| Tema |
Subtema |
| Tema 1. Introducción a los Sensores Navales |
1.1 Conceptos básicos de sensores navales.
1.2 Bandas de frecuencia utilizadas.
1.3 Introducción a los sistemas radar.
1.4 Parámetros fundamentales de los sistemas radar(*): PRF/PRI, resolución en distancia, resolución angular, distancia máxima no ambigua, tiempo de observación, ...
1.5 Radares monoestáticos, biestáticos y multiestáticos.
1.6 Radares pulsados y radares de onda continua.
1.7 Sección radar (RCS) y ecuación de alcance radar simplificada.
1.8 Diagrama de bloques simplificado de un sistema radar.
(*) Se hará hincapié en que la mayor parte de estos conceptos son extrapolables a otros sistemas de teledetección. |
| Tema 2. Radares pulsados |
2.1 Principios básicos de funcionamiento.
2.2 Relación señal a ruido y probabilidad de detección.
2.3 Técnicas de integración de pulsos.
2.4 Pérdidas a tener en cuenta en la ecuación de alcance radar:
2.4.1 Blancos fluctuantes.
2.4.2 Pérdidas por propagación.
2.4.3 Pérdidas por fenómenos atmosféricos.
2.4.4 Fuentes de interferencia en sistemas radar: clutter, jamming, …
2.5 Sección radar (RCS) y tecnologías stealth. |
| Tema 3. Radares de onda continua |
3.1 Introducción:
3.1.1 Efecto Doppler.
3.1.2 Diferencias fundamentales entre un radar pulsado y un radar de onda continua.
3.2 Radares de onda continua y frecuencia modulada.
3.2.1 Con modulación en diente de sierra (CHIRP).
3.2.2 Con modulación triangular.
3.3 Ecuación de alcance radar para sistemas de onda continua.
3.4 Ventajas y limitaciones de los radares de onda continua.
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| Tema 4. Procesado de señal |
4.1 Técnicas de compresión de pulsos.
4.1.1 Compresión de pulsos en frecuencia
4.1.2 Compresión de pulsos en fase
4.2 Sistemas MTI y Doppler pulsados.
4.3 PRF Staggering. |
| Tema 5. Sensores optoelectrónicos |
5.1 Espectro óptico.
5.2 Sensores IR medio (térmicos).
5.3 Sensores IR cercano (visión nocturna, comunicaciones IR).
5.4 Sensores en otras bandas del espectro óptico (UV, visible,…)
5.5 Emisores optoelectrónicos: Láser vs. LED.
5.6 Sensores optoelectrónicos: Fotodetectores.
5.7 Otros sensores y aplicaciones: telémetros láser, luxómetros, LIDAR etc. |
| Tema 6. Sensores acústicos y sistemas sónar |
6.1 Introducción.
6.2 Oceanografía acústica.
6.3 Propagación acústica submarina.
6.4 Sistemas sonar activos y pasivos.
6.5 Ruido y reverberación. |
| Tema 7. Radares de propósito específico |
7.1 Radares multifunción.
7.2 Radar secundario (IFF, Identification Friend or Foe).
7.3 Radar de baja probabilidad de interceptación (LPI, Low Proability of Intercept).
7.4 Radar de apertura sintética (SAR, Synthetic Aperture Radar). |
| Práctica 1: Introducción a los sistemas de teledetección y sistemas radar |
Esta práctica tiene como objetivo la familiarización del alumno con los conceptos básicos de todo sistema de teledetección. Mediante el uso de ejemplos y scripts en Matlab, se procederá a ilustrar conceptos como la respuesta en tiempo de un blanco conformado por diferentes dispersores, su reflectividad con la distancia, la relación entre la resolución de un sistema, la sensibilidad y la probabilidad de detección, así como la respuesta en frecuencia de un blanco y su relación con las técnicas de espectro ensanchado.
Los alumnos podrán comprobar como determinadas técnicas comunes (integración de pulsos) contribuyen de forma efectiva a aumentar la probabilidad de detección. |
| Práctica 2: Sistemas radar de onda pulsada (PW, Pulsed Wave) |
El objetivo fundamental de esta práctica es que el alumno comprenda las diferencias de funcionamiento entre un sistema pulsado y uno de onda continua, así como sus diferentes aplicaciones y las limitaciones de cada uno de ellos.
Dada la imposibilidad de disponer de múltiples radares de onda pulsada para grupos reducidos de alumnos, se utilizarán simuladores desarrollados en Matlab que muestran el funcionamiento de ambos sistemas en diferentes casos de estudio. Habida cuenta que los principios básicos de los sistemas pulsados son similares para radar, sonar y lidar, los alumnos adquieren soltura en el manejo de un sistema de teledetección genérico, gracias a la flexibilidad de los simuladores para la ubicación de blancos en situaciones de interés.
