Navegação Radar

7/31/2019 Navegao Radar

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405N avega o cost eira, est im ada e em gu as restri tas

NAVEGAO RADAR

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14.1 EQUIP AMENTO RADAR

14.1.1 DESENVOLVIMENTO E CLASSIFICAO

O RADAR , abreviatura derivada da expresso, em ingls, RADI O DETECTIONAND RANGING, tem origem an tiga. A form ulao mat em tica b sica en cont ra da n asEqua es de Maxwell, apr esenta das em 1871, que permitira m u m est udo amplo e profun dodos fenmenos de pr opagao das onda s eletr oma gnticas. Os tr abalhos de Ma xwell fora mconfirm ados por H ert z, em 1888. Em 1904, o alem o Hu lsmeyer pat entea va um a invenodenominada Mtodo para informar ao observador a presena de objetos metlicos comondas eletromagnticas. Em 1922, Guglielmo Marconi apresentou um trabalho em quedescrevia a s possibilidades d a r diodeteco usa ndo a r eflexo das ondas eletr oma gnticas.

Na dcada de 1930, com as ameaas de guerra, houve um acentuado impulso naspesquisas em t orn o do RADAR. A Inglater ra tomou a diant eira, ultr apa ssan do os Est adosUn idos e, em 1936, produzia u m RADAR com a lcan ce de 35 milha s n ut icas . Em 1938, foi

instalada n a costa leste da Inglater ra uma cadeia de estaesra dar, destinadas a detectaravies inimigos e orienta r as aer ona ves de defesa ar ea. Ess e recurso possibilitou a vitriana Bata lha da Inglater ra . Em 1940, foi desenvolvida pela Un iversidade de Birm inghamum a vlvula capaz de pr oduzir pulsos de elevada potncia, tr abalha ndo com compr iment ode onda de 9 cm. Est ava criada a Magnetron , que torn ou possvel a const ru o de equipa -men tos RADAR de pequeno tam an ho, para insta lao a bordo de na vios e aer ona ves.

Aps a 2 Gu err a Mu ndia l, o RADAR, at en t o de uso exclusivam ent e militar , passoua ser empr egado em outr as a tividades e a ser fabricado comer cialment e.

Os n avios de guerr a, dependendo de seu tipo e port e, muita s vezes possuem diversosequipamentos RADAR, com diferentes finalidades. Os principais tipos so:

RADAR DE BUSCA DE SUPERFCIE , destinado a detectar alvos de superfcie e de-ter mina r com pr eciso suas dist ncias e m ar caes. As ondas eletroma gnticas s o emiti-das na direo da superfcie do mar e, por isso, o Radar de Busca de Superfcie capaz de


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N av egao costeira, est im ada e em gu as rest ri tas406

detecta r n o s embar caes, mas t am bm aer ona ves voan do em baixa altitu de. Adema is,o Radar de Busca de Super fcie pode, ta mbm, pr over inform aes pa ra na vegao.

RADAR DE BU SCA AREA, cujas funes principais so detectar alvos areos e deter-minar suas distncias e marcaes, a longa distncia, pela manuteno de uma busca de360 em t orn o do na vio, at a ltitudes elevadas. Sua s ondas eletromagnt icas s o emitidasde modo a detectar alvos areos voando em altitudes mdias e elevadas. Os Radares deBusca Area so de alta potncia, maior do que a dos Radar es de Busca de Su perfcie, par apermitir a deteco de alvos pequenos a grandes distncias, a fim de possibilitar alarmean tecipado e gar an tir a o na vio um tem po de reao adequado.

RADAR DE BUS CA COMBINADA, que pode comportar-se ora como sendo de busca desup erfcie e ora como send o de busca a rea .

RADAR DETERMINADOR DE ALTITUDE (THREECOORDINATE RADAR ouHE IGH TFI NDI NG RADAR), cuja fun o prin cipa l determ ina r com pr ecis o a distn-cia , a marcao e a alt itude de alvos areos detectados pelo Radar de Busca Area. Por

isso, os Rad ar es Deter min ad ores de Altitu de ta mbm s o conh ecidos como RADARES 3D.Est es ra dar es ta mbm podem ser u sados pelos cont roladores ar eos do navio par a vetoraraer ona ves da defesa a rea dur an te int erceptao de alvos ar eos inimigos.

RADAR DE D IREO DE TIRO, cujas pr incipais funes s o a aqu isio de a lvos origi-na lment e detecta dos e designa dos pelos ra dar es de busca, e a determ inao de mar caese distncias dos referidos alvos, com elevado grau de preciso. Alguns Radares de Direode Tiro so usa dos par a dirigir can hes, enqua nt o out ros so empregados para dirigir m sseis.Uma vez adquirido pelo Radar de Direo de Tiro, os movimentos do alvo passam a serautomaticamente acompanhados, sendo este acompanhamento automtico transmitido aosistema de armas do navio, para sua orientao.

RADAR D E AP ROXIMAO DE AERONAVES, insta lado em na vios-aerdromos paraorien ta r o pous o de aer onaves, especialm ent e em cond ies de m visibilida de. Os Radar esde Aproximao tm curt o alcan ce e buscam a penas em u m set or (geralment e voltado paraa popa do na vio-aerdr omo).

RADAR DE NAVEGAO, cujas p rin cipais finalidades s o a obten o de linha s de posio(LDP) par a det erm inao da posio do navio, na execuo da n avegao e a deteco e me-dio de distn cias e m ar caes par a outr as em bar caes, a fim de evita r colises no ma r.

Alm destes, os na vios e a eronaves militar es, orgn icas ou n o, podem dotar out rostipos de RADAR, ta l como o Rada r de Alarm e Areo Ant ecipad o, condu zido pelas aer onaves

AEW (Airborne Early Warning). As aeronaves AEW mais novas utilizam um nico RA-DAR 3D para execut ar ta nt o a busca, como a deter mina o de altitude de a lvos. Os inter -ceptadores normalmente utilizam um nico equipamento RADAR, combinando busca edireo de tiro. As funes desse RADAR so detecta r a erona ves inimigas e possibilita r su ainter ceptao e destr uio.

Os navios mercantes e demais embarcaes normalmente dispem apenas de equi-pam entos RADAR destina dos na vegao e ao acompa nh am ento de outr os n avios, de modoa evita r riscos de coliso. Nos n avios de guer ra menores, especialment e do port e de Contra -torpedeiro para baixo, muitas vezes um nico RADAR DE BUSCA DE SUPERFCIE de-sempenh a ta mbm as funes de RADAR DE NAVEGAO.

Este captulo apresenta r um breve exam e das caractersticas m ais importa ntes deum sistema de RADAR DE NAVEGAO e das t cnicas fun dam enta is para sua opera o,com as quais o navegante deve estar familiarizado, a fim de usar o RADAR com eficcia,ta nt o na n avegao, como par a evita r coliso no ma r.


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14.1.2 P RINCP IO DE FUNCIONAMENTO ECOMP ONENTES BSICOS

a . P rin cp io de fu nc io na me nt o

Em bora os equipam entos RADAR possam ser classificados, quan to ao t ipo de mo-dulao , em RADAR DE P ULSOS , RADAR DE ONDA CONTN UA e RADAR DOPLLER,vamos estu dar apena s o princpio de funciona ment o do RADAR DE PU LSOS, pois este ,norma lment e, o tipo de RADAR empregado na na vegao mar tima.

O pr incpio bs ico do RADAR DE N AVEGAO a deter min ao de dist ncia pa raum objeto, ou alvo, pela medida do tempo requ erido par a u m pu lso de ener gia de ra diofre-qen cia (RF), tr an sm itido sob a form a de onda , deslocar-se da font e de refern cia a t o alvoe ret orn ar como um eco refletido. O RADAR DE NAVEGAO, como vimos, um ra da r d epulsos, que emite ondas de freqncia m uito elevada, em pulsos de dura o extr ema men tecur ta e mede o inter valo de tem po entre a tr an smisso do pulso e a recepo do eco, refletido

no alvo. A metade do intervalo de tempo, multiplicada pela velocidade de propagao dasondas eletr oma gnticas, determ ina a distncia do alvo. Os pulsos tr an smit idos pela antenaform am um feixe que, no Rada r de N avegao, bast an te estr eito no plan o horizont al, masque pode ser bem ma is largo no plano vert ical. A an tena norma lment e de form a pa ra blicae gira n o sentido dos ponteir os do relgio, de form a a var rer 360 em t orno de sua posio.A mar cao do alvo determ inada pela orient ao da an tena no instan te de r ecepo do ecopor ele r efletido.

Sendo a distncia ao alvo determinada pela medio do tempo requerido para umpulso de energia deslocar-se at o alvo e retornar como um eco refletido, necessrio queeste ciclo seja completado an tes qu e seja tr an smitido o pulso seguint e. Essa a ra zo porque

os pulsos tra nsm itidos (de dura o extr ema ment e cur ta , muita s vezes de cerca de 1 micros-segundo, ou m enos) devem ser s epar ados por um inter valo de tem po relativament e longo,dur an te o qua l n o h t ra nsm isso. De out ra form a, se o eco refletido fosse recebidodura nte a tra nsmisso do pulso seguinte, usando a mesma ant ena par a t ran smisso/recep-o, este eco, relativamente fraco, seria bloqueado pelo forte pulso transmitido.

Os equipamentos RADAR utilizam as trs ltimas faixas do espectro de RF: fre-qncias ultra altas (UHF), super altas (SHF) e extremam ente altas (EHF ).

Quanto s freqncias de operao, so classificados por letras, conforme mostradono qua dro a seguir:

FAIXA FREQNCIA (MHz) COMPRIMENTO DE ONDA (cm)P (100 cm) 225 a 390 133 a 77

L ( 25 cm) 390 a 1650 77 a 18,2

S (10 cm) 1650 a 5200 18,2 a 5,8

C ( 6 cm) 3900 a 6200 7,7 a 4,8

X ( 3 cm) 5200 a 11900 5,8 a 2,5

J (2,25 cm) 11900 a 14250 2,5 a 2,1

K (1,25 cm) 20500 a 26500 1,5 a 1,1

Q (0,75 cm) 33300 a 37500 0,9 a 0,8

V (0,50 cm) 50000 a 75000 0,6 a 0,4O (0,30 cm) 99900 a 112500 0,33 a 0,26


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Cada faixa de freq ncias dest ina da a um a a plicao especfica. Os RADARESDE NAVEGAO usam as bandas S (10 centmetros), para navegao costeira e de alto-mar e X (3 centmetros), para aterragem/aproximao e navegao em guas restritas(can ais, portos, baas e en seada s).

b. Co m po ne n te s de u m Si st em a Ra da r B s ic o

Figura 14.1 - Diagrama e m Bloco de u m Sistem a Radar Bsico

Um sistem a RADAR bsico (Figur a14.1) constitudo por 6 componentesprincipais, cujas fun es podem ser resu -midam ente definidas como se segue:

FONTE (unida de de fora): forn ece t odasas volta gens AC e DC necessr ias par a aoperao dos componentes do sistema.

MODULADOR : dispar a o TRASMISSORe, simu ltan eam ente, envia pulsos de sin-cronizao para o INDICADOR e outroscomp onen tes . Circuitos de tem po (que po-dem es ta r, ou n o, localizad os no MODU-LADOR) estabelecem a freqncia de re-petio de impulsos (FRI) na qual o MO-DULADOR gera seus pu lsos de dispar o ede sincronizao, ou seja , o n mer o de pul-

sos tra nsm itidos por segundo.TRANSMISSOR: gera energia em ra dio-freqn cia (RF), sob a form a de pu lsos cur -tos de a lta potn cia. A cha ve T/R (DUPLE-XER) cont rola os ciclos de t ra ns miss o depulsos e de recepo de ecos (quando atransmisso bloqueada).

