oscila entre los 3Kw para embarcaciones pequeñas y los 30 Kw
para los grandes buques mercantes.
• Largo de Pulso: los pulsos de mayor duración generan trenes de onda más
largos y obviamente contienen una mayor cantidad de energía. Cuando en
un radar se seleccionan escalas grandes, por ejemplo para efectuar una
exploración a gran distancia, el equipo pasa automáticamente el largo de
pulso al más largo disponible.
• PRF: cuanto más alto sea el valor de la frecuencia de repetición de pulsos,
mayor es la probabilidad de recibir el eco proveniente de un blanco que se
encuentra muy alejado. Por ejemplo, la probabilidad de detectar un blanco

muy alejado es mayor si utilizo un radar que tiene una PRF de 2000 pps
que si uso uno de 1000 pps, debido a que en la unidad de tiempo estoy
utilizando “más trenes de ondas” para construir su imagen.
• Altura de la antena: Según ya se vio en el capítulo 1, una mayor altura de
antena hace que se incremente el valor del horizonte radar. Por lo tanto una
mayor altura de antena favorece la detección de blancos a gran distancia.
• Tamaño de la antena: Empíricamente se encuentra que cuanto mayor sea
el tamaño de la antena, mayor es la capacidad que tiene la misma en
concentrar finamente el haz en sentido horizontal. Esto hace que la energía
también se concentre eficientemente permitiendo la detección de objetos
muy lejanos.
b) Distancia mínima de detección: recuerde que en el capítulo 2 hemos visto que el
valor de esta distancia depende de dos factores: del largo de pulso utilizado y de las
características de la válvula TR, y que cualquier blanco ubicado dentro de este rango
será totalmente invisible para nuestro radar. El valor de la distancia mínima de
detección se puede disminuir utilizando pulso corto, pero recuerde que al hacerlo, su
equipo no podrá efectuar exploración a gran distancia.
c) Discriminación en distancia: otro factor que puede hacer que un blanco se vea o no,
es la discriminación en distancia, tema ya explicado en el capítulo 2. Dado un
determinado largo de pulso, si dos blancos se encuentran separados a una distancia
menor que la mitad de la duración del mismo, entonces sólo se verá un eco en la
pantalla. El tamaño del mismo dependerá de la separación entre los blancos. La
discriminación en distancia se puede mejorar utilizando pulsos cortos.
d) Discriminación en la marcación: Si el ancho del haz irradiado horizontalmente por la
antena es igual o superior al ángulo que forman dos blancos entre sí, relativo a la
posición del centro de barrido (Capítulo 2), entonces solamente se verá un solo eco en
la pantalla. . El tamaño del mismo dependerá de la separación entre los blancos.
La discriminación en la marcación se puede mejorar utilizando antenas de gran tamaño
de modo que puedan concentrar muy finamente el haz.
4.3 CARACTERISTICAS DE LOS BLANCOS
a) Material: Por lo general los materiales que son buenos conductores de la electricidad
son los que ofrecen una mejor respuesta a las ondas de radar. La figura 4.1 muestra el
comportamiento de tres materiales en cuanto a la cantidad de energía que retorna a la
antena, la cantidad de energía que atraviesa el material, y la cantidad de energía que
queda capturada por el mismo.
En el caso del acero, nótese que de la totalidad de la energía emitida, vuelve a la
antena el 96 % de la misma, esto es, prácticamente la totalidad, y los blancos
construidos con acero ofrecen una muy buena respuesta a las ondas del radar.
En el caso de la madera, la energía que retorna a la antena es menos de la mitad.
De los tres materiales de la figura 4.1, sin duda el peor de todos es la fibra de vidrio.
Solamente retorna el 7 % de la energía emitida y gran parte de la energía queda
absorbida por el material, o bien lo atraviesa totalmente. Lamentablemente la mayoría
de las embarcaciones deportivas están construidas con fibra de vidrio