Se introducirá igualmente el concepto de Sección Equivalente Radar (RCS) explicado en clases de teoría. Se simulará la respuesta radar de diferentes geometrías y tipos de blancos en función de su RCS. Se analizarán las técnicas básicas invisibilidad o técnicas stealth.
Se analizará el término de pérdidas que introduce un blanco fluctuante mediante los modelos de Swerling. |
| Práctica 3: Montaje y análisis de un radar de onda continua (CW, Continuous Wave) para detección de movimiento |
Esta práctica tiene como objetivo que el alumno comprenda en profundidad el funcionamiento y arquitectura de un radar de onda continua.
Para ello, se realizará el montaje electrónico en protoboard de un sistema radar de estas características en el Laboratorio de Electrónica/Física. El alumno deberá ser capaz no sólo de realizar los montajes de forma efectiva, sino de detectar y corregir potenciales problemas que pudiesen surgir en el circuito, así como de dominar el manejo del equipamiento de instrumentación presente en el laboratorio e inherente al montaje de dispositivos electrónicos.
Una vez ensamblados los diferentes circuitos electrónicos, se realizarán una serie de pruebas que se visualizarán mediante diferentes medios (osciloscopio, PC) para interpretación de resultados y detección y corrección de errores. |
| Práctica 4: Procesado de señal radar |
Esta práctica tiene como objetivo que el alumno comprenda las principales técnicas de procesado de la señal radar, aplicables igualmente a otros sistemas de teledetección, como sistemas sonar o lidar, entre las que se cuentan: compresión de pulsos en frecuencia y en fase, técnicas de filtrado anti-clutter o sistemas MTI, PRF staggering,…
Mediante la utilización de diferentes scripts en Matlab, el alumno podrá visualizar los efectos de cada una de las técnicas empleadas en estos sistemas, así como reforzar los conceptos fundamentales relacionados con los mismos (resolución en distancia, banco de filtros Doppler, …). |
| Práctica 5: Dispositivos optoelectrónicos |
Esta práctica tiene como objetivo que el alumno se familiarice con los diferentes sensores optoelectrónicos existentes, así como con las particularidades del espectro óptico.
Para ello, se dispondrá en el laboratorio de diferentes dispositivos optoelectrónicos que el alumno deberá aprender a operar bajo diferentes circunstancias. Entre otros, se dispondrá de:
• Cámaras termográficas
• Visores de visión nocturna
• Telémetros LÁSER
• Luxómetros
• Emisores de luz LED y LÁSER
• Sensores de luz de diferentes bandas de frecuencia (fototransistores, fotodiodos, sistemas pasivos LDR,…)
Mediante el manejo de los mismos, el alumno deberá adquirir la capacidad de diferenciar las características y limitaciones de cada uno de estos sistemas. |
| Práctica 6: Acústica submarina |
Esta práctica tiene como objetivo la comprensión del funcionamiento de las sondas ultrasónicas de profundidad (echo sounder) en un modelo a escala, así como la aplicación y problemática de las comunicaciones submarinas mediante un módem acústico.
Para la realización de esta práctica el alumno contará con un modelo de sonar a baja escala, implementado con un transductor de alta frecuencia y tanques de agua de baja capacidad en los que se colocarán diferentes elementos en el fondo del mismo simulando el fondo marino, así como distintos dispositivos que emulen posibles blancos/cargas de profundidad a diferentes alturas.
El alumno deberá aprender a utilizar un sensor de ultrasonidos así como una estación receptora, cuya señal adquirida deberá ser procesada con algún software de procesado y visualización de imágenes para su interpretación posterior (Matlab, Jupyter Notebook,…).
Asimismo, se utilizará el equipamiento en el laboratorio para la implementación y montaje de un sistema de comunicaciones submarino, del que el alumno deberá no sólo entender el funcionamiento y los potenciales problemas inherentes a este tipo de comunicaciones, sino que deberá analizar el tipo de comunicación empleado (señal transmitida, modulación,…) para extraer los parámetros que determinan la calidad de la transmisión (régimen binario, tasa de error de bit,…).
Se generalizarán los conceptos adquiridos en esta práctica a un sistema a mayor escala, analizando los potenciales problemas (o ventajas) que podrían surgir. |
| Práctica 7: Sistemas de guerra electrónica y defensa antimisil en buques de superficie |
Esta práctica tiene como objetivo comprender el funcionamiento en profundidad de los diferentes sistemas antimisil y de guerra electrónica con que cuentan en la actualidad las diferentes unidades de la Armada, tanto de Cuerpo General como de Infantería de Marina. Expertos militares explicarán, mediante ejemplos, y apoyados por software de simulación y elementos audiovisuales, los diferentes sistemas de defensa antimisil a bordo de una plataforma naval. |
