www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Basics

Firma radar

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

Il grafico mostra il diagramma della radiazione secondaria di un aereo nel sistema di coordinate polari. Il diagramma consiste in una sequenza apparentemente caotica e densa di massimi e minimi della radiazione secondaria intorno a un aereo stilizzato al centro del sistema di coordinate polari.

Figura 1: Diagramma della sezione trasversale radar sperimentale del bombardiere B-26 a 3 GHz

Definizione: firma radar

Firma radar

La firma radar è l'informazione sugli echi caratteristici di un oggetto riflettente (bersaglio). È come un'impronta digitale che può essere utilizzata per determinare il tipo o la natura dell'obiettivo. Include non solo le variazioni di ampiezza degli echi, che dipendono dall'aspetto della superficie di retrodiffusione effettiva (vedi superficie equivalente radar), ma anche lo spettro di spostamento Doppler[1] con la sua modulazione caratteristica o le armoniche nel segnale dell'eco.

Sebbene la firma radar contenga anche informazioni sull'area di riflessione effettiva del bersaglio, non deve essere equiparata ad essa. Le firme radar sono determinate empiricamente e raccolte in banche dati. Queste informazioni svolgono un ruolo importante nella caratterizzazione dei bersagli, soprattutto nei radar militari.

Figura 2: Modulazione delle pale di un aereo ad elica e di un impianto eolico

Figura 2: Modulazione delle pale di un aereo ad elica e di un impianto eolico

Sezione trasversale radar

L'area di retrodiffusione effettiva, o sezione trasversale radar, dipende fortemente dalla direzione in cui l'oggetto riflettente viene illuminato dal radar. Le variazioni caratteristiche di quest'area possono essere utilizzate per determinare l'orientamento del bersaglio rispetto al radar. Per la firma radar, questo valore di ampiezza è solitamente solo un riferimento che misura la differenza di ampiezza tra le componenti non modulate e modulate. È quindi necessario eliminare un offset di frequenza, dovuto alla velocità radiale (effetto Doppler), per ottenere un segnale normalizzato che possa essere confrontato (correlato) con le voci del database.

Modulazione del motore

Informazioni più importanti per la firma radar sono gli spostamenti Doppler causati da parti del bersaglio in movimento, ad esempio le eliche di un aereo convenzionale o le pale del compressore dei motori a reazione (quest'ultimo fenomeno è chiamato Jet Engine Modulation, JEM). Queste frequenze Doppler dipendono dal numero di parti e dalla loro velocità di rotazione.

A causa del movimento rotatorio, queste parti cambiano costantemente la loro velocità radiale istantanea rispetto al radar e sono nulle a determinati angoli della propria rotazione. Ne risulta un modello caratteristico di frequenze Doppler. Come un'impronta digitale, queste possono essere utilizzate per identificare il tipo di aereo. Tuttavia, tutte le frequenze Doppler devono essere misurate e correlate con l'immagine del database.

Armoniche

Quando l'impulso radar incontra uno strato limite nel materiale che ha una caratteristica non lineare simile a quella di un diodo, nell'eco compaiono delle armoniche. Per le applicazioni militari, questo effetto è di secondaria importanza, poiché i produttori di aeromobili garantiscono già l'assenza di tali strati limite. Per la ricezione di queste armoniche, è necessario un ricevitore a banda larga estrema, che costituisce un ostacolo alla protezione dal rumore radar.

In un'altra applicazione, queste armoniche sono di importanza cruciale nel cosiddetto radar armonico. Ad esempio, viene utilizzato nel soccorso in montagna per trovare le persone sepolte sotto una valanga. Le armoniche appaiono sullo sciatore dotato di un piccolo dipolo con un diodo semiconduttore tra le due metà del dipolo, spesso offerto nelle località ad alto rischio. I produttori di abbigliamento speciale per lo sci o l'alpinismo possono includere tali riflettori nell'abbigliamento. Il radar è ora in grado di distinguere molto bene tra le firme radar del segnale eco passivo, come quello proveniente da una roccia e quello proveniente da una persona sepolta e immobile.

Riferimento:

  1. G. Raju: ''Radar engineering and fundamentals of navigational aids'' New Delhi: I K International Publishing House, 2010., ISBN 9788190694216 (anteprima online)