Il radarIl radarRADARRADAR sono le iniziali sono le iniziali delle parole inglesi delle parole inglesi RARAdio dio DDetectionetection A Andnd RRanging, e significa anging, e significa radiorilevamento e radiorilevamento e determinazione della determinazione della distanza a mezzo di distanza a mezzo di onde radio. onde radio.

I primi studi sul radar ebbero inizio I primi studi sul radar ebbero inizio neglinegli USA USA e in e in EuropaEuropa contemporaneamente negli anni contemporaneamente negli anni trenta, poi l'imminenza del secondo trenta, poi l'imminenza del secondo conflitto mondiale accelerò, ma ne conflitto mondiale accelerò, ma ne rese segrete le ricerche che si rese segrete le ricerche che si svilupparono separatamente nei vari svilupparono separatamente nei vari stati interessati al stati interessati al conflitto e ne rivolse conflitto e ne rivolse

l'interesse principalmente a l'interesse principalmente a scopi militari come avviene scopi militari come avviene sempre in queste circostanze.sempre in queste circostanze.

Gli studi furono particolarmente Gli studi furono particolarmente approfonditi in approfonditi in InghilterraInghilterra, negli , negli

USAUSA e in e in GermaniaGermania così, ad così, ad esempio, l'esempio, l'InghilterraInghilterra fu protetta fu protetta

da una catena di da una catena di radarradar per per intercettare gli aerei tedeschi che intercettare gli aerei tedeschi che dalla dalla GermaniaGermania la sorvolavano la sorvolavano

per bombardarla e si può dire che per bombardarla e si può dire che questo dispositivo ebbe questo dispositivo ebbe

certamente un ruolo determinante certamente un ruolo determinante sull'esito di quella battaglia.sull'esito di quella battaglia.

PRINCIPIO DI PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO FUNZIONAMENTO

Il Il radar radar è essenzialmente un sistema di è essenzialmente un sistema di rilevamento funzionante sul principio dell'rilevamento funzionante sul principio dell'ecoeco, , in cui il trasmettitore irradia periodicamente in cui il trasmettitore irradia periodicamente energia sotto forma di energia sotto forma di impulsi di microondeimpulsi di microonde di grande potenza, ma di durata molto breve. di grande potenza, ma di durata molto breve.

Gli Gli impulsi radarimpulsi radar vengono vengono irradiati da un'irradiati da un'antenna antenna parabolicaparabolica fortemente fortemente

direttiva che li trasmette alla direttiva che li trasmette alla velocità della luce velocità della luce

c=300.000 Km/sec c=300.000 Km/sec verso il bersaglio.verso il bersaglio.

Se gli impulsi trasmessi non Se gli impulsi trasmessi non incontrano alcun ostacolo, non incontrano alcun ostacolo, non tornano più indietro, mentre se tornano più indietro, mentre se incontrano un aereo, una nave, incontrano un aereo, una nave,

una montagna, una piccola una montagna, una piccola parte dell'energia irradiata parte dell'energia irradiata

ritorna all'antenna trasmittente ritorna all'antenna trasmittente dopo un tempo brevissimo dopo un tempo brevissimo

sotto forma di sotto forma di ecoeco.   .  

L'eco viene visualizzata, sotto L'eco viene visualizzata, sotto forma di forma di spot luminosospot luminoso, su , su uno uno schermo schermo costituito da un costituito da un tubo catodico di forma tubo catodico di forma circolare.circolare.Poiché la velocità di Poiché la velocità di propagazione degli impulsi propagazione degli impulsi radar è perfettamente nota, radar è perfettamente nota, dal tempo impiegato dal dal tempo impiegato dal segnale a raggiungere il segnale a raggiungere il bersaglio e a ritornare indietro, bersaglio e a ritornare indietro, si può ricavare la distanza si può ricavare la distanza dello stesso. dello stesso.

