Il progetto di base di un sistema radar comprende in genere diversi componenti chiave: un trasmettitore, un ricevitore, un’antenna e capacità di elaborazione del segnale. Il trasmettitore genera onde elettromagnetiche, solitamente sotto forma di brevi impulsi, che vengono emessi dall’antenna nello spazio. Queste onde si muovono verso l’esterno finché non incontrano oggetti, a quel punto parte dell’energia viene riflessa verso il sistema radar. L’antenna riceve quindi questi segnali riflessi, che vengono elaborati dal ricevitore per estrarre informazioni come la distanza, la direzione e la velocità degli oggetti. Gli algoritmi di elaborazione del segnale interpretano questi echi per generare dati utili per gli operatori radar o i sistemi automatizzati.
Il design di base del radar ruota attorno al concetto di emissione di impulsi di onde elettromagnetiche e di analisi dei loro riflessi da oggetti nell’ambiente. Questo progetto in genere comporta la selezione di frequenze e lunghezze d’onda radar appropriate in base alla portata, alla risoluzione e alle condizioni operative desiderate. La progettazione dell’antenna è fondamentale, poiché determina la larghezza e la direttività del radar, influenzando la sua capacità di rilevare e tracciare con precisione i bersagli. I radar moderni possono incorporare funzionalità avanzate come antenne a schiera per la guida elettronica del raggio, tecniche di compressione degli impulsi per una migliore risoluzione della portata ed elaborazione del segnale digitale per la discriminazione del bersaglio e le capacità di tracciamento migliorate.
Il funzionamento di base di un sistema radar prevede la trasmissione di onde elettromagnetiche, la ricezione dei loro riflessi dagli oggetti e la successiva elaborazione di questi echi per estrarre informazioni sugli oggetti. Inizialmente, il trasmettitore radar emette brevi impulsi di onde radio attraverso la sua antenna. Queste onde si propagano nello spazio finché non incontrano oggetti come aerei, navi o formazioni meteorologiche. Quando si colpisce un oggetto, parte dell’energia trasmessa viene riflessa verso l’antenna radar. L’antenna riceve quindi questi echi e il ricevitore radar li elabora per misurare il ritardo tra trasmissione e ricezione, nonché qualsiasi spostamento Doppler causato dal movimento del bersaglio. Queste informazioni vengono quindi analizzate per determinare la portata, il rollio, la velocità e talvolta la dimensione o la forma degli oggetti rilevati.
I radar vengono progettati attraverso un processo strutturato che inizia con la definizione dei requisiti operativi e delle specifiche del sistema radar. I progettisti selezionano i principi radar appropriati, come il radar a onda continua o a impulsi, in base a fattori quali portata, precisione e condizioni ambientali. La progettazione dell’antenna è fondamentale, poiché influisce sulla sensibilità del radar e sulle caratteristiche del raggio. Gli ingegneri integrano componenti elettronici, inclusi trasmettitori, ricevitori ed elaboratori di segnale, in un sistema coeso. La prototipazione e i test sono passaggi essenziali per convalidare le prestazioni prima della produzione finale. Durante tutto il processo di progettazione, vengono prese in considerazione considerazioni relative al consumo energetico, alle dimensioni, al peso e alla resistenza ambientale per garantire che il sistema radar soddisfi effettivamente i requisiti applicativi.