PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DEL RADAR
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- Viviana Giuseppe
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1 PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DEL RADAR IMPIEGHI DEL RADAR FUNZIONAMENTO DEL RADAR FREQUENZE DEL RADAR EQUAZIONE DEL RADAR PREDIZIONE DEL RANGE COMPONENTI CHE COSTITUISCONO IL RADAR GENERATORE DI IMPULSI MAGNETRON ANTENNA \ SELETTORE LIMITER FRONT- END I.F.AMPLIFIER DISPLAY VIDEO
2 IMPIEGHI DEL RADAR RADAR SONO LE INIZIALI DELLE PAROLE INGLESI RADIO DETECTION AND RANGING E SIGNIFICA RADIORILEVAMENTO E DETERMINAZIONE DELLA DISTANZA A MEZZO DI ONDE RADIO IL RADAR HA VARI IMPIEGHI NEL CAMPO CIVILE E MILITARE : 1) DI AIUTO PER IL TRAFFICO MARITTIMO E AEREO SPECIE IN CONDIZIONI DIFFICILI E DISPERATE (NEBBIA, NOTTE FONDA, PIOGGIA INTENSA ECC.) 2) ILS (INSTRUMENT LANDING SYSTEM) SIGNIFICA SISTEMA DI ATTERRAGGIO STRUMENTALE, RAPPRESENTA UN SISTEMA DI RADIOASSISTENZA AL VOLO PER L ATTERRAGGIO DI AEREOMOBILI IN CONDIZIONI DI VISIBILITA NULLA. 3) AUTOVELOX UTILIZZATO DALLA POLIZIA STRADALE, RAPPRESENTA UN TIPO DI RADAR A MODULAZIONE DI FREQUENZA FUNZIONANTE SUL PRINCIPIO DELL EFFETTO DOPPLER. 4) IL RADAR IN ASTRONOMIA IMPULSI RADAR SONO ANDATI SULLA LUNA, SUL SOLE, E SUI PIANETI PIU VICINI PER STUDIARNE LA DISTANZA, LA CONSISTENZA DELLA SUPERFICIE. 5) IL RADAR IN CAMPO MILITARE UTILIZZATO PER PUNTARE CANNONI O MISSILI CONTRO BERSAGLI FISSI O MOBILI,IN QUANTO E IN GRADO DI RILEVARNE CON ESATTEZZA LA DISTANZA E LA DIREZIONE ANCHE AL BUIO, ATTRAVERSO LE NUBI,MONTATO SUI MISSILI CONSENTE DI INSEGUIRE AEREI O ALTRI MISSILI.
3 FUNZIONAMENTO DEI RADAR IL RADAR E UN SISTEMA FUNZIONANTE SUL PRINCIPIO DELL ECHO, IL TRASMETTITORE RADAR (Magnetron) IRRADIA PERIODICAMENTE ENERGIA SOTTO FORMA DI IMPULSI AD ALTA FREQUENZA E DI GRANDE POTENZA, MA DI BREVE DURATA, GLI IMPULSI VENGONO IRRADIATI DA UN ANTENNA FORTEMENTE DIRETTIVA (PARABOLICA) CHE LI TRASMETTE ALLA VELOCITA DELLA LUCE VERSO IL BERSAGLIO, SE GLI IMPULSI TRASMESSI NON INCONTRANO NESSUN OSTACOLO, NON TORNANO PIU INDIETRO, SE INVECE INCONTRA UN OGGETTO IL SEGNALE SI RIFLETTE E VIENE RIINRADIATO DALL OGGETTO STESSO, UNA PARTE DI RIFLESSIONE RITORNA SULL ANTENNA NELLA DIREZIONE DEL RADAR DOPO UN TEMPO BREVISSIMO SOTTO FORMA DI ECHO. IL RADAR DOPO AVER EMESSO L IMPULSO RESTA IN ATTESA DI UN EVENTUALE ECHO PER TUTTO IL TEMPO IN CUI L IMPULSO POTREBBE TORNARE DALLA SUA PORTATA MASSIMA.
