¿Significa que las ondas de radar son más electromagnéticas que las partículas, ya que son pulsadas?

A2A: Acabo de ver que eres un estudiante de radar. (Mi padre era especialista en radares para la Marina de los EE. UU. Durante la Segunda Guerra Mundial). Ahora que sé esto, intentaré responder más a fondo que sus otras preguntas y agregar un poco (aquí) a esas respuestas.

Como he mencionado en otra parte, un fotón es una creación humana de conveniencia. La luz se produce en esos paquetes de frecuencias en forma de partículas debido a la forma en que un electrón cambia su energía. En la mayoría de los escenarios, es conveniente tratar los fotones como partículas.

Se dice comúnmente que toda la radiación electromagnética consiste en fotones. Dudo que esto sea exacto para la radio, porque la radiación no es causada por electrones unidos que cambian su estado de energía.

Pero un pulso es muy análogo a un fotón. Tratarlo como tal es sin duda una representación válida y posiblemente útil. Los pulsos artificiales tienden a intentar un aumento y una caída discontinuos de la amplitud (una envoltura rectangular). Creo que preferiría una envoltura con forma de Gauss, ya que puede producirse con precisión y analizarse más fácilmente (y se parece más a un fotón).

Usted preguntó en otro lugar sobre cancelar una señal. En teoría, es posible evitar la detección por radar si la señal se recibe en la misma ubicación desde la que se transmitió. Si un avión capta la señal y la retransmite con la fase apropiada, puede cancelar su reflejo natural de la señal, pero solo a lo largo del camino del original. Por lo tanto, el avión puede, en teoría, ocultarse si la señal de radar se envía desde y se recibe en una sola estación.

Para detectar una aeronave oculta, la antena receptora solo debe ubicarse lejos de la antena transmisora.

Todas las ondas electromagnéticas exhiben dualidad onda-partícula. Eso no es solo una conveniencia de que podamos entenderlo, es un principio fundamental de la física cuántica.

Pero la naturaleza de las partículas de las ondas EM solo es relevante cuando intentas crear un solo fotón de luz / radio / infrarrojo, sea lo que sea. El hecho de que exhiba un comportamiento similar a las partículas habla del hecho de que la luz está, fundamentalmente, cuantizada. No puedo crear la cantidad de luz o radio que quiero. Tengo que crear múltiplos enteros del límite cuántico de la luz (múltiplos enteros de fotos).

Pero todo esto es extremadamente irrelevante para el radar. Un solo “fotón” de energía de microondas es inútil para estudiar algo, y ni siquiera estoy seguro si tenemos la tecnología para tratar de generar un solo fotón de energía de microondas.

Por lo tanto, recomendaría sacar la idea de la “partícula” de la imagen.

Los radares tratan con ondas y un pulso de energía de radar sigue siendo solo una onda, y probablemente sea una onda compuesta por billones de fotones. Es por eso que sugiero no preocuparse por la explicación de partículas de la luz. Un pulso de energía de microondas es solo una onda que tiene su energía encendida y apagada muy rápidamente y, como resultado, hay una amplia gama de frecuencias que se han comprimido en ese pulso, como explicó el Sr. Pasternak. No es solo una frecuencia continua única.

Un pulso de energía de microondas no exhibe ningún comportamiento similar a partículas. Difracta, refracta, refleja, dispersa, transmite y propaga como una onda y todas sus interacciones con la materia pueden explicarse por la teoría de la onda, no por la teoría de partículas.

Las ondas de radar son ondas electromagnéticas y la mayoría de ellas funcionan a frecuencias de microondas de alrededor de 10 GHz a 100 GHz. La naturaleza del pulso de las transmisiones de radar no justifica llamarlas “partículas”, aunque a veces se les llama “paquetes de ondas”. Dejemos de lado los nombres y discutamos cuáles son. Básicamente, un pulso de radar es una transmisión de radio de un corto período de tiempo. Se puede demostrar que si una señal de una frecuencia se enciende y apaga durante un tiempo limitado, es decir, un pulso, tiene una extensión de la frecuencia. Por ejemplo, un pulso de radar a 10 GHz puede diseñarse para tener un ancho de 0.2 GHz. Esto significa que las frecuencias involucradas en esta transmisión se extienden entre 9.9 GHz y 10.1 GHz. Llamamos a esta distribución de frecuencia “el espectro” del pulso.

Los radares hacen en ondas EM lo que hacen los murciélagos en ondas ultrasónicas, emiten un chirrido de ondas y escuchan el eco, incluso las personas ciegas usan esa técnica con sonido, el chirp tiene una firma única para que los ecos puedan filtrarse de cualquier otra onda entrante por deconvolución, esta técnica se utiliza en gran medida en estudios sísmicos para negocios petroleros.

Radar de pulso-Doppler

El radar Pulse-Doppler utiliza una técnica de ajuste. Cronometra los pulsos y escucha un retorno. Para los objetos que se mueven hacia la fuente del pulso, los pings de retorno están más juntos en comparación con el ajuste de la fuente. Si el objeto se está moviendo, entonces los pings de retorno se extienden más allá del timming de la fuente.

Esto no significa que la velocidad de la onda EM sea más rápida o más lenta. Una pausa o una ráfaga en este caso es simplemente encender y apagar la señal a intervalos regulares. No es que la señal sea más fuerte o más débil que si se transmite continuamente. La “frecuencia” de la plusa se puede describir como el número de pings por segundo. La frecuencia de la señal no se ve afectada por este ajuste.