Sonar e radar: cosa sono e come funzionano

SONAR E RADAR

Il radar e il sonar.

Che cos'è il radar? Il fisico scozzese Robert Alexander Watson-Watt (1892-1973) dimostrò alle autorità militari inglesi, nel massimo segreto, un sistema di radio-localizzazione di oggetti attraverso la riflessione di impulsi radio (inventato da Guglielmo Marconi) ad altissima frequenza. E' la prima dimostrazione del radar, cosi chiamato dalle iniziali delle parole inglesi “Radio Detection and Ranning” (individuazione e determinazione della distanza via radio) che lo stesso Watson-Watt ha sviluppato in 16 anni di lavoro. Il principio del radar è concettualmente semplice: poichè è nota la velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche, calcolando il tempo in cui un impulso viene inviato verso un ostacolo e da questo viene riflesso verso la sorgente è possibile stabilire la sua distanza dalla sorgente. Alla base del dispositivo c'è un magnetron, un diodo che emette nel campo delle microonde.

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RADAR FUNZIONAMENTO

Il Radar diviene così il primo sistema che consente di individuare oggetti al di là dell'orizzonte ottico di un osservatore, come aereoplani nemici. Grazie alla dimostrazione del fisico scozzese la National Physics Laboratories della Gran Bretagna installano una rete di stazioni di avvistamento sulle coste inglesi che sarà l'elemento decisivo per assicurare alla Royal Air Force nel 1940 la vittoria nella battaglia d'Inghilterra contro i tedeschi. Il radar diventerà anche uno dei sistemi essenziali per la navigazione aerea. Nel 1939 due scienziati britannici, il fisico Henry Boot e il biofisico John T. Randall, furono artefici del più importante progresso raggiunto nella tecnologia del radar durante la seconda guerra mondiale, con l’invenzione del tubo elettronico detto "magnetron a cavità risonante". Il dispositivo, capace di generare potentissimi impulsi radio ad alta frequenza, permise lo sviluppo del radar a microonde, che opera con onde di lunghezza d'onda inferiore a 1 cm, prodotte da strumenti laser. Il radar a microonde, chiamato anche lidar (Light Detection And Ranging, rivelazione e misurazione di distanza per mezzo di luce). Nato come dispositivo bellico, oggi il radar trova innumerevoli impieghi in ambiti civili, nella navigazione, nel controllo del traffico aereo, in meteorologia e nel campo dell'esplorazione spaziale, nel controllo della velocità degli autoveicoli e nel tele-rilevamento della superficie terrestre.

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SONAR COS'E'

Che cos'è il sonar? Il sonar è un sistema utilizzato soprattutto dai sottomarini per individuare la posizione di oggetti subacquei, sfruttando il fenomeno della riflessione delle onde sonore. Il sonar emette impulsi acustici o ultrasonici tramite un dispositivo irradiante subacqueo, detto proiettore, e capta gli impulsi riflessi da eventuali ostacoli per mezzo di un microfono sensibile detto idrofono, o trasduttore. Dal tempo intercorso tra l'emissione del segnale e la ricezione dell'onda riflessa, nota la velocità di propagazione delle onde sonore in acqua, è possibile risalire alla distanza dell'oggetto individuato.
I moderni sottomarini sono equipaggiati con dispositivi sonar che localizzano eventuali imbarcazioni nemiche. Il sistema più avanzato in uso nei sottomarini prevede un lungo cavo con cui viene trainato in mare aperto un certo numero di idrofoni regolarmente distanziati.

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SONAR COME FUNZIONA

Un altro tipo di sonar utilizza invece un dispositivo detto boa acustica, vale a dire un idrofono montato su una boa, che viene paracadutato da un aereo. Quando il rivelatore acustico della boa percepisce un suono (ad esempio il motore di un sottomarino), aziona un piccolo radiotrasmettitore che invia un segnale agli aerei antisommergibile in perlustrazione nella zona.