ES2630393T3 - Mitigación de turbina eólica en sistemas de radar - Google Patents

Mitigación de turbina eólica en sistemas de radar Download PDF

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Abstract

Un método para hacer funcionar un Radar ATC (1), que comprende las etapas de: recibir señales En fase (I) y Cuadratura (Q); crear un primer y segundo mapas de clutter complejos usando las señales I y Q; en donde el primer mapa comprende datos que se actualizan de forma dinámica por exploración y el segundo mapa comprende datos indicativos de un ambiente estático sin objetivos; sustraer datos del segundo mapa de las señales I y Q recibidas para mitigar los efectos de los objetos estáticos en el ambiente, para producir datos I y Q compensados; usar los datos I y Q compensados para la detección de objetivos y/o monitoreo, caracterizado por que si un retorno se recibe de una aspa de turbina eólica, que es sustancialmente más alto que otros retornos de la misma ráfaga de transmisión, entonces el retorno sustancialmente más alto se ignora o atenúa para estar de acuerdo con otros retornos de la misma ráfaga de transmisión.

Description

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DESCRIPCION
Mitigacion de turbina eolica en sistemas de radar Campo
La presente invencion se refiere a un sistema de Radar, en particular, un sistema de Radar de Control de Trafico Aereo (ATC, por sus siglas en ingles) y a los medios por los cuales puede funcionar en los alrededores de una o mas turbinas eolicas y, en particular, un parque eolico que comprende multiples turbinas eolicas.
Antecedentes de la presente invencion
Es cada vez mas comun proveer parques eolicos para la generacion de energia electrica. Dichos parques eolicos se pueden ubicar en tierra y en mar. La presencia de dichos parques eolicos, o incluso de una sola turbina eolica, puede plantear problemas para el funcionamiento de sistemas de Radar cercanos, los cuales se pueden proveer en aeropuertos o bases areas civiles o militares, a los que de aqui en adelante se hara referencia, de forma conjunta, como aerodromos.
Los retornos de una turbina eolica pueden ser relativamente grandes, en comparacion con el retorno de un objetivo deseado, es decir, es potencialmente muy dificil, si no imposible, identificar un objetivo deseado de entre los retornos de una turbina eolica o parque eolico.
En la siguiente descripcion, se hara referencia a un problema causado por una turbina eolica, pero las personas con experiencia en la tecnica apreciaran que el problema se exacerba por la presencia de mas de una sola turbina eolica en un escenario de parque eolico tipico.
La tecnica anterior intenta abordar el problema de las turbinas eolicas simplemente ignorando cualquier retorno de la direccion en la cual se ubica el parque eolico. Ello presenta el problema de que cualquier aeronave que se acerca desde dicha direccion no es visible y esto rara vez es una solucion deseable.
Otros intentos de abordar el problema han implicado cubrir las aspas de la turbina con un material absorbente de Radar. Ello no es particularmente efectivo y es, mas bien, costoso.
En terminos practicos, el problema se aborda normalmente prohibiendo la construccion de turbinas eolicas en los alrededores de sistemas de Radar ATC. Sin embargo, dado el creciente deseo de generar electricidad a partir de fuentes mas ambientalmente amigables, ello coloca un limite no deseable en las ubicaciones donde se pueden construir parques eolicos. Ello es, en particular, asi en paises densamente poblados donde existen relativamente muchos aerodromos, los cuales pueden tener cobertura de Radar ATC superpuesta y que, de otra forma, descartarian grandes areas para la consideracion de parques eolicos.
El documento US5311188A describe un aparato de Radar provisto con un mapa de clutter coherente.
El documento WO2010/067057 describe un metodo para mitigar los efectos del clutter y la interferencia en un sistema de Radar.
Existe, por lo tanto, un deseo de mitigar los efectos de las turbinas eolicas, de modo que se puedan construir en los alrededores de aerodromos y, por lo tanto, sistemas de Radar ATC, sin afectar de manera adversa el rendimiento de dichos sistemas de Radar aTc.
