Broquetas Ibars, Antoni

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-~~~---------------El radar: de dónde viene y hacia dónde va e todos es conocida la uti-lización del radar en el control del tráfico aéreo y el temido control policial de la velocidad en el trá-fico rodado. Pero ¿cuán-do se inventó el radar, cómo ha evo-lucionado hasta nuestros días y qué otras aplicaciones tiene? Aunque no puede hablarse de una fecha precisa, los orígenes del Radar se sitúan a mediados de la década de los 30 [1). Estamos pues ante una disciplina con casi 60 años de vida, anuque existen algunos precursores anteriores. El propio Hertz en sus experimentos (1888) ya constató la perturbación que objetos de diversa naturaleza causaban en las ondas de radio. En 1904, el alemán C. Hülsmayer patentó un sistema desti-nado a la detección radioeléctrica de barcos [2]. No obstante, en aquella época el interés político e industrial en estos sistemas es escaso y no se va más allá de algunas experiencias ais-ladas. La tensión internacional exis-tente en los albores de la segunda guerra mundial , hizo que las admi-nistraciones de todos los países con tecnología propia en radio impulsa-ran el desarrollo de los primeros rada-res. Estos sistemas radiaban señales de onda continua o pulsadas en HF, YHF,UHF siendo capaces algu-nos de ellos de detectar y situar avio-nes a distancias del orden del cente-ANTONl BROQUETAS, Grupo An-tenas, Microondas y Radar Deplo. de Teoría de la Señal y Comu-nicaciones, UPC 26 nar de kilómetros. A principios de los 40, dos investigadores ingleses de la Univ. de Birmingham inventan el magnetron de cavidad, capaz de ge-nerar potencias de kilowatios a fre-cuencias de microondas. La posibili-dad de lograr directividades elevadas con antenas pequeñas impulsó fuer-temente el desarrollo tecnológico en esta banda hasta el punto de que gran parte de los dispositivos pasivos de potencia de microondas tal como los conocemos en nuestros días se desa-rrollaron en esta década. El entonces código secreto de denominación de las bandas de microondas: L (1-2 GHz),S (2-4 GHz),C (4-8 GHz),X (8-12.5 GHz),etc. se ha consolidado como el estandard actual. En esta época el radar fue aplicado fundamentalmen-te a intereses militares: vigilancia y localización aérea y marítima, con-trol de tiro, etc. , siendo aplicado tam-bién como ayuda a la navegación al creciente tráfico aéreo civil. En los años 50 se profundizó en las bases teóricas del radar, consi-guiéndose determinar los límites alcanzables en la detectabilidad, de-terminación de posición, velocidad, etc. Algunos conceptos fundamenta-les como el filtro adaptado, compre-sión de pulsos, teoría de la detección , etc. se desarrollan por radaristas de esta época, aplicándose posteriormen-te a los sistemas de telecomunicación . La disponibilidad de los klystron , válvulas de potencia capaces de am-plificar linealmente en el margen de microondas permitió la utilización de señales elaboradas de larga duración y gran energía, obteniéndose resolu-ciones de distancia comparables a impulsos mucho más cortos. En esta década empiezan a consolidarse al-gunas aplicaciones civiles del radar como ayuda a la navegación aérea y marítima, radares meteorológicos pro-porcionando información en tiempo real sobre precipitaciones, vientos, etc. y los radares de apertura sintética (SAR) ideados para formar imágenes de alta resolución de la superficie terrestre. A partir de los años sesenta hasta la actualidad, el radar ha impulsado y se ha beneficiado del gran progreso tecnológico en materia de estado só-lido, circuitos y procesadores digita-les, amplificadores de potencia y bajo ruido, agrupaciones de antenas de fase controlada, etc. Estos avances han permitido construir sistemas al-tamente complejos corno los radares tridimensionales capaces de situar y seguir cen tenares de blancos en dis-tancia, acimut y elevación, o los rada-res transhorizonte que al trabajar en HF poseen alcances del orden de 2000 km. También se han desarrollado nue-vos sistemas concebidos para el son-deo geológico subterráneo o radares laser (Iidares) para la medida de aerosoles y contaminantes en la at-mósfera. I ndudablemente los intereses de defensa han seguido iniciando y financiando el desarrollo del radar , los avances e innovaciones se han transferido en pocos años a los ámbitos civil y comercial del radar y las telecomunicaciones . Sin embargo, esta situación ha empezado a cambiar recientemente al dedicarse un creciente esfuerzo científico y dotación de recursos di-rectamente a programas de observa--~~~---------------ción de la Tierra con técnicas de teledetección. La monitorización de parámetros geofísicos en un momen-to de creciente preocupación por la estabilidad climática y biológica de nuestro planeta, está impulsando el desarrollo de nuevos