SISTEMA DE ANTENA: recebe os pul-sos de energia RF do TRANSMISSOR eos irr adia em um feixe alta men te direcio-

nal. Ademais, recebe os ecos refletidos, transmitindo-os para o RECEPTOR.

RECEPTOR: am plifica os ecos r efletidos pelos alvos, rep rodu zindo-os como pu lsos de vdeo,e os tr an smite pa ra o INDICADOR.

INDICADOR: produz uma indicao visua l dos pu lsos dos ecos, em um a ma neira que forn eaas informaes desejadas dos alvos detectados.

c . Ca ra ct er st ic as d e um s is te m a RAD AR

Existem certas caractersticas (ou constantes) associadas a qualquer sistema RA-

DAR, que so comu ment e ut ilizada s pa ra sua descrio. So elas:FRE QN CIA (FRE QN CIA DA PORTADORA)

FREQN CIA DE REPETIO DE IMPULSOS (FRI)


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LARGURA DO PULSO

VELOCIDADE DE ROTAO DA ANTEN A

LARGURA DO F EI XE

FREQN CIA DA EMISSO RADAR (FREQ NCIA DA P ORTADORA)

A freqncia da port adora a freqncia na qua l a energia de RF gera da. Os prin-cipais fatores que influenciam a seleo da freqncia da port adora so a direciona lidadedesejada para o feixe radar, o alcance a ser obtido e os aspectos envolvidos na gerao erecepo de energia de RF em m icroonda s. Por outr o lado, a freqn cia da port adora det er-mina as dimenses fsicas da ant ena do rada r.

Pa ra determinao da m arcao e para concentr ao da energia tr ansm itida de m odoque sua maior part e seja til, a a ntena deve ser a ltamente direcional. Quant o mais alta afreqn cia da p ort adora , menor o comp rim ent o de onda (pois = c/f, send o o comp rim ent ode onda, c a velocidade de propagao das ondas eletromagnticas e f a sua freqncia de

emisso) e, assim, menor a ant ena r equerida par a u m determ inado padro de energia irra-diada. Par a u ma mesma potncia, um r adar operan do em um a freqncia ma is baixa alcanadistncias maiores que um equipamento que utiliza freqncia mais alta. Assim, quantoma ior o alcan ce desejado, men or a freqn cia e, conseqent ement e, ma ior o compr iment ode onda e m aior a ant ena r equerida.

Alm disso, o problema de gerar e am plificar energia de RF em freqncias extrem a-mente altas complexo, exigindo componentes especiais, entre os quais a Klystron e ama gnetron. mu ito difcil amplificar os ecos de RF da port adora, em virt ude da s a ltasfreqncias empregadas. Assim, no so usados amplificadores de rdio-freqncia nosequipa men tos RADAR. Em vez disso, a freqn cia d o eco recebido bat ida (het erodina da)com a de um oscilador local, em um misturador de cristal, para produzir uma freqnciadiferent e, denominada freqncia int erm ediria, que suficientemen te baixa para s er am -plificada em vr ios est gios de am plificao, no receptor.

Conform e vimos, os r ada res de na vegao opera m na s faixas de freqncia S (com-prim ent o de onda de 10 cm), par a na vegao ocen ica e na vegao costeira , e X (comprimentode onda de 3 cm), para n avegao em guas r estr itas (aproxima o/at err agens e na vegaoem portos e canais). Par a inst alaes em que se exige uma imagem extrema ment e detalhada ,como no ra dar par a nave gao fluvial , ou n as inst alaes em que a s dimenses da antenadevam ser redu zidas ao mnimo (como nos r ada res de aviao), ut ilizam se compr iment os

de onda a inda men ores (1,25 cm e 0,9 cm).Nos rada res da banda X (3 cm), a imagem ma is detalha da e os cont orn os s o mais

bem delineados que nos rada res da banda S (10 cm). Em cont ra par tida, o alcan ce menor(para a mesm a potncia) e, alm disso, os ra dar es da ban da X so ma is afetados por fen-men os at mosfricos e met eorolgicos (chuva, gra nizo, neve, etc.), que degra dam a qu alida deda apresenta o, podendo at ma scar ar completamente a imagem.

Em virtude das particularidades de cada faixa de freqncias, os navios atuais ge-ra lmente possuem 2 r adar es de navegao, sendo um na banda S e um na banda X.

FREQNCIA DE REP ETIO DE IMP ULSOS (FRI)

A FRI (em ingls: pulse repetit ion rate P RR) o n mer o de pulsos tr an smit idospor segundo.


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Conforme vimos, deve ser d eixado um int erva lo de tem po su ficient e ent re dois pulsossucessivos transmitidos, de modo que o eco de qualquer alvo localizado dentro do alcancem ximo do sistem a possa ret orn ar e ser recebido, pois, do cont r rio, a recepo dos ecos dosalvos m ais dista nt es seria bloqueada pelo pulso tra nsm itido seguinte. Assim sen do, o al-cance mximo de um ra dar depende da sua FRI.

Suponha mos que a FRI de um ra dar de 1.000 PPS (pulsos por segundo) e que a su alargura de pulso , ou comprimento de pulso (pulse length), de 1 microssegundo.Ento, o radar transmite 1.000 pulsos de 1 microssegundo de durao em cada segundo(1.000.000 de microssegundos). Dest a form a, em cada 1.000 microssegun dos, o ra da r t ra ns-mite durante 1 microssegundo (largura do pulso ) e perm an ece em silncio dur an te 999microssegundos. n este int ervalo de tempo ent re dois pulsos su cesivos, em que o ra darn o tr an sm ite, que os ecos dos a lvos podem ser recebidos. Tal int erva lo (no caso igua l a 999microssegundos) ir, teoricamente, definir o alcance mximo do radar, conforme abaixoexplicado.

A velocidade de propagao das ondas eletromagnt icas na atmosfera de299.708.000 m/s ou 161.829 milhas n ut icas por segundo, ou, a inda, 0,161829 milhas n u-ticas por m icrossegun do. Port an to, no nosso exemplo, o alcance mximo terico do ra darcujo int ervalo de tempo entr e os pulsos t ra nsm itidos de 999 microssegun dos ser ia:

A = = 80,83 milhas nu t icas

Na realidade, entretan to, o alcance mximo de um rada r depende da sua potncia,em r elao com a sua FRI. Assum indo que um a potncia suficient e irr ad iada , possivelau men ta r a distn cia m xima na qual os ecos podem ser r ecebidos, atr avs da r eduo dafreqncia de repet io de impulsos , para prover maior intervalo de tempo entre os

pulsos tr ansm itidos. Contu do, a FRI deve ser a lta basta nte par a perm itir que u m n merosuficiente de pu lsos a tinjam o alvo e retornem ao ra dar , possibiliat ndo sua deteco.

Com a antena gira ndo, o feixe de ener gia at inge o alvo por um perodo rela tivam ent ecur to. Dur an te este t empo, um n mer o suficiente de pulsos deve ser t ra nsm itido, de modoque ret orn em a o ra dar os ecos necessrios produo de um a boa imagem n o indicador.Com a antena girando a 15 RPM, um radar com FRI de 1.000 PPS emitir cerca de 11pulsos por cada grau de rotao da antena . Portanto, a pers is tncia requerida para aimagem radar, ou seja, a medida do tempo em que a tela retm a imagem dos ecos, e avelocidade de rotao da antena que determinam a mais baixa FRI que pode serusada.

LARGURA DE P ULSO

A largura de pulso a dur ao de cada pulso de energia de RF tr an smitido, medidaem microssegundos. Est a cara cter stica t am bm pode ser expressa em t erm os de distn cia(igua l velocidade da lu z vezes a du ra o do pulso), send o, ent o, denomina da comprimentode pulso (pulse length ).

A distncia mnima na qual um alvo pode ser detectado por um determinado ra -dar determinada basicament e pela su a largura de pulso . Se um alvo est t o prximodo transmissor que o seu eco ret orn a pa ra o receptor ant es que a tr ansm isso do pulso

ter mine, a recepo do eco, obviam ent e, ser m ascar ada pelo pulso tra nsm itido. Por exemplo,um r adar com um a largura de pulso de 1 microssegundo ter um alcance mnimo de 162ja rdas, pois , como a velocidade de propa ga o das ondas elet romagn t ica s de 0.161829

999 x 0,1618292


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milhas por microssegundo, ou 324 jardas por microssegundo, o eco de um alvo situado amenos da meta de deste valor (162 jarda s) retorna r para o radar ainda dura nte o tempode tran smisso do pulso de RF . Isto significa qu e o eco de um alvo dent ro desta dist nciamnima (metade do comprimento de pulso ) no ser visto na tela do radar, em virtudede ser m ascara do pelo pulso tran smitido. Conseqent ement e, se necessitar mos de alcances

mnimos de valores mu ito reduzidos, deverem os ut ilizar um a largura de pulso reduzida(cerca de 0.1 m icrossegun do).

A largura de pulso , entret an to, n o pode ser m uito reduzida. Os ra dar es que operamcom lar gura s de pulso maiores t m m aior a lcan ce, pois uma quan tidade m aior de ener gia tr an smitida em cada pulso. Muitos r adar es so projetados par a operao com pulsos curtose pulsos longos . Vr ios deles mu dam aut omat icament e para pulso curto qua ndo se sele-cionam escalas de dis tncias curtas. Em outros radares, entretanto, cabe ao operadorselecionar a largura de pulso adequada escala de dis tncias utilizada.

Enquanto o alcance mximo de det eco sacrificado, qua ndo se u sa largura de

pulso cur ta so obtidos m aior preciso em dist ncia e melhor poder de discriminaoem dis tncia .

Com pulso curto , obtida uma melhor definio da imagem do alvo na tela doradar e, assim, a pr eciso da distn cia medida m aior.

O poder de discriminao em dis tncia de um ra dar definido como a m enordistn cia entr e dois alvos situa dos na m esma m ar cao, para que apa ream como ima gensdistintas n a tela do radar . Tal como no caso do alcan ce mnim o, o poder de discriminaoem dis tncia de um radar igual metade do comprimento de pulso (largura depulso expressa em t erm os de distn cia). Caso dois alvos na mesm a m ar cao estejam si-tua dos a uma distncia menor que o seu poder de discriminao em dis tncia , seusecos a par ecer o no indicador como uma n ica ima gem alongada .

VELOCIDADE D E R OTAO DA ANTENA

Conforme vimos, necessr io que o alvo seja a tin gido por um n mer o su ficient e depulsos transmit idos par a possibilitar sua deteco e a form ao de um a ima gem ntidana tela do indicador. Desta forma, a deteco aumenta com a reduo da velocidade derotao da antena , pois, assim, um nmero maior de pulsos de RF ir bater o alvo, talcomo m ostr ado n o exemp lo abaixo:

Em uma instalao ra dar cuja FRI de 1.000 PP S e a abertura do feixe transm i-

tido , no plano horizontal , de 2, a velocidade de rotao da antena de 6 RPM.Neste caso, a an tena var rer :

em 1 minuto 6 x 360 = 2.160

em 1 segundo 2.160 / 60 = 36

Pa ra cobrir a abertura do feixe n o plano horizontal (2) a ant ena gasta r : 2/36 =0.05555 segundos.

Como a FRI de 1.000 PPS, neste perodo sero emitidos cerca de 55 pulsos.

