Os radares analógicos foram o primeiro tipo de sistema de radar desenvolvido para aeronaves.
Muitos desses sistemas ainda estão em uso, mas os mais novos operam usando os avanços dos circuitos digitais.
As características operacionais de um sistema analógico devem ser estudadas para que possamos entender melhor a teoria básica dos radares.
Os sistemas de radar digitais serão discutidos posteriormente neste capítulo.
A Figura Abaixo é um diagrama em blocos simplificado de um sistema de radar analógico.
Esse sistema é composto de diversas unidades principais, cada uma das quais serve uma função específica no sistema.
radar analógico
O sincronizador temporiza o sinal de radar e sincroniza o transmissor, o receptor e o indicador para que todos operem em harmonia.
A temporização e a sincronização são realizadas por pulsos de disparo gerados no sincronizador.
Esses pulsos se originam de um multivibrador ou de um circuito gerador de pulsos semelhante.
O misturador armazena energias e fornece pulsos de alta tensão, que por sua vez são liberados pelo pulso de disparo do sincronizador.
Durante o intervalo entre os pulsos, uma rede composta de indutores e capacitores é carregada até um alto nível.
Quando o pulso de disparo libera essa energia, um pulso de alta tensão é conduzido até o transmissor.
O elemento principal de um transmissor de radar é um magnétron.
Esse dispositivo é um tubo que recebe o pulso de alta energia o misturador e o converte em um pulso de frequência extremamente alta, que por sua vez é enviado ao sistema da antena para ser irradiado no espaço.
O magnétron utiliza cavidades ressonantes para gerar a frequência correta para o pulso transmitido.
Quando um pulso de energia elétrica de alta tensão é transmitido para as cavidades do magnétron, é gerada uma onda de rádio de frequência fixa (no caso de um sistema de radar meteorológico típico, 5400 MHz).
O pulso de UHF do transmissor é conduzido por meio de uma seção de guia de onda até o duplexador e deste através de um guia de onda até a antena.
Normalmente, a guia de onda é composto de um tubo de metal retangular oco, que pode ser imaginado como o encanamento para o sinal de radar de alta energia.
Quando o pulso de radar deixa o magnétron, ele per[1]corre a guia de onda enquanto tenta dissipar ou perder energia.
O interior da guia de onda é de metal sólido e o sinal de radar simplesmente rebate nele enquanto se move em direção à antena de radar.
Depois que alcança a antena, o sinal se foca em um feixe que pode se irradiar com segurança para longe da aeronave.
O duplexador é um dispositivo de comutação eletrônica que se alterna entre conectar o transmissor e o receptor à antena.
Quando o pulso é emitido do transmissor, ele é impedido eletronicamente de entrar na guia de onda até o receptor.
Assim que o pulso do transmissor termina, a linha do receptor é aberta para receber o pulso refletido.
Nesse momento, o caminho até o transmissor é bloqueado para que o pulso sendo recebido não possa chegar ao magnétron.
O sistema de antena pode ser comparado a um farol de busca que gira para buscar uma determinada área com um facho de luz.
As antenas de radar aéreas usam dois projetos comuns: o formato parabólico tradicional e a antena plana (dirigida).
A maioria das instalações de radar de solo utiliza antenas parabólicas, enquanto a maioria dos sistemas aéreos modernos usam a antena plana.
O conjunto de antena parabólica do sistema de radar, mostrado na Figura Abaixo , é um dispositivo relativamente complexo, em grande parte devido a seus mecanismos de rotação e inclinação.
O sinal de RF de micro-ondas é transmitido através de diversas seções de guia de onda e juntas do duplexador ao refletor da antena; posteriormente, o sinal refletido retorna através do mesmo sistema.
Em ambos os casos, a energia deve ser transmitida com um nível mínimo de perda.
A parte superior do conjunto de antena mostrado na Figura Acima está fixada na estrutura do avião e é chamada de conjunto de base da antena.
Toda a energia para rotação e inclinação é levada ao conjunto de base por meio de um conector de plugue.
A energia de RF entra através da guia de onda na traseira e passa pelo conjunto da estrutura da antena, que sustenta o refletor.
No conjunto de base temos o motor de acionamento azimutal e trem de engrenagens, além de circuitos de controle para fins de sincronização.
A energia elétrica é conduzida da base estacionária até a antena giratória por meio de anéis deslizantes e escovas.
A Figura Abaixo mostra um diagrama simplificado do sistema de estabilização.
