Radar Basics

Trasmettitore radar

Compiti di un trasmettitore radar

Il trasmettitore radar genera un breve impulso ad alta frequenza con alta potenza. Le seguenti caratteristiche tecniche sono richieste a un trasmettitore radar:

• Il trasmettitore radar deve essere in grado di generare la potenza RF richiesta con la potenza d'impulso richiesta.
• Il trasmettitore radar deve avere una larghezza di banda RF adeguata.
• Il trasmettitore radar genera la potenza RF con una stabilità di frequenza sufficiente per permettere un’ulteriore elaborazione del segnale.
• Il trasmettitore radar sarà facilmente modulabile per soddisfare i requisiti di forma degli impulsi.
• Il trasmettitore radar deve essere efficiente, affidabile nel funzionamento, facile da mantenere, dovrebbe avere una lunga aspettativa di vita e un basso costo.

Il cuore del trasmettitore radar è sempre lo stadio di uscita ad alta potenza, quindi questo capitolo tratta principalmente le diverse possibilità di generazione di potenza.

Generatori di alta potenza auto-oscillanti

Un design di trasmettitore frequentemente usato è l’oscillatore auto-oscillante, come un trasmettitore magnetron, che è commutato da un impulso ad alta tensione. Questo impulso ad alta tensione come alimentazione del trasmettitore è fornito da uno speciale modulatore radar. Questo sistema di trasmissione è anche chiamato POT (Power-Oszillator-Transmitter). Le unità radar con un POT sono non-coerenti o pseudo-coerenti. (Il termine coerenza ha un significato essenziale nella misura delle velocità nel radar Doppler).

Figura 1: un trasmettitore pseudocoerente del P-37 „Bar Lock”.

Figura 1: un trasmettitore pseudocoerente del P-37 „Bar Lock”.

Qui è mostrato un cabinet del trasmettitore dello storico radar russo P-37 „Bar Lock”. Questo è un tipico trasmettitore (POT) con un magnetron come oscillatore ad alta potenza che alimenta la sua energia RF direttamente in un sistema a guida d'onda. Potete vedere questo magnetron con i suoi forti magneti permanenti nel livello centrale dell’armadio del trasmettitore. A destra c'è il blocco modulatore con il thyratron. Nel livello inferiore ci sono il trasformatore di impulsi, la catena di ritardo con il diodo di carica e il trasformatore di alta tensione.

Il radar aveva 5 di questi armadi trasmettitori in funzione, tre alimentavano l’antenna inferiore, due quella superiore. Per il raffreddamento, l’intero armadio aveva un flusso d'aria che lo attraversava, le cui ventole erano attaccate alla parete esterna dell’armadio. L’apertura delle porte dell’armadio ha spento l’alta tensione. Se la porta era molto aperta, allora un dispositivo meccanico scaricava persino i gruppi ad alta tensione cortocircuitandoli.

Trasmettitore come amplificatore ad alta potenza

Un altro sistema è il PAT (Power-Amplifier-Transmitter). In questo sistema di trasmissione, l’impulso di trasmissione è generato a bassa potenza in un generatore di funzioni arbitrarie e successivamente portato alla potenza necessaria da un amplificatore (amplitron, klystron, Travelling Wave Tube (Tubo ad onda progressiva) o un amplificatore a stato solido). Le unità radar con un PAT sono nella maggior parte dei casi completamente coerenti.

Un caso speciale del PAT è l’antenna attiva, dove ogni singolo elemento dell’antenna o gruppi di elementi dell’antenna sono dotati di un proprio amplificatore.

I moduli di trasmissione/ricezione a stato solido sono gruppi interessanti per la progettazione di radar con antenne phased array attive. Ciononostante, l’applicazione della tecnologia dei tubi rimane attuale, soprattutto perché offre uno spettro di potenza ancora più elevato della tecnologia dei semiconduttori.

Informazioni generali

La tabella seguente confronta i design dei trasmettitori attualmente utilizzati nella tecnologia radar: