Utilización de sensores de microondas en seguridad perimetral. Primera Entrega

Transcripción

1 Utilización de sensores de microondas en seguridad perimetral. Primera Entrega Por Sergio A. Rivera, PSP, Instructor de ALAS Del curso de Seguridad Perimetral y gerente de ventas para América Latina de Southwest Microwave Inc. 1. Introducción La utilización de los sensores o también llamados barreras de microondas para la protección de perímetros se ha llevado a cabo por más de 35 años en varios países del mundo siendo esta tecnología para protección perimetral una de las más seguras y confiables que existen en la actualidad. Antes de comenzar este tutorial es importante explicar en qué consisten los sensores de microondas y cuál es su objetivo principal. Las barreras de microondas consisten por lo general de un equipo transmisor (Tx) y de un equipo receptor (Rx) entre los cuales se transmite una señal de radio de alta frecuencia. La energía transmitida por el Tx se recibe en el Rx y al momento en que un objeto o masa (intruso) interrumpe o reduce la señal inicialmente emitida, entonces se genera una alarma. Es decir, el principio básico de operación es la disminución o interrupción de una señal de radiofrecuencia emitida y el objetivo es el detectar intrusos u objetos que intenten penetrar una instalación o sitio protegido con estos sensores. Los sistemas de detección de intrusos por microondas pueden clasificarse de la siguiente forma: Según su : Operación Apariencia Configuración Zona detección Aplicación de Se clasifican como: Sensores Activos Sensores Visibles Sensores de Línea de Vista Sensores Volumétricos Asociados a una Plataforma o Estructura

2 En la actualidad, existen dos clases de sensores de microondas: Sensores Bi-estáticos: Estos equipos utilizan una unidad Tx y una unidad Rx entre las cuales se genera una señal de alta frecuencia la cual al ser disminuida o interrumpida, se genera una alarma. Tx Rx Fig. 1.1 Sistema de microonda bi-estática Sensores Mono-estáticos: Estos equipos tienen incorporado dentro del mismo sistema el Tx y el Rx por lo cual se requiere de una sola unidad. El principio de operación consiste en detectar el retorno de la señal emitida cuando esta impacta al objeto o intruso a detectar. Tx & Rx Fig. 1.2 Sistema de microonda mono-estática

3 2. Principios Generales de Detección Los sensores de microonda Bi-estáticos y Mono-estáticos operan bajo principios muy similares en donde una señal de alta frecuencia (que puede variar desde los 8 Ghz hasta los 24 Ghz) al ser interrumpida hace que se genere una alarma por parte del equipo. Esta alarma por lo general consiste en la activación de un relé (salida de contacto seco) la cual se reporta a un panel de alarmas o a una central de control aunque en algunos casos se trata de datos en formato serial que se envían hasta la central de control por medio de cables, fibras ópticas o vía inalámbrica. Estos sensores requieren de trabajar en terrenos completamente planos y con línea de vista limpia, lo cual significa que requieren de tener una franja o corredor de operación libre de obstrucciones tales como vegetación alta, estructuras metálicas, edificios, excesiva acumulación de agua, etc. a fin de evitar la generación de falsas alarmas. Para comprender el porqué requieren de este espacio libre, es necesario analizar brevemente cómo se comporta la señal emitida por la unidad Tx. Aunque los sensores de microondas son sensores clasificados como línea de vista, su campo de detección (también llamado lóbulo de detección) tiene una forma parecida a la de un balón de futbol americano contrario a lo que generalmente se cree al pensarse que es un rayo colimado recto y sin variación en sus dimensiones. La forma del campo de detección de un sensor de microondas depende de la combinación de las señales recibidas en forma directa junto con las señales reflejadas en el suelo o base del terreno. Esta combinación de señales crea un lóbulo que tiene la forma que se muestra en la siguiente figura: Figura 2.1 Forma del lóbulo de detección de una barrera de microondas bi-estática En la siguiente figura se muestra una imagen en 3 dimensiones la cual muestra la forma del lóbulo de detección de las barreras y una disposición típica de las mismas:

4 Fig. 2.2 Forma del lóbulo de detección (3D) Las dimensiones del lóbulo de detección de una microonda dependen de: La distancia de separación del Tx respecto del Rx. A mayor distancia de separación, mayor será el ancho del lóbulo de detección y viceversa. El nivel de sensibilidad calibrado en el enlace Tx Rx. A mayor sensibilidad calibrada, mayor será el ancho del lóbulo de detección y viceversa. En la actualidad se utilizan dos tipos de antenas para la emisión de las señales: Antenas Planas: Este tipo de antenas consisten por lo general en una placa electrónica con áreas metalizadas ( antenas planas ) las cuales emiten la energía hacía el exterior de la placa. Generalmente este arreglo se utiliza en pequeños sensores de microondas para interior y en algunos sensores de microondas para exterior de bajo costo. Las antenas planas tienen mayor propensión a generar señales espurias las cuales pueden generar falsas alarmas. Esto dependerá del diseño y condiciones de instalación de la unidad.

5 Antenas Parabólicas: Estas antenas consisten en un plato parabólico metálico el cual posee un foco de emisión de energía. Este tipo de antenas genera una cobertura bien definida gracias a este plato parabólico reduciendo el riesgo de señales espurias y de falsas alarmas. Este diseño de antena es utilizado en sensores de microondas para alta seguridad. Existen varios parámetros que afectan las características de operación y desempeño de los sensores de microondas. Entre ellos se encuentran: La frecuencia de operación (Ghz) Tipo de antena (plana o parabólica) Las características de reflexión de la superficie sobre la cual se esta operando La distancia entre el Tx y el Rx (longitud de la zona de detección) La altura de montaje del Tx y del Rx La sensibilidad con que se calibren los equipos La alineación física de las antenas