Se a velocidade de rotao da antena for a ument ada para 12 RPM, o nm ero depulsos emitidos quan do a an tena gira a abert ur a do seu feixe no plano horizont al (2) cairpara a metade. Assim, um determinado alvo ser batido por um menor nmero de pulsosem cada varr edura.


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Com um a FRI alta, a a nten a pode gira r r apidament e, sem que isso diminua o nmer ode pulsos de RF qu e at ingem o alvo. Alm disso, o eco pr odu zido na tela do rada r se r enovara pidamen te (para 20 RPM, um a vez em cada 3 segun dos), de modo que n o ser necessr ioque a tela seja de a lta persistncia. Nos rada res de n avegao, a velocidade de rota o daan tena , norma lment e, inferior a 60 RPM.

As anten as convenciona is de rada r giram mecanicam ente. Recentem ente, outro tipomais moderno passou a ser empregado nos sistemas navais: as antenas e s tacionrias(phased arrays), nas quais o feixe gira eletronicamente.

LARGURA DO FE IXE

Conforme m enciona do, o feixe de onda s eletr oma gnticas em itido por u m radar denavegao t em uma largura (ou abertura ) bastan te estreita no plano horizontal, maspode ser bem lar go no plano vertical .

Como o feixe tr idimensional, costum a-se defin-lo por sua s lar gur as n o plan o horizon-

tal e no plano vertical.

O diagrama polar horizontal de irra diao de um feixe ra dar tem o aspecto mos-tr ado na F igur a 14.2, com o lbulo principal e lbulos secundrios , que s o feixes adi-ciona is de baixa inten sidade de energia, inevitavelmente irr adiados na m aioria dos ra dar es,devido, principalmen te, s limitaes no tam an ho e form a da an ten a.

Figura 14.2 - Diagrama Polar Horizon tal de Irradiao

A largura do feixe no plano hori-zontal geralmente pequena, da ordemde 1 a 2 nos radares martimos. Estaabert ur a que vai definir o poder de dis-criminao em marcao do ra dar , de-finido como a diferena mnima em m ar -

cao para que dois alvos situados mesma distncia do radar apaream como imagensdistinta s na t ela do indicador. O valor angular do poder de discriminao em mar-cao igual largur a do feixe no plano horizont al.

Se desejar mos expressa r o poder de discriminao em marcao em medidaslineares , necess rio cons idera r a distncia dos alvos insta lao rada r e usa r a frm ula:

dt

= 35,3427 a L , sen do:

dt

= poder de discrimina o em ma rcao (discrimina o ta ngencial), em jarda s;

a = lar gura horizont al do feixe, em gra us;

L = dist ncia do rada r a os alvos, em milhas n u ticas.

Assim, para um radar cuja abertura do feixe no plano horizontal 1,5, a menorseparao entre dois alvos situados mesma distncia de 10 milhas do radar, para queapa ream como ecos distint os na tela do indicador, ser dada por:

dt

= 35,3427 x 1,5 x 10 = 530 jds

Est e, port an to, o valor do poder de discriminao em m arcao do radar paraa distn cia de 10 milhas. Pa ra alvos situados a 5 milhas, o mesmo radar teria u m poder dediscriminao e m marcao (ou discriminao tangencial) de 265 jarda s.

LBULOSSECUNDRIOS


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A int ensidade de cam po em u m feixe rada r n o a mesma em t oda a super fcie dolbulo. Ela ma is fort e no eixo, diminu indo par a os bord os e, ao mesm o tem po, redu zindo-se com o aum ento da dist ncia an ten a. Norma lmente, por conveno, a largura do feixe medida en tr e pont os nos quais a inten sidade de campo 71% do seu valor m ximo. Expressaem t erm os de ra zo de potncia, define-se largura do feixe como a abertur a an gular entre

pontos de meia potncia (Figura 14.3).

Figura 14.3 - Largura do feix e

A largura do feixe no plano vertical relat ivam ente gr an de, sendo valores t picosent re 15 e 30.

A largura do feixe depende da fre-qncia (ou compr iment o de onda ) da ener -gia transmitida, da forma e dimenses daantena .

Pa ra uma ant ena de determinado tama nho (abertur a), larguras de feixes menoresso obtidas com o uso de compr iment os de ondas ma is cur tos (freqn cias m ais a ltas). Par aum dado compr imento de onda , largur as de feixes ma is estreita s s o obtidas com o uso deantenas maiores.

14.1.3 CARACTERSTICAS DA PROPAGAO RADAR

a . Re fra o: o Ho ri zo n te -R ad ar

Se as ondas-rada r se pr opagassem em linha r eta, a distncia ao horizont e dependeriaapenas da altura da antena (assumindo a existncia de potncia suficiente para que ospulsos tr an sm itidos alcan cem o horizonte). Assim , sem os efeitos da refrao , a dist nciaao HORIZONTE-RADAR seria igua l do horizont e geogrfico, par a um a mesm a elevaoda a ntena , ou seja, apr oximada mente:

D = 2 H

(sendo D a distn cia, em milhas e H a alti tude da a ntena , em metros).

Tal como os r aios luminosos, as ondas-ra dar so sujeita s refrao na a tm osfera ,como resu ltado da propagao atr avs de r egies de den sidades diferent es. As ondas-ra -dar , ent ret an to, so mais afetada s que os ra ios luminosos, em virt ude das freqncias em-pregadas nos ra dares.

Figura 14.4 - Horizonte-Radar

O efeito da refrao no rmal , assu-min do condies a tm osfricas pa dr es, en-curvar para baixo a tr ajetria da s ondas-ra-dar, acompan han do a curvatur a da Terra eaumenta ndo o HORIZONTE-RADAR, emrela o ao horizont e geogr fico (Figura 14.4).Assim, a dist n cia a o HORI ZONTE-RADARpode ser encont ra da pela frm ula:

D

H


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Dr = 2.21 H

sendo:

Dr

= dist ncia a o horizont e-ra dar , em m ilha s n ut icas; e

H = alti tude da ant ena do rada r, em metros.

Caso a elevao da antena seja dada em ps , a distncia a o horizonte-radar, emmilhas nu ticas, ser da da por:

Dr = 1.22 H

Desta form a, o horizonte-radar excede o horizonte geogrfico em cerca de 10%.

O horizonte-radar no limita, por si mesmo, a distncia de deteco de alvos. As-sum indo que ha ja um a potncia a dequada , podem ser det ecta dos alvos alm do horizonte-radar, desde que suas superfcies de reflexo se elevem acima do referido horizonte, deforma anloga deteco visual de objetos situados alm do horizonte geogrfico.

Assim, se quizerm os estima r a distn cia de deteco rada r de u m objeto de alt itu-de conhecida , bast a comp ut ar o alcan ce geogr fico par a o referido objeto, cons idera ndo aelevao da a nt ena do nosso rada r, e acrescent ar 10% ao valor obtido, ta l como no exemp loabaixo:

a lt it ude da an tena do radar 50 met ros;

a lt itude do a lvo 100 met ros;

a lcance geogrfico D = 2 (H + h) = 34,14 MN;

distncia de deteco rada r Dr

= D + 10% D = 37,6 MN;

Embora a frmula para obteno da distncia em milhas nuticas ao horizonte-radar (D r = 2.21 H , ou D r = 1.22 H respectivam ente, par a elevao da ant ena emmetros , ou em ps ) tenha sido calculada par a u m compr iment o de onda de 3 centmetros,ela pode ser empregada para outros comprimentos de ondas util izados em radares denavegao.

Condies atmosfricas muito diferentes das condies padres produzem refraesan orm ais, ta is como:

SUPER-REFRAO

Figu ra 14.5 - Sup er-Refrao

jo efe it o aumen ta r a cu rva tura par a ba ixo da t ra jetr ia da onda rada r , aumen tando,assim, o alcance de deteco (Figura 14.5). Super-refrao ocorre muitas vezes nos tr-

picos , quan do uma brisa terrestr e (terral) quente e seca sopra sobre corr entes ocenicasmais frias.

Em tempo calmo, sem turbulncia,quan do ocorr e uma cam ada s uper ior de arquente e seco, sobre uma camada de su-perfcie de ar frio e m ido, pode sur gir um acond io denomina da super-refrao, cu-


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SUB-REFRAO

Figu ra 14.6 - Sub-Refra o

Se uma cam ada de a r frio e mido sesuperpe a uma cama da estreita de ar ma is

quen te e seco, pode ocorr er um a condio de-nominada sub-refrao (Figur a 14.6), cujoefeito encur var pa ra cima a t ra jetria dasondas-rada r e, assim, diminuir o alcan ce m -

ximo de det eco. A sub-refrao tam bm afeta o alcance mnimo do ra dar e pode resultarna impossibilidade de detectar alvos baixos cur ta distn cia. A sub-refrao pode ocorr erem regies polares, quando massas de ar frio movem-se sobre correntes ocenicas maisquentes.

P ROPAGAO EM DUTOS

Muitos opera dores de ra dar sabem que, em cert as situ aes, seus equipam entos socapazes de detectar alvos em distncias extremamente longas, enquanto que em outrasno detectam alvos situados dentro do alcance visual, mesmo com o radar nas melhorescondies de operao.

Figura 14.7 - Duto de supe rfcie

Esses fenmenos ocorrem durante casos extremos de super-refrao. A energiairra diada em ngulo prximo da h orizont al (1 ou m enos) propaga-se em um a cam ada daatm osfera denominada duto de supe rfcie (Figura 14.7).

Em bora exista m du tos elevados (dutos de altitu de), para na vegao ra dar interessa mespecialmente os dutos de supe rfcie , form ados entr e a super fcie do ma r e um a cama darelativamente baixa, no qual as ondas-radar so refratadas para baixo, na direo da su-

perfcie do ma r, onde se r efletem pa ra cima, r efra ta m-se par a ba ixo de novo, dentr o do dut oe ass im por dian te, como se a pr opagao ocorr esse n o int erior de um condu to, tal como, porexemplo, um guia de ondas (Figura 14.8).

Figura 14.8 - Propa gao e m duto de su perfcie

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A energia qu e se propaga n o duto sofre perdas mu ito pequena s. Assim, podem serdetectados alvos em distncias extremamente grandes, muito alm do horizonte-radar.Atra vs da propagao em dut os, alvos de super fcie fora m det ecta dos a dist n cias da ordemde 1.400 milha s, com r ada res de potncia r elativament e baixa.

H um a gra nde perda de energia nas ondas que escapa m do duto, reduzindo-se, destaform a, a s cha nces de det eco de a lvos sit ua dos acima do duto. Alm disso, o efeito de dut o svezes reduz o alcance efetivo do radar. Se a antena est abaixo de um duto, provvel quealvos acima do duto no sejam detectados (Figur a 14.9). Em sit ua es de dut os extrem am entebaixos, quando a antena est acima do duto, pequenos alvos de superfcie abaixo do dutopodem n o ser det ecta dos (esta situ ao no ocorr e com m uit a freqn cia).

Figu r 14.9 -

Em bora a form ao de dut os possa a contecer em qu alquer lugar , o clima e a s condiesde tem po em alguma s rea s t orn am sua ocorr ncia ma is provvel. O efeito de duto ocorr ecom maior freqncia nos seguintes locais:

COSTA ATLNTICA DOS ESTADOS UNIDOS - o efeito de du to comu m no ver o aolongo da pa rt e nordeste da costa , mas n a r egio da Flrida a t endncia sa zona l inversa ,com um m ximo na esta o fria (inverno).

