Syllabus Teoria de Radar

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SÍLABO

1. DATOS GENERALES:

PROGRAMA EDUCATIVO Educación Superior

CATEGORÍA DE EDUCACIÓN Tecnología en Defensa Aérea

ORIENTACIÓN DEL PROGRAMA Académico

TIPO DE PROGRAMA Pregrado Tecnológico

ASIGNATURA TEORIA DE RADAR

CÓDIGO DE ASIGNATURA

CRÉDITOS 2

FECHA DE ELABORACIÓN Y ACTUALIZACIÓN FEBRERO DEL 2014

2. DESCRIPCIÓN:

El Tecnólogo en Defensa Aérea, debe conocer la problemática que se presenta en

el desempeño de las funciones propias de electrónica en las diferentes Unidades

Aéreas, determinar el origen del problema y plantear una posible solución dentro

de un empleo racional de la lógica y el conocimiento. Por ello, el aprendizaje

dentro del campo investigativo es interminable y la praxis de ese conocimiento

necesita de una apropiada formulación de un proyectos.

3. PROPÓSITO DE FORMACIÓN:

La investigación como proceso se debe promover desde el aula, pues ella obtendrá

resultados en la medida que el futuro suboficial, desarrolle competencias que le

permitan intervenir su ambiente laboral aeronáutico con propuestas oportunas,

planeadas y organizadas bajo el concepto de desarrollo e innovación tecnológica

4. COMPETENCIA GENÉRICA:

El estudiante al finalizar la asignatura estará en capacidad de:

• Conocer las frecuencias mas habituales de operación de los radares.

• Comprender los principios de funcionamiento de los diferentes tipos de

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radar.

• Identificar y cuantificar las perdidas de potencia y de propagación en un

radar.

• Listar y diferenciar los diferentes tipos de radares que existen junto a sus

caracterisiticas de funcionamiento.

• Entender y saber aplicar la ecuación de radar.

• Comprender el funcionamiento básico de los bloques de radar:

o Magnetron.

o Klynstron

o Transmisores de estado solido entre otros.

• Conocer los patrones de funcionamiento de las antenas utilizadas en los

sistemas de radar.

5. REQUISITOS:

• Sistemas de comunicaciones.

• Conceptos de modulación.

• Conceptos de amplificación y atenuación en dB.

• Conceptos de radiación electromagnética.

• Conceptos de medios de transmisión y guias de onda, perdidas,

acoplamiento, etc.

6. POLÍTICAS ACADÉMICAS INSTITUCIONALES:

• PEFA, PEI, SEFA; DIRECTIVAS: 019 MINDEFENSA, 069 Y 070 DICTI-

JEMFA-FAC

• Guía de Propiedad Intelectual y Transferencia de Tecnología.. Ministerio de

Defensa Nacional.

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7. MAPA CONCEPTUAL:

8. PREGUNTA ORIENTADORA PARA ABORDAR LA ASIGNATURA / MÓDULO:

• Que es un radar?. • Cual es la ecuación que cuantifica la operación de un radar?. • Que aplicaciones tienen los radares en especial en defensa aérea?. • En que frecuencias deben operar los radares para tener un mayor alcance?. • Que tipos de radares existen?. • Que tipos de antena se utilizan en un sistema de radar?. • Que bloques funcionales contituyen un sistema de radar? • Como puedo simular la teoría de funcionamiento de un radar?..

9. UNIDADES DE APRENDIZAJE Nro 1

A) Título. : CONCEPTOS BASICOS Y PRINCIPIOS DE OPERACIÓN DE UN RADAR

Competencia específica: El estudiante al terminar esta unidad estará en capacidad de

comprender el principio básico de funcionamiento de un radar, por ejemplo saber deducir y

utilizar la ecuación característica de un radar, saber calificar y cuantificar los parámetros de

transmisión, amplificación y atenuación de un radar.

.

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B) Preguntas Orientadoras para abordar la Unidad:

• Cual es el principio de funcionamiento de un radar?.

• Como se cuantifica el funcionamiento de un radaa, matemáticamente?.

• Cuales son los parámetros de operación y funcionamiento de un radar?.

• En que frecuencias pueden operar los radares, cuales son mejores?.

• Porque se utilizan los dB para cuantificar la atenuación o atenuación de potencia y

voltaje en un sistema de radar?.

