IL RADAR A BORDO

La domanda a che cosa serva il radar può sembrare retorica e la risposta ovvia, poiché tutti sanno che il radar serve a rilevare la presenza di ostacoli nella zona di navigazione, ma in realtà di scontato c'e' ben poco.

Al contrario risulterà forse utile valutare quelle che sono le reali funzioni del radar, o meglio, in che modo esso possa essere veramente utilizzato sulle imbarcazioni e quale ruolo ricopra accanto agli strumenti elettronici più' recenti.

La strada percorsa dal radar inizia negli anni Trenta, quando fu scoperto che alcuni tipi di onde elettromagnetiche avevano la proprietà di essere riflesse dalle superfici metalliche. Dal momento che era nota la lunghezza dell'onda riflessa, era possibile conoscere la distanza dell'oggetto da cui era rimbalzata, attraverso il calcolo del tempo impiegato dall'onda per andare e tornare. Per i Governi di molti paesi del mondo ciò significava individuare, almeno in linea teorica, navi e aerei nemici in avvicinamento e fu proprio per scopi militari che il radar venne sviluppato, fino a raggiungere risultati discreti di affidabilità nel corso della seconda guerra mondiale.

Successivamente il radar è uscito dall'ambito delle applicazione esclusivamente militari ed è diventato lo strumento evoluto e largamente diffuso che oggi conosciamo.

I moderni radar utilizzati in mare, sia professionalmente che per il diporto, sono apparati dotati di antenna ricetrasmittente intensamente direttiva che ruota a 360 gradi a 24 giri al minuto (in alcuni casi anche a velocità superiore) e di monitor per la visualizzazione delle informazioni rilevate. Più precisamente l'antenna emette brevi fasci di impulsi elettromagnetici diretti contro un bersaglio da rilevare, il bersaglio a sua volta li riflette e l'antenna, che in questo caso funge da ricevitore, raccoglie la piccola quantità di energia riflessa e fornisce le informazioni necessarie al rilevamento. Calcolando il tempo necessario agli echi per tornare alla fonte di emissione, si può ottenere la distanza del bersaglio, mentre la sua direzione si ottiene come rilevamento circolare a partire dalla prua dell'imbarcazione di solito posta al centro del monitor. La direzione è determinata in modo univoco dall'orientamento dell'antenna al momento della ricezione dell'eco di rimando ed è di solito espressa in angoli azimutali (ricordiamo che l'azimut è l'angolo tra il circolo verticale di un punto dell'orizzonte e il meridiano del punto di osservazione).

Come visto l'elemento fondamentale del radar è l'antenna, che assolve alla funzione ricetrasmittente del sistema e che può essere di due tipi: di piccole dimensioni, racchiusa in un contenitore detto radome, oppure più grande, a radiatore aperto, dalla tipica configurazione allungata in senso orizzontale.

I radar emettono onde in Banda X, (10 GHz) a 9400 MHz, corrispondenti a una lunghezza d'onda di tre centimetri (microonde). Tali onde possiedono la caratteristica di essere riflesse anche dagli oggetti più piccoli, consentendo così una visualizzazione completa di ciò che ci circonda, grandine e pioggia comprese.

L'emissione di un'antenna radar non avviene a onda continua, ma a gruppi di impulsi di diversa lunghezza tra loro, ed e proprio da questa lunghezza che dipende la capacità del radar di discriminare in distanza oggetti molto vicini uno all'altro. A una minor lunghezza corrisponde una maggior capacità di discriminazione e viceversa, è intuitivo perciò come sia importante poter intervenire su tale parametro per trarre i migliori risultati dall'apparato. In pratica, più scale di impulsi selezionabili possiede un radar meglio è.

Un pescatore, ad esempio, ha bisogno di vedere molto bene alle grandi distanze quando deve individuare i segnali di pesca, ma allo stesso tempo necessita di una buona capacità di visione a


breve portata quando deve manovrare per entrare in porto.

Per garantire le migliori prestazioni i pacchetti di impulsi emessi dal radar non solo devono avere diversa lunghezza, ma anche diversa durata: i bersagli a breve portata sono individuati facilmente dall'emissione di impulsi lunghi per brevi periodi di tempo, mentre bersagli lontani hanno bisogno di impulsi brevi inviati in tempi lunghi. Sulla portata di un radar influiscono però anche altri fattori, come l'altezza dell'antenna sull'orizzonte. Le onde radar si propagano in linea retta e trovano un limite di utilizzo nell'impossibilità di seguire la curvatura della terra anche in ragione del fatto che debbono essere riflesse da oggetti situati sulla superficie terrestre. Le antenne dovranno essere perciò installate il più in alto possibile, al fine di garantire la massima portata. Un altro fattore importante è poi la dimensione dell'antenna: maggiore è la lunghezza dell'antenna, migliore risulta la capacità di discriminazione nel rilevamento, su cui influisce l'ampiezza orizzontale del fascio di onde emesso dall'antenna stessa.

