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Radar
Apparecchiatura che consente rilevamenti della posizione di un oggetto mediante il confronto fra un segnale di riferimento emesso da un trasmettitore e quello riflesso o ritrasmesso dall'oggetto di cui si deve determinare la posizione . Allo scopo si utilizzano onde elettromagnetiche con frequenza normalmente compresa fra qualche centinaio di megahertz e qualche decina di gigahertz; corrispondentemente le lunghezze d'onda sono comprese fra qualche metro e qualche millimetro; nelle tecniche OTH sono usate anche frequenze della banda H (3-30 MHz) . Le bande radar sono indicate con lettere, ma tale notazione non è ufficiale. Secondo quanto stabilito dal Comité Consultatif International Radio (C.C.I.radar) nel 1953, le bande di frequenza delle onde elettromagnetiche sono invece contrassegnate da un numero determinato, in modo che la banda numero n si estenda da 3×10 n -1 a 3×10 n Hz. Con questa notazione le bande di interesse per il radar sono quelle contrassegnate con i numeri 8, 9, 10, 11 (rispettivi limiti di frequenza in Hz: 3×107¸3×108; 3×108¸3×109; 3×109¸3×1010; 3×1010¸3×1011), le bande 9, 10, 11 costituiscono la cosiddetta regione spettrale delle microonde.

Cenni storici (fino al 1934)
La rivelazione di ostacoli basata sugli effetti prodotti dalla riflessione di onde appositamente emesse è un fenomeno che esiste anche in natura; infatti delfini e pipistrelli emettono ultrasuoni più contenute, in grado di far superare al veicolo velocità di 40 nodi; in particolare, in Gran Bretagna sono in servizio hovercraft leggeri per 100 passeggeri, come l' AP 1.88 in grado di superare i 50 nodi, e hovercraft da carico, come il BH 7 Mk 14, che può trasportare 30 tonnellate alla velocità di 60 nodi; gli hovercraft finlandesi sono realizzati in lega leggera saldata e possono trasportare fino a 100 tonnellate di carico a 25 nodi in mare e 40 nodi su ghiaccio. Gli hovercraft si sono affermati anche quali veicoli ausiliari nella marina militare e vengono largamente utilizzati per operazioni di sbarco, pattugliamento in zone paludose, caccia alle mine. La loro autonomia è però molto limitata (4 ore) rispetto agli aliscafi e per ora non possono essere utilizzati, quali navi lanciamissili. Si sono invece rivelati molto utili per la caccia alle mine lungo zone costiere proprio per il fatto che viaggiano sollevati dall'acqua, inoltre possono essere dotati di uno o due veicoli subacquei (minisommergibili) in grado di operare in acque profonde; in genere sono armati con mitragliere e cannoncini a canne rotanti da 20 mm, ma possono trasportare anche piccoli missili mare-aria. Oltre all'hovercraft in senso proprio vanno ricordati: i veicoli con carene laterali (Sidewalls) disposte sul prolungamento di ciascun fianco, che hanno un grembiule flessibile trasversale prodiero e uno poppiero di contenimento del cuscino d'aria; in questi la propulsione e il governo sono affidati rispettivamente a eliche e timoni navali; sono mezzi non anfibi che, rispetto all'hovercraft, presentano una migliore utilizzazione della po tenza installata, minore rumorosità, più agevole controllo, migliori qualità nautiche. I veicoli semi-anfibi (Semiamphibious), mezzi navali muniti di grembiule come negli hovercraft nonché di due pinne, ciascuna delle quali è dotata di elica e timone; le pinne sono conformate in modo che il mezzo, in sostentamento, possa adagiarsi su uno scalo che si protende nell'acqua. I veicoli a bolla (C.A.B., Captured Air Bubb le), mezzi navali non anfibi con sponde rigide immerse e provvisti di grembiuli prodiero e poppiero che delimitano il vano nel quale viene insufflata l'aria; la propulsione è affidata a due eliche immerse oppure di tipo aereo. I veicoli a effetto aerodinamico (Aerodinamic Lift), strutturalmente simili agli hovercraft ma con sezione longitudinale inferiore realizzata secondo un profilo tipo ala d'aeroplano; in questi, all'azione sostentatrice del cuscino d'aria alle basse velocità, si accompagna a velocità più elevata quella caratteristica della portanza alare; sono propulsi da eliche aeree. Negli anni Settanta furono studiate, anche per uso militare, grandi hoverships (navi a cuscino d'aria), o navi a effetto superficie (S.E.S., Surface Effect Ships), capaci di assicurare le rotte atlantiche. Esse non furono però realizzate e gli hovercraft rimasero confinati a usi specialistici. modulati in ampiezza e frequenza per rivelare la presenza di ostacoli sulla loro rotta. Le esperienze di H. radar Hertz, nel 1886, avevano messo in evidenza fra l'altro che le onde elettromagnetiche potevano essere riflesse da parte di corpi conduttori, ma solo nel 1900 N. Tesla suggerì di utilizzare tali onde per determinare la posizione relativa e la velocità di un oggetto in moto. Nel 1903 il tedesco C. Hülsmeyer eseguì esperienze con onde radio riflesse da navi e nel 1904 ottenne un brevetto per un dispositivo rivelatore di ostacoli utilizzante un'onda radio continua: la portata era di qualche chilometro. Nel 1922 G. Marconi mise in rilievo la possibilità di utilizzare le onde corte per la rivelazione radio. Nello stesso anno A. H. Taylor e L. C. Young, del Naval Research Laboratory (N.radarL.) degli