C) Competencia Específica:

SABER El estudiante al terminar esta unidad estará en capacidad

de:

• Deducir y utilizar la ecuación característica de un

radar.

• Identificar los bloques de construcción básicos de un

radar.

• Cuantificar las perdidas atmosféricas y de otros tipos

presentes en un sistema de radar.

SER • Interactuar con los compañeros de clase para

trabajar en equipo.

• Actuar de manera ética y responsable en temas

sensibles donde en cuanto que los sistemas

electrónicos de defensa y comunicaciones son

esenciales en las tareas de la fuerza aérea.

HACER • Realizar cálculos apropiadamente para cuantificar las

características de señal de un radar.

• Simular el comportamiento de los sistemas de radar.

•

CONVIVIR Habilidad para identificar e interpretar necesidades y liderar

proyectos tecnológicos..

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D) Temas:

CONCEPTOS BÁSICOS. Decibel y unidades de potencia Propagación de ondas. Radiador Isotropico, Ganancia y directividad de una antena.

Bandas de Frecuencia y atenuaciones atmosfericas de la señal. Captación de la energía por una gota de lluvia Implementacion de circuito electronico para evidenciar el principio básico de funcionamiento del radar.

PRINCIPIOS DE RADAR. Clasificaciones del radar

Cobertura del radar en relación a sus parametros y al ambiente en el cual opera.

Probabilidad de Falsa Alarma, Probabilidad De Detección, Señal Mínima Detectable. Probabilidad de falsa alarma (PFA). Probabilidad de detección (PD). Señal Mínima Detectable.

Determinación de los parámetros fundamentales para un radar de pulso.

Determinación de tao.(duración temporal del pulso). Perdidas de potencia en el radar. Determinación de tao.(duración temporal del pulso). Rango mínimo Y Rango máximo. Determinación del PRF (Frecuencia de Repetición del Pulso). Determinación de λ (longitud de onda) Rango máximo del radar. Determinación de las dimensiones de la antena.

E) Estrategia pedagógica:

Clases magistrales dadas por el docente, simulaciones en software MATHCAD para

cuantificar los parámetros de funcionamiento del radar y hacer cálculos

automatizadamente.

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F) Actividades de Aprendizaje:

Algunas de las actividades de aprendizaje que se recomiendan son:

• Clase magistral: Exposición del tema a cargo del profesor.

• Taller individual o en grupo: Realización de tareas por parte de los estudiantes en

forma individual o grupal con la guía del profesor. Simulaciones y cálculos.

• Investigación en aula: A cada estudiante se le dara un tema acerca de los sistemas

de radar, este investigara acerca de este y hara una exposición a los compañeros

de clase.

• Se implementara un circuito electronico para evidenciar el funcionamiento básico

de un radar.

G) Escenarios y Medios.

La estrategia pedagógica se desarrollará en aula, laboratorios de electrónica, aviónica,

defensa, talleres de caman, como en los laboratorios del CETIA.

H) Evaluación:

Evaluación de la unidad: Equivale al 30% del total de la Asignatura

Criterios de evaluación:

Se tendrá en cuenta una escala de 1 a 5 para la calificación final, siendo 3,5 la nota

mínima para aprobar la asignatura.

Actividades de evaluación:

• Participacion en clase

• Ejercicios y talleres.

• Actividades de simulación.

• Implementacion de circuito electronico

• Simulaciones parámetros de funcionamiento reales.

• Discusion de resultados.

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• Examen teorico.

• Exposicion en clase.

Instrumentos y técnicas: - Software de simulación matemática Matlab, componentes electrónicos varios. Productos:

• Simulaciones parámetros de funcionamiento de radar.

• Parcial teorico.

• Ejercicios practicos.

• Informe escrito sobre tema de investigación.

I) Bibliografía básica: • Eyung W. Kang. Radar system: analysis, design and simulation. • Skolnik. Merrill. Introduction to radar systems. • Richard L. Mitchell. Radar Signal Simulation. • Hamish Meikle. Modern Radar Systems. • Igor V. Komarov. Fundamentals of short range radar. • Charles E. Cook. Radar Signals.

J) Bibliografía complementaria: • Sergey N. Makarov. Antenna and EM Modeling with Matlab • David L. Adamy. Modeling and simulation.

