Radares Mirando al Sur

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Etiqueta: señales

  • Joseph Fourier: el genial matemático que nos enseñó a descomponer el mundo en ondas

    Joseph Fourier: el genial matemático que nos enseñó a descomponer el mundo en ondas

    Pocas herramientas matemáticas han tenido un impacto tan profundo en la ingeniería moderna como la que lleva su nombre. Jean-Baptiste Joseph Fourier (1768-1830) no era ingeniero de señales. Era un físico y matemático francés que, mientras estudiaba la difusión del calor, descubrió algo revolucionario: cualquier función periódica podía representarse como una suma de senos y cosenos.

    Esa idea fue el germen de lo que hoy conocemos como Análisis de Fourier o Análisis Armónico y si me sigue, le cuento (sin mucha matemática aterrorizante) qué importancia tiene esto en los radares meteorológicos.

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  • El espectro, el Fantasma de la Ópera de los radares

    El espectro, el Fantasma de la Ópera de los radares

    En posts anteriores hemos explorado las señales en los radares meteorológicos y por qué la señal retornada de un objeto meteorológico es tan fluctuante. Hemos visto que un radar emite pulsos sinusoidales, que la señal recibida es una réplica de la transmitida con muchísima menos potencia, y que la fluctuación de la amplitud no es un fallo del sistema sino una propiedad física fundamental de los blancos distribuidos.

    Ahora toca dar un paso más. Antes de entrar en las «sanguinarias» transformadas de Fourier (sí, antes de Fourier los ingenieros éramos más felices) —y poder diferenciar qué es FT, DFT y FFT— y antes de calcular los momentos a partir de las componentes I y Q, necesitamos entender qué es el espectro de una señal, por qué esta es la herramienta natural para analizar señales fluctuantes, y cómo se ven los espectros del clutter y de las señales meteorológicas. Si le motiva, sígame y le cuento.

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  • El Teorema del Muestreo ¿Nyquist o Kotelnikov? ¿O hay más?

    El Teorema del Muestreo ¿Nyquist o Kotelnikov? ¿O hay más?

    Un post para hablar de los científicos que desarrollaron la Teoría del Muestreo de las Señales, de la Serie La Brecha en el Muro

    El enigmático (para los neófitos) teorema que permite convertir señales analógicas en digitales y viceversa sin pérdida de información es una piedra angular del procesamiento de señales. Su desarrollo no se debe a un único genio, sino a un proceso de maduración científica en el que confluyeron la ingeniería práctica y las matemáticas más puras. Las figuras de Harry Nyquist, Vladimir Kotelnikov y Claude Shannon son centrales en esta historia, pero sus roles y el reconocimiento que han recibido difieren según el contexto histórico y geográfico.

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  • Seis generaciones de ingenio: La evolución de los procesadores de señal en los radares cubanos

    Seis generaciones de ingenio: La evolución de los procesadores de señal en los radares cubanos

    Desde el rudimentario BOMO de 1983 hasta el revolucionario LAMULA™ DRx-DSP, el Dr. Orlando L. Rodríguez González repasa cuatro décadas de ingenio cubano en el procesamiento de señales de radar meteorológico. Una historia de superación tecnológica que, partiendo de un MRL-5 y con la creatividad de los ingenieros de LADETEC, logró hitos como la primera computadora personal acoplada a un radar (1988) o una resolución de 75 metros que se adelantó a su tiempo. Un viaje por la evolución de la electrónica, desde los filtros analógicos hasta las FPGA y la polarimetría digital.

    A finales de 1981, recién iniciado en el mundo de la meteorología, recibí el mejor regalo de cumpleaños que un joven profesional podría imaginar: un radar MRL-5. Este coloso tecnológico soviético, de doble longitud de onda, era una ventana abierta al futuro, llena de posibilidades digitales que apenas comenzábamos a vislumbrar. Pero lo que no sabía entonces es que ese regalo sería el punto de partida de una odisea de más de cuatro décadas, una historia de ingenio y perseverancia para domar y evolucionar sus señales, escrita en gran parte por los ingenieros de la ahora empresa privada cubana LADETEC.

    Hoy, en «Radares mirando al sur«, quiero compartir con ustedes la historia de ese viaje a través de seis generaciones de procesadores de señal. No es solo una lista de artefactos; es la crónica de cómo, desde una isla, logramos sincronizarnos con los latidos del mundo y, en algunos momentos, incluso adelantarnos a ellos.