EUROPA OCIDENTAL - existe u m m ximo pronun ciado na s condies de dut os nos mesesde ver o, na pa rt e leste do Atln tico em t orn o das Ilha s Brit nicas e n o Mar do Norte.

REGIO DO MEDITERRNEO inform aes disponveis indicam que a varia o sazonalna regio muito marcante, com efeitos de dutos mais ou menos como regra no vero. Ascondies so aproxima dam ente a s padr es dur an te o invern o. Na rea centr al do mediter -r neo, o efeito de du to pr ovocado pelo fluxo de ar quen te e seco do sul, que s e m ove sobreo mar e, assim, causa uma oportunidade excelente para formao de dutos. No inverno,entr etan to, o clima no Mediter r neo ma is ou men os igual a o do Atln tico e, deste modo,no favorvel criao de dutos.

MAR ARBICO o fator m eteorolgico domina nt e na regio do Mar Arbico a m onode sudoeste, que sopra do incio de junh o a m eados de setembr o e cobre t oda a rea com arequat orial mido, at a ltur as consider veis. Quan do esta situa o meteorolgica est t o-ta lment e desenvolvida, nenhu ma ocorr ncia de dut os deve ser esperada . Dur an te a esta oseca, por outro lado, as condies so diferentes. Os dutos, ento, so a regra, no umaexceo, e, em algumas ocasies, alcances extremamente longos (at 1500 milhas) foramobser vados em alvos fixos. Qua nd o a mono de su doeste comea, em pr incpios de jun ho,

os dutos desaparecem na costa indiana do Mar Arbico. Ao longo das costas ocidentais,entr etan to, podem a inda per ma necer condies que favoream a form ao de dutos. O Es-tr eito de Orm uz (Golfo Pr sico) par ticularm ent e inter essan te no que diz respeito ao emba teda mono com o sh am al (um ven to de noroeste) que vem do norte s obre o Ira que e o Golfo

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Prsico. O estreito est no limite entre os dois sistemas de ventos e, assim, uma frente formada, com o shamal quente e seco por cima e a mono mida e fria por baixo. Conse-qentemente, as condies so favorveis para formao de um duto extenso, que degrande import ncia pa ra a opera o do rada r no Estreito de Orm uz.

BAA DE BENGALA as tendn cias sa zona is das condies par a form ao de dutos naBaa de Bengala s o as m esma s do Mar Arbico, com condies padr es dur an te a monosudoeste de ver o. Dutos so encont ra dos dur an te a esta o seca.

OCEANO PACFICO Fora m observada s ocorr ncias freqen tes de form ao de dutosem torn o de Guada lcan al, na costa leste da Aust r lia e na s proximidades da Nova Guin eCoria. Ao longo da costa oeste dos Estados Unidos as observaes indicam freqentesefeitos de dut o, mas n o so disponveis indicaes clar as qu an to s su as t endncias sazonais.As condies meteorolgicas no Mar Amarelo e no Mar do Japo so aproximadamenteiguais quelas da costa nordeste dos Estados Unidos. Assim sendo, a formao de dutosnessa r ea deve ser comu m no ver o. As condies ao sul do Mar da China apr oxima m-se

da costa sudeste dos Estados Unidos, mas somente durante os meses do inverno, quandoefeitos de dutos podem ser esper ados. Dur an te o resta nt e do an o, a Mono Asit ica m odificao clima nessa r ea, ma s nen hu ma inform ao disponvel sobre a prevalncia de form aode dut os du ra nt e essa poca. Os ventos alsios n o Pacfico gera lment e condu zem form aode dut os m uito baixos sobre o ma r a berto.

O aumento do alcance radar devido ao efeito do duto nem sempre desejvel. Ooperad or dever t er m uit o cuidado na ident ificao de ecos, pois pode ha ver am bigidade econfus o ent re os ecos norm ais e os ecos de pulsos que se propaga ra m pelo dut o. Adema is,o opera dor n o devidamen te inst ru do pode julgar que a n o deteco de alvos a gran desdistncias se deve a condies insatisfatrias de seu aparelho radar e no ausncia de

condies anmalas de propagao.

b. E fe i to d a s u pe rf ci e do m ar n a p rop agao rad ar

Na propagao das ondas-rada r, ocorr em r eflexes m ltiplas na super fcie do ma r(ou qua lquer outra super ficie exten sa). Assim, as frent es de onda s que at ingem um pont o X(Figura 14.10) so, na verdade, compostas de ondas d iretas e ondas ref let idas n asuper fcie do mar .

Figura 14.10 - Reflexo n a supe rfcie do mar

Se essas ondas alcanam um determinado alvo em fase, o efeito resultante o dereforo do sinal no alvo e, conseqentemente, do eco-radar. Quando defasadas, h umaredu o de ener gia no alvo e, assim, um en fraqueciment o ou, at mesm o, um desvan eciment o

do eco.

Desta forma, no diagrama de irradiao vertical haver alternncia entre valoresmximos e valores de mnima irradiao (Figura 14.11). As linhas que limitam os lbulos


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so, de fat o, linh as qu e un em os pont os de igual inten sidade de irr adiao. As r eas em queos campos se an ulam , situa das en tr e os diversos lbulos, so cha ma das zonas de desva-nec imento.

En tr e os fatores que cont ribuem pa ra o apa recimen to de zonas de desvanecimentoacentu adas est o a altura da an tena e a freq ncia uti l izada . No primeiro caso, quant omais baixa estiver a antena, mais largas sero as zonas de desvanecimento. Para umadeterminada altur a de a ntena , quanto mais alta a freqncia, mais tan gente superfciedo ma r ficar o lbulo inferior.

As zonas de desvanecimento ma is pronu nciada s nos rada res de baixa freqn ciase devem a o fato de que s o men os diretivos, fazendo com que a par te in ferior de s eus feixesincida m ais fort ement e sobre a super fcie do ma r.

Nos radares militares, o conhecimento do diagrama de cobertura ve rt ical t em

gran de import ncia opera tiva. Por exemplo, uma a eronave, ao se apr oxima r de um r ada r,em alti tude consta nte, passar por um a srie de lbulos e nulos . Com isso, o opera dor n oobter um cont acto firm e, mas sim u m que ir apa recendo e desapar ecendo, m edida queo alvo se apr oxima .

c. Difrao

Difra o o encurvam ento da tr ajetria de um a onda , ao incidir sobre um obstculo.Por causa da difrao, h alguma iluminao pelo feixe radar da regio atrs de umaobstruo ou alvo. Entretanto, os efeitos da difrao so maiores na s freqncias ba ixas.No caso do radar, como esto envolvidas altas freqncias (e, conseqentemente, compri-mentos de ondas muito pequenos), somente uma pequena part e da energia difrat ada, n oalt era ndo de m odo significat ivo os alcances.

Figura 14.11 - Diagrama de Cobertura Vertical


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Em virtude da difrao, os ra dar es de freqn cias ma is baixas t endem a ilum inarma is a regio de sombr a at r s de uma obstru o, que os ra dar es de freqn cias ma is altas,ou compr iment os de ondas m ais curt os.

d. Atenuao

Atenuao o efeito combinado da disperso e da absoro da energia do feixeradar, conforme se propaga atravs da atmosfera. A atenuao causa uma reduo naintens idade do sinal e do eco, sendo maior na s freqncias ma is alta s (ou m enores compr i-men tos de onda ).

e . Ca ra cte rstic as do e co

Embora os ecos refletidos sejam muito mais fracos que os pulsos transmitidos, ascar actersticas do seu r etorno so semelha nt es s car actersticas de propagao do sinal. Ainten sidade do eco depende do total de energia t ra nsm itida que a tinge o alvo e das dim enses

e propriedades refletivas do alvo.

14.1.4 AP RESENTAO DA IMAGEM RADAR

Em bora exista m diversos tipos de indicador, quase todos os rada res de na vegaoutilizam um a vlvula de raios catdicos (VRC), instalada em um console, denominadorepetidora do radar, empr egando um tipo de apresen ta o em t ela conh ecido como PP I(PLAN POSITION INDICATOR), ou Indicador Plano de Posio. Nesta apresentao(que, nos rad ar es ma is modern os, j toda digita l), o na vio do observa dor est localizad o nocentr o de um a t ela circular e os alvos situa dos dent ro do alcan ce do ra dar so represen ta dos

em uma escala correta de distncia, que tm origem no centro (posio do prprio navio) eau ment a pa ra fora , na dir eo das bordas da tela. As mar caes so indicada s ao longo daperiferia da tela, de 000 a 360, no sent ido hor rio. Assim, no PPI o cent ro da t ela repr esent ao prprio navio e os alvos aparecem nas suas posies relativas (em direo e distncia).

Na apresenta o da imagem r adar , ento, o navio em que o equipament o radar estinsta lado fica fixo na t ela, no centr o da varr edur a (que, nos rada res de n avegao, norm al-men te coincide com o centr o da t ela). As outr as embar caes que se moviment am dentr o doalcance ra dar apa recem descrevendo seus movimentos relativos (com relao ao navio).Da m esma form a, a ima gem de terr a e out ros alvos fixos ta mbm se m ovimen ta m n a t elacom seu movimento relativo .

Figura 14.12 - Aprese nta o e stabilizada

A apresent ao no PPI pode ser esta-bilizada ou no estabilizada . Quan do o ra -dar recebe inform ao da agulha girosc-pica , a apresent ao estabilizada , ou seja, orient ada de modo que o norte verdadei-ro seja representada o para cima, na direo000 da gra dua o do permet ro da t ela (Fi-gura 14.12). Quan do o na vio altera o rum o,

a ima gem fica fixa n a t ela do ra dar e a linh ade f, ou m ar ca de proa (que indica a proa donavio), que se movimenta.


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Figura 14.13 - Aprese nta o n o-estabilizada

Se o ra dar n o recebe inform ao daagu lha giroscpica ou se ocorr e ava ria dagiro, a repr esent ao no e stabilizada ,com a tela do radar apresentando umaima gem relat iva, com a p roa do navio pa-ra cima, na direo da graduao 000 doPP I (Figura 14.13). Nest e caso, quan do haltera o de rum o, a linha de f, ou m ar cade proa, fica fixa e a imagem r ada r quese moviment a na tela do indicador .

Conforme a antena gira, seu feixe repr esenta do no indicador do rada r poruma linha luminosa fina, que varr e a t ela

no sentido hor rio, de form a sem elhant eao ra io de um a r oda de bicicleta em movi-

mento. Essa linha , cham ada de varredura , ilum ina a s ima gens dos a lvos no PP I. As ima gensdos a lvos n a tela do ra dar so comu men te den omina das de pip.

Pa ra perm itir a determ inao de marcaes e distncias, os ra dar es dispem decomponent es den omina dos, r espectivamen te, cursor de marcao e estrobo de distncia .O cursor de marcao um dispositivo mecnico (nos ra dar es m ais a nt igos), ou um a finalinh a ra dial de luz (nos equipam entos m odernos), que se est ende do centr o da t ela (posiodo navio) para a periferia e que pode ser girado pelo operador atravs dos 360 do PPI. Oestrobo de dis tncia um pont o lum inoso que pode ser m ovimen ta do pelo opera dor ao

longo da linha radial de luz que representa o cursor de marcao , nos equipamentosmodernos. Nos rada res m ais an tigos, o estrobo de dis tncia move-se s obre a varredura ,crian do um crculo var ivel de dist ncia conform e a varredura gira na tela do indicador. Ocu rs o r d e m a rca o (BEARING CURSOR) e o es t ro b o d e d i s t n c i a (RANGESTROBE , ou VRM - VARIABLE RANGE MARKER) s o man obra dos pelo operad or at ra -vs de cont roles independen tes.