UNIDADES DE APRENDIZAJE Nro 2

A) Título. : ELEMENTOS BASICOS DE UN RADAR

Competencia Específica: El estudiante al terminar la unidad estará en capacidad de

identificar y analizar los elementos básicos de un sistema de radar, como los son: El

duplexor, Klynstron, Magnetron, emplame rotatorio, etc

B) Preguntas Orientadoras para abordar la Unidad: • Que elemento en un radar genera la energía de RF de alta frecuencia para radiar

por la antena?. • Como funciona el empalme rotatorio de una antena, • Para que sirve el magnetron y el klystrom en un radar.

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de:

• Analizar como funcionan los elementos básicos de un

radar.

• Comprender el funcionamiento de un oscilador

Klystrom y el magnetrón.


trabajar en equipo.








•



D) Temas: ELEMENTOS BÁSICOS DE UN RADAR Temporizador. Modulador. Transmisor Tubos de microondas Klystron. TWT (Traveling Wave Tubes) El tubo magnetrón Antena, Duplexor,Empalme rotatorio, Receptor, Indicador Indicador Indicador A Indicador B Indicador C Indicador PPI (Plan Position Indiucator) Indicador de sector PPI Indicador digital.

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automatizadamente.








de clase.


de un radar.




H) Evaluación:



Se tendrá en cuenta una escala de 1 a 5 para la calificación final, siendo 3,5 la nota

mínima para aprobar la asignatura.

Actividades de evaluación:





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Instrumentos y técnicas: • Software de simulación matemática Matlab, componentes electrónicos varios. Productos:





I) Bibliografía básica:

• Eyung W. Kang. Radar system: analysis, design and simulation. • Skolnik. Merrill. Introduction to radar systems. • Richard L. Mitchell. Radar Signal Simulation. • Hamish Meikle. Modern Radar Systems. • Igor V. Komarov. Fundamentals of short range radar. • Charles E. Cook. Radar Signals.


UNIDADES DE APRENDIZAJE Nro 3

A) Título. PRINCIPALES APLICACIONES DE UN RADAR Y REDES DE VIGILANCIA

DE RADAR

Competencia Específica: El estudiante al terminar la unidad estará en capacidad de

enumerar las diferentes aplicaciones que tienen los sistemas de radar asi como describir y

conocer las redes de vigilancia de radar.

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B) Preguntas Orientadoras para abordar la Unidad:

• Como se utilizan los sistemas de radar en la defensa aérea nacional. • Que aplicaciones tienen los sistemas de radar en los ámbitos civil, militar,

industrial.



de:

• Analizar como funcionan los elementos básicos de un

radar.

• Comprender el funcionamiento de un oscilador

Klystrom y el magnetrón.


trabajar en equipo.








•



D) Temas:

PRINCIPALES APLICACIONES DE SISTEMAS DE RADAR Geología, Agricultura,Cartografía, Defensa Aérea Meteorología, Tránsito Aéreo, Aplicaciones Militares Radar de onda continua, Radar de pulsos no-coherente Radar de pulsos coherente Radar coherente con tecnologia optica lidar Radar secundario para el control de transito Aéreo. Radares sobre el horizonte Radar meteorológico Radar de apertura sintética/ISAR

REDES DE VIGILANCIA RADAR Sistema de radar para defensa aérea Modelo de una red de vigilancia radar

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Nivel 1 en el la red de Radar. RS-232 Transmisión serial Sincrónica

Nivel 2 en el la red de Radar. HDLC (High-level Data Link Control)

Nivel 3 y 4 en el la red de Radar UDP/IP o TCP/IP Protocolo de aplicación: asterix




automatizadamente.








de clase.


de un radar.




H) Evaluación:


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Se tendrá en cuenta una escala de 1 a 5 para la calificación final, siendo 3,5 la nota mínima para aprobar la asignatura. Actividades de evaluación:







Instrumentos y técnicas: • Software de simulación matemática Matlab, componentes electrónicos varios. Productos:





II) Bibliografía básica:

• Eyung W. Kang. Radar system: analysis, design and simulation. • Skolnik. Merrill. Introduction to radar systems. • Richard L. Mitchell. Radar Signal Simulation. • Hamish Meikle. Modern Radar Systems. • Igor V. Komarov. Fundamentals of short range radar. • Charles E. Cook. Radar Signals.


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