¿Cuál es el tiempo de respuesta del radar Doppler de pulso?

Como aludió Simon, la velocidad de la aeronave (por ejemplo, Mach 1, aproximadamente 340 m/s) es básicamente una millonésima parte de la velocidad de la energía del radar (viajando a una velocidad cercana a la de la luz, o 300 000 000 m/s). No es un factor.

Idealmente, si desea que el radar detecte algo (gotas de agua, por ejemplo), el objeto detectado debe ser más grande que un cuarto de longitud de onda de la señal que está rebotando contra él. Esto solo dicta que el radar meteorológico debe operar en el rango de microondas, típicamente 8-12 GHz (un cuarto de longitud de onda aproximadamente 6-10 mm) para la mayoría de los sistemas.

Las señales de radar se envían en pulsos de unos pocos μs de ancho. La frecuencia del pulso está determinada por qué tan lejos está escaneando. El clima más distante requiere un tiempo de "espera" más largo antes de que se envíe un segundo pulso. Por ejemplo, un clima que detecta pulsos a 5 km de distancia regresará unos 35 μs más tarde (10000 m de ida y vuelta divididos por la velocidad de la luz), pero normalmente los sistemas escanean mucho más. La frecuencia de repetición de pulso de 100 Hz (pulsos por segundo) no es infrecuente (es decir, cada 10 ms). Esto es lo suficientemente bueno para proporcionar solo la ubicación . Los radares Pulse-Doppler permiten conocer el movimiento de los objetos (es decir, la velocidad y la dirección del viento), así como la ubicación .

También debemos tener en cuenta el tiempo de exploración de la antena. Debido a que la señal del radar solo devuelve objetos directamente en frente de donde apunta la antena, la antena debe moverse para captar un área más grande, por lo que el tiempo de exploración se ve afectado en gran medida por el patrón de exploración. (La mayoría de los sistemas de radares meteorológicos también tienen en cuenta el cabeceo/balanceo de las aeronaves, aunque dependiendo de los giroscopios, no es raro que el radar pinte el suelo momentáneamente durante una maniobra ). un escaneo completo de izquierda a derecha (típicamente 90 grados o más).

El tiempo de escaneo también se ve afectado por el ancho del haz. Las antenas más pequeñas no pueden enfocar tan bien como las antenas más grandes, por lo que producirán un ancho de haz mayor, lo que requerirá menos escaneos para producir una imagen completa, a expensas de la resolución.

La transferencia de todos estos datos meteorológicos lleva tiempo adicional. Los sistemas de aeronaves comerciales hacen esto a través de un bus de datos ARINC 708 a 1mbit/s. Los datos de alcance, la intensidad, el acimut/elevación de la antena, la ganancia del transmisor y la información se envían para su procesamiento y visualización. Las resoluciones más altas tardarán más en "pintar" la pantalla que las resoluciones más bajas. El tiempo real de transferencia de datos y el tiempo de procesamiento de la pantalla es insignificante, ya que el indicador de la cabina solo puede tener una frecuencia de actualización de alrededor de 60 Hz, o una actualización de pantalla completa cada 17 ms, con un tiempo de respuesta de píxeles de menos de 5 ms. Como referencia, esta es la misma frecuencia de actualización que un televisor de pantalla plana típico.

En total, desde el momento en que se envía un pulso de radar, detecta el clima, regresa, se procesa y se muestra en la pantalla, el tiempo transcurrido generalmente no es mejor que medio segundo y, por lo general, más.