Tesina Radar

ARMAMENTI 22

LA BATTAGLIA

23

ESITI 25

WHAT IS THE RADAR? 26

 ITALO CALVINO: IL SENTIERO DEI NIDI DI RAGNO

 27

L’IMPORTANZA DELL’EDUCAZIONE FISICA NEL FASCISMO.

 29

BIBLIOGRAFIA – SITOGRAFIA

 30 INTRODUZIONE.

Il radar è un sistema che utilizza le onde elettromagnetiche per rilevare la posizione e

eventualmente la velocità degli oggetti chiamati bersagli o target.

I radar furono usati in quasi tutte le battaglie della Seconda Guerra Mondiale come

arma di difesa e di attacco e contribuirono alla vittoria finale degli Alleati; ma in modo

particolare furono fondamentali in queste due battaglie:

La battaglia d’Inghilterra, dove grazie ai radar e al sistema Dowding gli aerei inglesi

riuscirono ad intercettare l’80 % degli incursori aerei tedeschi.

La battaglia del Mediterraneo, dove l’assenza del radar da parte degli italiani all’inizio

della guerra e ai sistemi arretrati installati dopo, portò un notevole vantaggio agli

inglesi.

La mentalità fascista italiana non mirava al progresso, infatti in Italia all’inizio della

guerra mancavano i radar e le strategie belliche erano datate. Oltre a questi problemi

la scelta sbagliata del Duce di scendere in guerra per supportare Hitler portò

all’armistizio con gli Alleati l’8 settembre 1943 con tutte le conseguenze del caso.

Nell’Italia settentrionale occupata dai tedeschi, i bombardamenti angloamericani

distruggevano città e industrie. Intanto per combattere gli occupanti tedeschi

nascevano piccole organizzazioni partigiane, come racconta Italo Calvino nel suo

romanzo “Il Sentiero dei nidi di ragno”.

Il fascimo portò diversi problemi in Italia, ma è proprio grazie a questa mentalità che i

soldati italiani attuarono tecniche offensive rischiosissime, oltre a difendere il proprio

onore e la patria fino alla morte. Infatti, fin da bambini nell’educazione fisica scolastica

era insegnato loro lo spirito di sacrificio e i maschi seguivano un addestramento

premilitare. 3

IL RADAR.

Il radar è un sistema che utilizza le onde elettromagnetiche appartenenti

allo spettro delle onde radio o microonde per il rilevamento e la determinazione

della posizione (coordinate in distanza, altezza e azimuth) ed eventualmente

della velocità di oggetti (bersagli, target) sia fissi che mobili, come aerei, navi, veicoli,

formazioni atmosferiche o il suolo.

Il termine RADAR fu coniato dalla marina statunitense nel 1940 come sigla di Radio

Detection And Ranging. Questa è divenuta molto frequente nel parlato comune ed ha

perso il suo valore di sigla difatti ormai è scritto minuscolo. Nello stesso periodo in

Italia si chiamava radiotelemetro. Nel Regno Unito invece inizialmente fu chiamato

RDF, acronimo di Range and Direction Finding (individuazione di distanza e direzione).

Questa sigla che era già diffusa il cui significato era Radio Direction Finder

(individuatore radio di direzione), cioè indicava il dispositivo in grado di definire la

direzione e il verso di propagazione delle onde radio. Questa strategia fu usata per

nascondere il vero scopo del radar.

CENNI STORICI.

Sono stati numerosi gli scienziati e gli ingegneri che contribuirono alla nascita e allo

sviluppo dei radar.

Il primo fu Heinrich Hertz dell'università di Karlsruhe, in Germania, nel 1886 notò che

le onde radio erano riflesse dagli oggetti metallici.

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Nel 1904, quasi vent’anni dopo Christian Hulsmeyer di

Dussendorf, in Germania, ideò il telemobilescopio, uno

strumento in grado di rivelare oggetti nell’oscurità e

nella nebbia. La sua portata era di poche centinaia di

metri (dovuta alla scarsa potenza dei trasmettitori

esistenti) non interessò alla marina neppure durante la

Prima Guerra Mondiale. Se invece fosse stato

sviluppato e installato avrebbe evitato la tragedia del

Titanic nel 1912.

Tuttavia fu Nikola Tesla nell'agosto del 1917 a stabilire i principi di funzionamento delle

frequenze e il livello di potenza dei primi radar, anche se avevano ancora una portata

ridotta.

