giovedì 29 ottobre 2020

Foto - Postazione radar tedesca riemerge nel Delta Po

 


L’annuncio del ricercatore Luciano Chiereghin.    

“Il Delta del Po continua a regalare testimonianze della nostra storia. Ho trovato la postazione radar dei tedeschi risalente alla Seconda Guerra Mondiale. La scoperta è di queste ore. Lungo via XXV Aprile , nel comune di Rosolina, in Veneto, in provincia di Rovigo, ho trovato la postazione radar dei tedeschi. Si tratta di una rarità per l’Italia e di una postazione del radar tedesco del tipo “Würzburg (radar) Fu MO 214” – Würzburg-Riese (Würzburg gigante) che in Italia, verso la fine del Seconda Guerra Mondiale andò ad aggiungersi o a sostituire i pochi radar italiani “Folaga”.

Redazione TELESTENSE , 14/03/2017














Fonte:

https://www.telestense.it/postazione-radar-tedesca-riemerge-nel-delta-po-20170314.html?cat=13290

Video - Il mistero del radar italiano

Il mistero del radar italiano (La Storia del Radio-localizzatore di Marconi)


 

mercoledì 28 ottobre 2020

#STEP 10 - Libri che parlano del radar

Fonte:
Lezione di tecnica radio e radar - Ugo Tiberio

Qui riportato l'elenco di diversi libri che trattato del radar: 

  • Fabrizio Berizzi, I sistemi di telerilevamento radar, Milano, Apogeo, 2005.
  • Gaspare Galati, Teoria e tecnica radar, Roma, Texmat, 2009.
  • Gaspare Galati, Cent'anni di radar. Ricerca, sviluppi, persone, eventi, Roma, Aracne editrice, 2012.
  • Merrill I. Skolnik, Introduction to Radar Systems, 3ª ed., Boston, McGraw-Hill, 2001
  • Giovanni Picardi, Elaborazione del segnale radar. Metodologie ed applicazioni, 4ª ed., Milano, F. Angeli, 1997.
  • Benjamin Rulf - Gregory A. Robertshaw, Understanding Antennas for Radar, Communications and Avionics, New York, Van Nostrand, 1987
  • James D. Taylor, Advanced Ultrawideband Radar. Signals, Targets and Applications, Boca Raton, Taylor & Francis, 2017.
  • Ugo Tiberio, Introduzione alla radiotelemetria (Radar). Apparecchi e nozioni entrati nell'uso corrente, Roma, Rivista Marittima, 1946.


Fonti:
- Enciclopedia DeAgostini

#STEP 9 - I profeti del radar

I primo ad intuirne l'inestimabile valore sia tecnologico e storico fu l'italiano Guglielmo Marconi nel 1985. Collegandosi agli studi del collega H.R. Herz e sotto consiglio di Nicola Tesla, Marconi sostiene che sia possibile rivelare oggetti metallico-conduttori attraverso l'utilizzo delle onde elettromagnetiche. A causa di poca credibilità e mancanza di fondi per procedere nelle ricerche nel 1903 il tedesco Christian Hulsmeyer ottiene il brevetto da parte della sua nazione per un dispositivo rilevatore di ostacoli utilizzante un'onda radio continua (DE165546). L'uso di questo strumento al momento è però confinato alla navigazione marittima. 

Nel 1922 Marconi ritenta sostenendo un importantissimo discorso presso l'Institute of Radio Engineers (U.S.A) e, precisamente undici anni dopo, propone il progetto ad un gruppo di militari italiani con l'ottica di un utilizzo militare allegando la dimostrazione di poter rilevare le onde elettromagnetiche riflesse da oggetti in movimento. L'anno successivo viene presentato da Ugo Tiberio un rapporto alle autorità militari, nel quale è ricavata per la prima volta l'equazione del radar nello spazio libero e con il quale si chiedono finanziamenti per lo sviluppo del radar. Finanziamento che non arriva e che permette a numerose altre nazione, proprio negli anni imminenti alla seconda guerra mondiale, come America, Francia, Olanda, Giappone, Russia e non ultima l'Inghilterra di sviluppare questa tecnologia come difesa contro attacchi aerei e marittimi.

 Gli Stati Uniti furono i primi a studiare e mettere a punto apparati radar. Come già detto, intorno al 1930 si hanno le prime rivelazioni accidentali di oggetti metallici (aerei) che stimolarono l'ulteriore ricerca in questo campo. L'ente che si è praticamente sobbarcato l'onere finanziario di questa prima fase è stato il Naval Research Laboratory: non essendoci una stimolazione immediata, gli studi sono proceduti a rilento. Il primo apparato è attribuibile agli scienziati A.H.Tylor, L.C.Young ai quali venne concesso il primo brevetto (US1981884).

