“Square-Law Detection of Exponential Targets in Weibull-Distributed Ground Clutter” es el nombre con el que investigadores de la UDLA y de UNICAMP (Brasil) bautizaron a su investigación que está relacionada con sistemas de radares y su aplicación.

Entrevistamos al director académico de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones, José Julio Freire, al docente-investigador Henry Carvajal Mora de la UDLA y al investigador Fernando Almeida de la UNICAMP, quienes nos contaron más sobre esta importante investigación que beneficiará a las telecomunicaciones en un futuro cercano.

La interferencia del terreno es una de las señales que más compromete la detección de objetivos en sistemas de radar. Esta interferencia es causada principalmente por elementos ajenos situados en la superficie cercana a un objetivo primario. Para ilustrar este fenómeno, es importante indicar en primer lugar como opera un radar. De manera simplificada, un sistema de radar opera en tres etapas: (i) el radar emite, de forma secuencial, señales de radio-frecuencia; (ii) en la segunda etapa el radar entra modo “escucha”, en el cual recibe todas las señales electromagnéticas reflejadas; y, finalmente (iii) el sistema de radar procesa estas señales con el propósito de detectar, rastrear o mapear (en 3 dimensiones), un objetivo de interés, ya sea un carro, un tanque, una persona, etc.

El problema es que el radar no recibe únicamente la señal correspondiente al objetivo de interés, también recibe la suma reflejada de otras señales en la cercanía, señales reflejadas de objetos como árboles, vehículos, césped, lagos, ríos, carreteras, etc. Por lo tanto, el gran desafío y la finalidad de la investigación realizada es poder distinguir el objetivo primario y, al mismo tiempo, proporcionar una alta probabilidad de detección en presencia de estas señales interferentes.  Este tipo de interferencia es inherente en un sistema de radar, lo cual hace que su estudio sea imperativo en la comunidad científica.

¿Cuál es el objetivo del artículo?  

 Importantes trabajos se han realizado para estimar el desempeño de sistemas de radar considerando la interferencia de terreno. Sin embargo, el análisis numérico y matemático dificulta la estimación del desempeño en aplicaciones de radar en tiempo real. Hasta el momento, tales estimaciones se habían realizado a través de aproximaciones o con medidas de campo previamente obtenidas. Sin embargo, en el trabajo de investigación desarrollado en conjunto entre la Universidad Estatal de Campinas (UNICAMP) y la Universidad de Las Américas (UDLA), y publicado en la revista IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters (Revista Q1 de alto impacto), se realizó un análisis exhaustivo y concluyente, mostrando de forma exacta el desempeño de radares de última generación que trabajan en ambientes con interferencia del terreno.

¿A quién beneficia la investigación?  

 Los beneficiarios de este tipo de investigación son empresas o entidades que emplean radares para su operación cotidiana, pues los radares permiten llevar a cabo determinadas tareas como despegue y aterrizaje de aviones, control de tráfico aéreo y marítimo y control de fronteras. Por lo tanto, el estudio es sin duda una contribución importante al campo tecnológico, pues, gracias al mismo, se puede entender a cabalidad el comportamiento y desempeño de los radares operando en entornos con interferencia. Esto permitirá generar simuladores en computadora para emular su comportamiento. Además, permitirá que se busquen nuevas técnicas que permitan mejorar la capacidad de detección con radares.

¿Cómo aporta este tipo de investigaciones a los estudiantes de la universidad?  

 La generación de este tipo de investigaciones permite que los docentes de nuestra universidad dominen esta temática, pues, ellos deben conocer el estado del arte para poder realizar este tipo de contribuciones. Esto a su vez permite que los docentes puedan involucrar a los estudiantes en este tipo de investigaciones, lo cual les permitirá en primer lugar tener conocimientos más avanzados relacionados con temáticas del campo tecnológico. Por otra parte, siempre en los temas de investigación quedan algunas preguntas por contestar o temas por resolver. Esta es una importante oportunidad para generar nuevos temas de tesis.

La interacción entre investigadores de la UDLA y la de otros países de las mejores universidades del mundo, permite hacer un intercambio de conocimiento y experiencias importantes. Como prueba de eso, el investigador Fernando Almeida de la UNICAMP y uno de los autores del artículo, visitó la UDLA en enero de 2020 y dio una conferencia relacionada con sistemas de radar para los alumnos y docentes de la carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones. Se prevé realizar nuevas charlas y conferencias en modalidad virtual con estos expertos del extranjero.

¿Qué mensaje podría dar a los estudiantes y a los aspirantes a la carrera? 

 La carrera de Ingeniería en Telecomunicaciones es una de las más completas en cuanto a tecnología se refiere. Un ingeniero en telecomunicaciones no estudia únicamente aspectos relacionados a las telecomunicaciones como tal, sino que también domina temáticas relacionadas con la física, las matemáticas, la programación y la electrónica. Por lo tanto, es sumamente importante que explotemos las habilidades que este tipo de ingeniería crea en nosotros, pues, estas habilidades permiten que podamos crear e innovar en nuestro campo y en otros. De esto se trata la investigación, de aprovechar estas herramientas que adquirimos en la universidad y llevarlas a otro nivel en el que podamos realizar aportes importantes para la sociedad y, por lo tanto, mejorar la calidad de vida de las personas.

Sin telecomunicaciones simplemente el mundo tecnológico actual en el que vivimos no sería posible. No habría internet, no podríamos conectarnos y conversar con nuestros seres queridos o amigos, no podríamos desarrollar teletrabajo, telemedicina o pedir nuestros alimentos a través de un aplicativo móvil. Incluso, no podríamos viajar en un avión o dispositivos como el Mars Rover hubieran podido llegar a Marte. Por lo tanto, debemos ver la importancia que tiene la Ingeniería en Telecomunicaciones en nuestro mundo actual. Próximamente llegará el 5G a nuestro país y los investigadores ya están pensando en cómo será el 6G.

Como consecuencia, se requiere una gran cantidad de profesionales en telecomunicaciones en nuestro país y en el mundo para crear y desarrollar nuevas herramientas que cambien y mejoren este tipo de redes y, por lo tanto, nuestra vida.

Finalmente podemos decir, que la trascendencia que ha tenido las telecomunicaciones para la sociedad en tiempos de COVID-19 ha sido determinante para continuar con la economía y el dinamismo que el mundo exige, lo que ha permitido mejorar nuestras habilidades y destrezas para educar en línea con el uso de tecnologías innovadoras y simuladores. ¡No hay límites, los límites nos ponemos nosotros mismos!

Te dejamos el artículo completo en la siguiente descripción:

Título Artículo: Square-Law Detection of Exponential Targets in Weibull-Distributed Ground Clutter

Revista: IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters

Autores: Universidad de Las Américas, UDLA (Ecuador): Henry Carvajal Mora

Universidad Estatal de Campinas, UNICAMP (Brasil): Fernando Almeida García, Gustavo Fraidenraich, Cândido Silveira Santos Filho

Link artículo: https://ieeexplore.ieee.org/document/9146352  (WH)