Stati Uniti, riuscirono a rivelare una nave di legno usando un radar a emissione continua con lunghezza d'onda di 5 m. Nei primi radar la rivelazione era ottenuta per effetto dell'interferenza fra il segnale ricevuto direttamente dal trasmettitore e quello, slittato in frequenza per effetto Doppler, riflesso dall'oggetto in movimento. Apparecchi di questo tipo potevano servire solo a rivelare la presenza di oggetti, ma non davano informazioni sulla loro posizione. Le esperienze degli inglesi E. V. Appleton e H. A. F. Barnett sulla capacità di riflettere radioonde da parte dell'atmosfera portarono gli statunitensi G. Breit e M. A. Tuve, nel 1925, a effettuare la misura dell'altezza della ionosfera mediante impulsi elettromagnetici. Nel 1930 L. A. Hyland, del N.radarL., osservò casualmente che si verificava un aumento del segnale ricevuto da un apparato a terra quando degli aerei attraversavano il fascio di onde elettromagnetiche a 33 MHz emesso da un trasmettitore distante qualche chilometro. Dopo questa scoperta il N.radarL. proseguì le ricerche: nel 1932 venne dimostrato che i sistemi a interferenza d'onda potevano rivelare aerei distanti 50 miglia dal trasmettitore; nel 1934 fu rilasciato a Hyland, A. H. Taylor e L. C. Young un brevetto per il sistema di rivelazione di oggetti per mezzo di onde radio; nello stesso anno venne pubblicata la descrizione di un radar a emissione continua a interferenza d'onda alla frequenza di 60 MHz. Dal 1935 ad oggi Dopo il 1935 in Gran Bretagna, Francia, Germania e U.S.A. vennero intensificate, indipendentemente (per motivi militari), le ricerche nel campo della rivelazione mediante onde elettromagnetiche. I primi risultati positivi si ebbero negli Usa, nel 1936, dove fu realizzato un radar a 28,3 MHz e durata di impulso di 5ms; in pochi mesi la portata di questo radar venne estesa dalle 2 miglia e mezzo iniziali a 25 miglia. Nello stesso anno fu realizzato anche un modello a 200 MHz dotato di sistema duplicatore (duplexer) che permetteva di utilizzare la stessa antenna per la trasmissione e la ricezione. Lo sviluppo di tubi elettronici ad alta potenza permise di realizzare nel 1938 un modello perfezionato di radar a 200 MHz, denominato XAF, con potenza di 6 kW e portata di 50 miglia. Nel 1939 fu ordinata la realizzazione industriale della versione CXAM che fu poi adottata dalle unità della flotta statunitense a partire dal 1941. Il primo radar a impulsi per il controllo delle batterie antiaeree fu realizzato nel 1938 con la sigla SCR 268; era caratterizzato da un'elevata precisione nella misura delle distanze e da una scarsa precisione angolare; affiancato da un sistema ottico per la stima degli angoli, esso costituì l'apparato standard per il controllo del tiro fino al 1944, quando fu sostituito dal radar a microonde SCR 584, che poteva controllare una batteria antiaerea senza bisogno di ausilio ottico. In Gran Bretagna i primi studi furono affidati a radar Watson Watt e si raggiunsero risultati positivi sia con i sistemi a interferenza d'onda sia con quelli a impulsi: nel 1936 la portata dei radar toccava già le 90 miglia, mentre le frequenze di funzionamento erano di 25 MHz. Una serie di stazioni radar a 25 MHz venne sperimentata con successo nel 1937 e nel 1939 fu sviluppato un radar a 200 MHz per intercettamento aereo che venne sfruttato anche per la localizzazione di navi e di sommergibili. I primi scambi di informazioni fra tecnici americani e inglesi, nel 1940, portarono all'adozione del magnetron* (realizzato dagli Inglesi) con il quale si poterono costruire i perfezionati radar a microonde. Alla fine della II guerra mondiale si ebbe una stasi nello sviluppo della tecnica radar; le ricerche ripresero dopo il 1950 quando le applicazioni radar cominciarono a estendersi a numerosi settori. I continui perfezionamenti tecnici riguardano l'amplificazione di potenza del trasmettitore, l'eliminazione degli echi parassiti, la stabilità di funzionamento, la maggior sensibilità dei ricevitori; notevoli progressi si sono avuti con l'introduzione prima del klystron, poi degli amplificatori* parametrici e dei maser* nei ricevitori radar per aumentarne la sensibilità. Il radar è oggi largamente usato per il controllo del traffico aereo in prossimità degli aeroporti e per il controllo dell'avvicinamento a terra degli aerei. A bordo sono utilizzati radioaltimetri, che determinano l'altezza dell'aereo sul suolo mediante tecniche radar, e radar meteorologici, per segnalare ai piloti zone soggette a gravi perturbazioni atmosferiche e consentire di prendere tempestivamente le opportune decisioni. Sul mare il radar è usato, a bordo dei natanti, per la navigazione con scarsa visibilità o con tempo cattivo, mentre la rivelazione di uragani e la sorveglianza della navigazione a grandi distanze sono affidate a impianti radar installati lungo le coste. Le principali difficoltà inizialmente incontrate erano legate al problema di separare gli echi, provenienti dal bersaglio, dal rumore di fondo costituito da echi spuri di varia origine. In particolare, è stato necessario elaborare tecniche raffinatissime per il riconoscimento degli echi del mare.


 
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