A função do sistema de estabilização é permitir que o equipamento de radar rastreie continuamente o mesmo plano horizontal, independentemente da arfagem ou rolamento do avião.
Pelo diagrama, vemos que os sinais de arfagem e rolamento se originam com o giroscópio de voo, que é parte do sistema de piloto automático.
Esses sinais são amplificados e enviados ao resolvedor azimutal.
Esse resolvedor é conectado através de uma rede de resistores ao resolvedor de elevação e ao resolvedor de inclinação.
Esses resolvedores fornecem informações a um sistema de computadores que soluciona continuamente a equação necessária para fornecer instruções ao motor de acionamento de elevação, que por sua vez executa o trabalho de estabilização.
O motor de acionamento de elevação na verdade posiciona o refletor da antena para permitir uma varredura horizontal contínua, ou rotação, do feixe da antena.
O sistema de radar pode ser operado com ou sem estabilização da antena por meio da chave estabilizadora no painel de controle.
Quando a chave é colocada na posição de estabilização, a antena é estabilizada.
A inclinação da maioria dos sistemas de antena também pode ser ajustada manualmente de acordo com as orientações do piloto.
Esse recurso é conveniente, pois permite que o piloto rastreie as condições meteorológicas acima ou abaixo da trajetória de voo atual do avião.
Isso pode ser necessário quando o piloto precisa alterar o nível de voo ou deseja mudar a altitude de voo para evitar uma tempestade.
Em um sistema de radar, os pulsos de energia de RF se deslocam ao longo da guia de onda, que termina em um elemento de alimentação.
O elemento de alimentação reflete os pulsos do transmissor de volta ao refletor parabólico da antena, que forma os pulsos em um feixe e os irradia no espaço livre.
Uma guia de onda é um tubo metálico oco, geralmente de formato retangular, usado para direcionar as ondas de radar UHF de e para a antena.
A Figura Abaixo mostra uma seção de guia de onda típica.
A unidade receptora-transmissora se conecta à guia de onda no ponto terminal.
Todos os sinais transmitidos saem do transmissor e atravessam o “encanamento” de guia de onda até a antena.
O sinal de UHF se desloca através da guia de onda de maneira semelhante ao modo como uma onda sonora se desloca através de um tubo oco.
Como os sinais de radar não podem escapar pelas laterais da guia de onda, eles simplesmente se deslocam até sua extremidade, onde são irradiados para o ar através da antena (ver Figura Abaixo ).
A seção receptora do sistema de radar é bastante complexa, pois precisa receber as ondas refletidas e prepará-las para fornecer uma indicação correta na tela do CRT.
Isso envolve diversas operações eletrônicas.
O primeiro passo é alterar a frequência do sinal de entrada até um nível que possa ser manuseado convenientemente por um sistema eletrônico padrão.
A mudança de frequência é realizada por meio de um sistema super-heteródino, que produz uma frequência intermediária.
A frequência de radar de entrada normalmente é de cerca de 5400 MHz, enquanto a frequência intermediária é de cerca de 60 MHz.
A frequência intermediária de 60 MHz é amplificada, detectada e enviada aos amplificadores de vídeo.
A saída de sinal dos amplificadores de vídeo é enviada ao indicador de CRT do radar.
O indicador é um CRT ou LCD, normalmente combina[1]do com os circuitos operacionais necessários.
O sinal de vídeo deve ser aplicado a um circuito de deflexão vertical e um sinal de varredura deve ser aplicado ao circuito de deflexão horizontal.
O uso de marcadores de alcance no indicador é bastante comum.
Esses marcadores são círculos concêntricos, igualmente espaçados a partir do centro da tela, que permitem que o operador determine exatamente o alcance (distância) do alvo em relação ao avião no qual o radar está instalado.
Na maioria das aeronaves, o alcance do radar pode ser ajustado pelo piloto; isso muda o nível de energia do sinal irradiado e causa uma mudança correspondente no valor dos marcadores de alcance na tela.
Para sistemas de radar cuja instalação impossibilita que a antena gire em um círculo completo, a antena é girada para a frente e para trás em um determinado arco.
Essa situação ocorre quando a antena é instalada no nariz da aeronave.
Nesse caso, a antena pode oscilar por um arco de 90 a 240°, dependendo da instalação específica. Isso geralmente produz uma cobertura adequada para sistemas de radar meteorológico, pois este precisa rastrear a área à frente, à direita e à esquerda da trajetória de voo.
A Figura Abaixo mostra um diagrama de um indicador para esse tipo de instalação.
