Arreglos de antenas con haces orientables electrónicamente aplicables en radares de dispersión incoherente

Abstract

La ionosfera es un plasma confinado dentro del campo magnético de la Tierra que se extiende entre las alturas de 50 y 1000 km. Desde un punto de vista científico, constituye un laboratorio natural en el que interactúan dicho plasma, la radiación y el viento solar y los campos magnéticos de la Tierra e interplanetario. Como se halla suficientemente cerca de la superficie terrestre es posible medir las principales variables físicas y químicas que caracterizan su comportamiento, gracias a lo cual se constituye en un indicador importante de la climatología espacial. La predicción del clima espacial resulta cada vez más importante para los sistemas de comunicación, tanto terrestres, como satelitales y de aeronavegación; para los radares de defensa y control del espacio aéreo; para los sistemas satelitales de observación de la Tierra; para los modelos climáticos de gran escala, etc. Una de las mejores herramientas desarrolladas para estudiar la ionosfera es el Radar de Dispersión Incoherente, el cual permite medir una amplia variedad de parámetros ionosféricos además de proporcionar información acerca de las propiedades y el comportamiento de la atmósfera neutra en general. El estado actual de la tecnología de radares permite el desarrollo de los mismos adoptando el concepto de agrupaciones o conjuntos de antenas (antenna array), evitándose el uso de sistemas mecánicos de apuntamiento y posibilitando cambios instantáneos de dirección del haz, modificar la forma su diagrama de irradiación y generar haces múltiples. Adicionalmente el conjunto de antenas está formado por módulos que se pueden desmantelar rápidamente para trasladar el instrumento a otra ubicación y como se trata de una estructura sin partes móviles es de fácil mantenimiento y se puede operar remotamente. Como ejemplos de estos radares se pueden citar el caso del AMISR (Advanced Modular Inocoherent Scatter Radar) y el EISCAT 3D (European incoherent scattering radar), que se está desarrollando actualmente en Escandinavia. Este trabajo describe el diseño de una agrupación lineal de antenas ideada como instancia de desarrollo para un arreglo mayor, destinado a ser aplicado en un radar de dispersión incoherente. El desarrolló la antena elemental del arreglo está basado en la antena tipo ranura, diseñada para trabajar en la frecuencia de 432 MHz con polarización circular y debe posibilitar revertir el sentido de polarización. Las antenas fueron diseñadas utilizando software de simulación electromagnética FEKO 7.0 y CST Microwave Studio Suite. Se mostraran comparaciones de los resultados obtenidos con simulación y las medidas efectuadas sobre los modelos construidos.