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Sezione trasversale radar

Figura 1: Diagramma della sezione trasversale radar sperimentale del bombardiere B–26 a 3 GHz (secondo Skolnik)

Figura 1: Diagramma della sezione trasversale radar sperimentale del bombardiere B–26 a 3 GHz (secondo Skolnik)

Sezione trasversale radar

La forma e la capacità di retrodiffusione di un segnale radar da un bersaglio è chiamata la sua sezione trasversale radar. Il nome inglese è Radar Cross Section, che è diventata un'abbreviazione frequentemente usata per RCS. La lettera greca sigma (σ) è usata come simbolo nelle equazioni. La sua unità è il metro quadrato.

La sezione trasversale del radar dipende da:

L'uso della tecnologia stealth per minimizzare l'area equivalente al radar riduce il rilevamento degli aerei militari. Ma dipende dalla lunghezza d'onda dei radar nemici e non ha effetto contro i radar VHF come il P–12 e P–18, entrambi utilizzati dalla difesa aerea serba durante la guerra del Kosovo.

Calcolo della sezione trasversale del radar

La sezione trasversale radar è la misura della porzione di energia del fascio che sarà retrodiffusa al radar rispetto all'energia totale che colpisce il bersaglio. Il bersaglio si comporta teoricamente come una sfera che si disperde in tutte le direzioni. La sua area è (4π r2), quindi la sezione trasversale radar σ è definita come:

σ = 4π r2· Sr
 
σ — area apparente in [m²], misura della capacità di retrodiffusione.
St — densità di potenza del trasmettitore nella posizione del riflettore in [W/m²]
Sr — densità di potenza diffusa nel luogo di ricezione in [W/m²]
r — raggio della sfera equivalente [m]
(1)
St

Poiché la densità di potenza generata dal trasmettitore radar e che arriva al punto di riflessione è proporzionale alla densità di potenza riflessa che ritorna al radar, tutte le altre influenze, come l'attenuazione dello spazio libero e la distanza dal radar, sono eliminate dall'equazione. Si presume che per un radar monostatico, le condizioni di propagazione siano le stesse sul percorso di andata e ritorno.

La sezione trasversale radar è quindi il rapporto tra l'energia riflessa in direzione del radar da un bersaglio e quella di una sfera liscia di 1 m² che emette ugualmente in tutte le direzioni.

La tabella 1 mostra l'equazione σ per diverse forme quando la lunghezza d'onda utilizzata è nella gamma di diffusione ottica:

Segnale retrodiffuso da una sfera
Segnale retrodiffuso da una sfera
 
σmax = π r2 (2)
Segnale riflesso da un cilindro
Segnale riflesso da un cilindro
 
σmax = 2π r h2 (3)
λ
Segnale riflesso da una piastra perpendicolare al fascio
Segnale riflesso da una piastra perpendicolare al fascio
 
σmax = 4π b2 h2 (4)
λ2
reflected signal from a tilted plate
Segnale retrodiffuso da una piastra ad angolo rispetto al fascio

Simile all'esempio precedente, ma l'energia è diretta in una direzione completamente diversa dal radar. Un radar monostatico non può ricevere energia. Solo un radar bistatico, dove il trasmettitore e il ricevitore non sono co-localizzati, potrebbe ottenere energia se il ricevitore è nell'angolo di riflessione.

Tabella 1: Sezione trasversale radar per diversi tipi di bersaglio.

Sezione trasversale radar per i bersagli puntuali
Obiettivi RCS [m²]RCS [dB]
uccello0.01-20
uomo10
cabina nave1010
auto10020
camion20023
riflettore triedrale2037943.1

Tabella 2: Sezione trasversale radar per i bersagli puntuali.

Alcuni bersagli hanno alti valori di sezione trasversale radar a causa del loro diametro e del loro orientamento. Per questo motivo retrodiffondono una gran parte dell'energia incidente. La tabella 2 fornisce alcuni esempi di area della sezione trasversale del radar per un raggio radar in banda X.

(Tabelle tratte da: M. Skolnik, « Introduction to radar systems », seconda edizione, McGraw-Hill Inc, 1980, pagina 44.
La sezione radar di un riflettore triedrale è quella di un riflettore triangolare con un lato di 1,5 m.)