Compendio de la invencion
Segun la presente invencion, se proveen un aparato y un metodo segun se establece en las reivindicaciones adjuntas. Otras caracteristicas de la invencion seran aparentes a partir de las reivindicaciones dependientes y de la siguiente descripcion.
Breve descripcion de las figuras
Para una mejor comprension de la invencion y para mostrar como sus realizaciones se pueden llevar a cabo, ahora se hara referencia, a modo de ejemplo, a los dibujos esquematicos anexos, en los cuales:
la Figura 1 muestra una representacion de un litoral, un parque eolico y una instalacion de Radar ATC;
la Figura 2 muestra una representacion grafica de un mapa de clutter segun una realizacion de la presente invencion; y
la Figura 3 muestra una implementacion de hardware de un Radar segun una realizacion de la presente invencion. Descripcion detallada de la realizacion preferida
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La Figura 1 muestra una instalacion tipica de un Radar ATC 1, posicionado cerca de un aerodromo (no se muestra). El Radar ATC 1 se ubica cerca de una zona costera 20 y, ubicado a cierta distancia en el mar, se encuentra un parque eolico 10, que comprende multiples turbinas eolicas individuales.
En la tecnica anterior, un alto nivel de ruido se experimenta en los retornos que emanan del parque eolico 10 y el Radar 1 tendria que ignorar los retornos del rango acimutal correspondiente al parque eolico. En la practica, sin embargo, es improbable que un parque eolico se hubiera siquiera construido en la ubicacion que se muestra.
Existen dos fuentes principales de retornos de parques eolicos: aquellas debidas a la torre para lineas areas o torre soporte y aquellas debidas a las aspas rotativas. Las torres para lineas aereas son estaticas y usan Deteccion de Objetivo en Movimiento (MTD, por sus siglas en ingles), Indicacion de Objetivo en Movimiento (MTI, por sus siglas en ingles) o Procesamiento Doppler (DP, por sus siglas en ingles), cada uno de los cuales es conocido en la tecnica y pueden eliminar sus efectos del retorno general. Sin embargo, las grandes estructuras como, por ejemplo, las torres para lineas areas pueden "filtrarse" en canales MTD/MTI/DP de modo que no es posible confiar solamente en el procesamiento Doppler para filtrar los efectos de grandes objetos estaticos.
Las aspas rotativas plantean un problema diferente. Las dimensiones de las aspas son, con frecuencia, de un orden similar a ciertas dimensiones de aeronaves y se mueven, frecuentemente, a una velocidad similar, lo cual significa que el procesamiento MTD/MTI/DP no se puede usar para representarlas y eliminarlas, de manera efectiva, de los retornos. Por ejemplo, la seccion transversal (RCS, por sus siglas en ingles) del Radar de una torre estatica puede ser del orden de los 100.000m2 y la de una aspa puede ser de 1.000m2' Por el contrario, la RCS de una aeronave de pasajeros grande puede ser del orden de los 100m2 y la de una aeronave caza militar podria ser tan baja como 1m2. Se puede ver que el nivel de retorno de los objetivos "deseados" es mucho mas bajo que el producido por el clutter (a saber, las turbinas).
La rotacion del aspa produce un retorno significativo, el cual es visible en los resultados del procesamiento Doppler llevado a cabo en el proceso MTD/MTI/DP. Por lo tanto, se requieren otros medios para discriminar retornos de las aspas rotativas.
Las realizaciones de la presente invencion hacen uso de las senales de retorno complejas o I y Q (en Fase y Fase en Cuadratura) para construir un mapa de clutter complejo de alta resolucion del area alrededor del Radar. "Complejo", en el presente contexto, se refiere a los componentes I y Q de los retornos. Los mapas de clutter de la tecnica anterior son conocidos y registran la potencia o los asi llamados datos de registro, antes que datos complejos (I y Q).
La Figura 2 muestra la estructura, en principio, de dicho mapa. Esta comprende una serie de circulos concentricos espaciados por una distancia equivalente a una celda de rango del sistema de Radar. Existen multiples radios que irradian desde la posicion de Radar, espaciados por la resolucion de pulso del sistema de Radar. La resolucion de pulso se determina por el Intervalo de Repeticion de Pulso (PRI, por sus siglas en ingles).