Bisognerà aspettare il dopoguerra per un sistema a lunga portata. Nel 1922 Guglielmo

(nell’immagine)

Marconi sviluppò il radiotelemetro, un sistema in grado di

individuare mezzi mobili a distanza. Questa invenzione la presentò ai vertici della

marina nel 1935. Questo progetto fu trovato interessante e affidato nell’esercito al

prof. Ugo Tiberio, il quale non troverà i fondi necessari per sviluppare un sistema

pienamente efficiente.

Nel 1935 Robert Whatson Watt fu incaricato di trovare un sistema per localizzare gli

aerei nemici e riuscì a realizzare un radiolocalizzatore ad impulsi, installato subito

dopo sulle coste britanniche.

Nel 1936 l'ungherese Zoltán Bay fu il primo a produrre un modello funzionante nei

laboratori di Tungsram.

La guerra portò ad un'accelerazione delle ricerche con lo scopo di trovare le migliori

soluzioni per le nuove esigenze difensive. Nel dopoguerra l'uso del radar si è

ampiamente diffuso anche in ambito civile per il controllo del traffico aereo civile, il

controllo meteorologico e il controllo delle velocità automobilistiche.

FUNZIONAMENTO E CONFIGURAZIONE.

Un’idea del funzionamento dei radar si può avere esaminando

un normale radar a impulsi, il quale è in grado di localizzare un

oggetto attraverso la determinazione della distanza e la

direzione della sua visuale. La distanza dell’oggetto si ricava

misurando il tempo t che il segnale emesso impiega per

viaggiare dal trasmettitore del radar, va a colpire l’oggetto, è

riflesso e torna al ricevitore dello stesso radar. Il segnale si

propaga nell’aria alla velocità della luce, quindi la distanza si

calcola facendo il rapporto fra il tempo e la velocità della luce

(quasi 300.000 km/s, quindi 6,67 microsecondi per chilometro), il tutto fratto 2 perché

nel viaggio fa andata e ritorno. La direzione si ricava dall’orientamento del fascio

elettromagnetico emesso dall’antenna. Il sincronizzatore genera una serie d’impulsi di

comando (di sincronismo) che accendono periodicamente il modulatore; questo a sua

volta fa da interruttore al tubo di potenza a radiofrequenza (magnetron o klystron).

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Questi impulsi inviati all’antenna la quale li irradia

nello spazio entro un fascio la cui direzione

dipende dall’orientamento dell’antenna. Se il

fascio colpisce un oggetto, gli impulsi di

radiofrequenza vengono riflessi e sono captati

dall’antenna come eco. Se l’antenna è solo una,

quindi con funzione trasmittente e ricevente, il

duplexer commuta e isola la sensibilissima e

delicatissima sezione ricevente quando viene

inviato l'impulso; viceversa quando riceve il segnale di ritorno lo invia al ricevitore ed

isola la sezione trasmittente. Tutto questo in una frazione di secondo.

Gli echi captati sono convertiti a una frequenza più bassa, tra 15 e 90 MHz, in modo da

poter essere più adatti ad eseguire la successiva operazione di amplificazione. La

conversione è ottenuta attraverso il battimento della radiofrequenza con la frequenza

generata da un oscillatore locale. Poi il segnale è filtrato eliminando il rumore e i

segnali ricevuti da oggetti fissi, questo per mezzo dei separatori di frequenza. Nei

radar moderni il segnale è convertito in forma digitale, in modo da poter esser letto da

un computer. In seguito è amplificato, perché troppo debole per essere elaborato. Un

dispositivo simile a un orologio calcola il tempo trascorso dalla trasmissione del

segnale alla sua ricezione.

Infine il tutto è rappresentato. In genere si usa uno schermo di forma circolare sul

quale sono rappresentati dei cerchi concentrici indicanti la distanza espressa in miglia

o chilometri. Il centro è, dove si trova l’antenna del radar e la posizione dei bersagli

appare sullo schermo sotto forma di puntini o figure. Gli schermi in origine erano

collegati a un tubo a raggi catodici, mentre oggi si utilizzano display LCD

programmabili con una loro memoria interna.