Figura 14.14 - Varredu ra e an is de dist ncia

Par a obter a marcao e distn-cia de um determ inado alvo, o opera dor

inicialmen te gira o cursor de marcao ,de m odo que o mes mo se posicione sobreo pip que representa o objeto na tela e,em s eguida, desloca o estrobo de distn-cia at que t angencie a borda interna dopip. Ento, a marcao lida direta-men te no aro gradu ado que circunda o in-dicador e a distncia-radar do alvo apresenta da em um mostrador existenteno console. Nos radares mais modernos,

a marcao e a distncia so forn ecidasatravs de indicao digital apresentadana prpria tela, ao lado da imagem.


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Para avaliao rpida das distncias aos alvos mostrados na tela do radar, podemser iluminados os crculos de dis tncias , representados em intervalos selecionados, apar tir do centr o do PP I. A Figura 14.14 ilustr a um a tela de ra dar , com a varredura e oscrculos de dis tncia (ou anis de dis tncia ) men cionados.

O tamanho da rea fsica representada na tela do radar depende da escala de

dis tncia selecionada pelo operador. Normalmente, os radares de navegao possuemescalas fixas d e dist ncia pa ra deter min ados valores (por exemplo: 0.25; 0.5; 0.75; 1.5; 3.0;6.0; 12; 24; e 48 milha s n ut icas), at o alcance mximo do ra dar . Outr os ra dar es, entr eta nt o,perm item seleo de qua lquer escala en tr e valores limites inferior e su perior, t al como, porexemplo, 1 e 50 milhas n ut icas.

O nmero da escala refere-se ao raio da rea r epresentada na tela do radar. Assim,se for seleciona da u ma escala de 12 milhas, o alvo ma is distan te que pode ser m ostr ado nora dar estar 12 milhas afastado e seu pip apar ecer na periferia da apresenta o. Par amaior resoluo da imagem, melhor definio do contorno dos alvos e maior preciso demedida, deve ser sem pre seleciona da a escala m ais curt a possvel.

EXCESSO DEGANHO

GANHO NORMAL

POUCO GANHO

Figura 14.15 - Controle de ganh o

14.1.5 CONTROLESOPERACIONAISDO RADAR

A oper ao do ra dar e dos seus con-troles detalhadam ente descrita no ma-nual do equipamento. Nesta seo serocomen ta dos a pena s os cont roles pr incipaiscomumente encontrados nos radares de

na vegao e suas fina lidades, devido s uaimportncia para o correto desempenhoda instalao.

B r i l h o (BRILLIANCE ou VIDEOCONTROL): sua regulagem det erm ina obrilho geral da imagem na tela do radar .Um brilho excessivo pode colocar a ima-gem fora de foco, alm de borr ar a t ela dora dar , pois os ecos de uma var redu ra an -terior so mantidos, prejudicando os da

varr edur a seguint e. O cont role de brilho,norma lment e, deve ser colocado em um aposio em que o tr ao da var redu ra fiquevisvel, ma s n o muito brilha nt e.

Ganho (GAIN CONTROL, Figura 14-15): o controle de ganho deve ser a jus-tado de maneira que a tela aparea umpouco sa lpicad a, isto , de forma que u maleve ndoa, ou s ina l de fun do, seja visvel.Assim, o equipamen to estar n a su a con-

dio ma is sens vel e os objetos tender oa ser detectados nas maiores distnciaspossveis. Se o ganho for redu zido paraclarear completam ente esta ndoa de fun-


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do, o resultado ser um decrscimo nos alcances de deteco. Com pouco ganho , os ecosfra cos n o ser o apresent ados. Com ganho excessivo, o cont ra st e en tr e os ecos e o fun do datela reduzido, dificultando a observao do radar.

s vezes, til reduzir temporariamente o ganho para obter alvos bem definidosentr e outros m ais fra cos. O cont role deve ser r etorna do para sua posio norma l, to logo aalterao temporria tenha servido ao seu propsito e no mais se faa necessria. Emregies congestionadas, o ganho pode ser temporariamente reduzido para clarear a apre-senta o. Isto deve ser feito com cuidado, de form a qu e n o se percam ma rcas importa nt es.A cur ta s d ist ncias, o dispositivo ANTI-MANCHA DO MAR (ANTI-CLUTTER SE A) podeser us ado com o mes mo pr opsito.

import ant e o uso adequado do controle de ganho quan do na pr esena de manchasde chuva ou n eve. Com o ganho na sua posio norm al, a man cha pode ser fort e o bast an tepar a obscur ecer o eco de um n avio dentr o da borr asca ou tem pora l, mas, com u ma redu otemporria do ganho , ser possvel estabelecer a distino do forte e slido eco de um

na vio. A deteco de a lvos a lm do tem pora l pode, claro, necessitar de u m ganho levementema ior qu e o norma l, na m edida em que os ecos so at enua dos, porm n o completa ment eobscurecidos.

Figura 14.16 - Controle do ganh o e discrimina o em dist ncia

Alm diss o, o cont role do ganho po-de melhorar a discriminao em dis -tncia do radar. Conforme mostrado naFigur a 14.16, os ecos de dois a lvos n a mes-ma marcao podem aparecer como um

nico pip na tela se o ganho do recep-tor excessivo. Com a redu o do ganho ,os ecos a par ecero como pips separ adosno PPI.

Controle STC (SENSITIVITY TIME CONTROL ou ANTI-CLUTTER SEA): um con-trole anti-manc ha do mar que se destina a melhorar a imagem do radar, pela supr essodos ecos produzidos pelo retorno do mar nas proximidades do navio. Em virtude dessesecos, form a-se, em torno do centr o do PP I, um a imagem confusa, que pode vir a ma scar ar osalvos prximos ao na vio.

O STC um cont role de gan ho au xiliar , que perm ite diminuir o gan ho dos ecos m aisprximos, sem a ltera r os ecos m ais dista nt es. O alcan ce m ximo em que o controle STC sefaz efetivo de 4 a 5 milha s, fican do progressivam ent e menor conform e a dist ncia au men ta ,sendo praticamente negligvel alm de 8 milhas. A posio do controle deve ser suficientepara reduzir o retorno do mar, at que este aparea apenas como pequenos pontos e sejapossvel distinguir pequen os a lvos pr ximos. A regulagem n un ca deve ser t al que a paguetoda a reverberao, pois, assim, ecos de alvos prximos podem ser eliminados.

O controle STC nunca deve ser deixado em posio fixa. Em mar calmo, deverficar com um a ajust agem mnima , aumen ta ndo-se medida que o ma r se agita e o ret orn oaumenta, mas deixando sempre algum clutter permanecer na tela.

Est e tam bm um cont role efetivo quan do ma nchas de chuva ou neve est o presen tesna proximidade do navio e so suficientemente fortes para obscurecer o eco de um alvo ousinal de navegao dentro da borr asca ou t empora l. Uma elevao temporria n a qua ntidade


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de ganh o STC aplicada , geralment e perm itir a dist ino do fort e eco de um na vio ou s inalde navegao.

Controle FTC (FAST TIME CONTROL ou ANTI-CLUTTER RAIN): este controledestina-se a diminuir, tanto quanto possvel, os ecos de chuva, granizo e neve, que podemobscurecer os alvos. Atuando no controle FTC obtm-se um encurtamento dos ecos na telado radar, o que reduz no PPI as manchas causadas por chuva, neve ou granizo (Figura14.17). Quan do em uso, este cont role tem um efeito sobre t oda P PI e geralmen te t ende areduzir a sensibilidade do receptor e, assim, a intensidade dos ecos a present ados na imagemradar .

Figura 14.17 (a) - Manch a cau sada p or chuv aforte

Figu ra 14.17 (b) - Redu o do "clut ter" peloControle FTC

Qua ndo navegando em guas confina das, o controle FTC pr oporciona melh or defi-nio da imagem r ada r n o PP I, atr avs de uma melhor discrimina o em distncia. Almdisso, o uso do FTC prov um a melhor capacidade de alcan ce mnim o. O cont role tam bmpode ser usado para eliminar interferncias causadas por um RACON a curta distncia.

Chave de largura de pulso (PULSE LENGTH): alguns radares tm uma chave queperm ite escolher a largura do pulso , ou comprimen to do pulso. Par a det eco em longasdistn cias, deve ser seleciona do pulso longo . Entretanto, em curtos e mdios alcances,

qua ndo se deseja u ma imagem m elhor definida, com m aiores det alhes e m elhor discriminaoem distncia, deve ser escolhido um pulso de menor comprimento (pulso curto).

Controle de s intonia : at ua lmente, qua se todos os apa relhos rada r possuem Contr ole Au-tomtico de Freqncia (Automatic Frequency Control AFC), que mantm o receptorsintonizado com o tr an smissor. Se ele no possuir AFC, na u nidade indicadora deve haverum bot o de cont role de sint onia, que r egula a s intonia da vlvula Klystron . A sintoniadeve ser ajustada freqentemente logo aps o radar ser ligado, at cerca de 30 minutosdepois, qua ndo o ap ar elho pode ser cons idera do em condies de sin tonia. Ma s, a sin toniadeve ser verificada com freqncia, principalmente se no aparecerem ecos na tela doindicador; pode ocorrer o aparelho estar fora de sintonia e existirem alvos que no so

apr esenta dos, por esse m otivo. Qua ndo n o houver ecos da costa ou de na vios, a sintoniapode ser aju st ada pelo clut ter do ma r. Coloca-se o cont role de an ti-clut ter (STC) desligado,ou em sua posio mnima, escolhe-se uma escala pequena, de maneira que o clutter


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chegue ao limite da tela e faz-se a sintonia girando o boto de controle de maneira queapa rea u m m ximo de clutt er.

Linha de f luminosa (HE ADING MARKER ou HE ADING F LASH): perm ite qu e sejaesta belecida um a linha indicadora da proa na tela do ra dar , possibilita ndo a determ inaorpida do bordo em que esto, de fato, alvos que, aparentemente, esto pela proa. Almdisso, a marca de proa facilita muito a navegao de praticagem com o radar. O traoluminoso da linha de f deve ter sua intensidade ajustada para que fique apenas visvel.Deve ser tomado especial cuidado par a qu e ele no ma scare ecos fracos direta ment e pelaproa, sendo recomendvel deslig-lo, ou reduz-lo ao mnimo, periodicamente, para umaverificao mais s egura de a lvos n a proa.

14.2 INTERP RETAO DA IMAGEMRADAR

14.2.1 FATORES QUE AFETAM A INTERPRETAODA IMAGEM RADAR

A interpretao da informao apresentada na tela do radar no sempre fcil. Aobteno de leitur as corr etas mu itas vezes requer boa experincia por pa rt e do opera dor,especialmente durante condies meteorolgicas desfavorveis, ou quando o radar estoperando com desempenho degradado, em virtude de problemas nos seus componentes.Mesmo na s m elhores condies m eteorolgicas , com o equipa men to oper an do sem r est ries

e perfeitamente sintonizado, muitos fatores tendem a produzir erros na interpretao daimagem r adar . Entr e estes fatores esto opoder de discriminao em marcao , poderde discriminao em dis tncia , setores de sombra , ecos mlt iplos , ecos falsos eecos laterais .

