RADAR-ul

1. RADAR-ul RADAR – RAdio Detection And Ranging

2. RADAR-ul Clasificare: • După amplasare: -fixe; -mobile; • După principiul constructiv: -cu radiaţie continuă; -cu impuls; • După modul de realizare a detecţiei: -radare primare: *telemetre; *altimetre; -radare secundare: *de răspuns activ; *de recunoaştere;

3. RADAR-ul Datele privind poziţia în spaţiu a obiectelor pe care le descoperă radarele sunt relative la poziţia acestora. Aceste date sunt: -azimutul:unghiul format între nordul geografic şi direcţia pe care se aflăobiectul respectiv; -distanţapană la obiect (distanţa inclinată); EXEMPLE: • Poziţia ţintei A faţă de radar: • azimut: 25°; • -distanţă: 35km. Poziţia ţintei B faţă de radar: azimut: 160°; -distanţă: 28km.

4. RADAR-ul Radare fixe - radare mobile Radarele fixe:sunt amplasate pe sol, intr-o poziţie cu coordonategeografice strict determinate. Faţă de aceste coordonate, radarul va stabili poziţiaobiectelor din raza sa de acţiune.

5. RADAR-ul Radare fixe - radare mobile Radarele mobile sunt montate pe nave maritime, aeronave etc. şi pot determina poziţia obiectelor în coordonate absolute (faţă de obiectele fixe din teren) dacă în ecuaţia de determinare se introduc şi funcţiile ce definesc deplasarea în spaţiu a vehicululuipurtător al radarului.

6. RADAR-ul Ce este efectul Doppler ? Exemplu:un vehicul trece pe lîngă noi cu sirena pornită. În timp ce se apropie, percepem sunetul ca fiind din ce în ce mai ascuţit (Observatorul 1). În timp ce se îndepărtează (Observatorul 2), tonalitatea scade. Ce se întîmplă ? Sunetul reprezintă o vibraţie, o oscilaţie generată de sirenă. În timpul cât o oscilaţie parcurge spaţiul, vehiculul se apropie astfel încât următoarea oscilaţie va sosi mai repede cu un timp dat de viteza de deplasare a trenului. Efectul sesizat este modificarea tonalităţii. În termeni fizici se vorbeşte de modificare de fază.

7. RADAR-ul Emisie continuă – emisie în impuls ATUNCI… Radare cu emisie continuă:prezentau o aparatură de emisie care funcţiona continuu, radiind în spaţiu pe o antenă şi cu o altă antenă recepţionau permanent ecourile sosite. Radarul primar cu emisie continuă compara semnalele recepţionate din două ture de antenă consecutive. Principiul electronic poartă denumirea de efect Dopplerşi reprezintă în fapt o decalare în fază a semnalului la întîlnirea unui obstacol. Decalarea aceasta în fază se traduce printr-o distorsionare a semnalului. Nu se putea determina distanţa pentru că un avion mare dispus la o distanţă mare poate produce acelaşi defazaj ca şi un avion mic aflat în apropiere. Stabilirea poziţiei:Semnalele provenite de la obiecte fixe din teren vor veni cu aceeaşi fază, iar pentru obiecte mobile faza va diferi. Se extrag şi se afişează numai aceste semnale. student DRAGU DANIEL, A.I.A. An IV

8. RADAR-ul Emisie continuă – emisie în impuls ACUM… 2.Radare cu emisie în impuls: emisia funcţionează pentru un timp foarte scurt, generându-se aşa-zisul impuls de sondaj sau de interogare. Astfel se pot realiza puteri de emisie mult mai mari, ceea ce duce implicit la creşterea razei de acţiune. Perioada de timp dintre două impulsuri de emisie este folosită pentru recepţia semnalelor sosite ca răspuns de la ţinte. Stabilirea poziţiei obiectelor se face masurând azimutul antenei şi distanţele dintre impulsul de emisie şi replicile primite.

