www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Grondbeginselen

Radar doorsnede

Figuur 1: Schema van de experimentele radardoorsnede van de B–26 bommenwerper op 3 GHz (volgens Skolnik)

Figuur 1: Schema van de experimentele radardoorsnede van de B–26 bommenwerper op 3 GHz (volgens Skolnik)

Radar doorsnede

De vorm en de verstrooiingscapaciteit van een radarsignaal van een doel wordt de radardoorsnede genoemd. De Engelse naam is Radar Cross Section, wat een vaak gebruikte afkorting is geworden voor RCS. De Griekse letter sigma (σ) wordt gebruikt als symbool in vergelijkingen. De eenheid is vierkante meter.

De radardoorsnede hangt af van:

Het gebruik van („Stealth“)-technologie om het radar-equivalent gebied zo klein mogelijk te houden, vermindert de detectie van militaire vliegtuigen. Maar het is afhankelijk van de golflengte van vijandelijke radars en heeft geen effect tegen VHF-radars zoals de P–12 en P–18, die beide door de Servische luchtverdediging tijdens de Kosovo-oorlog werden gebruikt.

Berekening van de radardoorsnede

De radardoorsnede is de maat voor het gedeelte van de stralingsenergie dat naar de radar zal worden teruggekaatst in verhouding tot de totale energie die het doel treft. Het doelwit gedraagt zich theoretisch als een bol die in alle richtingen wordt verstrooid. De oppervlakte is (4π r2), dus de radardoorsnede σ is gedefinieerd als:

σ = 4π r2· Sr
 
waarin
σ — schijnbaar oppervlak in [m²], maat voor het vermogen tot tegenverstrooiing.
St — vermogensdichtheid van de zender op de plaats van de reflector in [W/m²]
Sr — gereflecteerde vermogensdichtheid op de plaats van ontvangst in [W/m²]
(1)
St

Aangezien de vermogensdichtheid die door de radarzender wordt opgewekt en op het reflectiepunt aankomt, evenredig is met de gereflecteerde vermogensdichtheid die naar de radar terugkeert, worden alle andere invloeden, zoals de verzwakking in de vrije ruimte en de afstand tot de radar, uit de vergelijking verwijderd. Er wordt van uitgegaan dat voor een monostatische radar de propagatievoorwaarden dezelfde zijn op het voorwaartse en het terugwaartse pad.

De radardoorsnede is dus de verhouding tussen de energie die door een doelwit in de richting van de radar wordt weerkaatst en die van een gladde bol van 1 m² die in alle richtingen uitstraalt.

Tabel 1 geeft de σ-vergelijking voor verschillende vormen wanneer de gebruikte golflengte in het optische verstrooiingsbereik ligt:

Terugverstrooid signaal van een bol
Terugverstrooid signaal van een bol
 
σmax = π r2 (2)
Signaal weerkaatst door een cilinder
Signaal weerkaatst door een cilinder
 
σmax = 2π r h2 (3)
λ
gereflecteerd signaal van een vlakke plaat
Signaal weerkaatst door een vlakke plaat loodrecht op de straal
 
σmax = 4π b2 h2 (4)
λ2
Teruggekaatst signaal van een plaat onder een hoek met de straal
Teruggekaatst signaal van een plaat onder een hoek met de straal

Vergelijkbaar met het vorige voorbeeld, maar de energie is in een heel andere richting dan die van de radar gericht. Een monostatische radar kan helemaal geen energie ontvangen. Alleen een bistatische radar, waarbij zender en ontvanger zich niet op dezelfde plaats bevinden, kan energie krijgen als de ontvanger zich in de reflectiehoek bevindt.

Tabel 1: Radardoorsnede voor verschillende soorten doelwitten.

Radardoorsnede voor puntdoelen
TargetsRCS [m2]RCS [dB]
vogel0.01-20
man10
kajuitschip1010
auto10020
vrachtwagen20023
radarreflector2037943.1

Tabel 2: Radardoorsnede voor puntdoelen.

Sommige doelen hebben hoge radardwarsdoorsnedewaarden vanwege hun diameter en oriëntatie. Zij verstrooien dus een groot deel van de invallende energie terug. Tabel 2 geeft enkele voorbeelden van radardwarsdoorsnede voor een X-band radarbundel.

(Tabellen overgenomen uit: M. Skolnik, « Introduction to radar systems », tweede editie, McGraw-Hill Inc, 1980, blz. 44.
De radardoorsnede van een radarreflector is die met een zijlengte van 1,5 m.)