SeSe c c è la velocità della luce, è la velocità della luce, DD è la distanza del bersaglio è la distanza del bersaglio ee t t è il tempo dopo il quale è il tempo dopo il quale ritorna l'eco dell'impulso ritorna l'eco dell'impulso all'antenna che lo ha all'antenna che lo ha trasmesso, sarà: trasmesso, sarà:

e quindi: e quindi:

  

La direzione del bersaglio è La direzione del bersaglio è individuata dall’orientamento individuata dall’orientamento dell’antenna parabolica del dell’antenna parabolica del trasmettitore per mezzo trasmettitore per mezzo dell’angolo di dell’angolo di AZIMUTAZIMUT e e dell’angolo di dell’angolo di ELEVAZIONEELEVAZIONE che ne determinano la che ne determinano la posizione rispetto all’antenna posizione rispetto all’antenna radar come è descritto nella radar come è descritto nella figura seguente. figura seguente.

Significato di azimuthSignificato di azimuth

Significato di elevazioneSignificato di elevazione

CARATTERISTICHE DEL CARATTERISTICHE DEL RADARRADAR

Le frequenze di funzionamento vanno da qualche Le frequenze di funzionamento vanno da qualche centinaio di MHzcentinaio di MHz a circa a circa 35 GHz.35 GHz. Le Le antenneantenne, di tipo , di tipo parabolicoparabolico, hanno guadagni che , hanno guadagni che vanno davanno da 40 40 a a 5050 dBdB. . Il segnale irradiato è di forma impulsiva cioè molto Il segnale irradiato è di forma impulsiva cioè molto intenso ma solo per brevissimi istanti perché dopo intenso ma solo per brevissimi istanti perché dopo aver emesso l’impulso, il aver emesso l’impulso, il radar radar resta in attesa di resta in attesa di un’eventuale un’eventuale ecoeco per tutto il tempo in cui l’impulso per tutto il tempo in cui l’impulso potrebbe tornare dalla sua portata massima. potrebbe tornare dalla sua portata massima.

  Le frequenze di funzionamento vanno da Le frequenze di funzionamento vanno da qualche qualche centinaio di MHzcentinaio di MHz a circa a circa 35 GHz.35 GHz. Le Le antenneantenne, di tipo , di tipo parabolicoparabolico, hanno guadagni , hanno guadagni che vanno dache vanno da 40 40 a a 5050 dBdB. Il segnale irradiato . Il segnale irradiato è di forma impulsiva cioè molto intenso ma è di forma impulsiva cioè molto intenso ma solo per brevissimi istanti perché dopo aver solo per brevissimi istanti perché dopo aver emesso l’impulso, il emesso l’impulso, il radar radar resta in attesa di resta in attesa di un’eventuale un’eventuale ecoeco per tutto il tempo in cui per tutto il tempo in cui l’impulso potrebbe tornare dalla sua portata l’impulso potrebbe tornare dalla sua portata massima. Per questo motivo il valore medio massima. Per questo motivo il valore medio della potenza erogata nell’unità di tempo della potenza erogata nell’unità di tempo scende moltissimo rispetto ai valori di picco. scende moltissimo rispetto ai valori di picco. Ad esempio: Ad esempio:  t = 1 msec t = 1 msec  (Durata dell’impulso)  (Durata dell’impulso)

T = 1 msec T = 1 msec (Periodo di ripetizione) (Periodo di ripetizione)

Per cui il Per cui il Duty Cycle Duty Cycle è: è:

La potenza media La potenza media PmPm è uguale alla potenza di è uguale alla potenza di piccopicco Pp Pp per il per il D.C.D.C.: :

La potenza di picco di emissione di un radar La potenza di picco di emissione di un radar può essere molto forte, da può essere molto forte, da 100 KW100 KW a a 1.000 1.000 KW KW ma quella media è molto inferiore, da ma quella media è molto inferiore, da 100 W100 W a a

1.000 W1.000 W..

USI DEL RADARUSI DEL RADAR Il Il radarradar ha vari impieghi nel campo ha vari impieghi nel campo civile e nel campo militare. civile e nel campo militare. Esso è di aiuto alle Esso è di aiuto alle navinavi perché perché consente di individuare consente di individuare battelli, scogli, battelli, scogli, isole e la terrafermaisole e la terraferma anche in piena anche in piena notte o in cattive condizioni notte o in cattive condizioni atmosferiche. atmosferiche.

