RADAR - Desenvolvimento e Emprego #076

Fonte: Revista de Villegagnon 2009 e marinha do Brasil/DHN

O RADAR, do inglês, “RADIO DETECTION AND RANGING”, é um sensor que utiliza ondas eletromagnéticas para detecção de objetos a grandes distâncias. Capaz de operar independentemente da luz do dia, pode medir com precisão a posição e a velocidade de objetos no ar, no mar e em terra; detectar e monitorar tempestades e massas climáticas; prevenir colisões e prover alerta antecipado a longas distâncias, entre outras.

Tem origem antiga. A formulação matemática básica é encontrada nas Equações de Maxwell, apresentadas em 1871, que permitiram um estudo amplo e profundo dos fenômenos de propagação das ondas eletromagnéticas.

Os trabalhos de Maxwell foram confirmados por Hertz, em 1888. Em 1904, o alemão Hulsmeyer patenteava uma invenção denominada “Método para informar ao observador a presença de objetos metálicos com ondas eletromagnéticas”. Em 1922, Guglielmo Marconi apresentou um trabalho em que descrevia as possibilidades da rádio–detecção usando a reflexão das ondas eletromagnéticas.

Na década de 1930, com as ameaças de guerra, houve um acentuado impulso nas pesquisas em torno do RADAR. A Inglaterra tomou a dianteira, ultrapassando os Estados Unidos e, em 1936, produzia um RADAR com alcance de 35 milhas náuticas. Em 1938, foi instalada na costa leste da Inglaterra uma cadeia de estações–radar, destinadas a detectar aviões inimigos e orientar as aeronaves de defesa aérea. Esse recurso possibilitou a vitória na “Batalha da Inglaterra”. Em 1940, foi desenvolvida pela Universidade de Birmingham uma válvula capaz de produzir pulsos de elevada potência, trabalhando com comprimento de onda de 9 cm. Estava criada a Magnetron, que tornou possível a construção de equipamentos RADAR de pequeno tamanho, para instalação a bordo de navios e aeronaves.

Após a 2ª Guerra Mundial, o RADAR, até então de uso exclusivamente militar, passou a ser empregado em outras atividades e a ser fabricado comercialmente.

O radar pode fornecer os dados de posicionamento necessários ao desempenho de uma vasta gama de atividades que vão desde a navegação e a segurança de voo até a monitoração ou o engajamento de alvos como aeronaves, navios, viaturas, estruturas de terra, mísseis e satélites. Pode ainda ser usado no acompanhamento de tempestades e no sensoriamento remoto de grandes áreas a partir de satélites. Portanto, o radar constitui peça fundamental de vários sistemas relevantes para sociedade atual, empregado desde a defesa militar até a prevenção de acidentes em aeroportos, rodovias e hidrovias.

As principais informações fornecidas pelo radar são a distância, a direção (marcação), a altitude e a velocidade de alvos acima d’água, no ar e em terra, ou até mesmo no espaço, caso o radar seja adequado. O seu funcionamento baseia-se na reflexão das ondas eletromagnéticas nas superfícies dos objetos. Seu transmissor emite periodicamente um conjunto de ondas, denominado pulso, para a direção em que está apontada sua antena.

A antena do radar gira para que seja possível determinar a marcação do alvo, ou seja, sua direção. No instante em que a antena alinha-se com esse alvo, ela pode percebê-lo pela recepção do eco do pulso de ondas eletromagnéticas emitidas originalmente pelo radar.

Por sua vez, a distância do alvo (D) é obtida a partir da medição do período de tempo (T) que esse pulso de ondas leva para viajar até o alvo e voltar para a antena do radar, bastando aplicar a fórmula: D = T x V/2, onde D é a distância radar-alvo, T é o tempo de ida e volta do pulso e V é a velocidade das ondas eletromagnéticas.

O processo de medida da distância é praticamente instantâneo, pois essas ondas se propagam simplesmente na exorbitante velocidade da luz. Uma chave seletora dos circuitos do radar permite que a antena transmita e receba tais pulsos, bloqueando o receptor enquanto transmite e inibindo a transmissão enquanto recebe.

