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Glosario de sensores de radar


Utilice nuestro glosario para obtener una descripción general de algunos términos clave del campo de la tecnología de radar y la tecnología de sensores de radar y sus definiciones.


TérminoDescripción
AbsorciónAbsorción parcial o incluso completa de la energía electromagnética de una señal de radar por parte de un medio. Los efectos de absorción en la forma de atenuación causados por la lluvia o la niebla, por ejemplo, son principalmente relevantes para los sistemas de radar de largo alcance que operan en el rango de frecuencia muy alto. Si se va a utilizar un sensor de radar de Pepperl+Fuchs en aplicaciones industriales para "ver a través" de un medio con el fin de detectar el objetivo de medición real, se debe tener en cuenta cualquier efecto de absorción causado por el medio intermedio. Sin embargo, normalmente estos no producen ningún deterioro funcional significativo del sensor.
Patrón de radiación de la antenaRepresentaciones gráficas de las características direccionales de una antena (radar), normalmente visualizadas como un patrón de antena 3D horizontal, vertical o asistido por computadora. Se recomienda un patrón de antena horizontal para registrar fácilmente la directividad de una antena de radar, ya que muestra rápidamente la relación entre los haces principal, trasero y lateral.
Reflector de esquinaLos reflectores de esquina o reflectores de radar son un medio eficaz para aumentar significativamente la superficie reflectante efectiva de un objeto con reflectividad baja o inestable. Los reflectores de esquina diseñados en forma de espejo triple constan de tres superficies conductoras eléctricamente ubicadas en un ángulo de 90° entre sí. Las ondas electromagnéticas que llegan al reflector de esquina se reflejan de vuelta en su dirección original debido a las múltiples reflexiones creadas aquí.
Radar CWRadar de onda continua (CW, del inglés Continuous Wave) o radar de onda continua sin modular. Al contrario del radar de impulsos, el emisor continúa funcionando continuamente durante el proceso de medición y emite ondas electromagnéticas con una frecuencia y amplitud constantes. Sin embargo, no es posible medir la distancia debido a la falta de una referencia de tiempo para la señal emitida.
Efecto DopplerFenómeno nombrado en honor al físico austríaco Christian Doppler. Describe la compresión o estiramiento temporales de una señal que se producen cuando la distancia entre el emisor y el receptor cambia mientras dura la señal. En función de este cambio en el tiempo de propagación, los sensores de radar pueden medir velocidades radiales y detectar si un objeto se mueve hacia o desde el sensor.
Onda electromagnéticaEl término “onda electromagnética” u “onda hertziana” abarca los diversos tipos de rangos de longitud de onda dentro del espectro electromagnético. Esto incluye ondas de radio y microondas, radiación infrarroja, luz visible, luz UV, rayos X, y rayos gamma. Los sensores de radar de Pepperl+Fuchs funcionan en el rango de frecuencia de 122,25 a 123 GHz y, por lo tanto, utilizan las llamadas microondas de radar. Debido a que las ondas electromagnéticas no necesitan un medio de transporte para propagarse, los sensores de radar son particularmente confiables y, por lo tanto, dependen menos de factores (como el viento, la presión, la temperatura) que podrían afectar dicho medio.