Le microonde, che il Le microonde, che il radarradar irradia, viaggiano irradia, viaggiano indifferentemente sia di giorno sia di notte, sia indifferentemente sia di giorno sia di notte, sia con il sole sia con la pioggia.  con il sole sia con la pioggia.  I radar le cui frequenze di funzionamento si I radar le cui frequenze di funzionamento si aggirano intorno a aggirano intorno a 6 - 10 GHz6 - 10 GHz, sono , sono particolarmente adatti a individuare dense masse particolarmente adatti a individuare dense masse nuvolose e sono quindi usati come nuvolose e sono quindi usati come radar radar meteorologicimeteorologici..

Questi sono molto utili, come è logico, nella Questi sono molto utili, come è logico, nella navigazione aerea e marittima in quanto navigazione aerea e marittima in quanto consentono alle navi e agli aerei di evitare consentono alle navi e agli aerei di evitare perturbazioni particolarmente intense che perturbazioni particolarmente intense che potrebbero costituire un pericolo per potrebbero costituire un pericolo per l’attraversamento delle zone interessate. l’attraversamento delle zone interessate. Il Il radarradar inoltre è oggi anche in grado, quale inoltre è oggi anche in grado, quale altimetro, di misurare la distanza degli altimetro, di misurare la distanza degli aeromobili dal suolo e di monitorare il traffico aeromobili dal suolo e di monitorare il traffico aereo in vicinanza dell’aeroporto. aereo in vicinanza dell’aeroporto. L’L’ILS ILS ((IInstrument nstrument LLanding anding SSystem = sistema ystem = sistema di atterraggio strumentale) è un sistema di di atterraggio strumentale) è un sistema di radioassistenza al volo per l’atterraggio degli radioassistenza al volo per l’atterraggio degli

aeromobili in condizioni di visibilità nulla.aeromobili in condizioni di visibilità nulla.

L’L’autoveloxautovelox della polizia stradale è della polizia stradale è un altro tipo di radar a modulazione un altro tipo di radar a modulazione

di frequenza funzionante sul di frequenza funzionante sul principio dell’effetto principio dell’effetto DopplerDoppler, ,

particolarmente attrezzato per le particolarmente attrezzato per le misure di velocità degli autoveicoli. misure di velocità degli autoveicoli.

In questo tipo di In questo tipo di radarradar, ad onda , ad onda continua, la continua, la velocitàvelocità

dell’autoveicolo si ricava dalla dell’autoveicolo si ricava dalla differenza di frequenza tra l’differenza di frequenza tra l’onda onda

incidente e l’onda riflessaincidente e l’onda riflessa..

Effetto dopplerEffetto doppler

SCHEMA A BLOCCHI DEL SCHEMA A BLOCCHI DEL RADARRADAR

La sezione trasmittente è costituita da un La sezione trasmittente è costituita da un oscillatore di potenza a radiofrequenza, oscillatore di potenza a radiofrequenza, normalmente un normalmente un MAGNETRONMAGNETRON, pilotato da un , pilotato da un generatore di impulsi.generatore di impulsi.Vengono dunque prodotti impulsi brevissimi, a Vengono dunque prodotti impulsi brevissimi, a iperfrequenza, di grande potenza.iperfrequenza, di grande potenza.L’antenna del L’antenna del radarradar altamente direttiva, è altamente direttiva, è sistemata in modo da poter essere ruotata in sistemata in modo da poter essere ruotata in ogni direzione.ogni direzione.