9. RADAR-ul Radar primar - radar secundar 1 - Radare primare - construite pe principiul radiolocaţiei pasive: Se compun dintr-un emiţător şi un receptor pe aceeaşi frecvenţă. Semnalul emis este reflectat de obiectele pe care le întîlneşte, iar semnalul ecou este receptat şi afişat pe un indicator. • R este distanţa dintre staţia radarşi aeronavă (obiect); • c este viteza de propagare a undelor electromagnetice; -pentru aparatura radar un kilometru reprezintă de fapt o întîrziere a semnalului cu 6.6 microsecunde! (1 ms = 0,000001 sec)

10. RADAR-ul Radar primar - radar secundar O schemă bloc foarte simplificată a unui radar primar este următoarea : Imagine generată de un radar primar

11. RADAR-ul Radar primar - radar secundar 2 - Radare secundare - construite pe principiul radiolocaţiei active Semnalul emis de la sol (semnal de interogare codificat după o anume regulă) este recepţionat de o aparatură de la bordul avionului (transponderul), care la rândul ei va emite un alt semnal codificat (de răspuns), furnizând o serie de informaţii necesare procesului de dirijare. In funcţie de tipul semnalului emis de aparatura de pe avion se disting: -aparatură “de răspuns activ” (dacă semnalul emis de avion este identic cu cel emis de la sol) şi este destinată măririi distanţei de descoperire a aparaturii radar. - aparatură “de recunoaştere” (dacă semnalul emis de avion prezintă alte caracteristici decât cel emis de la sol şi care, pentru a putea fi afişat necesită o decodificare.

12. RADAR-ul Alte destinaţii ale radarelor: Radare de cercetare globală Pot fi dispuse în spaţiu, la bordul unor sateliţi geostaţionari sau la sol. Sunt radare destinate pentru a oferi informaţii sistemelor de apărare strategică. Raza pe careo acoperă este de ordinul miilor de kilometri.Specificul radarelor de cercetare globală dispuse lasol esteacela că pentru a mări raza de acţiune folosesc principiul reflexietroposferice a undelor electromagnetice emise. Radarele de cercetare îndepărtată Au aceleaşi destinaţii ca şi radarele de cercetare globală, dar raza lor de acţiune este de ordinul sutelor de kilometri până la mii de kilometri. Radarele de cercetare şi dirijare Sunt destinate pentru supravegherea spaţiului aerian şi a respectării regimului de zbor stabilit (în cadrul sistemului naţional de apărare) sau pentru controlul şi dirijarea traficului aerian (în cadrul sistemului nostru). Raza de acţiune este de ordinul sutelor de kilometri (de regulă 200-400 km).

13. RADAR-ul Alte destinaţii ale radarelor: Radarele meteorologice: Au raza de acţiune aproximativ egală cu aradarelor de cercetare şi dirijare şi sunt destinate pentru observarea evoluţiei formaţiunilor noroase. Sunt radare primare de mică precizie. Radarele de precizie: Au raza de acţiune de până la 100 km, dar au precizii deosebite (mergînd până la ±5m). Sunt destinate pentru aducerea la aterizare a avioanelor (sau ca o aplicaţie militară - pentru autodirijarea rachetelor cu încărcături explozive).

14. RADAR-ul Principalii parametri ai radarului Principalii parametri ai unui radar şi care interesează din punctul de vedere al controlului de trafic aerian sunt următorii : • frecvenţa purtătoare a impulsurilor de sondaj (Fp) ; • frecvenţa de repetiţie a impulsurilor de sondaj (Tr) ; • puterea în impuls (Pi), respectiv puterea medie a emisiei; • forma şi parametrii caracteristicii de directivitate a antenei ; • capacitatea de separare ; • viteza de rotire a antenei.

15. RADAR-ul Principalii parametri ai radarului Lipsa reflexiei: (lipsa unei unde reflectate care să poată fi captată de către radar): este un fenomen caracteristic corpurilor fără porţiuni rotunjite. + arhitectură numai cu unghiuri şi suprafeţe plane strat absorbant de microunde __________________________________________ tehnologie stealth Explicaţie: …posibilitatea ca o undă reflectată de către suprafeţele plane ale avionului să ajungă înapoi la radar este foarte mică. Lockheed F-117A

16. RADAR-ul  Principalii parametri ai radarului -tehnologia stealth este “invizibilă” pentru radar...

17. RADAR-ul Frecvenţa purtătoare a impulsului de sondaj. Benzi de frecvenţă. Pentru ca impulsurile de sondaj să se transmită prin spaţiu, păstrându-se o formă foarte bine definită a acestora, este necesar ca acestea să fie modulate cu o altă frecvenţă, cu mult mai mare, care estefrecvenţa putătoare.Această frecvenţă este dată deun oscilator din compunerea radarului.

