Altro spiegone in più parti, perché non è semplicissimo.
1 – Il radar
La parola RADAR è una sigla, che vuol dire RAdio Detecting And Ranging (ovvero individuazione e misurazione della distanza mediante segnali radio).
Il principio di funzionamento è stato inzialmente scoperto nel 1904 da Christian Hulsmeyer, e poi perfezionato da Nikola Tesla (sì, proprio lui) e Guglielmo Marconi, per arrivare fino alla seconda guerra mondiale, che ha decretato l’inizio dell’utilizzo massiccio del radar, come strumento tattico essenziale e ne ha determinato quindi, il suo sviluppo.
In maniera molto semplicistica, il radar, funziona mandando un segnale radio, da un’antenna fortemente direzionale. Se questo segnale colpisce un oggetto di dimensioni più grandi della sua lunghezza d’onda, si ha il fenomeno del “backscattering” ovvero (sempre in maniera molto semplicistica) il segnale rimbalza e torna indietro. Per essere precisi, le onde radio, vengono riflesse in tutte le direzioni COMPRESA quella verso l’antenna emittente. Quindi il segnale di ritorno ricevuto è più debole, in quanto solo una piccola parte del segnale iniziale torna effettivamente indietro. Inoltre il segnale è anche attenuato al fatto che si è propagato in atmosfera, che è appunto un mezzo attenuativo, cioè che in parte assorbe l’onda radio.
Sapendo a che velocità si propagano le onde radio in atmosfera (nel vuoto, la velocità delle onde radio è pari alla velocità della luce, in atmosfera è di pochissimo inferiore, ma per comodità di calcolo, spesso la si considera sempre pari alla velocità della luce nel vuoto) e calcolando il tempo che passa tra l’emissione del segnale completo, ed il suo completo ritorno, si è in grado di sapere, quanta distanza ha percorso il segnale, tra l’antenna ed il rimbalzo.
Il tempo di ritorno dell’eco, è di circa 6,67 microsecondi per chilometro di distanza dal bersaglio.
Quindi con questo principio, si usa un’antenna fortemente direzionale, si lancia un segnale e si misura l’eventuale tempo di rimbalzo, e la si fa ruotare per avere una visione a 360 gradi. Se il segnale torna, sullo schermo si accende un puntino, all’angolo (azimuth) ed alla distanza a cui lo si è rilevato.
2 – Primario
Quando il segnale ritorna, ed il radar rileva qualcosa, dicevamo, si accende sullo schermo un punto (chiamato blip).
Ai tempi dell’invenzione del radar, toccava interpretare tutti gli Eco, basandosi esclusivamente sui ragionamenti. Se erano in avvicinamento, se erano in allontanamento, a che velocità si muovevano, e via discorrendo. Per farvi un’idea, basta guardare la foto allegata.
L’Eco rimandata sullo schermo, è chiamata traccia primaria.
Al giorno d’oggi, ci sono tutta una serie di filtri, sia in ingresso al segnale dell’antenna, sia in fase di visualizzazione, che aiutano l’operatore a visualizzare solo cosa è importante ai fini della localizzazione.
3 – Secondario
Il radar secondario, è nato sempre durante la seconda guerra mondiale. In origine era chiamato sistema IFF (Identification: Friend or Foe, letteralmente identificazione, amico o nemico). Si basa sempre su un segnale, inviato tipicamente da una seconda antenna collocata sopra al radar principale, al quale un dispositivo chiamato Transponder, rispondeva, ovviamente rispettando la codifica, aiutando gli operatori Radar ad identificare le tracce primarie discriminando amici o nemici.
Col passare del tempo la tecnologia dei Transponder (e quindi di tutta l’infrastruttura del Radar Secondario) si è evoluta.
Si è arrivati ad equipaggiare gli aeromobili con Transponder via via più evoluti, dal transponder di tipo 3A/C fino a quello detto Modo-S. Questi transponder forniscono inoltre, in risposta all’interrogazione da parte del sistema, un codice (composto da quattro cifre ottali, cioè da 0 a 7) che viene assegnato agli aeromobili, dal controllo del traffico. Una sorta di etichetta che permette di identificarli. Possono inoltre trasmettere informazioni sulla quota dell’aeromobile, valore preso direttamente dall’altimetro barometrico dell’aereo stesso, ed altre informazioni aggiuntive a seconda della loro complessità e modello.
Piccola nota, i codici a quattro cifre dei transponder, possono avere valori speciali che sono molto importanti. Questi valori sono: 7000, ovvero volo in regole VFR (ovvero volo a vista), 7500 volo dirottato, 7600 avaria radio, 7700 emergenza generica.
Le informazioni del secondario, inizialmente erano sovrapposte a quelle del primario, mostrando di fianco al blip, i dati necessari all’identificazione del mezzo. Al giorno d’oggi, si guarda un'elaborazione sintetica e personalizzabile a seconda delle esigenze del controllo del traffico, dove la visualizzazione è chiara, filtrata, e con tutti i dati a pronta disposizione.
4 – ADS-B
L’ultimo avanzamento tecnologico, e nel nostro caso è molto importante, in termini di Transponder e di localizzazione aerea, è chiamato ADS-B, acronimo di Automatic Dependent Surveillance Broadcast. In questo sistema, è l’aereo che determina la propria posizione sfruttando i satelliti GPS, in maniera autonoma. E la trasmette ciclicamente non solo alle stazioni di terra, ma anche ad eventuali altri aeromobili, equipaggiati con la stessa tecnologia.
Il sistema, porta un sacco di vantaggi, ovvero, il segnale è digitale (e quindi se ricevuto correttamente, non degrada con la distanza), le informazioni inserite sono maggiori, ad esempio viene trasmesso il CallSign (nominativo del volo), viene trasmesso l’identificativo che ha l’aereo durante tutta la sua vita (e non solo il codice a 4 cifre assegnato per il volo), la IAS (velocità dell'aria indicata), e via discorrendo.
Questo è fondamentale per noi, anche perché, se disponiamo di un ricevitore ADS-B (una normale antenna adeguatamente dimensionata, con circuito di ricezione), e di un software di decodifica, possiamo ricevere i segnali degli aerei che passano nel range di funzionamento del sistema, ed avere anche noi, un’immagine del traffico aereo sopra le nostre teste.
C’è chi questo, lo fa già per noi, e sono siti come flightradar24 e planefinder.
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