Cada retorno recibido de una transmision del Radar se puede asignar a una de las celdas 100 del mapa de clutter complejo. Se debe notar que una celda del mapa de clutter complejo no es igual a una celda de rango Radar. Una celda del mapa de clutter complejo se asocia tanto al rango (distancia desde el Radar) como al acimut y define una region. Para un Radar tridimensional (3-d), tambien se puede registrar la informacion de elevacion. Si los datos 2-d o 3-d se registran o no, el mapa de clutter complejo registra la informacion espacial relevante para una region definida, ya sea 2-d o 3-d.
Durante un periodo extendido, los retornos recibidos para cada celda en el mapa de clutter complejo tienden a un valor constante (en realidad, un par de valores I/Q). Mediante el almacenamiento de dichos valores constantes, es posible, cuando se reciben los retornos en tiempo real, detectar un cambio del valor constante a largo plazo. Dicha diferencia en el retorno recibido (amplitud y fase) es indicativa de un objetivo en los alrededores de las turbinas eolicas.
De hecho, dos mapas de clutter complejos se usan para una frecuencia de Radar particular. Si el Radar usa dos frecuencias para la transmision (p.ej. bandas E y F, que es lo comun), entonces se usara un total de cuatro mapas de clutter complejos - dos para cada frecuencia.
Un primer mapa de clutter complejo se crea y actualiza en tiempo real y refleja datos I y Q "en vivo" recibidos por el sistema de Radar. Por ejemplo, si una aeronave vuela sobre un parque eolico, los valores almacenados en las celdas del mapa de clutter complejo desde las cuales se reciben los retornos variaran en cada exploracion a medida que la aeronave pasa. Si los cambios en I y Q se observan en tiempo real, seria posible inferir el recorrido de la aeronave por los cambios en los valores respectivos.
El segundo mapa de clutter complejo pretende representar la situacion estatica del ambiente y no actualizarse en tiempo real. Es decir, los valores almacenados en el segundo mapa de clutter complejo son aquellos que se espera recibir por el Radar en ausencia de objetivos y representan los retornos solamente del ambiente fijo, incluidas, por supuesto, las torres para lineas aereas de los parques eolicos. Con el tiempo, los valores en el segundo mapa se fijan en un valor sustancialmente constante. Sin embargo, los datos almacenados en el segundo mapa deben poder
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alterarse para representar los cambios en el ambiente. Por ejemplo, se puede construir una nueva torre para lineas aereas, la cual necesita representarse, o un buque para servicio se puede amarrar en los alrededores del parque eolico, y necesita ignorarse o representarse de forma selectiva, como las torres para lineas aereas.
Con el fin de proveer dicha adaptabilidad, existe una relacion definida entre el primer y segundo mapas. En el escenario al que se hace referencia mas arriba, donde un buque para servicio se amarra en los alrededores del parque eolico, el movimiento del buque cuando amarra se reflejara en valores cambiantes en una o mas celdas del primer mapa. Sin embargo, una vez que el buque es estacionario, las celdas respectivas retornaran valores sustancialmente constantes.
Es deseable poder ignorar, de forma selectiva, el buque actualizando los datos en el segundo mapa para reflejar el nuevo objeto estatico. Ello se puede lograr detectando un cambio en una celda del primer mapa y luego detectando cuando ya no cambia mas. El cambio inicial necesita encontrarse en o por encima de un umbral definido y la estabilizacion subsiguiente tambien puede estar sujeta a un requisito de umbral. Una vez que el valor se ha estabilizado, el nuevo valor estatico que se almacena en el primer mapa se copia a la celda correspondiente del segundo mapa. Con el fin de asegurar que los cambios no se llevan a cabo de manera demasiado frecuente y asegurar que el segundo mapa verdaderamente representa la situacion estatica, los datos del primer mapa solo se pueden copiar al segundo mapa despues de que un numero definido de exploraciones no muestran ningun cambio. Dicho numero definido se puede establecer caso por caso, pero como punto inicial, si dos exploraciones sucesivas no muestran ningun cambio en un valor que ha cambiado previamente, entonces los datos se copian del primer al segundo mapa.