È da osservare che questo apparato, come del resto quelli di tutti gli altri paesi, era del tipo ad onda continua; questo fatto era dovuto soprattutto alle difficoltà pratiche incontrate nella realizzazione di radar ad impulsi. I primi apparati ad impulsi sono del 1936, con frequenza di funzionamento di 28,3 MHz e durata di impulso . La portata, che inizialmente era soltanto di 2,5 miglia venne portata in pochi mesi a 25 miglia. Un nuovo stimolo allo studio di questi radar si ebbe con lo sviluppo di tubi capaci di fornire potenze elevate: si deve comunque arrivare al 1941 per avere una installazione di una serie di radar ad impulsi sulle unità maggiori della U.S.Navy.


Gli altri paesi nei quali si svilupparono studi e ricerche sulla realizzazione di apparati radar sono l'Italia (su cui riferiremo nel prossimo paragrafo) l'Inghilterra, la Germania. Va detto che anche in Francia iniziarono studi indipendenti, ma furono interrotti quasi subito a causa di rovesci subiti agli inizi della seconda guerra mondiale. I tedeschi arrivarono alla costruzione durante la guerra di ottimi apparati, che però non svolsero la funzione determinante dei radar americani ed inglesi, probabilmente a causa di valutazioni diverse (ed errate) dello Stato Maggiore tedesco sullo sviluppo futuro della guerra.


Per quanto riguarda l'Italia, quando nel 1941, dopo la sconfitta del 28/29 marzo nelle acque del Peloponneso, nota come la disfatta di capo Matapan, la squadra navale della Regia Marina italiana è stata sconfitta dagli inglesi, la ricerca  finalmente trova i fondi necessari per realizzare i primi radar italiani, denominati Gufo e Folaga.

Possiamo quindi concludere che, a partire dalle profetiche parole di G. Marconi nel 1922, si è aspettato almeno un decennio prima che fossero affrontati in modo sistematico studi per realizzare l'apparato da lui descritto, e almeno 15 anni prima che tali apparati funzionassero in modo soddisfacente.


Fonti:

#STEP 8 - I materiali

Immagine rappresentativa componenti presa dal web

Esistono diversi tipi di radar, oggi andiamo a descrivere i materiali necessari per costruire un radar ad ultrasuoni. Questi ultimi al posto di sfruttare l'eco di onde elettromagnetiche, si avvalgono dell'utilizzo di onde sonore, nello specifico quelle appartenenti agli ultrasuoni.

Fonte:
Frequenze onde sonore

L'elemento principale è il trasduttore ed esso funziona su un principio simile a quello del radar o del sonar, cioè valuta gli attributi di un obiettivo interpretando gli echi rispettivamente forniti dalle onde sonore riflesse. 
Questi sensori infine calcolano l'intervallo di tempo tra l'invio del segnale e la ricezione dell'eco per determinarne la distanza.


Sensore a ultrasuoni HC-SR04 ed i relativi piedini di collegamento
Fonte:
Sensore a ultrasuoni HC-SR04 ed i relativi piedini di collegamento

Qualsiasi tipo di radar è composto da trasduttori tra loro ovviamente diversi e con differenti caratteristiche. In generale un trasduttore è un componente che traduce una grandezza fisica in ingresso in un'altra grandezza fisica in uscita.

Trasduttore

Funzione di ingresso

Funzione di uscita

Membrana

pressione

forza - movimento

Molla

forza

spostamento lineare - spostamento angolare

Ingranaggi

spostamento angolare - spostamento lineare

spostamento angolare - spostamento lineare

Piezoelettrico

pressione - forza

segnale elettrico

Tubo Pitot

portata

spostamento lineare

Termistore

temperatura

variazione di impedenza

Resistore strain-gage

forza

variazione di impedenza

Potenziometro

spostamento lineare - spostamento angolare

variazione di impedenza

Ponte di Wheatstone alimentato

variazione di impedenza (ma non di capacità)

segnale elettrico

Ponte di Shering alimentato

variazione di capacità

segnale elettrico

Trasformatore

segnale elettrico

segnale elettrico

Bobina

segnale elettrico

segnale magnetico

Led

corrente elettrica

segnale luminoso

Diodo laser

corrente elettrica

segnale laser

Antenna

segnale elettromagnetico

segnale elettrico

Sensore di flusso di calore

valore di calore

segnale elettrico


I materiali necessari alla costruzione di questi componenti sono:

