Ángeles de radar - Radar angels

Ángel de radar de banda S, de un informe técnico de 1959.
Este artículo trata sobre un efecto de radar, no sobre la señal de llamada de radio para la altitud.

Los ángeles de radar son un efecto que se ve en las pantallas de radar cuando hay una estructura periódica en la vista del radar que tiene aproximadamente la misma longitud que la longitud de onda de la señal . El ángel parece ser un objeto físicamente enorme en la pantalla, a menudo millas de ancho, que puede ocultar objetivos reales. Estos se notaron por primera vez en la década de 1940 y fueron un tema de estudio considerable en la década de 1950. El mecanismo subyacente se debe a la ley de Bragg .

Historia y fuente

Los primeros radares estaban sujetos a fuertes retornos desde el suelo y sus pantallas de indicadores de posición en el plan a menudo presentaban muchos ecos permanentes que borraban partes de la pantalla. Los ángeles aparecieron en estos sistemas, pero eran difíciles de distinguir de estos retornos terrestres y generalmente no se notaron. El desarrollo del concepto COHO en el Reino Unido eliminó estos ecos permanentes, momento en el que los ángeles se vieron claramente por primera vez de forma continua. Uno de los primeros ejemplos se vio en 1953 en el radar, Anti-Aircraft No. 4 Mk. 7 , uno de los primeros sistemas COHO. Algunos de estos fueron identificados como bandadas de pájaros, lo que llevó a un ornitólogo a comprar un Radar excedente , Anti-Aircraft No. 3 Mk. 7 para realizar seguimiento de aves.

Cuando fueron vistos por primera vez, hubo un acuerdo generalizado de que muchos de esos ángeles eran causados ​​por efectos meteorológicos, pero nadie pudo explicar su comportamiento basándose en esta teoría. Se sabía que las aves podían provocar devoluciones de radar, ya que esto se había notado muy temprano en los sistemas Chain Home incluso antes de la Segunda Guerra Mundial . El Radar Research and Development Establishment realizó experimentos que demostraron que la sección transversal del radar de un ave muerta era de aproximadamente 0,01 metros cuadrados, aproximadamente lo mismo que una bolsa con 1 libra (0,45 kg) de agua. Esto es mucho más pequeño que el límite de detección normal de los radares, y hubo ciertos aspectos del movimiento que parecían estar en desacuerdo con la conclusión de que eran causados ​​por aves.

En uno de esos ejemplos, el radar experimental COHO MEW en Great Baddow notó repetidos ángeles en forma de anillo que parecían irradiar lentamente hacia afuera desde un punto y flotar con el viento, pero solo por la mañana. Estaban convencidos de que esto se debía a que una fábrica local puso en marcha su planta de vapor y el aire caliente resultante estaba provocando la visualización debido a las térmicas . Cuando fueron al lugar, encontraron un parque abierto con un grupo de árboles.

El misterio se resolvió cuando revisaron por la mañana y encontraron enormes bandadas de estorninos que salían de los árboles en un curioso patrón ondulado. Por la noche, los pájaros se agrupaban en árboles en el centro de la arboleda y al amanecer comenzaron a saltar de árboles hacia los árboles más externos. Luego, en base a alguna señal invisible, todos los pájaros en el exterior de la arboleda se irían a la vez y comenzarían a volar, irradiando hacia afuera. Tan pronto como un grupo se fuera, más aves, durante un período de minutos, saltaban individualmente hacia afuera para llenar los árboles externos y repetir el proceso. Por la noche, las aves llegaron en pequeños grupos y no provocaron que apareciera ningún espectáculo.

No fue hasta finales de la década de 1950 que se aceptó ampliamente que las aves eran la causa principal de los ángeles. Esta conclusión fue finalmente presentada en 1957 por nada menos que la Royal Society :

... se ha creído ampliamente que son de origen meteorológico, por reflexión o refracción de la energía de las discontinuidades atmosféricas, pero ninguna teoría meteorológica propuesta hasta ahora ha logrado explicar todas sus propiedades observadas. Se muestra que estas propiedades pueden explicarse satisfactoriamente suponiendo que los ecos se reciben de las aves en migración.

Con los radares de pulso, pronto se encontró una solución, conocida como ganancia de barrido en el lenguaje del Reino Unido y control del tiempo de sensibilidad (STC) en los EE. UU. Según la ecuación del radar , la energía de una señal de retorno varía con la cuarta potencia, por lo que los objetos cercanos tienen retornos mucho más fuertes y pueden inundar objetos más distantes. La idea de STC es reducir la sensibilidad del receptor para objetivos cercanos antes de alcanzar la ganancia máxima a mayor alcance, quizás 50 millas (80 km). Al ajustar la magnitud de la supresión de ganancia, se pueden eliminar los retornos de las aves y, al mismo tiempo, permitir que se vean las aeronaves.

Impactos

Aunque los ángeles eran un problema para todos los radares de la época, dejaron la línea canadiense Mid-Canada casi inutilizable en la primavera y el otoño cuando millones de aves grandes migraron por las estaciones. Esto se vio agravado por las aves que aterrizaron cerca de los generadores diesel cálidos en las estaciones. Los radares típicos envían pulsos cortos de señal, y ese pulso puede activar el STC. La línea Mid-Canada era un radar de onda continua (CW) que no tenía una sincronización inherente a sus señales. El efecto fue tan abrumador que una característica significativa de los radares AN / FPS-23 similares utilizados en la Línea DEW , entonces en construcción, fue la adición del filtrado Doppler para eliminar objetos que viajan a una velocidad inferior a 125 millas por hora (201 km / h). desde la pantalla.

Aunque las aves son la causa más generalizada de estos efectos, cualquier estructura periódica a la vista del radar puede provocar efectos similares. Esto es particularmente notable en los radares de exploración del mar en aviones y satélites cuando el patrón de ondas coincide con algún múltiplo de la longitud de onda del radar. Este efecto se ha aprovechado en radares que miden el estado del mar en alta mar, o radares de medición del viento que crean los patrones requeridos utilizando ondas acústicas generadas por grandes altavoces .

Referencias

Citas

Bibliografía