Advanced Technology Demonstrator (ATD) es un sistema de radar meteorológico experimental que utiliza tecnología Phased Array que busca mejorar las capacidades de Phased Array con la incorporación de doble polaridad y compresión de pulsos . [1] Su predecesor, MPAR , fue el primer experimento PAR a gran escala asumido por la NOAA en 2003, y se implementó hasta su eventual desmantelamiento a favor de ATD en 2016. [2]
Se prevé que las futuras redes de radar (como la sucesora de NEXRAD y posiblemente en múltiples disciplinas externas a la meteorología, como el control del tráfico aéreo [3] ) utilicen la tecnología PAR debido a sus capacidades volumétricas temporales superiores. [4]
En general, el seguimiento meteorológico se realiza de manera operativa mediante sistemas de radar meteorológico relativamente antiguos: en los Estados Unidos, la red NEXRAD ha sido la red de radar meteorológico principal desde principios de los años 1990. Durante los primeros 20 años de operaciones, su producción de datos fue, en comparación con los esquemas modernos, considerablemente más modesta. Todos los sistemas eran de polaridad única y con capacidad Doppler, pero su resolución era comparativamente limitada hasta la llegada de la superresolución en 2008 (que efectivamente cuadriplicó la resolución espacial y duplicó la resolución azimutal). [5]
Quizás la actualización de hardware más importante del sistema NEXRAD llegó con la introducción de capacidades de polarización dual [6] en 2011. Esta actualización permitió que todos los sistemas descifraran propiedades microfísicas que antes no eran visibles para una polaridad de haz único. Esta capacidad permite distinguir entre tipos de hidrometeoros, se puede utilizar para extrapolar las tasas de lluvia y se utiliza a menudo para detectar escombros durante eventos tornádicos. Combinada con la introducción de estrategias de escaneo más rápidas, como MESO-SAILS , NEXRAD demostró ser una herramienta extremadamente valiosa y muy necesaria para el monitoreo del clima severo y la protección de activos en todo Estados Unidos.
Sin embargo, la principal desventaja de estos sistemas más antiguos es la puntualidad: incluso con la llegada de estrategias de escaneo avanzadas, los tiempos típicos de volumen aún tardan entre 5 y 7 minutos en completarse. Las estrategias de escaneo rápido mencionadas anteriormente reducen los tiempos de datos de bajo nivel a 2 o 3 minutos, pero sacrifican la puntualidad del volumen completo. [7] Para combatir el problema de la resolución temporal limitada, la NOAA y el NSSL comenzaron a investigar la viabilidad de la tecnología PAR, comenzando con MPAR en 2003 y hasta 2016.
Tras el desmantelamiento de su predecesor, el ATD se instaló en Norman, Oklahoma, el 12 de julio de 2018. [8] El Laboratorio Lincoln del MIT fue el grupo de diseño principal del ATD. Al igual que el MPAR y el NEXRAD, el radar ATD opera en la banda S y utiliza un panel plano de matriz en fase con un campo de visión de 90°. El panel general está compuesto en realidad por 76 paneles cuadrados, cada uno con 64 elementos radiantes (en total unos 4.864 elementos) dispuestos en una antena de 14 pies (4,3 m). [9]
El ATD busca mejorar el trabajo realizado originalmente por MPAR; por ejemplo, el MPAR sentó las bases para las capacidades de escaneo volumétrico rápido, pero sus perspectivas operativas estaban drásticamente limitadas por la dificultad de integrar formas de onda ortogonales en esquemas que involucraban dirección electrónica del haz. Este problema con la polaridad dual persiste, pero se encuentra entre las directrices de investigación fundamentales del ATD, siendo uno de los primeros sistemas PAR de polarimetría dual a gran escala a nivel internacional. [10] A partir de 2023, se está investigando la viabilidad de futuras redes de radar que utilicen tecnología similar a la del ATD.