  • Rame
  • Ferro
  • Alluminio
  • Metallo in varie leghe
  • Silicio

Il silicio e il suo impatto sulla società

Fonte:
Silicio

Se oggi possiamo infilarci nel taschino una calcolatrice programmabile o mettere al polso un orologio che misura anche i nostri battiti cardiaci e la temperatura dell'aria, se parliamo di reti telematiche, di computer e di autostrade dell'informazione, lo dobbiamo in gran parte alle straordinarie capacità di questo nostro protagonista: il silicio. E naturalmente ai lunghi anni di lavoro di tutti quegli uomini, chimici, fisici, ingegneri, che hanno imparato a conoscere e sfruttare i suoi segreti.
L'interesse iniziale è venuto da parte dei chimici. Il silicio fu isolato per la prima volta nel 1824 dal chimico svedese Berzelius che aveva seguito il consiglio del grande chimico francese Lavoisier il quale, avendo studiato il quarzo, affermò che era composto da un elemento molto importante. Ma il silicio non ha trovato alcun utilizzo fino alla fine del secolo scorso quando il Mendeleyer ha scoperto che, se unito al ferro, sviluppava proprietà magnetiche E così è stato impiegato per gli elettromagneti e trasformatori. Da quel momento è stato prodotto chimicamente in una forma ragionevolmente pura, pari forse al 98%".
Dopo i primi impieghi nell'industria metallurgica il silicio lasciò presto le fonderie per scopi, diciamo così, più raffinati. E fece la sua comparsa nel mondo della radiotelegrafia. Ma fu con lo sviluppo del radar, negli anni della Seconda guerra mondiale, che il silicio iniziò la sua vera carriera di imperatore dell'elettronica.
Ma il grande impatto del silicio si deve al suo impiego nella costruzione della madre di tutte le invenzioni elettroniche: il transistor. Tra l'altro, proprio nel 1998, il transistor ha spento le sue prime cinquanta candeline. Infatti fu presentato ufficialmente a New York nell'estate del 1948.Furono William Shockley, John Bardeen e Walter Brattain, tre ricercatori dei Bell Telephone Laboratories a inventare questo straordinario dispositivo, e per questo vinsero il premio Nobel per la fisica nel 1956.

#STEP 6 - La figura della sirena ed il Siren

Fonte:
Sirena mitologica

La Sirena (nel mito greco Σειρήν, ‘vespa’), quel dolce abbandono ma assai pericoloso e letale, tanto ben raccontato da Omero nell’Odissea, è un personaggio della mitologia classica indicata come una giovane e prosperosa donna nella parte superiore del corpo e di pesce nella parte inferiore.

Nell’immaginario della letteratura mitologica queste figure con il loro canto ammaliavano i marinai attirandoli verso di loro per ucciderli o conducevano le loro navi contro gli scogli in modo tale che affondassero.

Proprio fondato su questo disegno mitologico deriva il nome di un particolare dispositivo: il Selex SIREN.

Il SIREN è un ingannatore radar attivo (decoy) progettato per l'impiego militare sulle navi della marina del Regno Unito. È una contromisura elettronica del tipo Electronic Attack di tipo attivo. Impiegato sulle navi militari della Royal Navy (RN).


E come le sirene facevano cambiare rotta ai naviganti, attirandoli con il canto, il dispositivo ricorre ad un “canto elettronico”, cioè ad un sistema elettronico posto alla sommità in un razzo che, lanciato dalla nave sotto attacco, emette segnali radio di inganno (jamming) in grado di confondere i missili antinave in avvicinamento e deviarli dall'obiettivo reale.



Fonte:
MK251 Siren


Fonti:


mercoledì 21 ottobre 2020

#STEP 5 - Il funzionamento

Il principio di funzionamento del radar consiste nell’irradiare verso l’oggetto ricercato un fascio di radioonde ottenuto mediante un’antenna direttiva orientabile e nel ricevere le onde riflesse dall’oggetto; al fine di discernere i segnali riflessi da quelli irradiati (segnali esploranti), questi ultimi sono generalmente impulsivi. Un oscillatore a radiofrequenza, modulato a impulsi, invia radioimpulsi all’antenna; questa raccoglie eventuali echi e li rimanda a un radioricevitore, il cui segnale d’uscita appare sul display di uno strumento rivelatore, detto indicatore, insieme al segnale relativo all’impulso trasmesso; nel caso in cui una stessa antenna sia usata per trasmettere e ricevere (r. monostatico), un dispositivo, detto adattatore trasmissione-ricezione (TR), fa sì che l’antenna risulti adattata sia con l’oscillatore, per gli impulsi trasmessi, sia con il ricevitore per i loro echi.