Fig. 4.1: respuesta de las ondas de radar con distintos materiales.
b) Aspecto: Es la posición que ocupa una superficie de un blanco con respecto a la
dirección en que le llegan los impulsos del radar. La figura 4.2 muestra cómo este
factor puede afectar a la detección de algunos blancos
c) Tamaño del eco: Se encuentra que cuanto mayor sea el tamaño del eco, mejor será la
respuesta en la pantalla. El ancho angular del blanco referido a la posición de nuestra
antena, determina la cantidad de pulsos que incidirán sobre él, y por lo tanto la
determinación de la respuesta sobre la pantalla.
Por ejemplo supongamos que nuestro equipo tiene las siguientes características: opera
con una frecuencia de repetición de pulsos de 1200 pps y la antena gira a razón de 20
rpm. El ancho del haz irradiado horizontalmente por la antena es de 1°.
Además, se observa un blanco que tiene un ancho angular, respecto de nuestra
posición, de unos 3°. (Fig.4.3)
Mal aspecto Mal aspecto Buen aspecto
Fig.4.2: aspecto de una superficie. Una superficie con mal aspecto no será vista por el
radar

20 rev……….60 seg
21 rev……….x x= 1 rev cada 3 segundos
1 seg……….1200 pulsos
3 seg……….y y=3600 pulsos en cada vuelta (360°)
pero nuestro haz tiene un ancho horizontal de 1°
360°…………3600 pulsos
361°…………z z=10 pulsos por cada grado
pero nuestro blanco tiene un ancho angular de 3°
1°…………10 pulsos
3°…………x 30 pulsos rebotan en el blanco, en cada vuelta de antena
Ahora piense por ejemplo si en una boya se van a obtener la misma cantidad de
rebotes: desde luego que no. Al tratarse de un objeto de menor tamaño, sin duda
alguna una menor cantidad de pulsos incidirán sobre la misma en cada vuelta de
antena, y por consiguiente se verá en la pantalla un eco de menor intensidad que el
primero.
Pero, según lo viéramos en el capítulo 2 al tratar el tema “Discriminación en la
marcación” (Fig.2.18), la intensidad del eco depende de la parte del objeto
comprendida dentro del haz irradiado horizontalmente por la antena y por lo tanto,
hasta que el tamaño del objeto alcance la anchura del haz, la intensidad del eco irá en
aumento y después se mantendrá constante. (Fig.4.4).
El espesor del eco no afecta para nada a la respuesta e intensidad del eco.
En el sentido vertical de la forma del haz, la intensidad del eco aumentará hasta que
éste alcance la dimensión del haz radiado verticalmente, lo cual será muy difícil, salvo
el caso de encontrarse el objeto muy próximo a la antena.
Fig.4.3: El tamaño del blanco.
El ancho angular del blanco respecto de nuestra
posición (o)
3°
o

Fig.4.4: Eco de A tiene menor intensidad que el de B y éste igual que el de C.
Eco de P tiene menor intensidad que el de Q
d) Textura: las superficies lisas reflejan la energía del radar de la misma forma que un
espejo refleja la luz. Las superficies rugosas tienden a diseminar la energía, hecho que
es mostrado en la figura 4.5.
Fig 4.5: con superficies lisas la energía es devuelta a la antena. Frente a una
superficie rugosa la energía se disemina
e) Forma geométrica:
La energía retorna
La energía
Se disemina
Cubo: la superficie plana de una de sus caras presen-
ta una excelente respuesta si tiene un buen aspecto y
su superficie es lisa. La respuesta se debe a los ecos
de la totalidad de los puntos de la cara expuesta.
Cilindro: Aquí la respuesta es
debida a todos los puntos que
conforman una generatríz
A B C

La proporción de energía reflejada por los objetos según su forma y para una misma
superficie de reflexión, es la siguiente:
Cono 0 no retorna absolutamente nada
Esfera 1 la energía se refleja en un solo punto
Cilindro 300 la energía se refleja en una generatriz
Plano 1200 la energía se rfleja en todos los puntos de dicho plano
Observación: en el sistema IALA existen boyas que tienen forma esférica, cónica y
cilíndrica, y de acuerdo con la tabla anterior, son las formas geométricas que presentan
peor respuesta a las ondas de radar, corriendo el riesgo de no verse en pantalla. Para
disminuir al mínimo esta posibilidad, las mismas cuentan con una ayuda especial
denominadas “reflectores de ondas de radar”
.
α
β
γ
δ
α
β
γ
δ
Un reflector de ondas de radar consiste en una ayuda especial que tiene la propiedad
que el rayo reflejado sale paralelo al rayo incidente, y prácticamente por el mismo
Esfera: Aquí la respuesta es debida a un
único punto: el que presenta un aspecto
favorable para la reflexión (o)
o
Cono: No hay respuesta. No retorna
absolutamente nada a la antena
C1
C2
n1
n2
P
I
Q
S
R
Fig.4.6: principio de funcio-
namiento de un reflector de
ondas de radar.

lugar por donde entró, permitiendo que la totalidad de los rayos que inciden sobre él
vuelvan a la antena.
Consideremos dos planos colocados perpendicularmente, (fig.4.6): los planos C1 y C2
forman ángulo recto en Q. Para demostrar que los rayos incidente (I) y reflejado (R)
son paralelos nos basta demostrar que los ángulos γ y β son iguales.
En efecto: el rayo incidente (I) lo hace sobre el punto P del plano C1 con un cierto
ángulo α respecto de la normal n1.
De acuerdo con la ley de reflexión, los ángulos de incidencia y de reflexión son
iguales. A continuación el rayo reflejado en P incide sobre el punto S de la superficie
plana C2, formando ahora un ángulo γ con la normal n2. Después de reflejarse en el
punto S, el rayo reflejado (R) continua su trayectoria siguiendo la dirección SR.
α + β = 90° β = 90° - α
En el triángulo PQS: β + δ = 90°
por lo tanto: δ = 90° − β
δ = 90° − 90° + α
δ = α
En el triángulo PQS: γ + δ = 90°
por lo tanto: γ = 90° − δ
γ = 90° − α (recordar que era α = δ )
γ = 90° − 90 + β
γ = β
Con lo cual hemos demostrado que si disponemos dos superficies planas en ángulo
recto, todo rayo incidente sobre una de las caras, sale prácticamente por el mismo
lugar por donde entró, y exactamente en la misma dirección.
La distancia de detección de una boya equipada con uno de estos reflectores puede ser
aumentada desde 2 hasta 5 ó 6 millas, y como se ha aumentado la intensidad de su eco
la boya puede ser observada mucho más nítidamente a distancias cortas a pesar del
retorno de mar. Como nota ilustrativa, un reflector de 60 cm de arista produce un eco
análogo al de un buque de 6000 toneladas
Para asegurar la reflexión cualquiera sea el ángulo de incidencia, se disponen las
superficies formando triedros trirrectángulos, empleando conjuntos de hasta 8 triedros.
En la figura 4.7 se puede apreciar el aspecto que tienen.
Fig.4.7: aspecto de un reflector de ondas de radar

