Radar e Link Budget

35 Pages·2014·2.76 MB·English

Radar e Link Budget
Telecomunicazioni per l’Aerospazio
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RADAR
Il RADAR serve allora a:
RIVELARE AL PRESENZA E
MISURARE LA DISTANZA
dio
facendo uso di onde radio.
etection
nd
anging
Applicazioni possibili:
Attualmente ciò che si chiede ad un radar è molto
di più:
• sorveglianza: rivelazione e
- Misure di posizione (distanza, azimuth, quota) localizzazione di oggetti (ad es. aerei,
- Misure di velocità navi etc.);
- Riconoscimento degli echi
• monitoraggio ambientale: studio della
- Costruzione di mappe del territorio
terra, analisi delle risorse etc.;
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Radar Primario e Secondario
Tipica installazione
di radar per Controllo
del Traffico Aereo Civile:
Radar secondario
Sfrutta risposta del trasponder
a bordo dell’aeromobile
Radar primario
Sfrutta riflessione del segnale
da parte dell’aeromobile
Telecomunicazioni per l’Aerospazio da: "A Family of Radars for Advanced Systems", E. Giaccari, C.A. Penazzi, Alta Frequenza, Aprile 1989
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Radar: Esempio uso in ATC
Combined display
of ATCAS
(FIR of Rome)
Air
Traffic
Control
Automated
System
Flight
Information
Region
of Rome
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Applicazioni dei radar
I radar possono essere
classificati in base a:
► la funzione sviluppata
-Radar di avvistamento radar meteo di San
-Radar costieri Pietro Capofiume (BO)
-Radar meteorologici
-Radar aeroportuali (TAXI)
-Radar di precisione per atterraggio (PAR)
-Radar di avvistamento precoce (Early Warning)
-Radar di navigazione
-Radar anticollisione
-Radar portuali
-Radar di inseguimento
-Radar di guida
-Radar altimetri
-Radar di immagine
-Radar multifunzionali
High-res (<1 m) DRA X band image (rural
European Multifunction Phased Array Radar scene) British Crown Copyright 1997/DERA
From: E. Giaccari, C.A. Penazzi-“A Family of Radars From: C.J. Oliver, S. Quegan, ”Understanding Synthetic
for Advanced Systems”, Alta Frequenza, April 1989 Aperture Radar Images”, ArtechHouse, 1998
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Radar su piattaforma mobile
EMPAR
-Radar terrestri (Ground-Based)
(fissi/trasportabili/mobili)
-Radar navali (Ship-Borne)
-Radar avionici (Air-Borne)
-Radar satellitari (Space-Borne/Space-Based)
AWACS:
Airborne Warning SOSTAR-X
and Control Stand Off Surveillance and Target
System Acquisition Radar
COSMO-SkyMed
TerraSAR-X
GRIFO Multimode Radar
http://www.skyrocket.de/space/
Courtesy of FIAR
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Il Radar Primario
• Principio di funzionamento:
– Il radar invia un impulso (ad esempio di forma
rettangolare) su una frequenza portante assegnata
– L’impulso trasmesso viene riflesso dal corpo
dell’aeromobile: una parte dell’energia che
raggiunge l’aeromobile viene riflessa indietro verso
il radar (back-scattering) mentre la parte restante
viene inviata in altre direzioni
– La ricezione dell’impulso riflesso
consente di rivelare l’aereo
f
0
riflessione
interrogazione
f
0
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Il Radar Secondario
• Principio di funzionamento:
– L’interrogatore invia una coppia di impulsi alla frequenza di 1030 MHz:
– Il trasponder di bordo riceve la coppia di impulsi e capisce di essere interrogato
– Dopo un tempo di latenza concordato (50 s), il trasponder invia indietro una
sequenza di impulsi sulla frequenza di 1090 MHz
1030 MHz risposta
interrogazione
1090 MHz
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Schema del radar
Tx Mod Trigger
Dup Display
Range
LNA IF Det V Amp
near by clutter
Antenna
Control LO
Angle Data
Mech
Filtro IF:
matched filter
informazione quantizzata:
•0-assenza bersaglio;
Confronto del segnale ricevuto ed elaborato con una soglia V :
T •1-presenza bersaglio;
soglia fissata in modo da assicurare una P costante e preassegnato.
fa
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Localizzazione: misura della distanza
• Segnale trasmesso: impulso con durata e lunghezza d’onda della portante (frequenza portante f =c/)
c
impulso
trasmesso
Tx

t
• Segnale ricevuto: eco retrodiffusa da bersaglio a distanza R
impulso
eco dal
trasmesso
Tx bersaglio
Rx-T
t 2R c t
•distanza bersaglio-antenna radar (range) è misurata valutando il
• LOCALIZZAZIONE 
tempo di ritardo dell’eco rispetto al tempo di trasmissione
z
dell’impulso
T R: range (metri);
c: velocità della luce (circa
R c t
R 
2.998·108 m/s);
 2
y
Oantenna
t: ritardo (secondi);

• angoli elevazione  e azimuth  sono misurati a partire dalla
x posizione attuale dell’antenna posta in rotazione ;
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