Los datos en bruto o no procesados I y Q que se usan para poblar el primer mapa forman la base de todo el procesamiento subsiguiente por el Radar. Sin embargo, a diferencia de un sistema de la tecnica anterior, ahora existen, en el segundo mapa, detalles del ambiente estatico en el cual funciona el Radar. Dichos datos son tambien en forma de datos I y Q y se pueden sustraer de los datos en bruto I y Q para otorgar datos compensados que son solo atribuibles luego a objetos en movimiento y objetivos potenciales.
En un proceso similar, si un proceso de deteccion de objetivo ha identificado un objetivo y tambien se encontraba alli en una exploracion previa, entonces los datos verdaderamente estaticos del segundo mapa se copian en el primer mapa. Ello asegura que los cambios en los datos en bruto I y Q que de otra forma se usarian para actualizar el primer mapa se puedan detectar facilmente y ello evita el problema de una decadencia lenta a un valor constante mientras el objetivo se mueve.
Los mapas de clutter complejos dependen de la frecuencia, entonces en un sistema de Radar ATC tipico que usa dos frecuencias dentro de una banda dada, existe un par de mapas de clutter complejos provistos para cada banda de frecuencia y los mapas relevantes se usan con la frecuencia correspondiente.
Dicha tecnica es posible mediante el uso de las tecnicas de interpolacion y extrapolacion, en el sentido de que es posible calcular con un grado de exactitud relativamente bueno los retornos que se recibiran de entre dos pulsos de transmision reales. De manera efectiva, ello permite "espacios" en los retornos que se rellenaran interpolando los resultados y calculando los retornos a partir de dichos espacios.
La interpolacion se requiere, dado que el tiempo de un pulso de transmision no se sincroniza con la posicion acimutal de la antena. Por lo tanto, no es posible garantizar que una torre para lineas aereas particular se iluminara totalmente en una exploracion particular. Las tecnicas de interpolacion se requieren, por lo tanto, para rellenar los espacios en las senales recibidas.
El mapa de clutter complejo que se muestra en la Figura 2 se define en terminos de posiciones acimutales fijas y en una exploracion dada, dichas posiciones fijas pueden no alinearse con las transmisiones de la antena de Radar. Se supone que los cambios entre celdas adyacentes en el mapa de clutter complejo son graduales y suaves y permiten el uso de la interpolacion para representar la no alineacion de los mapas de clutter complejos con la posicion acimutal real de la transmision.
Los componentes estaticos grandes, atribuibles a las torres para lineas aereas se retiran mediante la interpolacion entre los valores de mapa de I y Q en cada celda de rango para las celdas acimutales adyacentes al acimut del PRI actual para determinar el valor de I y Q que se espera en dicha celda de rango para dicho acimut y frecuencia transmitida y sustrayendo dichos valores I y Q de los valores I y Q en cada celda de rango, respectivamente. Ello es opuesto a los mapas de clutter de la tecnica anterior (a saber, no complejos), los cuales, en general, se relacionan solamente con la potencia o potencia de registro y no con valores complejos.
Por lo tanto, cuando los retornos se reciben de la direccion y rango del parque eolico, cuyos datos se almacenan en los mapas de clutter complejos, se lleva a cabo una comparacion con el segundo mapa, que representa los retornos promedio a largo plazo y, a partir de dicha comparacion, es posible determinar si los retornos que se reciben actualmente representan un objetivo en movimiento entre los retornos de las torres para lineas aereas en el parque eolico.
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Dado que el efecto de las torres para lineas aereas se puede eliminar en el nivel I y Q, ello representa un medio de perdida baja para reducir el efecto de retornos estaticos del parque eolico de manera que tambien evita que los retornos de la torre para lineas aereas se abran paso en el procesamiento MTD/MTI/DP como resultado de la dispersion espectral causada por la rotacion de la antena.
