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Requisiti per un ricevitore radar

Figura 1: Ricevitore e generatore di segnale dell'ATC-radar ASR-E (Produttore: EADS)

Figura 1: Ricevitore e generatore di segnale dell'ATC-radar ASR–E (Produttore: EADS)

Requisiti per un ricevitore radar

Un ricevitore radar ideale dovrebbe avere le seguenti caratteristiche:

Sensibilità del ricevitore

La più bassa potenza possibile all'ingresso di un ricevitore (Pemin) che può essere elaborata in un segnale di bersaglio è un elemento importante nel determinare la portata massima possibile di un'unità radar. Questo livello di sensibilità ha valori dell'ordine di 10 -13 watt (-100 dBm).

I ricevitori, tuttavia, sono progettati in modo da non essere molto più sensibili di quanto debbano necessariamente essere. Questo perché la sensibilità di un ricevitore limita la sua larghezza di banda e questo dovrebbe essere accettato solo per essere in grado di ricevere segnali che in realtà non sono desiderati?
Inoltre, si applica la seguente regola: meno sensibile è il ricevitore, migliore è il tasso di falso allarme dell'unità radar. Allo stesso tempo, però, la probabilità di rilevare un eco „buono“, cioè un segnale che sporge sopra il rumore di fondo del ricevitore, diminuisce perché questo segnale deve essere più grande con una sensibilità del ricevitore inferiore.

Larghezza di banda del ricevitore

Uno dei fattori più importanti è il rumore del ricevitore. Ogni ricevitore (e i ricevitori radar non fanno eccezione) ha una certa quantità di rumore intrinseco, che si aggiunge al rumore ricevuto. Anche la più meticolosa progettazione del ricevitore non può impedirlo. La dimensione di questo rumore intrinseco (chiamato anche rumore termico) è proporzionale alla larghezza di banda del ricevitore.

La riduzione della larghezza di banda del ricevitore può quindi ridurre il rumore intrinseco del ricevitore. Ma: se la larghezza di banda è troppo piccola, allora il ricevitore non può più elaborare alcuni segnali (o non altrettanto bene).
Quindi, ancora una volta, un compromesso è dovuto. In pratica, si sceglie una larghezza di banda del ricevitore vicina al reciproco della durata dell'impulso. Per esempio, se il radar emette impulsi della durata di 1 µs, la larghezza di banda ottimale del ricevitore è di circa 1 MHz.

Gamma dinamica

Il ricevitore deve amplificare i segnali ricevuti senza distorcerli. Tuttavia, se una forte eco a bersaglio fisso porta il sistema di ricezione alla saturazione, allora come risultato le diverse componenti di frequenza del segnale sono amplificate in modo diverso, cioè lo spettro è alterato. Questo cambiamento nello spettro riduce la capacità del radar di usare la frequenza Doppler per mascherare questi forti echi del bersaglio fisso. Inoltre, quando il ricevitore è in saturazione, una debole eco da un aereo vicino al bersaglio fisso non può più essere rilevata. Pertanto, la gamma dinamica del ricevitore deve estendersi dal livello di rumore al più forte eco atteso del bersaglio fisso. In pratica, questa gamma dinamica copre una gamma di circa 80 dB.

La forza dei segnali interferenti in relazione a una debole eco del bersaglio sono in media:

Gli effetti di queste interferenze sono mitigati da opportuni circuiti di controllo del guadagno come il controllo dinamico del guadagno in funzione del tempo di transito.