4.4 CONDICIONES METEOROLOGICAS
Otro aspecto que puede influir en la detección de los ecos son las condiciones
meteorológicas. Nos va a interesar sobre todo la influencia del retorno de mar, de la lluvia,
y de propagación de la atmósfera, temas que se analizan a continuación.
a) Perturbación de mar: Según ya lo hemos visto en el capítulo 3, algunos pulsos
chocan contra las olas en una dirección favorable para ser devueltos hacia la
antena, marcando los correspondientes ecos en la pantalla (Fig.3.4), originándose
una mancha borrosa alrededor de la posición del buque propio llamada
perturbación o retorno de mar. También hemos visto que cuando el nivel de
amplificación de sus ecos está por encima del nivel del limitador, se pueden
enmascarar los ecos provenientes de buques. (Fig.3.5).
b) Perturbación de lluvia: Cuando los impulsos emitidos por el radar atraviesan un
área de lluvia, sufren una atenuación de energía tanto a la ida como al regreso del
eco. Esto se debe a que al chocar el pulso contra las gotas de lluvia, parte de la
energía se disemina en otras direcciones, y otra parte puede quedar absorbida por la
lluvia. Esta atenuación será tanto mayor cuanto más densa sea la lluvia y mayor el
tamaño de las gotas. Una lluvia demasiado densa puede provocar la saturación de
la pantalla. El efecto indeseable que se provoca es que pueden quedar
enmascarados blancos tanto dentro del área de lluvia como así también al otro lado
de dicha área. (Fig.3.6).
Para investigar la presencia de ecos dentro del área de lluvia se procede del
siguiente modo:
• Usar anticlutter de lluvia
• Disminuir la ganancia para que los ecos de la lluvia queden por debajo del
nivel del limitador
• Usar pulso corto para reducir el efecto de la lluvia
• Si el chubasco está sobre el buque propio o muy próximo, usar también el
anticlutter de mar.
Si buscamos ecos del otro lado del área de lluvia procederemos del siguiente modo:
• Usar pulso largo. De este modo los trenes de onda tienen más energía para
resistir la atenuación debida a la lluvia.
• Aumentar la ganancia para mejorar la amplificación de los ecos que quedaron
por debajo del nivel del limitador
c) Refracción atmosférica: la refracción es la desviación que experimenta una onda
electromagnética cuando pasa de un medio a otro, de diferente densidad. Si el paso
es hacia otro medio más denso, la onda se refracta acercándose a la normal (fig.4.8)
δ δ
δ
δ
Horizonte geométrico
Horizonte radar
δ1<δ2<δ3<δ4Fig.4.8

i. Propagación normal: por convención se establece que existen
condiciones normales de propagación cuando la atmósfera tiene
• Presión de 1013 mb a nivel del mar, decreciendo con la altura a razón
de 36 mb cada 300 m
• Temperatura de 15°C a nivel del mar, decreciendo con la altura a razón
de 2°C cada 300 m
• Humedad relativa de 60%, invariable con la altura
Si se cumplen todas estas condiciones, el índice de refracción de la
atmósfera vale 1.000325 a nivel del mar. El índice de refracción decrece
uniformemente con la altura a razón de 0.000013 cada 300 m, tal cual se
ilustra en la figura 4.9
No sólo el índice de refracción decrece con la altura: la densidad del aire
también lo hace. A medida que la altura disminuye, el índice de refracción
aumenta, y por lo tanto la densidad del aire también. Esto provoca una
disminución en la velocidad de propagación de las ondas, debido a que
ahora deben atravesar capas de aire más densas. Las señales se refractan y
desviándose hacia la superficie terrestre y provocando que el horizonte
radar sea un 15% mayor que el horizonte geométrico. (fig.4.8)
ii. Propagación anormal: de los tres factores que definen el concepto de
condición “normal” de propagación, los más significativos son la
humedad relativa y la temperatura de la atmósfera. Si éstos se apartan de
sus valores normales, las condiciones de propagación varían
significativamente.
Por ejemplo, podrían provocar que el índice de refracción decreciera muy
lentamente con la altura, entonces los rayos se desviarán menos, lo que
provocará que impacten sobre la superficie terrestre a una distancia
menor que el horizonte radar convencional6
. A ésta condición anormal de
propagación se la denomina Sub-refracción.
En cambio, si el índice de refracción decrece muy rápidamente con la
altura, los rayos demostrarán una tendencia a desviarse mucho más,
siguiendo la curvatura de la tierra, impactando sobre la superficie de la
misma a una distancia mucho mayor que el horizonte radar convencional.
A ésta condición anormal de propagación se la denomina Súper-
refracción.
6
Quiere decir el horizonte radar obtenido en condiciones normales de propagación
Fig.4.9. El índice de
refracción decrece al
aumentar la altura