Ademas de los mapas de clutter complejos a los que se hace referencia mas arriba, un sistema de Radar de la presente realizacion puede hacer uso de mapas de residuos de potencia de clutter de alta resolucion, los cuales se pueden proveer para los canales MTI/MTD/DP asi como para el canal Radar Normal (RN). En ellos, se pueden producir multiples salidas de filtro, como en el procesamiento MTD, y dichos mapas se pueden aplicar por filtro, asi como en la salida combinada en un proceso de suma o seleccion (p.ej. procesamiento GOF (el mayor de los filtros)).
El uso de acimut mucho mas alto y resolucion de rango dentro del parque eolico respecto de lo que se usa normalmente en sistemas de Radar ATC significa que los retornos de turbina de las aspas rotativas se pueden suprimir sin suprimir retornos objetivo de entre las aspas.
Con el fin de aumentar aun mas la efectividad de dicha tecnica, el tamano de la celda de rango de Radar se hace mas pequeno de lo que seria normal para sistemas de Radar ATC. En el Radar ATC de la tecnica anterior, el tamano de la celda de rango se encontraria en la region de los 60 a 240 metros (o mayor, en algunos casos). Ello es aceptable en la mayoria de las situaciones, pero no permite mitigar de forma inmediata los efectos de las turbinas eolicas. Un aspa de turbina tipica se encuentra en la region de los 60 metros de largo y, normalmente, estan espaciadas por 600 metros, con lo cual existe una resolucion insuficiente en el sistema para distinguir un objeto de dicho tamano que usa un tamano de celda de rango segun la tecnica anterior.
Los sistemas ATC no necesitan, en general, tener celdas de rango mas pequenas que 60 o 240 metros, dado que la resolucion que se requiere que tengan se relaciona con los objetos u objetivos que esperan monitorear, a saber, aeronaves. Sin embargo, los sistemas de Radar navales con frecuencia tienen una celda de rango mas pequena, dado que requieren una resolucion mayor debido a los objetos u objetivos que se espera que monitoreen como, por ejemplo, amenazas entrantes, misiles o similares.
Por lo tanto, no ha existido la necesidad antes de proveer sistemas de Radar ATC con celdas de rango mas pequenas, dado que simplemente no existia dicho requisito. Sin embargo, con el fin de ayudar a mitigar los efectos de los parques eolicos, una celda de rango mas pequena puede permitir al sistema de Radar ATC ver de manera efectiva entre las turbinas del parque eolico y seleccionar objetivos entre las turbinas, o al menos en los alrededores de las turbinas. Se ha descubierto que una celda de rango en la region de los 30 metros es adecuada, aunque celdas de rango mas pequenas otorgaran una mejor resolucion.
Una desventaja del uso de una celda de rango mas pequena es que la potencia de procesamiento aumentada se requiere en el sistema de Radar para procesar el numero aumentado de retornos que se reciben. En los sistemas de la tecnica anterior, la potencia de procesamiento escaseaba y cualquier aumento en la potencia de procesamiento requerida podria ser tecnicamente problematico y prohibitivamente costoso. Sin embargo, los avances en la disponibilidad del sistema de procesamiento potente a un coste mas razonable permiten que las celdas de rango mas pequenas se usen en realizaciones de la presente invencion.
En la mayoria de los sistemas de Radar, existe un proceso llamado Tasa Constante de Falsas Alarmas (CFAR, por sus siglas en ingles) que actua para asegurar que exista un nivel constante o casi constante de falsas alarmas o detecciones. De hecho, CFAR promedia los retornos y los escalona de modo que cualquier retorno por encima del "ruido" promedio por un umbral definido se registrara como un retorno valido de modo que los retornos de una densidad localmente alta de clutter solamente produciran un numero bajo de lotes. Sin embargo, si un objetivo pequeno se encuentra dentro de dicha area, tambien se puede suprimir, de manera no deseable. Ello es particularmente cierto en un escenario de parque eolico donde el clutter local normalmente consta de retornos de fondo relativamente bajos de entre las turbinas, con retornos relativamente muy altos de las propias turbinas, incluso despues de haber suprimido dichos retornos usando los diferentes mapas de clutter a los que se hace referencia previamente.