Figura 14.18 - Falsa l inha de costa por falta de discrimina o em m arcao

Poder de discr iminao em m arcao,como vimos, a diferena mnima emmarcao para que dois alvos situados mesm a dist ncia do na vio apa ream comoecos distint os na tela do ra dar , sendo seuvalor angular igual largura do fe ixetransmitido. O feixe radar no linear,a p r e s e n t a n d o u m a a b e r t u r a a n g u l a r(largura do feixe ), que faz com qu e os al-vos apa ream n a t ela distorcidos, mais lar-gos do que so na realidade. Alm disso,se dois ou ma is alvos est o mu ito prximosun s dos out ros, apr oxima dam ent e mesmadis tncia do navio, seus p i p s podem

ju nta r -se na tela , dando a o op er ador a im pres so de qu e se t ra ta de apen as um a lvo. Estas

apr esenta es errneas m uita s vezes ocorr em em r eas costeira s, onde a existncia de pedras,recifes, pilares e a t m esmo embarcaes prximas da costa pode result ar em u ma imagemfalsa da linha da costa na tela do rada r (Figur a 14.18).


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Poder de discriminao em distncia ,como vimos, a diferena mnima emd i s t n c i a e n t r e d o i s a l v o s s i t u a d o s

aproximadamente na mesma marcao,par a qu e possam ser discern idos pelo ra -dar. A largura do pulso e a freqnciad a e m i s s o a f e t a m o p o d e r d ed i s cr i m i n a o em d i s t n c i a de umd e t e r m i n a d o r a d a r . E m a l g u n sequipamentos, a largura do pulso e afreqncia podem ser ajust ados, de modoa melhorar a reso luo em d is tnc iaslongas e curtas. Se dois ou mais objetos

na m esma m ar cao est o separ ados por

Figura 14.19 - Rebocad or e navio reboc ado formam um a s image m no radar por falta dediscriminao em distncia.

Qualquer superfcie metlica que se interponha na trajetria da energia irradiadareduz a intensidade do campo e, conseqentemente, a distncia de deteco na marcaocorr espondent e. Na F igur a 14.21 so mostr ados diagramas de cobertura h orizontal dedois rada res de na vegao. As cur vas mostra m a s distn cias de deteco nas vr ias ma rca-es relat ivas do na vio onde se encont ra insta lado o ra dar . Na ilust ra o A, a cobertu ra praticamente uniforme, indicando que a antena tem um campo de visada desimpedido. A

Figura B mostr a como o sina l de ret orno varia em funo da ma rcao relat iva do alvo, comum setor cego na popa do navio, indicando que existem obstrues nessa direo.

distn cias inferiores a o poder de discriminao em dis tncia (cujo valor a met ad e docomprimento do pulso ), pode ocorr er u ma falsa inter pret ao da imagem, como mostra -do na Figura 14.19.

reas e s e tores de sombra-radar ocorrem quando um alvo relat ivamente grandeobscurece um alvo menor posicionado por detrs, ou quando um alvo alm do horizontera dar obscurecido pela curvatur a da Terra. Na Figura 14.20, a maior pa rte da rea atr sda al ta ma ssa de terra estaria num setor de sombra-radar , no apar ecendo na imagem doPP I. A existncia de obst culos n o prprio navio (mast ros, cha mins, guinda stes ou out ra sestru tu ra s elevadas), que causem obstru es ao feixe ra dar em su a varr edura pelo horizont e,

resulta em arcos cegos , ou setores cegos , que devem ser bem conh ecidos pelos opera doresdo rada r.

Figura 14.20 - Setor de Sombra-Radar


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Figura 14.21 - Diagrama de irradiao horizon tal da ante na

A B

Ecos mltiplos so causados por r eflexes m ltiplas de pulsos de um feixe tr an smitido,entr e o nosso navio e um alvo relat ivam ent e prximo (em gera l um out ro navio), norma lment esitu ado pelo tr avs. O eco m ltiplo, que se forma conforme m ost ra do na Figur a 14.22, umpip falso que apa rece na tela do ra dar , na m esma ma rcao que o alvo rea l, ma s em u madistn cia m ltipla da distn cia corr eta do alvo (Figura 14.23). Se apar ece apena s um ecofalso, no dobro da d ist ncia r eal do alvo, ele denomina do eco duplo . Se um segundo pip apresentado na tela, no triplo da distncia correta, chamamos de eco triplo . Em geral,

somente um ou dois ecos mlt iplos so formados dessa maneira. Os ecos mlt iplos ,embora indesejveis, servem pa ra verificar a calibra gem do ra dar . Se o ra dar est corr eta-mente calibrado, a distncia ao segundo eco (eco duplo ) ser exatamente o dobro dadistncia ao alvo real. Qualquer erro de calibragem pode ser detectado pela medida dadistn cia do primeiro eco ao segun do (que r epresent a a distncia correta ) e, ento, com-par an do-a com a dist ncia do nosso na vio ao alvo (pr imeiro eco).

F ig u ra 14 .2 2 - F o rm a o d e E co M lt ip lo F ig u ra 14.2 3 - E co M lt ip lo


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Figura 14.24 - Eco F also (Eco Indireto)

Eco falso : tal como o eco mltiplo, umpip falso que apa rece no PPI. U m tipode eco falso ocorr e quan do a energia r e-fletida pelo alvo reflete-se novamen te emuma parte da estrutura do navio, antesde retorna r par a a ant ena, como ilustradona Figura 14.24. O eco falso resul tante,s vezes denominado eco indireto , nestecaso aparecer sempre na mesma distn-cia que o eco verda deiro, mas n a marca-o da su perfcie refletora inter medir ia.

Figura 14.25 - Eco falso pela reflexo d e en ergia de um alvo p ara outro

Outro tipo de eco fa lso pode sercau sado pela r eflexo da ener gia irr adiadade um n avio para outr o, antes de retornar antena do radar, conforme ilustrado naFigura 14.25. Na sit ua o mostra da, o ra -dar do Cont ra torpedeiro A irradia energiade RF na direo do Navio-Aerdromo B .A ener gia refletida pelo gra nde bordo doNAe em todas as direes. Uma pa rt e des-

ta en ergia refletida retorna a o ra dar do CTcomo um eco normal, enquan to out ra par tese propaga na direo do Cruzador C. Oeco que atinge o Cruzador novamenterefletido, de modo que alguma energiar e t o r n a a o r a d a r d o C T a o l o n g o d atrajetria CB A. Asim, na marcao do al-

vo verdadeiro (Navio-Aerdromo B ), o radar do Contratorpedeiro A mostrar, alm do ecorea l (na distn cia de 1.000 jar das), um eco falso , mais fraco, na distn cia de 2.000 jarda s.

A montagem da antena do rada r em um a plataform a imediata mente por an te-avantedo mastro pode, tambm, causar ecos falsos. Com os navios navegando em coluna, quandoa antena est conteirada para r, a reflexo no mastro pode resultar no retorno de ecosfalsos pelo navio de vante na coluna.

Ecos laterais : so, tam bm, ecos falsos, cau sa dos pelos lbulos laterais , ou secundrios,do feixe ra dar . Como vimos, norm alment e a a nt ena do rada r irr adia, alm do lbulo princi-pal , diversos lbulos laterais , indesejveis, mas inevitveis. Se a energia desses lbuloslater ais refletida por u m a lvo, apar ecer o na tela do ra dar ecos later ais, em torno do ecodo lbulo prin cipal. Como o cam po ener gtico dos lbulos secund r ios mu ito fraco, eles s afetam os alvos prximos. A aparncia do eco lateral a de um arco de crculo, conforme

mostrado na Figura 14.26. Se o alvo est muito prximo, pode formar-se um semi-crculoou, at mesmo, um crculo completo, com um raio igual distncia do alvo. Na Figuraformada, cada t rao fino representa um eco la tera l , sendo o trao mais forte o ecoverdadeiro, que repr esenta a posio real do alvo


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Figura 14.26 - Ecos Laterais.

Pa ra minimizar o efeito de ecos la-terais , diminui-se o ganho . Mas, se osecos falsos n o esto inter ferindo na na -vegao, melh or deix-los, pois um a r e-

duo do ganh o poder fazer desa par acer,alm desses ecos ind esejveis, ecos de al-vos pequenos, potencialmente perigosos.Para diminuir o efeito de ecos laterais ,ta mbm pode ser ut ilizado o cont role an -ti-clutter sea, que, neste caso, ser au-mentado; mas devem ser observadas asmesma s restr ies menciona das par a a di-minuio do ganho.

Um operador experimentado normalmente saber em que marcaes podem seresperados ecos falsos devidos aos fatores acima mencionados.

14.2.2 ALVOS TERRESTRES

Embora o PPI proporcione uma apresentao plana da costa, quando uma massaterrestr e est sendo var rida pelo rada r, a ima gem m ostra da na tela do indicador n o umarepr esenta o verdadeira da linh a do litora l. Como vimos, a largura do feixe radar e ocomprimento dos pulsos transmit idos (condicionando, respectivamente, o poder dediscriminao em marcao e o poder de discriminao em dis tncia) cau sam dis-

tores na imagem radar dos acidentes terrestres, podendo resultar em falsas linhas decosta e outras deformaes.

Figura 14.27 - Distores n a l inha de co sta radar devidas largura do feixe e c omprimen todo pulso


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A Figura 14.27 ilust ra diversa s situ aes em que as distores devidas largura dofeixe e largura do pulso (ou comprimento de pulso ) cau sam a apr esenta o de falsaslinh as de costa no rada r.

Devido a isso, a a present ao da costa na tela do ra dar n o ser exat am ente igual aoobservado em uma Carta Nutica da mesma rea. Outros fatores, como, por exemplo, atopografia e a s condies de r eflexo da en ergia irr adiada , ta mbm cont ribuem par a dificulta ressa semelhana.

De uma ma neira gera l, quan to mais vertical for a super fcie refletora , maiores serosua s pr opriedades de reflexo. Uma super fcie disposta em ngulo reto em r elao ao feixedo rada r, como um penha sco ao longo da costa , monta nh as ou a ltas colina s, produzir umfort e eco. As super fcies que n o estejam em ngu lo ret o com o feixe do ra dar norm alm ent epr oduziro ecos mais fra cos. Assim, a su perfcie do ma r, que boa refletora do feixe ra dar ,somen te ret orn ar ecos quan do houver vagas.

Uma superfcie cncava tender a focalizar o feixe do radar de volta antena, ao

passo que uma super fcie convexa provavelmente enviar gra nde par te da en ergia em um adireo diferente daquela em que est a ant ena.

Enquanto as massas terrestres so facilmente reconhecveis no radar, o maior pro-blema do opera dor a identificao de a cidentes especficos (cabos, pont as, dema is sa linciase reent r ncias da costa , etc.), de modo que possam ser empr egados par a det erm inao daposio do na vio. A ident ificao dos referidos acident es pode ser bas ta nt e difcil, por causade vrios fatores, entre os quais as j mencionadas distores e condies de reflexo. Asseguintes observaes podem ser usadas como auxlio na identificao:

Restingas e praias baixasUma restinga baixa, lisa e sem rochedos, ou outras elevaes, produzir eco fraco,

pois a ma ior pa rt e do feixe irra diado resvala sobre essa super fcie, sem r egressar a nt ena. possvel, muita s vezes, que a ar rebent ao seja a r espons vel pelo eco apresent ado.

Uma praia baixa e l isa semelhant e a u ma restinga e produzir u m eco fraco mesmoquan do o ganh o estiver a lto. A arr ebentao poder indicar a localizao da linha da costaou da pra ia. Como, porm, a ar reben ta o verifica-se a algum a dist ncia da costa , o empr egode seus ecos como refern cia poder pr ovocar err os na det erm ina o da p osio do navio. Oeco da ar rebent ao pode ser reconh ecido pela sua pequena persistn cia.