4.4.1 PROPAGACION ANORMAL Y CONDICIONES METEOROLOGICAS
Para que existan condiciones de propagación anormal, ya sea la súper o la sub-
refracción, se requiere usualmente de condiciones de calma. Si en alguna zona hay
vientos fuertes, éstos estarán causando un estado de turbulencia en la atmósfera por tal
razón, el aire se encontrará suficientemente “mezclado” para prevenir cualquier tipo de
irregularidad en la normal variación del índice de refracción con la altura, por lo cual se
espera que en una zona de vientos, existan condiciones normales de propagación.
Un factor que favorerce rotundamente las condiciones anormales de propagación, es la
gran diferencia de temperatura entre el aire y el agua de mar.
Si un frente frío irrumpe en una zona en donde la temperatura del agua es relativamente
alta, esto provocará que al aumentar la altura, la temperatura disminuya más
rápidamente de lo normal.
Y como el airemás frío es más denso, es de esperarse que se produzcan condiciones de
sub-propagación. Es como que el haz se desvía buscando las capas más frías.(Fig.4.10)
Fig.4.10: Aire frío sobre aguas relativamente más calientes provoca sub-refracción
Es común encontrar áreas de sub-refracción cerca de las regiones polares y en regiones
donde el mar está relativamente caliente con respecto a la tierra: ártico, Noruega,
Groenlandia, etc.
En cambio, cuando el mar está relativamente más frío que la tierra, es de esperarse que se
produzcan condiciones de super-refracción. Recuerde que la onda tiende a desviarse hacia
las capas más frías. (Fig.4.11). Por ejemplo: golfo Pérsico, mar Rojo y cualquier otra zona
próxima a un desierto caluroso.
Fig.4.11: Aire caliente sobre aguas relativamente más frías provoca súper-
refracción. El horizonte radar puede llegar a aumentarse drásticamente.
antena
Horizonte radar
antena

5
TIPOS DE ESTABILIZACION
5.1 INTRODUCCION
La pantalla de radar es simplemente una interfase sobre la cual se vuelca la información
sobre marcaciones y distancias a los objetos que se hallan en torno al buque. Este tipo
de información está disponible de varias maneras.
5.2 PANTALLA SIN ESTABILIZACIÓN O “PROA ARRIBA”7
Este tipo de presentación de la pantalla está disponible en todos los radares y su
principal virtud es que la imagen que aparece en la pantalla es análoga a la que aparece al
mirar hacia la proa.
El observador se halla quieto en algún lugar de la pantalla (tradicionalmente el centro de
la misma). La línea de proa se traza en la dirección de la línea de fe y marca al 000° y
queda permanentemente en dicha posición.
Entonces en la presentación con la proa arriba la línea de proa NUNCA se mueve.
Las sucesivas posiciones de un blanco dependerán de:
a) El rumbo y la velocidad del blanco
b) El rumbo y la velocidad del buque propio
c) Las guiñadas y/o alteraciones de rumbo del buque propio.
De las tres que se mencionan, la c) es la que tiene un mayor efecto. En este tipo de
presentación, si el buque propio cae digamos unos 70° a la banda de estribor, ante la
imposibilidad de moverse la línea de proa, cada uno de los blancos describirá sobre la
pantalla un arco de circunferencia con una amplitud de 70° pero en sentido contrario al de
la caída. Supongamos que usted alterara su rumbo en 30° y que dicha operación le
demande unos 20 segundos. Si observaba un blanco a 10 millas de distancia, verá que el
7
Head-upward display o simplemente head-up
ooo ooo
Fig.5.1: Presentación “Proa-arriba”. La línea de proa nunca se mueve

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