Dichos retornos de turbina, si se incluyen en el calculo del nivel de fondo, resultan en que la CFAR suprime objetivos que se encuentran dentro y/o cerca del parque eolico. Este problema particular se supera mediante el uso de la asi llamada "CFAR censurada", la cual tiene el efecto de no incluir retornos de turbina en el calculo del nivel promedio de fondo. Otras tecnicas de CFAR censurada se conocen a partir de la tecnica anterior, pero se usan para evitar que los objetivos supriman la deteccion de otros objetivos cercanos, p.ej., dos aeronaves que vuelan en formacion, o dos o mas barcos que viajan en convoy, lo cual podria suprimir mutuamente la deteccion del otro.
Sin embargo, la censura que se usa en las realizaciones de la presente invencion difiere de dichas tecnicas de la tecnica anterior en que el numero de celdas censuradas por area de unidad se selecciona para coincidir con el numero maximo esperado de retornos de turbina contaminados. Ello tiene el efecto de minimizar la supresion de objetivos por la presencia del parque eolico. En otras palabras, cuando se calcula la CFAR para una celda particular, las celdas adyacentes se examinan de forma usual. Si, entre los retornos de la unica o mas celdas adyacentes, hay
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al menos un retorno que es significativamente mas alto que los otros retornos, entonces ello puede inclinar el promedio calculado y afectar, de manera adversa, el calculo CFAR para la celda particular.
Cualquier retorno que sea significativamente mas alto que un umbral definido se puede tratar como un valor extremo o anomalia estadistica y se puede ignorar a los fines del calculo CFAR. Este es el concepto por debajo de lo que se describe en la presente memoria como CFAR censurada. El umbral sobre el cual debe descansar un retorno particular con el fin de considerarse un valor extremo se puede establecer por adelantado o determinarse caso por caso.
Un problema particular en la implementacion de mapas para un area que tiene un parque eolico es que mientras las aspas de la turbina rotan, ellas no estan siempre en una posicion que el Radar ilumine. Ello significa que a veces existe poco retorno o ningun retorno de una aspa o turbina particulares pero, si el aspa se encuentra en cierta posicion de modo que retorna una senal grande, puede, facilmente, saturar otras senales. El resultado neto de ello es que los retornos de los alrededores del parque eolico son muy "puntiagudos" y hay una variacion grande en la amplitud de retornos, segun si una aspa particular se ilumina totalmente o no. Un fenomeno similar se experimenta con los helicopteros, cuando puede ocurrir el "destello de aspa", causado por cierta combinacion de la posicion/orientacion del aspa y la iluminacion de Radar. El "destello de aspa" se usa en el presente contexto para hacer referencia a un retorno alto causado por un fenomeno similar con turbinas.
Normalmente, dichos destellos de aspa son cientos de veces mas fuertes que un retorno grande normal tipico del Radar, pero solo ocurren con poca frecuencia y duran menos que un solo PRI para un radar de banda E/F tipico. Ellos producen, por lo tanto, una fuerte respuesta en solamente un pulso de una rafaga coherente segun su uso por Radares MTD/MTI/DP. Por lo tanto, es posible compensar el destello de aspa no procesando la rafaga que contiene el destello de aspa o procesando la rafaga con el puso corrompido retirado o reemplazado por un retorno calculado para reparar la rafaga, a saber, de modo que aparece como si el destello de aspa nunca hubiera ocurrido. Todo procesamiento llevado a cabo para compensar el destello de aspa se lleva a cabo antes de que los datos de la rafaga se usen para actualizar un mapa de clutter antes de filtrarse mediante un proceso MTD/MTI/DP.
