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 I riflettori RADAR per palloni-sonda

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traduzione di Aki IZ0MVN

Vedere anche: Rilascio di un pallone-sondaLa radiosonda VAISALA RS90-A - Il diagramma dei venti -




Scopi


Il reperimento e l'inseguimento di un pallone per mezzo di RADAR risponde ad esigenze molto diverse.
a) misura dei venti
Prima dell'uso dei mezzi di localizzazione come Omega, LORAN o GPS, il mezzo generalmente utilizzato per seguire l'evolversi di un pallone nel cielo e dedurre la direzione e la velocità dei venti in quota è stato il RADAR. In funzione della distanza e della direzione del pallone si può ricavare, con il calcolo, il diagramma dei venti. Precedentemente, gli spostamenti del pallone erano misurati per mezzo di radiogoniometria con l'aiuto di radioteodoliti. Il radar è ancora utilizzato, ai nostri giorni, con le radiosonde che emettono su 1680 MHz oppure dalle sonde come la RS90A. Gli artiglieri francesi in campagna utilizzano ancora le stazioni SIROCCO (Station Intégrée Radar d'Observation Continue des COurants aérologiques) dotate di un radar di inseguimento di pallone-sonda; i dati raccolti con la misura dei venti e trasmessi dalla radiosonda (P, T e U) completano gli elementi di tiro.
b) sicurezza aerea
Sebbene la probabilità di collisione tra un aereo e un pallone stratosferico sia estremamente bassa e i rischi che ne deriverebbero siano molto limitati, i palloni-sonda, al di là di una certa massa, devono essere muniti di un riflettore radar. Viene utilizzato il riflettore a forma di triedro/ottaedro. Viene sistemato tra il paracadute e la gondola (foto a lato)
c) calibrazione di radar
La posizione di una radiosonda localizzata con DGPS (GPS differenziale) può essere conosciuta con grande precisione. Questa misura può permettere la verifica del funzionamento di un radar adibito alla sorveglianza del cielo.





Ruolo del riflettore

Per un RADAR, un pallone e la sua piccola gondola sono molto poco visibili, le onde riflesse da una radiosonda sono di debolissima intensità. Inoltre, l'ampiezza del segnale riflesso può variare secondo l'orientamento della gondola. Esistono anche svariati tipi di riflettori il cui scopo è generalmente di riflettere la maggior parte dell'energia ricevuta (caso del riflettore a forma di ottaedro) o, al contrario, una piccolissima parte di questa energia ma in modo molto preciso (caso del riflettore sferico).

Il riflettore ottaedrico

Il suo principio è noto da molto tempo sotto forma di un triplice specchio che ha la particolarità di riflettere la luce esattamente nella direzione di provenienza. I tre specchi sono disposti ad angolo retto come le tre facce di un cubo che condividono lo stesso vertice. Il raggio luminoso incidente il primo specchio sarà riflesso sul secondo, poi sul terzo e ripartirà in direzione della sorgente. Raggruppando otto dispositivi simili si ottiene un riflettore che, qualunque sia la precisione della sua orientazione e la direzione del raggio luminoso, rinvierà quest'ultimo verso la sorgente con un minimo di perdite. Come per uno specchio piano, la potenza del raggio riflesso sarà proporzionale alla superficie riflettente, salvo le perdite.
Sulle figure qui sotto si comprende come un diedro (fig. di sinistra) rifletta un raggio incidente. Sul triedro della figura centrale il raggio incidente si rifletterà tre volte (due volte in un caso particolare) prima di ritornare esattamente verso la sorgente.
La figura di destra mostra un riflettore radar utilizzato sui palloni-sonda. E' smontabile, molto leggero ma un po' fragile durante i recuperi negli alberi. Si immagina che, qualunque sia la direzione nello spazio da cui proviene il segnale del radar, esso incontrerà uno degli otto triedri.
La "Superficie Equivalente Radar" (SER) di un tale riflettore è dell'ordine di 7m²

   
 Due facce riflettenti    Tre facce riflettenti    24 facce riflettenti


Il riflettore sferico

Come il triedro che rinvia integralmente l'energia ricevuta (o quasi, poiché c'è sempre un po' di perdita e di diffusione), il riflettore sferico riflette tutta l'energia che riceve. La differenza è che la rinvia in (quasi) tutte le direzioni e solo una parte molto piccola viene riflessa verso la sorgente, cioè al radar stesso. La percentuale d'energia di ritorno è nota, cosa che permette, in funzione della distanza, di verificare la sensibilità del radar, oltre la sua precisione in direzione e in distanza.
Le BEM "Monge" (Bâtiment d'Essais et de Mesures=BEM=nave di prove e misure, n.d.t.) effettua di tanto in tanto dei radiosondaggi con riflettori sferici.

   
 Una piccolissima parte di energia viene riflessa in direzione del RADAR    un riflettore e una DFM-06    



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