Simulador de radar marítimo · banda X (9,4 GHz) y banda S (3 GHz)

Radar de navegación en bandas X y S

Situaciones:
Situación
—
Estado de la mar
—
Viento
—
Lluvia
—

La misma escena en las dos bandas

Lupa
Banda X9,41 GHz · λ 3,2 cm
Ancho de haz
—
Haz a
—
Blancos claros
—
Banda S3,05 GHz · λ 9,8 cm
Ancho de haz
—
Haz a
—
Blancos claros
—

Proa arriba, rumbo norte, barco propio parado en el centro. Las dos pantallas llevan la ganancia en su punto de ajuste y los filtros de mar y de lluvia a cero, para que se vea lo que entrega cada banda sin retocar.

Instalación y condiciones

Escalaanillos cada 1 NM
Longitud de impulso

Las dos bandas en cifras

Eco y perturbaciones según la distancia

Eco del blanco Retorno de mar Lluvia Umbral de pantalla

Banda X: decibelios sobre el ruido del receptor

Banda S: decibelios sobre el ruido del receptor

Las curvas siguen la demora del blanco elegido: muestran qué eco daría a cada distancia y qué mar y qué lluvia hay en esa dirección. El punto marca dónde está.

Por qué cada banda ve lo que ve

Cómo calcula el simulador
  • Cada vuelta de antena (24 por minuto) se calcula la potencia recibida en una rejilla de 900 demoras por 256 distancias: ruido del receptor, retorno de mar, lluvia, costa y blancos. Después se aplica el receptor: filtro de mar, filtro de lluvia, ganancia y un margen de pantalla de 25 dB.
  • Blancos: ecuación radar Pr = Pt·G²·λ²·σ / ((4π)³·R⁴·L) con 6 dB de pérdidas. Antena de guía ranurada con haz horizontal θ = 70·λ/D grados, haz vertical de 22° y ganancia G = 26000/(θh·θv). El eco se ensancha en demora con el diagrama del haz y en distancia con c·τ/2, y fluctúa de una vuelta a otra.
  • Ruido: N = k·T·B·F con B = 1,2/τ y factor de ruido de 5 dB. Impulsos: corto 0,08 µs a 2100 Hz, medio 0,3 µs a 1200 Hz, largo 0,8 µs a 600 Hz. Distancia mínima: c·τ/2 más 20 m.
  • Horizonte: 2,21·(√h antena + √h blanco) millas. Pasado el horizonte el eco cae 40 dB en un 10 % más de distancia.
  • Retorno de mar: reflectividad σ⁰ de −42 dB en X y −50 dB en S con marejada y 1° de incidencia, 5 dB más por cada grado de la escala Douglas, proporcional al ángulo de incidencia, ±4 dB (X) o ±3 dB (S) según se mire a barlovento o a sotavento, y una caída rápida a partir de una distancia que crece con la altura de la ola y con la frecuencia. Estadística con picos (producto de dos exponenciales). Los valores están ajustados para que el comportamiento se parezca al de un radar real, no para predecir medidas.
  • Lluvia: reflectividad η = π⁵·0,93·200·r^1,6 / λ⁴ (ley Z-R de Marshall-Palmer) por el volumen del impulso, con la lluvia hasta 3000 m de altura. Atenuación k = a·r^b dB/km con a = 0,010 y b = 1,27 en X y a = 0,00014 y b = 1,23 en S, acumulada a la ida y a la vuelta.
  • Costa: eco proporcional a la superficie iluminada, más fuerte en el frente y más débil tierra adentro. La altura del terreno crece hacia el interior y solo se pinta lo que queda por encima del horizonte.
  • Reflector de triedro: σ = 4π·a⁴/(3·λ²), 10 m² en X y 1,05 m² en S. Racon: 1 W, responde en las dos bandas con la letra K y calla dos vueltas de cada seis. SART: 0,4 W, solo en banda X, doce puntos cada 0,64 millas.
  • Filtro de mar: atenuación que vale 0,8·mando dB a 50 m y disminuye 40 dB por década de distancia. Filtro de lluvia: resta a cada celda la media de las anteriores en la misma demora. Ganancia: en el 60 el umbral queda 6 dB sobre el ruido; cada punto del mando lo mueve 0,5 dB.
  • No se modela: la reflexión en la superficie del mar (lóbulos verticales), los conductos atmosféricos, los lóbulos laterales, los ecos falsos e indirectos, las interferencias de otros radares, el movimiento de los blancos ni el ARPA.