Diseño y simulación de funciones monopulso en un radar ubicuo de vigilancia

Abstract

En este Trabajo se va a llevar a cabo un estudio completo de las funciones monopulso generadas por un procesador de fase y un procesador de amplitud en un radar de ubicuo de vigilancia de banda X, realizado por el Grupo de Microondas y Radar de la Universidad Politécnica de Madrid. Inicialmente se ha realizada una introducción a los radares de vigilancia convencionales y las técnicas que emplean para pasar a explicar el radar ubicuo de vigilancia, qué es, cómo funciona y cuáles son sus principales características. A continuación, se han presentado las medidas realizadas en la cámara anecoica por las 8 antenas que componen el sistema en recepción. Se ha estudiado la algorítmica conocida como beamforming digital encargada de la síntesis digital, simultánea y en tiempo real de los haces necesarios para cubrir la cobertura azimutal deseada, en este caso de 90º. Esta técnica compensa los desfases de las señales que llegan por cada uno de los canales del sistema en recepción. Junto con el empleo del beamformig se ha estudiado la técnica monopulso, indispensable en este sistema para determinar la posición azimutal del objetivo con respecto a las direcciones de apuntamiento. Se generan los diagramas suma y diferencia con los que trabaja el sistema para generar las funciones monopulso, tanto para el procesador de fase como para el procesador de amplitud. Estas funciones son las encargadas de generar las conocidas como tablas de calibración, en tensión-azimut, que determinan dónde se encuentra el objetivo con respecto al sistema. Una vez estudiadas las funciones, se ha pasado a realizar una simulación de Monte Carlo, con el objetivo de determinar cómo afecta la influencia del ruido térmico en el sistema bajo estudio. Dado que el propósito ha sido determinar el error en azimut que comete el sistema, se han estudiado cómo se comportan las curvas monopulso ante diferentes valores de relación señal a ruido, el error medio en azimut y la raíz del error cuadrático medio, en cada uno de los procesadores. De igual forma, se ha realizado una simulación de Monte Carlo para determinar si la presencia de desequilibrios en amplitud y fase en los componentes del sistema en recepción influyen o no en el aumento del error cometido en azimut, por lo que se estudió, de nuevo, el error medio en azimut y la raíz del error cuadrático medio. Los resultados obtenidos determinan qué tipo de procesador presenta un mejor comportamiento ante la presencia de ruido térmico y desequilibrios, siendo la influencia de estos parámetros los que provoquen un aumento del error en la estimación de la posición del objetivo.