Dado que el retorno de las aspas de una turbina eolica no se puede predecir de forma exacta, dado que no se puede conocer por adelantado cuando ocurrira el destello de aspa, no es posible usar los retornos para actualizar los mapas de residuos de clutter de manera directa, usando un mapa suavizado alfa, como es la practica normal en los sistemas de Radar ATC de la tecnica anterior. Dicho mapa contendria el retorno promedio de la turbina, que se inclinaria enormemente por ocurrencias ocasionales de destello de aspa. Con el fin de abordar dicho problema, el uso del mapa se puede alterar en los alrededores del parque eolico y, en particular, en la ubicacion de turbinas individuales, identificadas por sus retornos a largo plazo localmente elevados (o valores de mapa). En la region de un parque eolico, las normas particulares se pueden definir para suprimir aun mas los retornos de turbina, segun la variabilidad de los retornos de turbina. Por ejemplo, dichas normas pueden ser relativamente simples, p.ej. si un retorno se encuentra por encima de un umbral preestablecido con mayor frecuencia que N veces en una ventana de M exploraciones, entonces atenuar la senal en dicha ubicacion en un monto basado en los niveles de senal observados en el pasado desde dicha misma ubicacion. Se pueden definir normas mas complejas, basadas en variaciones estadisticas y temporales de los retornos de dicha ubicacion y medidas en M exploraciones especificadas. El valor de M se puede seleccionar segun datos de ensayos o se puede calcular en tiempo real a partir de observaciones pasadas.
La Figura 3 muestra un esquema de una realizacion de hardware de una realizacion de la presente invencion. El sistema comprende una antena 200 que es identica a las antenas conocidas a partir de la tecnica anterior. La antena se conecta a una unidad RF 210 que comprende un transmisor y un receptor para transmitir y recibir senales, respectivamente. La entrada en la unidad RF 210 es digital y la salida de la unidad RF es digital. La unidad RF 210 se conecta a la Unidad DSP 220. La unidad DSP 220 comprende un procesador 230, que se acopla de manera funcional a un almacen de programas 240 y a una memoria de trabajo 250. El almacen de programas almacena un programa para llevar a cabo un metodo segun una realizacion de la presente invencion, como se describe previamente. La memoria de trabajo se usa para almacenar los mapas de clutter complejos y otros datos que se procesan por el procesador 230 bajo instrucciones del almacen de programas 240. En realidad, la unidad DSP 220 puede comprender multiples procesadores y la representacion que se muestra aqui es solamente ilustrativa.
La Unidad DSP 220 se conecta a una unidad de visualizacion 260, que se usa por un operador ATC para monitorear objetivos de manera usual.
Mediante el uso de uno o mas de un mapa de clutter complejo de alta resolucion, combinado con celdas de rango mas pequenas de lo normal, supresion de destello de aspa y CFAR censurada, las realizaciones de la presente invencion pueden descartar, de manera efectiva, el efecto de los parques eolicos en los retornos recibidos por el Radar.
Al menos algunas realizaciones de la invencion se pueden construir, de forma parcial o total, usando hardware dedicado para propositos especiales. Los terminos como, por ejemplo, "componente", "modulo" o "unidad" usados en la presente memoria pueden incluir, pero sin limitacion, un dispositivo de hardware como, por ejemplo, una Matriz de Puertas Programable de Campo (FPGA, por sus siglas en ingles) o un Circuito Integrado para Aplicaciones
Especificas (ASIC, por sus siglas en ingles), que lleva a cabo ciertas tareas. De manera alternativa, los elementos de la invencion se pueden configurar para residir en un medio de almacenamiento abordable y se pueden configurar para ejecutarse en uno o mas procesadores. Por consiguiente, los elementos funcionales de la invencion pueden, en algunas realizaciones, incluir, a modo de ejemplo, componentes como, por ejemplo, componentes de software, 5 componentes de software orientados al objetivo, componentes de clase y componentes de tareas, procesos, funciones, atributos, procedimientos, subrutinas, segmentos de codigo de programa, controladores, firmware, microcodigo, circuitos, datos, bases de datos, estructuras de datos, tablas, matrices y variables. Ademas, aunque las realizaciones a modo de ejemplo se han descrito con referencia a los componentes, modulos y unidades descritas mas abajo, dichos elementos funcionales se pueden combinar en menos elementos o separarse en elementos 10 adicionales.

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo para hacer funcionar un Radar ATC (1), que comprende las etapas de: recibir senales En fase (I) y Cuadratura (Q);
    crear un primer y segundo mapas de clutter complejos usando las senales I y Q; en donde el primer mapa comprende datos que se actualizan de forma dinamica por exploracion y el segundo mapa comprende datos indicativos de un ambiente estatico sin objetivos;
    sustraer datos del segundo mapa de las senales I y Q recibidas para mitigar los efectos de los objetos estaticos en el ambiente, para producir datos I y Q compensados;
    usar los datos I y Q compensados para la deteccion de objetivos y/o monitoreo, caracterizado por que si un retorno se recibe de una aspa de turbina eolica, que es sustancialmente mas alto que otros retornos de la misma rafaga de transmision, entonces el retorno sustancialmente mas alto se ignora o atenua para estar de acuerdo con otros retornos de la misma rafaga de transmision.
  2. 2. El metodo de la reivindicacion 1, en donde el primer y segundo mapas de clutter complejos comprenden multiples celdas (100), cada celda corresponde a una region definida, y en donde si los datos registrados en una celda particular en el primer mapa cambian en mas de un primer umbral predefinido entre una exploracion y la siguiente, antes de permanecer sustancialmente constante para un primer numero predefinido de exploraciones, entonces los datos sustancialmente constantes para la celda particular se copian del primer mapa al segundo mapa.
  3. 3. El metodo de la reivindicacion 1 o reivindicacion 2, en donde una celda de rango del Radar ATC es mas pequena que 60 metros.
  4. 4. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la interpolacion de una senal recibida se lleva a cabo para alinear las coordenadas acimutales de los mapas de clutter complejos con la posicion acimutal real de la antena del Radar ATC.
  5. 5. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones precedentes que ademas comprende la etapa de calcular la CFAR para una celda particular sobre la base de retornos de las celdas adyacentes, en donde si al menos un retorno de las celdas adyacentes supera cierto umbral, el al menos un retorno se ignora en el calculo de la CFAR.
  6. 6. Un Radar ATC (1) dispuesto para:
    crear un primer y segundo mapas de clutter complejos usando las senales I y Q recibidas, en donde el primer mapa comprende datos que se actualizan de forma dinamica por exploracion y el segundo mapa comprende datos indicativos de un ambiente estatico sin objetivos;
    sustraer datos del segundo mapa de las senales I y Q recibidas para mitigar los efectos de los objetos estaticos en el ambiente, para producir datos I y Q compensados; y
    usar los datos I y Q compensados para la deteccion de objetivos y/o monitoreo, caracterizado por que si un retorno se recibe de una aspa de turbina eolica, que es sustancialmente mas alto que otros retornos de la misma rafaga de transmision, entonces el Radar ATC se dispone para ignorar el retorno sustancialmente mas alto o atenuarlo para estar de acuerdo con otros retornos de la misma rafaga de transmision.
  7. 7. El Radar ATC de la reivindicacion 6, en donde el primer y segundo mapas de clutter complejos comprenden, cada uno, multiples celdas (100), cada celda corresponde a una region definida, y en donde si los datos registrados en una celda particular en el primer mapa cambian en mas de un primer umbral predefinido entre una exploracion y la siguiente, antes de permanecer sustancialmente constante para un primer numero predefinido de exploraciones, entonces el Radar ATC se dispone para copiar los datos sustancialmente constantes para la celda particular del primer mapa al segundo mapa.
  8. 8. El Radar ATC de la reivindicacion 6 o reivindicacion 7 dispuesto para usar una celda de rango mas pequena que 60 metros.
  9. 9. El Radar ATC de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8 en donde el Radar ATC se dispone para interpolar una senal recibida para alinear las coordenadas acimutales de los mapas de clutter complejos con la posicion acimutal real de la antena del Radar ATC.
  10. 10. El Radar ATC de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9 en donde el Radar ATC se dispone para calcular la CFAR para una celda particular sobre la base de retornos de celdas adyacentes, en donde si al menos un retorno de las celdas adyacentes supera cierto umbral, el Radar ATC se dispone para ignorar el al menos un retorno.
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