I radar Doppler sfruttano appunto l’effetto Doppler (in base al quale se noi guardiamo

da un punto stazionario un oggetto in movimento il suo spostamento genera onde di

frequenza e quest’ultima sarà più alta nella direzione di

avvicinamento) per calcolare la velocità degli obiettivi.

L’effetto Doppler viene anche usato per distinguere gli

oggetti in movimento e quelli fissi (ad esempio palazzi,

montagne). Gli echi degli oggetti fissi sono detti clutter e non

sono rappresentati sullo schermo.

I radar d'inseguimento sono sistemi nei quali un meccanismo,

controllato automaticamente dai segnali d'eco, mantiene il

fascio del radar puntato su un oggetto in moto rispetto al

radar stesso. L'utilizzazione di più radiofrequenze migliora le prestazioni dei radar

d'inseguimento ed è vantaggiosa anche nei confronti dell'effetto perturbante dovuto

alle riflessioni del terreno o del mare, o per difendersi da azioni di disturbo provocate

deliberatamente.

LE ANTENNE.

Le antenne dei radar in genere sono riflettori di forma parabolica altamente direzionali

e possono ruotare in ogni direzione in modo da poter scrutare ogni frazione di cielo o

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di mare. I fasci prodotti devono essere stretti e ben collimati. La larghezza del fascio

prodotto è direttamente proporzionale alla lunghezza d'onda della radiazione e

inversamente proporzionale all'ampiezza dell'antenna, quindi le antenne migliori sono

quelle di grandi dimensioni. Ovviamente nelle unità mobili non è possibile utilizzare

antenne enormi, dunque queste sfruttano i radar a microonde, che sono meno

suscettibili al rumore ed hanno una migliore risoluzione. Il movimento del fascio radar

si ottiene con un movimento periodico dell’antenna, solitamente ottenuto con una

rotazione lenta e continua.

I sistemi radar di terra usati per la rivelazione di velivoli aerei, spesso hanno due

apparecchi radar distinti: uno effettua una scansione orizzontale per individuare

l'aereo e determinarne l'azimutm (l’angolo che si forma tra l’obiettivo e il nord, il cui

vertice è l’antenna), mentre l'altro compie una scansione verticale per determinare

l'angolo di elevazione.

Ai radar per la localizzazione orizzontale, quindi quelli navali, non serve una grande

efficienza per scrutare il cielo dunque

le antenne si riducono a una sottile

striscia di forma parabolica. Alcuni di

questi sono usati per rivelare gli aerei

a bassa quota.

Non sempre l'antenna trasmittente è

anche quella ricevente, questo solo

nei radar monostatici, mentre in quelli multistatici ne ha due o più dove quelle

riceventi possono essere distanti anche centinaia di metri dalla prima trasmittente.

DISTANZA MINIMA DI RILEVAZIONE E PORTATA STRUMENTALE.

La distanza minima cui il radar può rilevare oggetti è inversamente proporzionale al

tempo di commutazione, perché se il trasmettitore è acceso, non può essere attivato

anche il ricevitore.

Per protata del radar si intende la distanza massima alla quale può essere rilevata la

presenza di un oggetto di area equivalente σ. Essa dipende dalle caratterristiche del

ricevitore, in particolare la potenza minima (Pmin) che il ricevitore è in grado di

rivelare.

Dalla formula si rileva: Pi è la potenza degli impulsi, Aa è l’aera dell’antenna, σ è l’area

dell’oggetto, ʎ è la lunghezza d’onda e Pmin la potenza minima.

Per aumentare la portata, occorre quindi impiegare antenne di grande area, lavorare a

frequenze elevate e quindi con lunghezze d’onda molto piccole, e aumentare la

potenza degli impulsi. Si osserva però che la potenza degli impulsi compare in ragione

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della radice quarta, mentre l’area dell’antenna e la lunghezza d’onda compaiono in

ragione della radice quadrata; di conseguenza per raddoppiare la portata occorre

moltiplicare la potenza degli impulsi, mentre per ottenere lo stesso risultato è

sufficiente quadruplicare l’area dell’antenna o impiegare una lunghezza d’onda

quattro volte più piccola.

La portata non è data solo da questi elementi ma ci sono anche dei fattori di disturbo

quali la rumorosità intrinseca del ricevitore, la sua sensibilità e i disturbi ambientali

quali i fenomeni atmosferici e la presenza di montagne o palazzi (clutter). Un altro