Radar Basics

Velocità radiale

Il moto di un oggetto con una data velocità è caratterizzato dalla sua direzione, quindi esso (il moto) può essere descritto da un vettore di velocità. In relazione alla direzione di osservazione del bersaglio, il vettore velocità del bersaglio può essere scomposto in due componenti:

• Un vettore diretto lungo la linea di vista del bersaglio, chiamato velocità radiale del bersaglio (può essere diretto sia verso il punto di osservazione che nella direzione opposta);
• Un vettore perpendicolare alla linea di vista del bersaglio, chiamato velocità tangenziale o componente tangenziale del vettore velocità del bersaglio.

La diagonale di un rettangolo disegnato su questi due vettori come lati e che rappresenta quindi la loro somma è il vettore velocità totale del bersaglio o semplicemente il vettore velocità del bersaglio. La lunghezza del vettore velocità del bersaglio è uguale alla velocità del bersaglio (più lungo è il vettore, più veloce si muove il bersaglio), e la sua direzione coincide con la direzione del movimento (rotta) del bersaglio.

Tutto ciò che il radar "vede" in un particolare momento è una porzione del vettore velocità del bersaglio che punta lungo un raggio disegnato dall’antenna al bersaglio. In generale, questa componente non corrisponde alla rotta reale del bersaglio, ma descrive solo quella parte di essa che è diretta verso o lontano dal radar (a seconda che il bersaglio si stia avvicinando o allontanando).

La velocità radiale del bersaglio è la componente del vettore velocità totale del bersaglio che è diretto verso o lontano dal radar.

Perpendicolare al vettore velocità radiale è il vettore velocità tangenziale. La grandezza di questo vettore influenza il funzionamento del sistema di controllo dell’antenna nel radar di inseguimento del bersaglio.

Quando un aereo vola davanti a un radar in linea retta, cioè con una direzione costante, c'è un punto nella sua traiettoria in cui la velocità radiale sarà zero. In questo caso, la componente tangenziale coinciderà con il vettore velocità totale del bersaglio. È noto che l’effetto Doppler si verifica solo quando la velocità radiale del bersaglio non è uguale a zero. Pertanto, nel momento in cui l’aereo si trova in questo punto, la sua velocità non può essere misurata dal radar e quindi non può essere distinta dall’interferenza passiva generata da un obiettivo stazionario.

Quando l’aereo continua a muoversi in linea retta dopo aver superato il punto in questione, la velocità radiale inverte la sua direzione e sarà diretta lontano dal radar. Questo produce anche un effetto Doppler e la frequenza del segnale riflesso differirà dalla frequenza portante del segnale di sondaggio di una quantità proporzionale alla velocità radiale. L’unica differenza è che quando la velocità radiale è diretta verso il radar (bersaglio che si avvicina), la frequenza del segnale eco aumenta della componente Doppler, mentre quando la velocità radiale è diretta lontano dal radar (bersaglio che si allontana), la frequenza del segnale eco diminuisce della stessa quantità.

Se il bersaglio si muove intorno alla posizione del radar in un cerchio con un raggio costante, la sua velocità radiale sarà zero in tutti i punti della traiettoria. In questo caso l’effetto Doppler non si verifica e la frequenza Doppler è zero. Il segnale d'eco di un tale bersaglio sarà soppresso dal filtro di selezione dei bersagli mobili come rumore passivo e non apparirà sul display radar.