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  • ¿Cuál es el misterio de la fluctuación de los blancos meteorológicos?

    ¿Cuál es el misterio de la fluctuación de los blancos meteorológicos?

    En este artículo explico por qué la fluctuación de los ecos meteorológicos no es ruido, sino la clave para estimar reflectividad, velocidad y peligrosidad mediante procesamiento Doppler, y por qué automatizar esta tarea me ha tomado toda una vida. El procesamiento de las señales en los radares meteorológicos es mi pasión.

    Desde mis inicios como ingeniero en el radar MRL-5 de Camagüey (el primero de su tipo en Cuba), me resultó fascinante ver lo informativa que resultaban las señales en el osciloscopio (A-Scope) que muestra la amplitud en función de la distancia del eco (tiempo de retorno). Por una parte la amplitud te muestra la intensidad del objeto meteorológico y por otro, el grado de fluctuación de la señal te indica cuan «turbulento» es.

    A la mirada de un experto de radar esta información es muy relevante, en tanto en el indicador PPI se puede cotejar las dimensiones espaciales del eco y su posición con respecto al radar. En aquellos primeros años pensé que sería sencillo automatizar esa detección y estimación de las características del eco para identificar su peligrosidad.

    Estaba equivocado, esta tarea me ha tomado toda mi vida laboral y aún estoy enfrascado en ella. En este post trataré de explicar de forma sencilla por qué no es una tarea simple. Para esto hay que zambullirse en la naturaleza de las señales retornadas de objetos meteorológicos (nubes, lluvia, granizo, hielo, etc.).

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  • Señales en los radares meteorológicos

    Señales en los radares meteorológicos

    Exploramos en profundidad los tipos de señales eléctricas fundamentales en el procesamiento de radar meteorológico: continuas vs. discretas, analógicas vs. digitales, deterministas vs. aleatorias. Desde la naturaleza física de la onda electromagnética hasta la conversión A/D y el procesamiento digital con LAMULA™ DRx-DSP. Un artículo técnico del Dr. Orlando Rodríguez, fundador de LADETEC, para entender cómo se extrae información meteorológica de las fluctuantes señales de retorno.

    La Biblia dice: Las señales son acontecimientos o experiencias que demuestran el poder de Dios. Muchas veces son milagrosas. Indican y anuncian acontecimientos grandes, tales como el nacimiento, la muerte y la segunda venida  del Salvador. Les recuerda a los hijos de Dios de los convenios que el Señor ha hecho con ellos. Las señales también pueden dar testimonio de un llamamiento divino o indicar la desaprobación del Señor. La palabra señal también se emplea en las Escrituras como recordatorio de un acontecimiento que no se debe olvidar (Éxodo 13:1–10); pero lo mío son los radares y cuando hablo de señales me refiero a señales eléctricas, así que dejemos el mejunje bíblico, que yo no soy teólogo, solo soy un ingeniero de radar, así que pasemos a concretar las cosas de interés para los radares.

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  • Radares meteorológicos: procesamiento de los datos

    En los radares meteorológicos suele haber una gran confusión entre los términos: Procesamiento de Señales, Procesamiento de Datos y Procesamiento de Imágenes, tanto que se usan indistintamente y luego aparecen otros dos términos enigmáticos más: Procesamiento Primario y Procesamiento Secundario, para crear mayor confusión. Tanto es así que decidí escribir un post esclareciendo todos los diferentes estadios de la extracción y el procesamiento de la información de radar (Radares meteorológicos: aspectos informáticos). En este post nos centraremos en el procesamiento de los datos de radar.

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  • LADETEC, el legado

    Tal vez sea un poco pretencioso de mi parte hablar de un legado, además de que es prematuro, aun me queda mucho por hacer. No obstante, cuando uno va cerrando capítulos debe hacer como un recuento. Hace poco me vi en esa situación y pensé que era tirar un vistazo a mi accionar en estos primeros 41 años de trabajo. Por supuesto, incluyo mis resultados individuales; pero, sobre todo, los de mi colectivo, el Laboratorio de Desarrollo Técnico (que responde a las siglas de LADETEC) que funcionó como colectivo de innovación, no-administrativo, dentro de grupos o departamentos (con diferentes denominaciones) del Centro Meteorológico de Camagüey y por último dentro del Centro de Radares hasta cesar su funcionamiento el 9 de septiembre de 2022. Conste que no dejo la actividad de desarrollo por voluntad propia, sino por decisión de los jefes.

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