sensores radar aerotransportados o embarcados en satélites. Aunque los sensores tradi-cionales utilizados en teledetección son ópticos (Meteosat, Landsat, Spot, etc.), puede afirmarse que el radar se ha convertido en el centro de aten-ción: en los últimos dos años más de la mitad de los trabajos publicados en una de las revistas de teledetección más prestigiosas se centran en el es-tudio de las aplicaciones del radar. ¿ Qué información puede ofrecer el radar sobre nuestro entorno? Al margen de algunas aplicaciones ya consolidadas como la meteorología radar, sondeo ionosférico y del subsuelo, etc., los trabajos de I+D actuales se centran en tres tipos de sensores embarcados en satélite: altímetros, radares de apertura sinté-tica (SAR) y dispersómetros [3]. Los altímetros permiten determi-nar con una precisión del orden del centímetro la superficie promedio de mares y océanos (geoide), de la que puede obtenerse por ejemplo la topo-grafía submarina a escala mundial. Los radares de apertura sinté-tica permiten formar, mediante un elaborado procesado de la se-ñal radar, imágenes de la superfi-cie planetaria con resoluciones del orden de algunos metros. Las aplicaciones potenciales de estos sistemas son innumerables: cartografía de zonas de alta nubo-sidad (inaccesibles mediante sensores ópticos), obtención de modelos topográficos a escala mundial de alta precisión, explo-ración de otros planetas o satéli-tes con atmósfera, determinación de recusos hídricos, vegetación, cla-sificación de cultivos, etc. Los dispersómetros permiten ob-tener información sobre la naturaleza de las superficies observadas o del viento sobre el mar a partir de la medida precisa de la reflectividad radar. En 1978 la NASA lanzó el Seasat, un satélite destinado fun-damentalmente a la observación del mar dotado de los tres sensores radar citados. La vida del satélite quedó reducida a tres meses debi-do a una avería en su sistema energético, sin embargo el enor-me volumen de datos suministra-do (aún hoy en dia no ha conclui-do su análisis) permitió evaluar las aplicaciones previstas e idear otras nuevas. En estos últimos años todas las administraciones espaciales están dedicando inver-siones considerables al desarro-llo de sensores radar:los EEUU han utilizado su lanzadera para realizar varias campañas de me-didas SAR: SIR A, SIR B Y la próxima SIR C. La misión SAR del Magallanes (Magellan)· a Venus ha cartografiado con éxito la totalidad del planeta. En para-lelo están desarrollando una gran plataforma espacial (El Earth Observation Sytem) dotada de sensores de variada naturaleza entre ellos el radar. La Agencia Espacial Europea (ESA) está ex-plotando desde 1991 el satélite ERS-1 dotado como el Seasat de los tres tipos de sensores, y se dispone a lanzar próximamente una versión mejorada: el ERS-2, a la vez que ya está diseñando nuevos sistemas de concepción más avanzada. Japón puso en órbita en JERS-1 en 1992 un satélite SAR dedicado fundamentalmente a aplicaciones geológicas. Hacia finales de 1994 Canadá pondrá en órbita su satélite RADARSAT con un SAR especiali-zado en monitorización de hielos y zonas forestales. Rusia posee tam-bién dos satélites SAR Almaz I y TI, Y curiosamente está comercializando los datos obtenidos a través de una agencia en EEUU. ¿ Qué vamos hacer con todos estos datos?, ¿ Como van a afectar la vida del ciudadano de a pie? En primer lugar la explotación co-mercial de estos sistemas aún en fase de investigación es aún limi-tada. Se espera una utilización progresiva de estas técnicas en los próximos años por parte de las administraciones medioambientales, de planifica-ción de recursos, territorio, etc. que a su vez tomarán decisiones políticas que nos afectarán a to-dos. En el ámbito de la ciencia y la ingeniería el desarrollo de es-tas técnicas se traduce en oportu-nidades de trabajo en la industria de alta tecnología y espacial y también en el sector de servicios añadidos derivados de los datos. En el grupo de Antenas, Microondas y Radar del Depto. de TSC estamos trabajando en varios aspectos de la teledetección radar y en este ámbito participa-mos en varios proyectos de inves-tigación nacionales e internacio-nales. En este número encontra-réis un artículo sobre dispersometría radar y nuestra aportación a la investigación en este campo. ¿ Oye, podremos esquiar toda-vía? ¡claro!, el SNOWSAR está detectando aún 40 cm de nieve primavera en Andorra ... [1] "Special issue on radar", Proceedings del IEEE, Febrero 1985. [2] S.S.SWORDS, "Technical history of the begginings of radar", lEE History of Technology Series 6, Peter Peregrinus, London, 1986 [3] C.ELACHI, "Spaceborne radar remote sensing: applications and techniques", IEEE Press, New York, 1988. 27 

El Radar : de dónde viene y hacia dónde va

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