Acronimo di
Radio Detection and Ranging (Rivelazione e localizzazione
mediante radioonde). • Elettr. - Sistema elettronico atto a rivelare, per
mezzo di ecoradio, la presenza di bersagli distanti e di misurarne la distanza,
le posizioni angolari e la velocità. ║
Nave r.: nave
militare attrezzata con speciali apparecchiature
r. destinate a
raccogliere e trasmettere rilevamenti. ║
Carte r.: carte nautiche
idrografiche che riportano i profili costieri come si vedono sugli schermi dei
r. panoramici. ║
Uomini r.: denominazione corrente dei
controllori di volo. • Encicl. - Il primo brevetto di un
radiolocalizzatore a distanza si deve a C. Hülsmeyer (1904): il
funzionamento dell'apparecchio si basava sull'emissione da parte di un
ricetrasmettitore direzionale a scintilla di un segnale che veniva riflesso da
un bersaglio e, tornando al ricevitore, azionava un campanello. Negli anni
Venti, in seguito al perfezionamento della tecnologia radio e agli studi sulla
ionosfera, emerse l'idea di valersi di metodi basati sulla riflessione di
radioonde per la radiolocalizzazione di oggetti anche a grandi distanze. Nel
1935 il fisico inglese R.A. Watson-Watt riuscì a realizzare un
radiolocalizzatore a impulsi, che venne immediatamente impiegato nel primo
sistema di difesa antiaerea delle coste britanniche. Fu durante la seconda
guerra mondiale che il
r. (da poco definito così nei Paesi
anglosassoni, mentre in Italia era ancora chiamato
radiotelemetro)
subì un notevole sviluppo, soprattutto grazie all'impiego del magnetron
(V.) a cavità risonante. I maggiori Paesi
impiegarono quindi sistemi
r. per la difesa antiaerea, sulle navi da
guerra, per la radiolocalizzazione di navi e di aerei, per la direzione
automatica del tiro delle artiglierie navali e contraeree e, installati a bordo
di aerei, per l'inseguimento e l'intercettazione degli apparecchi e dei
sommergibili nemici. Sulla base dell'esperienza bellica si svilupparono poi
importanti applicazioni alla navigazione marittima e aerea, specialmente per il
controllo del sempre più intenso traffico nelle aerovie e nelle zone
aeroportuali. Dagli anni Cinquanta l'utilizzo del
r. venne esteso a
molteplici impieghi in campo civile e, grazie ai miglioramenti tecnologici
conseguenti allo sviluppo dell'informatica, dei microprocessori e dei sistemi di
elaborazione, il
r. viene attualmente impiegato nella navigazione aerea e
marittima (per il controllo della velocità e dei rilievi altimetrici), in
meteorologia e nelle osservazioni astronomiche. ║
Elementi costitutivi
del r. e suo funzionamento: un
r. è schematicamente costituito
da un'antenna, un trasmettitore, un ricevitore e un indicatore dei segnali.
L'
antenna tipica è a riflettore parabolico, orientabile, con
un'apertura che può raggiungere anche qualche decina di metri; questo
tipo di antenna è particolarmente usata in astronomia, oltre che per
scopi civili e militari. Nella navigazione marittima sono, invece, diffuse
antenne a striscia di paraboloide, utili per la localizzazione sul piano
orizzontale, mentre nella rilevazione di aeromobili vengono utilizzate antenne
cilindriche a profilo parabolico e antenne a cosecante quadrata, caratterizzate
da una risoluzione ad ampio ventaglio verticale. Il
trasmettitore
è schematicamente costituito da un oscillatore (magnetron) a
radiofrequenza alimentato a impulsi da un circuito modulatore. In genere si
tende a utilizzare un oscillatore piezoelettrico e una serie di moltiplicatori e
amplificatori (
klystron) di frequenza per ottenere maggiore
stabilità. I
ricevitori sono sempre a supereterodina e dotati di
un amplificatore a media frequenza (30-400 MHz). Gli
indicatori sono
speciali oscillografi a raggi catodici, con tubi generalmente a grande schermo
(13-40 cm) e fosforo a lunga persistenza (circa 10 sec). I segnali rilevati dal
ricevitore sono applicati con diverse modalità a uno dei tre assi
oscillografici, mentre a un altro degli assi sono applicati segnali costituiti
da una tensione periodica a denti di sega, avente la stessa frequenza degli
impulsi. L'asse oscillografico cui è applicata tale tensione costituisce
l'asse dei tempi (o asse distanziometrico), in quanto il pennello elettronico
del tubo lo percorre con velocità costante e quindi segmenti di esso
possono essere direttamente confrontati con intervalli di tempo. L'immagine
ottenuta sullo schermo (
presentazione) viene definita
distanziometrica, se i segnali del ricevitore vengono costantemente posti
in relazione all'asse delle distanze, oppure
panoramica o
topografica
o
PPI (
Plane Position Indication), se gli oggetti a portata
del
r. appaiono sullo schermo dell'indicatore come apparirebbero in una
carta topografica, in proiezione centrale con il centro di proiezione
nell'antenna del
r. Il funzionamento del
r. si basa sul principio
che, irradiando verso l'oggetto ricercato (
bersaglio o
target) un
fascio di radioonde ottenuto mediante l'antenna direttiva orientabile, si
ricevono le onde riflesse dall'oggetto (
echi r.). Conoscendo quindi la
direzione nella quale si trova il bersaglio (data dall'orientamento
dell'antenna), il ritardo d'eco
Δt (cioè l'intervallo di
tempo intercorrente fra l'emissione di un radioimpulso esplorante e la ricezione
dell'eco) e la velocità
c alla quale viaggiano le onde
elettromagnetiche nel vuoto, è possibile calcolare la distanza del
bersaglio che è data da
cΔt/2. Definita (essenzialmente in
base alla potenza del fascio esplorante) la massima distanza
Rmax
(o
portata) alla quale ci si aspetta di rivelare determinati
bersagli, la frequenza di ripetizione
fr (o
cadenza)
alla quale gli impulsi vanno trasmessi è pari a
c/(2Rmax).
Il funzionamento del
r. viene tuttavia ostacolato da diversi
rumori che si intromettono nella rilevazione del segnale. Tra questi
disturbi i più comuni sono gli echi spuri (
clutter) di origine
ambientale o atmosferica, il fenomeno della
scintillazione (fluttuazione
dell'ampiezza dell'eco, della direzione di propagazione, della frequenza
Doppler, dovuta a minime variazioni nell'assetto del bersaglio), i
jammer
(disturbi elettronici generati appositamente), i rumori radio di origine
cosmica e i cosiddetti
angeli (rumori accidentali causati, ad esempio, da
stormi migratori di uccelli, da auto in moto, da flottiglie di barche). Per
ovviare a queste interferenze si utilizzano filtri opportunamente progettati e
adattati all'ambiente in cui il
r. deve operare ed elaboratori in grado
di analizzare i segnali sulla base di programmi preordinati.