Dunas de areia

As duna s cobert as com vegetao, localizada s ao fun do de um a pr aia ba ixa, produzemum sinal fort e, fazendo com que o opera dor de ra dar tenda a consider -las como a linha dacosta. Somente um exame cuidadoso da carta permitir evitar este engano. Sob certascond ies, duna s de ar eia podem pr oduzir ecos for tes , pois a combin ao da su per fcie vert icalda du na com a super fcie horizont al da pr aia form a u ma espcie de diedro refletor r ada r.

Pntanos e mangues

Um pn ta no ou m an gue prximo costa , que sofra influncia da m ar , produz sinais

fracos, que podem desaparecer completamente na preamar. Os pntanos ou mangues quetenh am r vores dar o ecos ma is fort es.


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Lagoas e lagos

As lagoas costeiras so muito importantes na identificao de pontos ao longo dacosta , quan do elas se localizam por t r s de rest ingas ou pra ias baixas. A dist ncias m aiores,a restinga no aparecer e a primeira indicao no radar ser das elevaes mais paradentr o da costa .

Os lagos situados a poucas milhas da costa, por sua vez, podero ser identificadoscomo regies que no apresenta m eco ra dar, em meio rea terr estre apr esentada.

Elevaes

Qua ndo o ter ren o, a par tir da costa , eleva-se sua vemente, o indicador do ra dar apr e-senta r um eco fraco. Quando a elevao torna -se ma is acent ua da, assem elhando-se a um acolina, o eco ser ma is fort e.

Penhascos e formaes escarpadas

As escar pas e penh ascos a o longo da linha da costa produzem u m eco fort e facilment eidentificvel. Entr etan to, qua ndo toda a costa composta de escar pas e penha scos, de modoa apr esenta r u m eco de mesma intens idade, torn a-se dificil determ inar um a posio. Em -pr egan do-se o gan ho baixo e apr oveita ndo-se as inter ru pes da linh a da cost a, como embo-cadura de rios e enseadas, possvel identificar pontos notveis e, assim, obter a posio.

Qua ndo existirem penha scos no inter ior, dever-se- tomar cuidado na determ inaodas dist ncias, a fim de n o confun dir os ecos oriu ndos destes penh ascos com queles devidos linha da costa .

MontanhasO cum e escar pado de um a m ont an ha produzir um eco fort e. Devido sombra r ada r,

n o ha ver eco referente s regies baixas posteriores monta nh a.

Linha de co sta

Uma linha de costa reta difcil de ser utilizada para a determinao precisa daposio. Os ecos-radar apresentaro pequena distoro somente no ponto em que o feixera dar incide perpendicular men te costa . A par tir dest e pont o, para qualquer dos lados, osecos sofrem uma distoro cada vez mais acentuada, distendendo-se devido largura dofeixe rada r.

As linh as de costa inter rompidas por baas e pequenas r eentr n cias so facilment eidentificada s no ra dar . Na deter mina o da posio, necess rio identificar cuidadosamen teestes a cidentes geogrficos, an tes de medir distn cias ou m ar caes.

Praias encurvadas

As pra ias encurvadas representam um problema ma is simples na determ inao daposio, mas d eve-se sem pr e considera r qu e o efeito da dist oro ser m nimo soment e nospontos em que o feixe incidir perpendicularmente costa.

Ilhas e roche dos

Um a ilha pequena e isolada, ou um rochedo, produzir u m eco ntido e de pequena sdimen ses. A medio da dist n cia pode ser feita com o estrobo de distncia tangenciando


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a borda int ern a do eco apr esent ado. Ilhas ba ixas n orm almen te produzem ecos fra cos. Quan doprovidas de palm eiras ou out ra vegetao elevada, ent ret an to, o eco pode vir m ais fort e,pois a su perficie vert ical das r vores form a com a s uper fcie horizont al da s guas em t orn oda ilha u m diedro refletor.

Recifes de coral e longas cadeias de ilhas podem produzir uma linha longa de ecos,quan do o feixe ra dar dirigido perpen dicular men te linh a de ilhas/recifes. Esta indicaoocorre especialmente quando as ilhas esto prximas entre si. A razo que a distoro(alargam ento) resu ltan te da largur a do feixe faz com qu e os ecos junt em-se em um a linhacontnua. Contudo, quando a cadeia vista na longitudinal, ou obliquamente, cada ilhapode produzir um pip separado. Arrebentao quebrando sobre um recife produz umalinh a de ecos var iveis e inter rompidos.

Recifes e abrolhos

Nen hu m objeto submer so produzir eco ra dar ; ocasiona lmen te, porm , recifes e abro-

lhos poder o ser detecta dos, caso haja ar rebenta o e esta seja suficientement e alta . Quan doum objeto est inteiram ente su bmerso e o ma r n o quebra sobre ele, no aparecer qua lquerapresenta o no PPI.

Linhas de costa falsas

Um a a present ao semelhan te linha de costa ser possvel qua ndo existir qua lquerdas condies seguintes:

a. nu mer osos rochedos prximos costa , ou vr ias ilhas pequena s, que podero produzirecos interligados, que podem ser confundidos com a apresentao da prpria costa. O

mesmo pode ocorrer com embarcaes prximas da costa;b. ar rebenta es fort es em recifes podero simu lar a linha da costa ;

c. penha scos ou du na s de areia a o fundo de uma pra ia baixa, com pequeno declive, produziroum a falsa linha de costa .

Faris , torres, chamin s e outras estruturas v erticais

Gera lment e oferecem resposta fra ca, pois s o const ru dos de pedr a e cimen to. Umaestr ut ur a de form a t roncnica, ou cilndr ica, ta mbm n o ajuda em na da a u ma boa r eflexoe mu itos faris tm esses form at os. Em a lgun s casos, quan do a costa baixa e aren osa e o

farol alto, seu eco pode ressaltar na imagem apresentada na tela do radar.Pa ra facilitar a identificao rada r, diminu indo os pr oblemas acima citados, os a uxlios

navegao so, muitas vezes, dotados de refletores-radar, RACON ou reforador de eco,adiante mencionados.

Pontes

As pont es s o excelentes pa ra obteno de um eco fort e, uma vez que s o const ru das,norma lment e, sobre depr esses que n o produzem ecos.

Piers e molhesOs piers e m olhes produzem sina is ntidos e pr ecisos, a pequen as distn cias.


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Edifcios

As aglomera es de edifcios, casa s, galpes e out ra s edificaes, cons tr uda s de ci-ment o ar ma do e/ou estr ut ur as m etlicas, forn ecem boas r esposta s ao pulso ra dar . Emborasuas fachadas tendam a comportar-se como superfcies especulares (que refletem o ecora dar em direo distinta do emissor), as par edes que form am ent re si n gulo ret o cons-tr oem com o solo um tr iedro tr i-ret n gulo refletor, que faz com qu e o eco ret orne n a m esm adireo de onde veio o pulso, isto , par a a an tena do rada r.

Podem se espera r, deste m odo, ecos de cidades a 25 milhas ou ma is, em u m r ada rcomu m de n avegao. Por serem ecos fort es, muita s vezes apa recem na tela a nt es mesm oque a linha de costa seja detecta da.

Ed ifcios isolados em costa ba ixa da r o, mu ita s vezes, ecos distint os, ma s s devemser u tilizados para efeitos de na vegao se sua s posies na Car ta N ut ica est iverem assi-na ladas com preciso.

14.2.3 ALVOS NO MAR

Navios

Os n avios gera lmente forn ecem bons ecos, cujo tam an ho e int ensidade dependemda distncia, da superfcie que apresentam e do estado do mar. Como, normalmente, soconstrudos de ao (material que um timo refletor) e suas superestruturas possueman tepa ra s que form am entr e si e com os conveses n gulos r etos, proporciona m, em geral,boa resposta radar. Ecos mais fortes so obtidos quando o alvo se apresenta de travs(ngulo do alvo 090 ou 270).

J a s embar caes de madeira forn ecem um a r esposta mu ito pobre. O mesmo ocorr ecom em bar caes de fibra de vidro. Por iss o, am bos os tipos de embar caes devem port arsempre um refletor-radar , para aum entar a intensidade dos seus ecos.

So as seguint es as dist n cias n orm ais de deteco dos diversos tipos de emba rcaespelos radares de nave gao :

Pequenos ba rcos de madeira 0.5 a 4 milhas

Ba leeira s a t 2 milhas

Tra ineira s 6 a 9 milhas

Navios pequenos (a t 1.000 ton .) 6 a 10 milhas

Navios de 10.000 ton 10 a 16 milhas

Navios de 50.000 ton 16 a 20 milhas

A determina o do moviment o do alvo pode, na ma ioria das vezes, anu lar a dvidase tr at a-se, ou n o, de um na vio.

Bias

As bias geralmente produzem ecos fracos, sobretudo se tm a forma abaulada.Quan do pequena s, os ecos da s bias podem ser encobertos at mesm o pelo men or ret orn odo mar . A bia qu e oferece a pior r esposta a de form at o cnico, sem r efletor. A no ser qu eo ma r es teja completa men te calm o, os ecos da s bias s o pouco firm es, devido ao movimen to


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desorden ado a qu e est o su jeita s. A ondu lao do ma r faz com qu e a potn cia do eco recebidovarie e, assim, a imagem radar de uma bia pode quase desaparecer da tela , voltando asurgir na varredura seguinte, com uma intensidade mais forte. Com mau tempo, esta cir-cunstncia agravada, no sendo de estranhar que o radar falhe na deteco de biasmenores.

As dist ncias pr ovveis de deteco variam de 0,5 a 1 milha, para bias pequenas,a t 2 a 4 milhas, pa ra bias de m aiores dimenses. As bias equipadas com refletor radaroferecem boa r esposta , podendo ser detectada s em dist n cias de a t 6 a 8 milhas.

Pa ra melhora r a resposta ra dar das bias, utilizam -se, alm do refletor radar, out rosauxlios, como o RACON e o reforador de alvo radar (RADAR TARGE T E NH ANCER),que ser o poster iorm ente a borda dos.

oportuno lembrar que, tal como na navegao visual , tambm na navegaoradar as bias devem ser utilizadas com muita precauo, no devendo ser empregadaspar a determ inao da posio do navio, em virt ude da possibilidade de se deslocar em de

sua posio, pela ao de corr entes, r essaca, ru ptu ra do equipam ento de fundeio, abalroa-men to por n avios ou diversa s outra s circunst ncias.

Arrebentaes

Um a linha de ar rebent aes produz um sinal par ecido com o da linha de costa . Suascar actersticas de desvan eciment o permitir o ao opera dor do rada r identific-la.

14.2.4 FENMENOS METEOROLGICOS

Nuvens

Alguma s n uvens podem produzir ecos, que s o car acterizados por:

serem de gran des dimenses, gera lmente com forma irregular, varivel e de limites maldefinidos; e

deslocar em-se, normalmente, na direo do vento.

A apresenta o no ra dar depender do tipo da n uvem. Os cum ulonimbus e a s gran desformaes de nuvens carregadas de chuva do ecos muito fortes e s vezes aparecem noindicador com contornos bem definidos, como se fossem uma ilha. comum detectar-se

nuvens de chuva nos radares de navegao, tanto no radar de 10 cm, como no radar de 3cm, qua ndo na vegan do em r egies tr opicais. Se a nu vem n o cont m chuva , dificilmen teser detectada .

Se houver a lvo a acompa nh ar e se o eco estiver sendo prejudicado por um a n uvem,diminui-se o ganh o, pois os ecos da nu vem, mais fra cos, tender o a desa par ecer, enqua nt oque o eco do alvo, ma is fort e, deve persist ir n a t ela.