4 ASPETTI IMPORTANTI 1) LA POTENZA MEDIA (PM) E DATA DALLA POTENZA DI PICCO PER IL DUTY CICLE (t\t), LE POTENZE DI PICCO DI UN RADAR POSSONO ESSERE MOLTO FORTI DA 100 KW A KW MENTRE QUELLE MEDIE VANNO DA 100 W A W. 2) LA DIREZIONE DEL BERSAGLIO E INDIVIDUATA TRAMITE L ORIENTAMENTO DELL ANTENNA PER MEZZO DELL ANGOLO DI AZIMUT E DELL ANGOLO DI ELEVAZIONE CHE NE DETERMINANO LA POSIZIONE RISPETTO ALL ANTENNA RADAR. A DIREZIONE DEL BERSAGLIO E INDIVIDUATA DALL ORIENTAMENTO
5 FREQUENZE DEI RADAR IL RADAR OPERA CON FREQUENZE ENTRO DETERMINATE BANDE, LE FREQUENZE POSSIBILI SONO QUINDI STATE CLASSIFICATE IN BANDE, E ACCETATE UFFICIALMENTE COME STANDARD DALLA IEEE (ISTITUTE OF ELETTRICAL AND ELETTRONICS ENGINEERS). Intervallo (GHz) Banda L S C X K u K K a V W millimetriche EQUAZIONE DEI RADAR LE PRESTAZIONI DEI RADAR POSSONO ESSERE DESCRITTE TRAMITE UN EQUAZIONE CHE RAPPRESENTA IL RANGE IN TERMINI DELLE CARATTERISTICHE DEL RADAR, INFATTI LA PORTATA DI UN SISTEMA RADAR PUO ESSERE RICAVATA NEL SEGUENTE MODO :
6 QUESTA EQUAZIONE MATEMATICA, CHIAMATA EQUAZIONE DEL RADAR, PER DETERMINARE IN MODO APPROSSIMATO IL CALCOLO DEL RANGE E SEMPLIFICATA E NON DA RISULTATI REALISTICI, COSTITUISCE COMUNQUE UNA BASE DI VALUTAZIONE. IL MINIMO SEGNALE RILEVABILE E UNA QUANTITA STATISTICA E PUO ESSERE ESPRESSA COME RAPPORTO S\N : Smin = (K T B Fn ) (S\N) L ESPRESSIONE DEL RANGE VIENE QUINDI ESPRESSA NEL SEGUENTE MODO : PREDIZIONE RANGE FARE UNA PREVISIONE DEL RANGE CONSIDERANDO FORMULE STATISTICHE E UNA BASE CHE PERMETTE DI QUALIFICARE LE PRESTAZIONI DI UN RADAR PREVEDERE IL RANGE DI UN TARGET DA PARTE DI UN RADAR SIGNIFICA DOVER CONSIDERARE TUTTE QUELLE SITUAZIONI SVAVOREVOLI CHE POSSONO PRESENTARSI IN QUALSIASI MOMENTO: -PESSIME CONDIZIONI AMBIENTALI (RAIN CLUTTER, INTENSA, DEBOLE) -PARTICOLARI DIMENSIONI DEGLI OGGETI (SFERICI,PUNTIFORME, DISTRIBUITI) -INTERFERENZE DA PARTE DI ALTRI APPARECCHI O RADAR
7 -POSSIBILI VARIAZIONI DI RUMORE SIA INTERNO CHE ESTERNO (COMPONENTI CIRCUITALI) -POSSIBILI RIFLESSIONI CAUSATE DAL MARE O DA TERRA -POSSIBILI PERDITE DOVUTE A FATTORI OCCASIONALI SCHEMA A BLOCCHI I COMPONENTI CHE COSTITUISCONO UN RADAR POSSONO ESSERE DIFFERENTI A SECONDO DEL TIPO, SOPRATTUTTO PER QUELLI PIU SOFISTICATI CHE NECESSITANO DI UN MAGGIOR NUMERO DI DISPOSITIVI. IN LINEA DI MASSIMA E COMUNQUE POSSIBILE RAPPRESENTARE UNO SCHEMA A BLOCCHI SEMPLIFICATO DEGLI ELEMENTI UTILIZZATI:
8 FRONT-END QUESTO DISPOSITIVO PERMETTE DI TRASLARE LA FREQUENZA DEL SEGNALE DI INGRESSO RICEVUTO IN UNA FREQUENZA INTERMEDIA, IN MODO DA POTER TROVARE QUELLE CONDIZIONI ADATTE PER UTILIZZARE TUTTI QUEI CIRCUITI CHE LAVORANO IN BASSA FREQUENZA I QUALI RISULTANO PIU STABILI E PIU EFFICIENTI RAPPRESENTAZIONE SISTEMA RADAR
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