Bases del radar

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De esta forma se realiza una traslación en frecuencia del espectro de la señal, desde la RF de recepción hasta la FI del receptor.

A las altas frecuencias utilizadas en radar, se utilizan como elementos no lineales, los diodos de punta de contacto de silicio y los de barrera de schottky, basados en la característica no lineal del contacto metal-semiconductor. A unos y otros se les denomina comúnmente cristales.

Puesto que la señal eco que llega al mezclador es de muy pequeña amplitud, se pretende, en lo posible, eliminar el ruido que inevitablemente acompaña a la señal del oscilador local, ya que el ruido que llega acompañando al eco es imposible eliminarlo. Para ello se utiliza un tipo de mezclador denominado mezclador balanceado.

El mezclador balanceado hace uso generalmente, de una unión híbrida como por ejemplo una T-mágica, tal como se muestra en la figura 10.3.

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Figura 10.3. Mezclador balanceado con T-mágica.

La señal de salida del oscilador local se aplica al brazo H de la T-mágica y la señal de RF se aplica al brazo E.

En la figura 10.4 se muestra la configuración de una T-mágica (o T-híbrida).

Consta de cuatro secciones de guía de ondas rectangular, dos de las cuales (brazos 1 y 2) tienen el eje común y forman la línea principal; los brazos 3 y 4 van fijos a esta línea principal, por lo que el eje del brazo 3 es paralelo al campo E (eléctrico) de la línea principal cuando por este último se propaga el modo TE10; por este motivo se llama brazo E. Por razón similar, al brazo 4 se le llama brazo H.

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Figura 10.4. T-mágica; a) Configuración general; b) Símbolo

Las propiedades de la T-mágica son tales, que si se aplica una señal de microondas por el brazo E, ésta se divide por igual entre lo brazos 1 y 2, estando ambas señales en oposición de fase y no pasando apenas potencia por el brazo H. Esto se muestra en la figura 10.5.a

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Figura 10.5. Propagación de la señal a través de los brazos de una T-mágica.

Por otro lado, una señal que entra por el brazo H se divide por igual entre los brazos 1 y 2 y estas señales tienen la misma fase a la salida de ambos brazos; en este caso no sale ninguna señal por el brazo E, como se muestra en la figura 10.5.b

Normalmente la T-híbrida no se usa con la forma de la figura 10.3 sino que los brazos 1 y 2 se doblan hacia atrás desapareciendo la pared lateral exterior común; esta T-mágica doblada se muestra en la figura 10.6.

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Fig. 10.6. T-mágica doblada.

Una vez vistos aunque de forma somera, los fundamentos de una T-mágica, continuemos con la explicación del mezclador balanceado.

El mezclador balanceado utiliza dos cristales mezcladores situados simétricamente en el interior de los brazos 1 y 2 de la T-mágica como puede verse en la figura 10.7.

De acuerdo con lo explicado anteriormente, la señal del oscilador local se aplica en fase a cada cristal mezclador, mientras que la señal del eco esta desfasada 180° en cada cristal.

Los terminales de salida de los cristales, se conectan a un circuito restador, como por ejemplo un transformador cuyo primario está equilibrado a masa.

El resultado es que un cristal se genera una señal de FI con una determinada fase, mientras que en el otro se produce una señal de igual amplitud pero cuya fase es opuesta a la anterior. Por tanto se suman en el circuito restador.

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Figura 10.7. Mezclador balanceado con T-mágica doblada.

Como el ruido que acompaña a la señal del oscilador local produce componentes de voltaje que tienen la misma relación de fase en cada cristal que el voltaje del oscilador local, las correspondientes componentes FI de ruido en la salida de cada cristal están en fase y por lo tanto no producen voltaje resultante de ruido en la salida del circuito restador.

Para conseguir el máximo rendimiento en un circuito de cristales equilibrados, los cristales de en tener impedancia de RF similares y además, ganancias de conversión muy parecidas.

En estas condiciones de funcionamiento, solamente se aplica a cada cristal la mitad de la potencia de RF disponible; no obstante, al sumarse las potencias de las señales FI que proceden de los cristales, la potencia total FI es igual a la que se obtendría con un único cristal mezclador.

Al eliminarse en las componentes de FI, el ruido del oscilador local, se consigue que la cifra de ruido del conjunto sea la mínima posible.

3. Control Automático de Frecuencia (CAF).

El circuito de control automático de frecuencia, o circuito CAF tiene por misión mantener constante la diferencia entre la frecuencia de transmisión y la del oscilador local, a pesar de todas aquellas causas que tienden a modificar el valor de tal diferencia.

Entre las causas más importantes, podemos nombrar los cambio de temperatura en le transmisor y en el O.L.; especialmente notables en los primeros minutos de funcionamiento, y los cambios de la impedancia de carga del transmisor originados por el giro de la antena. Los componentes de un circuito CAF típico se muestran en el diagrama de bloques de la figura 10.8.

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Figura 10.8. Esquema de bloques de un circuito CAF.

Una pequeña muestra del impulso transmitido se aplica a un mezclador de cristal, similar en todo al utilizado en el canal de la señal eco, junto con el voltaje del oscilador local.

La salida del mezclador es una señal de FI, que se amplifica en un amplificador de FI, similar asimismo a los utilizados en el canal principal, aunque no se precisa ni una cifra de ruido tan baja ni una ganancia tan grande.

La señal de frecuencia intermedia amplificada se aplica a un circuito detector especial llamado discriminador de frecuencia que proporciona en su salida una señal de corriente continua cuya amplitud y polaridad dependen respectivamente de la cantidad y sentido de la desviación en frecuencia de la señal