Chuva

A apa rn cia da chuva n a t ela do ra dar a de um a m an cha , sem cont orn os definidos,

acarr etan do, sobretu do, um a um ento da lum inosidade do indicador. Dependendo da inten-sidade da chuva, a im agem ser pint ada ma is, ou m enos, fort ement e, isto , os ecos ser oma is fort es ou ma is fracos.


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A chuva obscurece os alvos que se encontram dentro dela. Um aguaceiro tropicalpode impedir completamente a deteco de alvos situados dentro, ou para alm dele. Atcnica pa ra tent ar a det eco de alvos dent ro da chuva r eduzir levement e o ganh o, poisos ecos da chuva tendem a ser mais fracos que os ecos de outros alvos, como navios. Osefeitos da chuva tambm podem ser atenuados por meio de controle FTC, anteriormente

estudado. Neste caso, entretanto, o ganho deve ser levemente aumentado. Os chuviscos,embora possam apr esenta r ecos levement e difusos, pouco afetam a det eco ra dar .

A intensidade dos ecos provenientes de precipitaes pode, por vezes, mascarar osecos de terr a, o que pode pert ubar o na vegan te por ocasio das a ter ra gens com o rada r.

Qua ndo nosso navio encont ra -se dent ro da chu va, o alcance rada r pode ser diminu do,pois par te da energia emitida a bsorvida pelas gota s dgua . Tant o ma ior ser a redu odo alcance, quanto maior for a rea coberta pela chuva. Tambm nesse caso, o operadordeve at ua r cont inua ment e nos cont roles de ganho e FTC, diminuindo e aum enta ndo.

Com o navio dentro de um aguaceiro, com o mar agitado, somam-se o clutter da

chuva com o retorno do mar, tornando ainda mais difcil a deteco de alvos prximos,podendo, at mesmo, cegar completamente o radar. Neste caso, a soluo diminuir avelocidade e n avegar como se estivesse em cerr ao, sem ra dar .

Os m enores compr iment os de onda sofrem m aior at enua o das gotas dgua . Assim,os r adar es que operam na faixa de 3 cm (band a X) so mais influen ciados pela chu va qu e osda faixa de 10 cm (banda S ).

Granizo

a precipitao de pedaos de gelo que, em geral, tm forma esfrica e dimetros

que vo desde milmetros at aproximadamente 10 cm. Este tipo de precipitao maiscomum nas mdias latitudes e normalmente tm curta durao, ocorrendo quase sempreentre a metade da tarde e o anoitecer. Se a taxa de precipitao for a mesma da chuva, oaspecto da tela do indicador radar ser tambm o mesmo. Mas, isso s ocorre quando aspedras de gelo so grandes, o que difcil de acontecer. De maneira geral, a atenuaodevida ao gra nizo men or qu e a devida chuva, e o clut ter que o gra nizo caus a m enospr ejudicial. No caso da ocorrn cia de gra nizo, o operad or deve atu ar nos contr oles do ra da rda m esma ma neira como se estivesse caindo chu va.

Neve

a precipitao de cristais de gelos em flocos. A neve, a no ser as mais fortesnevascas, quase n o notada na tela do rada r. Isto , a queda de neve no apa rece como umalvo, embora at enue a s onda s ra dar . s vezes a queda de n eve detecta da com o rada r de 3cm, ma s n o com u m qu e opere na faixa de 10 cm. Em virt ude da at enua o, a neve provocareduo do alcan ce ra dar .

Outro aspecto muito prejudicial da neve que cobre todos os alvos, mascarando osecos. Essa cobertura de neve deforma os alvos, que j no podero ser identificados facil-ment e. Embora a onda ra dar penetr e na neve, ela sofre muita a ten ua o devido absorode energia pelos cristais de gelo, e assim, os ecos que retornam so fracos. O resultadodesses dois fat ores u ma apr esenta o indefinida dos alvos na tela do rada r. Desta form a,o navegante que se aproxima da costa, ou est costeando, aps uma queda de neve devetomar maiores cuidados com a sua navegao. Deve tentar todos os outros auxlios na-vegao disponveis, e usa r o rada r com mu ita precauo.


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Cerrao e Smog

Visibilidad e , conform e vimos, a m aior dist n cia n a qu al u m objeto escur o pode servisto no horizonte, tendo o cu como fundo. De noite, uma luz de intensidade moderada us ada , em vez do objeto escur o. Nevoeiro a presena em suspenso de minsculas par t-culas dgua ou de gelo jun to s uperfcie. Mas, s quan do esta s pa rt culas em s uspens odiminurem a visibilidade pa ra 1 quilmet ro (0.54 milhas n ut icas), que o fenmeno temo nome d e nevoeiro . Se a visibilidad e for ma ior que 1 qu ilmet ro, o nome corr eto neblina .Cont udo, a bordo, tambm comu m a palavra cerrao par a am bos os fenmenos, falando-se em cerrao leve , moderada ou cerrao fechada .

No que diz respeito ao rada r, o nevoeiro tam bm no se faz apresentar na t ela dora dar , salvo em casos especiais. Mas as gotcula s dgu a, ou de gelo, em su spen s o absorvemenergia da onda, de maneira que o alcance radar fica reduzido. Um nevoeiro pesado, ouseja, aquele que r eduz a visibilidade par a 100 met ros ou m enos, reduz o alcan ce ra dar par a60% de seu alcance norm al.

Em casos raros, com radar de 3 cm podero ser detectados bancos de nevoeirospesados, de gran de densidade.

Smog (nvoa seca)

a cort ina de a r poludo que geralmen te se encont ra sobre a s gra ndes cidades, deorigem indust rial e au tomotiva. A palavra form ada de Smoke (fum aa) e Fog (nevoeiro).No existem dados sobre a atuao do Smog no radar, mas de se crer que ele tambmdiminua o alcance ra dar , pela a bsoro de energia pelas par tculas em suspen so.

Em resu mo, pode-se afirma r qu e, em qua lquer t ipo de precipitao, seja chuva , gra-

nizo ou n eve, e mesm o no caso de nu vens, n evoeiro, neblina ou smog , um r adar de 10 cm(banda S ) ser menos afetado que um de 3 cm (ban da X).

Vento

A principal, e talvez a nica, influncia do vento na apresentao do radar estrela cionada com o estado do mar dele resu lta nt e, pois, como vimos, as va gas pr oduzem osecos de ret orn o do ma r (clutt er). Quan to mais a ltas e a bru pta s as vagas , mais fort es soos ecos de r etorn o. A potncia dos ecos de ret orn o depende d o n gulo de incidncia d o feixera dar e, assim, o clutt er do mar ma is pronun ciado a barlavento , do que a sotavento(Figura 14.28).

Figura 14.28 - "Clutte r"do mar (mais pronun ciado a barlave nto)

Gelo

Os icebergs (blocos de gelo de gu a doce) gera lmen te s o detecta dos pelo ra dar emdistn cias que perm item t empo suficiente par a a es evasivas. Essas distn cias dependerode sua s dimenses. Os icebergs do rt ico apresent am , em gera l, superfcies recort ada s efacetadas, que proporcionam bons ecos de retorno. Os icebergs tabulares , comuns na

Vento

Barlavento SotaventoEnergia refletida paralonge do navio


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Ant r tica, ten do tope plan o e par edes latera is quase verticais, que podem se elevar a ma isde 30 metros acima da su perfcie do ma r, ta mbm const ituem bons a lvos-rada r, sendo nor-ma lment e detectados com tempo suficiente pa ra ma nobrar a fim de deix-los sa fos.

Grandes icebergs podem ser det ecta dos em dist ncias da ordem de 15 a 20 milhascom mar calmo, embora a intesidade de seus ecos seja somente 1/60 da intensidade dosecos que s eriam produzidos por u m alvo de ao de ta ma nh o equivalente. Icebergs menoresso detectados a cerca de 6 a 12 milhas. Bergy bits, peda os qu ebra dos de icebergs com4 a 5 metros de altura, normalmente no so detectados pelo radar a distncias maioresqu e 3 milhas.

Os f locos de g elo (ice f loes) e growlers, formados pelo congelamento de guasalgada, so, em geral, muito baixos (altura mxima de 2 metros) e constituem um alvora dar extrema ment e ru im, sendo de difcil deteco, principalmente com ma r agitado, qua n-do o clut ter do ma r p ode ma scara r por complet o ecos de pedaos de gelo perigosos n ave-gao. Com m ar calm o, esse tipo de gelo norm alm ent e n o detectado em dist ncias ma iores

qu e 2 milhas. Assim, embora o ra dar const itua u m a uxlio mu ito import an te par a a n avegaoem presena de gelo (para a deteco de icebergs e blocos de gelo de maiores dimenses),a busca radar deve ser complementada por uma vigilncia visual constante, pois esta insubst ituvel par a a deteco de campos de gelo e growlers per igosos na vegao.

Tempestades tropicais , furaces, tufes e ciclone s

As tem pesta des tr opicais, em qualquer de sua s modalidades mais severas (fur aces,tufes ou ciclones), produzem ecos bem definidos no radar. O uso do radar nas manobrasfrent e a ess es fenmenos met eorolgicos ser men cionado no Volum e II.

14.2.5 AUXLIOS NAVEGAO RADARVrios aux l ios navegao radar, ou instalaes auxi l iares , foram desen vol-

vidos par a a judar o navegant e a identificar um alvo ra dar ou pa ra aum entar a intensidadedos ecos produzidos por objetos que, de out ra form a, ser iam de difcil deteco.

Os aux l ios navegao radar podem ser classificados, pela ma neira como at ua m,em passivos e ativos . Os pass ivos apenas refletem a energia que sobre eles incide. Osativos tr an smitem um sinal de RF, que recebido pelos ra dar es de bordo.

Refletor-radar

um au xlio na vegao ra dar pass ivo, cuja fina lidade aum enta r a capa cidadede resposta de um alvo-ra dar , para possibilita r su a deteco a ma ior dist ncia. O refletor-radar um equipa men to retr o-refletivo, que retorn a a en ergia incident e sobre ele na direoda font e de emiss o, dentr o de limites bem am plos de ngulos de incidncia.

O mtodo usual para obter a retro-reflexo empregar duas ou mais superfciesrefletoras plan as, form an do ngulos r etos entr e si, de modo que a energia incidente r etornena direo da fonte emissora, aps mltiplas reflexes. Assim, so formados o diedro re-fletor e o triedro tri-retngu lo refletor . Os triedros refletores so norma lment e cons-titudos por 3 tr ingulos issceles form an do ngulos r etos e retorna m a en ergia incidenteconform e mostr ado na Figura 14.29.


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Figura 14.29 - Triedros refletores

Por vezes, em vez de um nico, so instalados nos auxlios navegao grupos derefletores-ra dar , que, convenientem ente dispostos, facilitam em m uito a sua deteco peloradar (Figuras 14.30, 14.31 e 14.32).

Figura 14.30 - Re fle tor radar Figura 14.31 - Bia re fle tora radar

Figura 14.32 - Bia lumin osa co m arranjo de refletores radar

Os refletores-radar, em sua maio-ria, est o inst alados em bias, ma s exis-tem, igualmente, em sinais fixos (faris,faroletes e balizas). Ademais, conform e jmenciona do, as embar caes de m adeirae de fibra de vidro tambm devem port arrefletores-radar , a fim de melhorar suacapacidade de resposta-radar. Alis, aIMO recomen da qu e todas as emba rcaescom menos de 100 tonelada s de ar quea obrut a sejam equipadas com refletor-radar .


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