Os radares podem ter seu funcionamento perturbado ou mesmo impedido por meio de específicas ações de Guerra Eletrônica, denominadas Medidas de Ataque Eletrônico (MAE), executadas a partir das mais diversas plataformas como navios, aeronaves, submarinos, foguetes, mísseis, satélites, veículos terrestres e até mesmo equipamentos portáteis das tropas.

Os principais tipos de radar são:

RADAR DE BUSCA DE SUPERFÍCIE, destinado a detectar alvos de superfície e determinar com precisão suas distâncias e marcações. As ondas eletromagnéticas são emitidas na direção da superfície do mar e, por isso, o Radar de Busca de Superfície é capaz de detectar não só embarcações, mas também aeronaves voando em baixa altitude. Ademais, o Radar de Busca de Superfície pode, também, prover informações para navegação. Também pode ser usado no cenário terrestre para busca de alvos para sistemas de artilharia de campo. 

RADAR DE BUSCA AÉREA, cujas funções principais são detectar alvos aéreos e determinar suas distâncias e marcações, a longa distância, pela manutenção de uma busca de 360° em torno do emissor, até altitudes elevadas. Suas ondas eletromagnéticas são emitidas de modo a detectar alvos aéreos voando em altitudes médias e elevadas. Os Radares de Busca Aérea são de alta potência, maior do que a dos Radares de Busca de Superfície, para permitir a detecção de alvos pequenos a grandes distâncias, a fim de possibilitar alarme antecipado e garantir um tempo de reação adequado.

RADAR DE BUSCA COMBINADA, que pode comportar-se ora como sendo de busca de superfície e ora como sendo de busca aérea.

RADAR DETERMINADOR DE ALTITUDE (“THREE–COORDINATE RADAR” ou “HEIGHT–FINDING RADAR”), cuja função principal é determinar com precisão a distância, a marcação e a altitude de alvos aéreos detectados pelo Radar de Busca Aérea. Por isso, os Radares Determinadores de Altitude também são conhecidos como RADARES 3–D. Estes radares também podem ser usados pelos controladores aéreos para vetorar aeronaves da defesa aérea durante interceptação de alvos aéreos inimigos.

RADAR DE DIREÇÃO DE TIRO, cujas principais funções são a aquisição de alvos originalmente detectados e designados pelos radares de busca, e a determinação de marcações e distâncias dos referidos alvos, com elevado grau de precisão. Alguns Radares de Direção de Tiro são usados para dirigir canhões, enquanto outros são empregados para dirigir mísseis. Uma vez adquirido pelo Radar de Direção de Tiro, os movimentos do alvo passam a ser automaticamente acompanhados.

RADAR DE APROXIMAÇÃO DE AERONAVES, instalado em aeródromos para orientar o pouso de aeronaves, especialmente em condições de má visibilidade. Os Radares de Aproximação têm curto alcance e buscam apenas em um setor. São particularmente úteis para guiar o pouso de aeronaves em navios-aeródromos em condições de má visibilidade (geralmente voltado para a popa do navio-aeródromo).

RADAR DE NAVEGAÇÃO, cujas principais finalidades são a obtenção de linhas de posição (LDP) para determinação da posição do navio, na execução da navegação e a detecção e medição de distâncias e marcações para outras embarcações, a fim de evitar colisões no mar.

RADAR DE ALERTA, (RWR) sistema destinado a identificar a iluminação por radar inimigo e alerta sobre sua presença. De operação passiva é um importante meio defensivo, principalmente para aeronaves.

Além destes, os navios e aeronaves militares, orgânicas ou não, podem dotar outros tipos de RADAR, tal como o Radar de Alarme Aéreo Antecipado, conduzido pelas aeronaves AEW (“Airborne Early Warning”). As aeronaves AEW mais novas utilizam um único RADAR 3–D para executar tanto a busca, como a determinação de altitude de alvos. Os interceptadores normalmente utilizam um único equipamento RADAR, combinando busca e direção de tiro. As funções desse RADAR são detectar aeronaves inimigas e possibilitar sua interceptação e destruição.

Os navios mercantes e demais embarcações normalmente dispõem apenas de equipamentos RADAR destinados à navegação e ao acompanhamento de outros navios, de modo a evitar riscos de colisão. Nos navios de guerra menores, especialmente do porte de Contratorpedeiro para baixo, muitas vezes um único RADAR DE BUSCA DE SUPERFÍCIE desempenha também as funções de RADAR DE NAVEGAÇÃO.