O funcionamento dos radares

Como vimos no artigo anterior, o eco criado por um som pode ser usado para determinar a distância a uma referência.

Também vimos que podemos usar o efeito Doppler do eco para determinar também a velocidade de um objeto.

Com isso, já é possível criar um “radar sonoro” e é exatamente isso o que um sonar é.

Submarinos e barcos usam sonares o tempo todo.

Além disso, é possível usar os mesmos princípios com o som que se propaga pelo ar, mas há alguns problemas a serem considerados:

  • o som não chega muito longe (1,6 km no máximo);
  • todo mundo consegue ouvir sons, então um “radar sonoro” causaria irritação em todos na vizinhança (para eliminar esse problema é só usar ultra-som em vez de som audível);
  • como o eco seria muito fraco, provavelmente, ficaria difícil de ser detectado.

E é por esses motivos que, em vez de usar som, o radar usa ondas de rádio. Afinal de contas, elas percorrem grandes distâncias, são inaudíveis para humanos e fáceis de serem detectadas mesmo quando estão fracas.

À esquerda: as antenas do Complexo de Comunicações com o Espaço Distante Goldstone, parte integrante da Rede de centros de comunicação com o espaço distante da NASA, auxiliam as comunicações de rádio com as naves da NASA À direita: radares de busca aérea e de superfície são montados no mastro da proa de um navio de mísseis teleguiados.

À esquerda: as antenas do Complexo de Comunicações com o Espaço Distante Goldstone,
parte integrante da Rede de centros de comunicação com o espaço distante da NASA,
auxiliam as comunicações de rádio com as naves da NASA

À direita: radares de busca aérea e de superfície
são montados no mastro da proa de um navio de mísseis teleguiados.

Vamos considerar um radar comum projetado para detectar aviões durante o vôo:

O equipamento liga seu transmissor e dispara uma rajada curta e de alta intensidade de ondas de rádio de alta freqüência. Essa rajada pode durar apenas um microssegundo. Então, o radar desliga o transmissor e liga o receptor para ouvir o eco. Em seguida, ele mede o tempo que o eco levou para chegar, assim como o efeito Doppler do eco. As ondas de rádio viajam na velocidade da luz, cerca de 300.000 km/s, o que significa que, se o equipamento tiver um relógio de alta velocidade, é possível medir a distância do avião com bastante precisão.

Caso use um equipamento especial de processamento de sinais, o radar também pode medir o efeito Doppler com uma boa precisão e, dessa forma, determinar a velocidade do avião.

A antena do radar envia um pulso curto e de alta potência de ondas de rádio a uma freqüência conhecida que, ao atingir um objeto, cria um eco cujo som é alterado pelo efeito Doppler.

Nos radares de solo, há mais possíveis interferências do que nos radares montados no ar. Quando um radar de trânsito dispara um pulso, ele ecoa em todos os tipos de objetos: pontes, montanhas, prédios etc. A maneira mais fácil de remover esse tipo de interferência é filtrá-la distingüindo o que sofreu o efeito Doppler e o que não sofreu. Um radar de trânsito faz isso: ele tem a capacidade de observar apenas os sinais alterados pelo efeito Doppler (além disso, a emissão do radar é concentrada em um ponto tão estreito que acaba atingindo somente o carro).

A polícia também está utilizando a técnica a laser para medir a velocidade dos carros. Esta técnica é chamada de LIDAR e utiliza luz no lugar das ondas de rádio.

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