Ad una ampiezza minore corrisponde una maggior discriminazione e viceversa. I radome hanno un fascio orizzontale di 4-5 gradi, mentre i radiatori, molto più lunghi dei radome, hanno una apertura orizzontale del fascio che non supera i 2 gradi e che diminuisce con l'allungarsi dell'antenna. Con quest'ultimo tipo di antenna si riduce, perciò, il pericolo che due bersagli vicinissimi tra loro appaiano come uno solo sullo schermo radar, provocando una visione distorta della situazione reale. La massima portata raggiungibile da un radar è relativa alla sua potenza di trasmissione, soprattutto in presenza di cattivo tempo. Infatti, la capacità del radar di individuare bersagli situati in zone con forti perturbazioni è limitata dalle rilevanti perdite che l'energia elettromagnetica subisce in caso di nebbia o pioggia. Fino a pochi anni fa, tali perdite potevano essere controbilanciate soltanto con una potenza di uscita il più alta possibile, che portava però a enormi consumi di energia elettrica. Negli ultimi tempi vi è stato un notevole miglioramento nella sensibilità dei ricevitori radar, che possono così prescindere da grandi potenze per offrire risultati soddisfacenti. Un altro parametro importante per valutare un radar e deciderne l'acquisto è perciò quello della sensibilità del ricevitore, che quanto più' sarà elevata, tanto più garantirà buone prestazioni anche in condizioni difficili.

Su ogni radar la rappresentazioni degli echi rilevati avviene su monitor, che può essere a raggi catodici (CRT) o a cristalli liquidi (LCD). Gli schermi a raggi catodici visualizzano l'immagine in P. P. I (Plan Position indicator = indicatore di posizione piana), offrono cioè una rappresentazione planimetrica degli oggetti spazzati da fascio radar, utilizzando la tecnica RASTERSCAN per la definizione dell'immagine. Tale sistema, derivato direttamente dall'industria televisiva, consente di comporre l'immagine sullo schermo con una serie di linee orizzontali (fino a 512 in alcuni modelli), ottenendo così rappresentazioni dalla definizione eccezionale che, soprattutto, non necessitano di alcun paraluce e sono perfettamente visibili anche in pieno giorno. La tecnologia rasterscan non ha soltanto aperto le porte alla visione diurna: a differenza di quanto accadeva nei radar del passato, oggi l'immagine non scompare tra una "spazzata" del fascio e l'altra. I segnali vengono memorizzati per essere aggiornati ogni due secondi dalla spazzata successiva, così che sul display si ha una visione continua. Con tale digitalizzazione dell'immagine vengono mostrati soltanto gli echi persistenti, mentre quelli "falsi", dovuti a disturbi causati dalla pioggia o dal moto ondoso, vengono quasi del tutto eliminati.

Di più recente introduzione sono gli schermi a cristalli liquidi, che rispetto agli altri hanno il vantaggio di ridurre notevolmente l'ingombro degli apparati poiché l'unita' display si presenta praticamente piatta. Pur offrendo una buona visibilità in ogni condizione di luce, gli schermi a cristalli liquidi hanno il loro punto debole nella risoluzione dell'immagine, senz'altro inferiore rispetto a quella a raggi catodici. Comunque, la risoluzione di tali display è in costante miglioramento e, tra l'altro, consente una presentazione dell'immagine tridimensionale, accanto al tradizionale P. P. I.

Alcuni modelli con visione 3D sono in commercio già da qualche mese e si attendono con interesse le risposte del mercato.


Anche il radar, quindi, ha subito notevoli miglioramenti nel corso degli anni e oggi sono reperibili sul mercato modelli per tutte le esigenze e le tasche. E' tuttavia doveroso fare alcune riflessioni.

Perché oggi chi naviga acquista un radar? Fino a pochi anni fa il radar era un prezioso strumento che fornendo la rappresentazione della linea di costa, permetteva al navigante di tracciare la rotta con l'ausilio della carta nautica. Dall'avvento dei plotter con cartografia elettronica, che offrono immagini precise al metro anche dei tratti più difficili (canali, porti, stretti e secche) e del GPS che hanno rivoluzionato il concetto di rotta e punto nave, il radar ha perso la funzione di navigatore.

Tuttavia il radar mantiene una funzione insostituibile in caso di nebbia, maltempo estremo e durante la notte. Quelle che a prima vista possono sembrare condizioni restrittive di utilizzo, in realtà enfatizzano le caratteristiche del radar, che deve essere sempre più sofisticato per garantire buone prestazioni soprattutto nelle condizioni più critiche.

Qualora sia debitamente interfacciato, sullo schermo radar appare il punto nave ottenuto con il GPS, e lo stesso strumento può offrire il display di un ecoscandaglio o di un chart plotter.

Il mercato offre modelli adatti al diporto e all'uso professionale, anche se ormai il confine tra i due tipi di utilizzo appare molto sfumato, poiché anche in molti radar da diporto si riscontrano caratteristiche che in tempi recenti erano esclusiva dei modelli professionali. Parliamo, ad esempio, della funzione anticollisione ARPA (Automatic Radar Plotting Aid) presente in forma ridotta anche su molti modelli non strettamente professionali con il nome di MARPA (Mini Automatic Radar Plotting Aid). Non rimane quindi che l'imbarazzo della scelta tenendo conto delle reali esigenze di navigazione e con la consulenza, sempre preziosa, del rivenditore.

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