18. RADAR-ul Utilizări ale benzilor de frecvenţe de către diferitele tipuri de radar BANDA HF Observare globală sau cercetare îndepărtată. Practic nu există o reglementare internaţională a utilizării acestor frecvenţe. Singura cerinţă impusă este ca frecvenţa să fie în afara benzii de medie frecvenţă a radiodifuziunii (520-1.600 Khz). BENZILE VHF şi UHF cercetare îndepărtată. În documentele internaţionale de alocare a frecvenţelor banda UHF se întinde până la 3000 Mhz. Pentru radar limita care se consideră este frecvenţa de 1.000 Mhz. Practic benzile L şi S se consideră ca făcând parte din zona superioară a benzii UHF. BANDA L cercetare îndepărtată. Prezintă ca un major dezavantaj faptul că este puternică influenţa condiţiilor meteo (nori, ploaie, ninsoare). BANDA S supraveghere în zona apropiată sau dirijare pe rută de medie precizie. Influenţa de condiţiile meteo se simte într-o măsură mai mică. BENZILE C şi X supraveghere în zona apropiată sau dirijare pe rută de mare precizie. BENZILE Ku şi Ka dirijare de precizie în zona apropiată. Utilizată mai ales în aplicaţiile unde este impusă o dimensiune minimă a antenei sau pentru radilocatoare de bord. BANDA mm radiolocatoare de bord. Este banda de frecvenţe care doar în ultimii ani a început să fie experimentată, dar până în prezent nu există aplicaţii practice Banda special alocată pentru radionavigaţia aeriană este cuprinsă între 960-1.215 Mhz şi mai este uneori intitulată banda Lx.

19. RADAR-ul Forma şi parametrii caracteristicii de directivitate Antenele sunt destinate pentru dirijarea în spaţiu a semnalului emis şi recepţia selectivă a semnalelor- ecou. Forma globală a zonei din spaţiu în care emite şi din care poate recepţiona o antenă, poartă denumirea de caracteristică de directivitate În cazul unui singur element, denumit dipol, caracteristica dedirectivitate este simetrică în plan orizontal şi vertical, având forma unei picături de apă, iar însecţiune cea din figura 1. Principalul dezavantaj este bidirecţionalitatea . Fig.1 Dacă montăm un element reflector ca în figura 2. rezultă antena cu doi elemenţi, cu o directivitate mai bună, dar care va prezenta mai mulţi lobi secundari în zona apropiată. Dar această antenă este directivă, prezintă o “faţă”, respectiv o direcţie principală a caracteristicii de directivitate. Totodată caracteristica de directivitate se lăţeşte în plan vertical, astfel încât nu mai este indiferentă poziţionarea orizontală sau verticală. Fig.2 Dacă se pliază spre înainte cele două elemente, ca în figura 3, se obţine o îngustare mai accentuată a caracteristicii. Scopul final este obţinerea unei caracteristici cât mai înguste în plan orizontal (pentru a se putea determina cu cât mai mare precizie azimutul) şi cât mai late în plan vertical (pentru a se acoperi o zonă cât mai mare în înălţime). Fig.3

20. RADAR-ul Capacitatea de separare Capacitatea de separare reprezintă capabilitatea pe care o are aparatura de a afişa separat două avioane care sunt foarte apropiate. 1.Capacitatea de separare în azimut: a unde  este lăţimea caracteristicii la nivel 0,707 ; D este distanţa relativă între cele două avioane ; R este distanţa de la radar până la cele două avioane. 2. Capacitatea de separare în distanţă: D= d unde c este viteza de propagare a undelor electromagnetice (respectiv viteza luminii) ; tp este durata unui impuls de sondaj.

21. Sunetul. Viteza sunetului. Ce este numărul MACH? 1 Mach = 1 x viteza sunetului = 340 m/s = 1224 Km/h (încondiţii de atmosferă standard: p=1013mb, t=15°C)