Radardekking
Figuur 1: Radardekking waarbij de kegel van stilte in het midden in het rood zichtbaar is.
Radardekking
Radardekking is het volume van het luchtruim dat wordt gescand door een radar of een netwerk van radars.
Vaak is dit een tweedimensionale radar met een cosec²-antennediagram die een driehoekige verticale sector bestrijkt en de horizon 360 graden aftast. Dit resulteert in een volume in de vorm van een platte toroïdale cilinder waarin de radar elk interessant doel kan lokaliseren. Figuur 1 toont de dekking van zo'n luchthavenradar met een diameter van ongeveer 120 zeemijl (220 km) en een hoogte van 10 000 voet (3 000 meter).
Kegel van Stilte
Uit figuur 1 blijkt dat de straal niet alle hoeken van de horizon tot de verticaal bestrijkt. Het gedeelte in de bovenhoeken is niet bedekt en wordt vanwege zijn vorm de kegel van stilte genoemd. Het is dus van belang te weten onder welke hoek de kegel begint, omdat een vliegtuig dat over de radarlocatie vliegt onvermijdelijk na een bepaalde afstand van het scherm zal verdwijnen, afhankelijk van de vlieghoogte.
De meeste radars zijn zo ontworpen dat de straal van de stille kegel tweemaal zo groot is als de vlieghoogte van de doelen. Zo zal een vliegtuig op 3 000 meter de zwijgkegel binnengaan op 3,25 zeemijl (6 000 meter) van de radar. Om dit vliegtuig te kunnen blijven volgen, moet het worden gedetecteerd door een of meer andere radars die zich ver genoeg van de eerste bevinden, ongeveer 100 zeemijlen, buiten hun eigen kegel van stilte.
Figuur 2: Overlappende dekking van verschillende radars, typisch voor een luchtverdedigingsnetwerk, boven en die in een luchtverkeersleidingszone onder.
Figuur 2: Overlappende dekking van verschillende radars, typisch voor een luchtverdedigingsnetwerk, boven en die in een luchtverkeersleidingszone onder.
Figuur 2: Overlappende dekking van verschillende radars, typisch voor een luchtverdedigingsnetwerk, boven en die in een luchtverkeersleidingszone onder.
De term wordt ook gebruikt voor zijdelings gerichte radars op vliegtuigen, maar in dit geval is de as van de kegel van stilte naar de voor- of achterzijde van het vliegtuig gericht.
Dekking op laag niveau
Het dekkingsvolume heeft ook een „dode zone” bij de grond. Figuur 1 toont een grond zonder reliëf, maar de straal stijgt met de afstand 0,5 graden ten gevolge van de kromming van de aarde. Als er obstakels op de grond zijn, zoals gebouwen of heuvels, creëren deze een schaduw die de dekking op laag niveau nog verder beperkt. De straal kan ook niet naar beneden in dalen. Ook hier kan een radarnetwerk een deel van de dode zone opvullen, maar het is onmogelijk dit volledig te doen omdat alle stralen aan dezelfde beperkingen onderhevig zijn. Hoe dichter het netwerk, hoe kleiner de dekkingsgaten. In de praktijk is het voor een vliegtuig dan ook moeilijk om van dit zwakke punt gebruik te maken, omdat de piloot precies de dode zone van het netwerk moet kennen en laag moet vliegen. Het is gemakkelijk voor te stellen dat bergachtige landen zoals Zwitserland meer onderhevig zijn aan dit dekkingsprobleem en vaak een aantal kleine mobiele radars gebruiken, naast hun vaste radars, om de leemten op te vullen. Afhankelijk van het doel van de radar zijn verschillende regelingen mogelijk. Voor militaire luchtverkenning moet volledige dekking beschikbaar zijn tot op een zeer geringe hoogte boven de grond (b.v. 100 meter) en moet die dekking in geval van een crisis kunnen worden verminderd.
Figuur 3: Horizontale dekking van een weerradarnetwerk in Duitsland (Bron: Deutscher Wetterdienst).
In het geval van het luchtverkeer is de kegel van stilte belangrijker voor de operaties en is dekking onder 100 meter niet belangrijk ver van de radar (b.v. op een afstand van meer dan 30 zeemijlen, of 55 km). Voor grote luchthavens zoals München worden twee radars gebruikt voor redundantie: één ten noorden en één ten zuiden van de start- en landingsbanen, op een afstand van 8 km van elkaar, zodat hun kegels van stilte over het luchtvaartterrein wederzijds worden bestreken (figuur 2, onder).
Bij weerradars, zoals die van de Duitse weerdienst (Deutscher Wetterdienst) in figuur 3, scannen de radars met een dunne driedimensionale bundel over verschillende hoeken dichter bij de verticaal, waardoor de horizontale omvang van de kegel van stilte beperkt is. Deze dienst beschikt over 17 radars met een effectief bereik van 150 km en zij zijn zo geplaatst dat het nationale grondgebied maximaal wordt bestreken terwijl de „dode zone” zo klein mogelijk wordt gehouden, maar de kosten van deze radars maken het niet mogelijk om een dekking op zeer laag niveau te bieden. Negatieve hoeken ten opzichte van de radarhorizon worden in sommige landen gebruikt om neerslag van geringe verticale omvang, zoals motregen en sneeuwbuien, te detecteren door de dode zone te verkleinen. Meer bergachtige landen, zoals Zwitserland, hebben ook een dichter netwerk nodig om valleien en orografische schaduwzones te bestrijken.
Tenslotte zijn er in de Verenigde Staten dichte experimentele netwerken van kleine, goedkope radars om op lagere niveaus aanvullende informatie te verschaffen in tornado-gevoelige gebieden. De combinatie van conventionele radar en deze kleine radars zorgt voor een betere detectie van shear onder 1 km in onweersbuien (American Meteorological Society).