Ritorno del segnaleSe le onde si propagano in linea retta, come con buona approssimazione accade per le onde ultracorte e per le microonde, la direzione lungo la quale si trova il bersaglio è quella individuata dall’asse del fascio esplorante, cioè quella nella quale è puntata l’antenna; tale direzione è determinata in un conveniente sistema di riferimento, per es., azimutale, piano orizzontale per l’antenna. Se le onde sono sufficientemente corte, la distanza d del bersaglio vale, con buona approssimazione, cΔt/2, essendo c la velocità delle onde elettromagnetiche nel vuoto e Δt il ritardo d’eco, cioè l’intervallo di tempo intercorrente fra l’emissione di un radioimpulso esplorante e la ricezione dell’eco, pari al tempo impiegato dalle onde a percorrere, con velocità c, il cammino, di lunghezza 2d, dal radar al bersaglio e da questo nuovamente al radar; la misurazione del ritardo d’eco è direttamente rilevabile sull’indicatore. Così, con una determinazione geometrica (direzione dell’antenna) e con una determinazione cronometrica (ritardo d’eco), si hanno le due grandezze atte a individuare il bersaglio in un riferimento polare il cui polo cada nell’antenna dell’apparato.
L’uso di antenne altamente direttive fa sì che gli echi siano ricevuti solo quando provengono da bersagli che giacciono nella direzione lungo la quale è puntata l’antenna. L’utilizzazione di un’antenna fortemente direttiva è inoltre vantaggiosa per incrementare, a parità di condizioni, la portata r., in quanto l’energia irradiata è concentrata in un fascio molto ristretto.



                                                                                            



                                 




 

#STEP 4 - L'elettromagnetismo

 L'elettromagnetismo è quella parte della fisica che studia le relazioni tra fenomeni magnetici ed, in particolare, gli effetti magnetici prodotti da una corrente elettrica, le azioni del campo magnetico su correnti elettriche e i fenomeni di induzione elettromagnetica. 

Le basi furono gettate agli inizi XIX secolo dal danese H.C. Oersted che annunciava nel 1820 il fondamentale esperimento che mostrava la deviazione di un ago magnetico in presenza di un filo percorso da corrente. A lui fecero seguito scienziati come J.B. Biot e F. Savart (la cui nota legge in loro nome), A. Ampere, E. Lenz, M. Faraday fino a giungere al 1873 con il Trattato di elettricità e magnetismo dove J.C Maxwell formulò matematicamente tutti quei concetti di linea di forza, campo elettromagnetico ecc. che fino ad allora erano stati trattati.

La concezione meccanicistica, alla base del funzionamento del radar, subì un colpo decisivo con la verifica, da parte di H. Herz, delle ipotesi di Maxwell. Infatti Herz riuscì a produrre onde elettromagnetiche che, come la luce, potevano essere riflesse, rifratte e polarizzate, e con esse si aprì la via allo sviluppo di tutte le radio-telecomunicazioni.



Fonti:
- Enciclopedia DeAgostini

#STEP 3 - I suoi componenti

 Se prendiamo come esempio il radar ad impulsi i suoi componenti sono:

  • Oscillatore locale
  • Miscelatore
  • Amplificatore a frequenza intermedia
  • Rivelatore
  • Amplificatore video
  • Indicatore
  • Sincronizzatore
  • Modulatore
  • Tubo a radiofrequenza
  • Duplicatore
  • Antenna


Fonte:




#STEP 2 - L'evoluzione del radar: dal mare al cielo


Antenna del radar SK2 a bordo del Duca degli Abruzzi

Fonte:


Un AN-APS-3 da caccia, radar americano posizionato nel muso di un aereo





venerdì 9 ottobre 2020

#STEP 1- Il radar : significato ed etimologia

Il radar (acronimo dall'inglese ra(dio) d(etection) a(nd) r(anging) ovvero "radiorilevamento e misurazione a distanza") è un apparecchio 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.

Il termine "radar" fu coniato nel 1940 dalla marina americana degli Stati Uniti d'America e con il tempo è entrato a far parte non solo della lingua inglese ma anche delle lingue di molte altre nazioni, divenendo nome comune e perdendo la grafia maiuscola.




Fonte:
-Enciclopedia DeAgostini