Radar FMCW

Radar de onda continua modulada por frecuencia (FMCW, del inglés Frequency-Modulated Continuous Wave). A diferencia del radar de impulsos y del radar CW, el elemento emisor continúa funcionando continuamente durante el proceso de medición y también ejecuta una rampa de frecuencia, generalmente en forma de modulación de diente de sierra o modulación triangular. El cambio de frecuencia resultante, junto con otras variables, permite calcular la distancia al objeto detectado.
Método I&QEl denominado método I&Q (del inglés In-Phase & Quadrature, en fase y en cuadratura) permite que un sensor de radar detecte si un objeto se mueve hacia o desde el sensor. Para ello, se emite una segunda señal desplazada en 90° (cuadratura) además de la señal real (en fase). La dirección del movimiento del objeto detectado se puede identificar evaluando cuál de las dos señales llega adelantada y cuál llega retrasada al receptor.
Banda ISMLas bandas ISM (del inglés Industrial, Scientific, and Medical, industrial, científica y médica) son rangos de frecuencia que pueden ser utilizados por dispositivos de radiofrecuencia en la industria, la ciencia, la medicina, y los campos domésticos y similares sin licencia y, por lo general, sin un permiso. Los sensores de radar industriales también operan generalmente en la banda ISM y, por lo tanto, son fáciles de usar en una amplia gama de aplicaciones.
Antena de parcheTipo de antena que se utiliza con frecuencia en sensores de radar. Las antenas de parche se caracterizan por su diseño compacto y por el hecho de que se pueden aplicar directamente a una placa de circuitos. También son particularmente adecuadas para su uso en el rango de microondas, donde las longitudes de onda son tan cortas que, en consecuencia, los parches se pueden mantener pequeños. Para aumentar la ganancia y directividad de la antena, se conectan varios parches a través de líneas de tira y se combinan como un conjunto.
Permeabilidad
La permeabilidad magnética o la conductividad magnética se refieren a la permeabilidad de un material a los campos magnéticos. Es el resultado de la relación entre la densidad del flujo magnético y la intensidad del campo magnético. En comparación con la permitividad, la permeabilidad relativa de un objeto no suele tener una influencia importante en la señal reflejada del radar.
PermitividadLa permitividad describe la permeabilidad de un material a los campos eléctricos. Se especifica como el producto de la permitividad del vacío y el número de permitividad dependiente de la sustancia del material respectivo. Si un sensor de radar debe "ver a través" de ciertos materiales para detectar el objetivo real, por ejemplo, la menor permitividad relativa posible o una baja pérdida de transmisión son beneficiosas.
Radar de impulsosAl contrario de los radares de onda continua, que emiten ondas electromagnéticas de forma continua, los radares de impulsos emiten impulsos cortos e individuales, pero potentes. Los radares de impulsos son adecuados para rangos de detección largos y, en consecuencia, tienen un alto consumo de energía. Este tipo de radar se utiliza principalmente en el ámbito militar, en el control de tráfico aéreo o como radar de precipitación. Este principio de detección es menos adecuado para aplicaciones en automatización industrial, como en sistemas de transporte autoguiado o máquinas móviles, ya que los componentes electrónicos necesarios para generar los impulsos potentes ocuparían demasiado espacio y la resolución es relativamente baja.
RadarLa palabra “radar” proviene de la sigla en inglés de “Radio Detection and Ranging”, que significa “detección y medición de distancias por radio”, y se refiere a una variedad de métodos y dispositivos para detección y localización basados en ondas electromagnéticas en el rango de radiofrecuencia. Básicamente, un dispositivo de radar emite una onda electromagnética agrupada como señal primaria. Los ecos reflejados por los objetos en el rango de detección del radar se reciben y evalúan como señal secundaria.
Sección transversal del radar (RCS)La sección transversal del radar, o RCS (del inglés Radar Cross-Section), es una cantidad específica del objeto que describe la medida en que una onda de radio se refleja de vuelta a través de un objeto en la dirección del emisor. La forma del objeto, la naturaleza del material, la longitud de onda, y el ángulo de incidencia y la reflexión de la radiación tienen un efecto aquí. La sección transversal del radar de un objeto se indica en metros cuadrados.
Ecuación de radarLa ecuación de radar, o ecuación básica de radar, es un método de cálculo físico que relaciona la energía emitida por un dispositivo de radar o sensor de radar con la energía reflejada de vuelta. La ecuación de radar se puede utilizar para predecir el rango máximo en el que un objeto objetivo puede ser detectado por el radar respectivo, siempre y cuando se conozcan ciertas variables pertinentes. Por lo tanto, la ecuación de radar ofrece un método eficaz para evaluar el rendimiento de los dispositivos de radar o los sensores de radar.
Reflexión del radarOndas electromagnéticas reflejadas por un obstáculo en el rango de detección del dispositivo de radar o del sensor de radar. Esta reflexión forma la base para todas las variables o hallazgos medidos que se pueden obtener mediante la tecnología de radar (por ejemplo, distancia, velocidad, dirección de movimiento, amplitud de reflexión, contornos de los objetos).
Radomo“Radomo” es una palabra que se creó para referirse a un “domo de radar”, una construcción en forma de domo para proteger una antena de radar de influencias externas. Según el tamaño de la estructura de la antena que protegen, los radomos pueden ser de un tamaño impresionante: El radomo más grande del mundo (radar de observación del espacio TIRA), por ejemplo, alcanza un diámetro de 47,5 metros. El requisito básico de los radomos es que deben reflejar, absorber, refractar o dispersar la radiación electromagnética emitida o recibida por la estructura de la antena lo menos posible y causar la menor pérdida de transmisión posible. Esto es particularmente importante, ya que la naturaleza del radomo como lo que se denomina “atenuación bidireccional” afecta la radiación electromagnética en las rutas del emisor y del receptor.
ReflexiónEn una aplicación que se resuelve con sensores de radar, se especula que los objetos dispersan difusamente las ondas emitidas, de forma tal que, al menos, una parte de las ondas se reflejan de vuelta al punto de emisión. La intensidad de esta reflexión (fuerza de amplitud) depende en gran medida de la naturaleza y el material del objeto.
Velocidad de la luzLas ondas electromagnéticas utilizadas como señal por los dispositivos de radar se propagan en un espacio vacío a aproximadamente 300 000 km/s, la velocidad de la luz. Si las ondas electromagnéticas se propagan en un material (por ejemplo, aire), este material reduce la velocidad de propagación según corresponda, dependiendo de su permitividad y permeabilidad. Sin embargo, dicha velocidad permanece en un rango que es muy superior al sonido (343,2 m/s en aire seco a 20 °C).
Oscilador controlado por voltaje (VCO)Un oscilador controlado por voltaje (VCO, del inglés Voltage Controlled Oscillator) es un componente central de un dispositivo de radar o sensor de radar. Genera la vibración de alta frecuencia necesaria para la señal del radar. Su frecuencia de salida es proporcional al voltaje de entrada.

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Sensores de radar de Pepperl+Fuchs

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