Trabalho Individual apresentado à Divisão de Engenharia Eletrônica do

Instituto Tecnológico de Aeronáutica como parte dos requisitos para a

obtenção do título de Especialista em Análise de Ambiente Eletromagnético.

Alexandre Camacho Coelho – 1º Ten.-Esp.-Com.

ESTUDO DAS POTENCIALIDADES DO LAB-VOLT RADAR

TRAINING SYSTEM NO ENSINO DE GUERRA

ELETRÔNICA NO CEAAE

Trabalho aprovado em versão final pelos abaixo assinados:

________________________________________

Prof. Dr. José Edimar Barbosa Oliveira

Orientador

________________________________________

1º Ten.-Av. Eric Cézzane Cólen Guedes

Orientador

________________________________________

Prof. Dr. José Edimar Barbosa Oliveira

Coordenador do Curso de Especialização em Análise de Ambiente Eletromagnético

(CEAAE)

Campo Montenegro

São José dos Campos, SP – Brasil

junho 2003

ESTUDO DAS POTENCIALIDADES DO LAB-VOLT RADAR

TRAINING SYSTEM NO ENSINO DE GUERRA

ELETRÔNICA NO CEAAE

Alexandre Camacho Coelho – 1º Ten.-Esp.-Com.

Composição da Banca Examinadora:

Prof. Dr. David Fernandes ITA Presidente

Prof. Dr. José Silvério Edmundo Germano ITA Membro

Prof. Dr. José Edimar Barbosa Oliveira ITA Orientador

1º Ten.-Av. Eric Cézzane Cólen Guedes 2/10 GAv. Orientador

ITA

À minha esposa, Rachel e

ao meu filho, Thor

Alexandre.

AGRADECIMENTOS

A todos que permitiram que eu realizasse este curso por mostrarem que nós, de Boa

Vista, podemos estar no Hemisfério Norte mas não estamos esquecidos. Em especial ao ex-

comandante do DPVBV e DPVDT73, Maj.-Av. Araújo pelo apoio irrestrito e amizade

sincera.

Aos Instrutores e Professores do CEAAE pela dedicação ao ensino e ao ideal do

desenvolvimento tecnológico da Força.

Aos companheiros do CEAAE e PPGAO pela oportunidade de partilhar esse momento

especial de nossas vidas.

Ao Capitão Tenente Brasil cujo apoio permitiu a realização da visita a Escola dos

Cursos de Formação Técnica Especial do Centro de Instrução Almirante Alexandrino, da

Marinha do Brasil.

Ao colega do curso de doutorado, Alexis Fabricio Tinoco Salazar, pelos ensinamentos

na área de instrumentação de microondas.

Aos senhores Arnaldo Ortiz Clemente e Marcelo Schadeck, da LabSis, pelo apoio

dado na obtenção de material bibliográfico.

Ao Maj. Durante pela confiança depositada na realização deste projeto.

Ao Ten. Cólen pela tranqüilidade, dedicação e providencial ajuda.

Ao Prof. Dr. Edimar pela atenção fraternal que dedicou a minha orientação e a

dedicação com que se entrega a causa da Ciência e Tecnologia de Defesa de nosso país.

A minha família que soube me incentivar em todos os momentos.

RESUMO

Este trabalho analisa o Lab-Volt Radar Training System adquirido pelo Comando

Geral do Ar – COMGAR, para equipar o Laboratório de Pesquisa em Guerra Eletrônica e

Vigilância Eletromagnética da Amazônia do Instituto Tecnológico da Aeronáutica – ITA, e o

Grupo de Instrução Tática e Especializada – GITE. Esta análise está pautada na determinação

das qualidades e deficiências do sistema disponível no ITA no período de realização do

Trabalho Individual, bem como uma avaliação prospectiva sobre as potencialidades dos

sistemas complementares de Guerra Eletrônica, determinação de RCS e caracterização de

antenas que ainda se encontravam em processo de aquisição durante o referido período. Em

complemento a este objetivo o trabalho desenvolve uma proposta pedagógica para uso do

equipamento na instrução militar especializada em Guerra Eletrônica ministrada durante o

Curso de Especialização em Análise de Ambiente Eletromagnético – CEAAE. Esta proposta

se direciona pela exploração do caráter multidisciplinar da Guerra Eletrônica materializada no

uso do equipamento nas várias disciplinas cujos conhecimentos se entrelaçam no

funcionamento dos sistemas de radar. Conclui-se ao final que o equipamento apresenta

satisfatório rendimento para a implementação de instrução prática em GE e que sua

associação com os outros sistemas em fase de aquisição tem grande potencial para

implementação de projetos em várias áreas, tais como processamento de sinais, imageamento

radar e determinação de RCS.

ABSTRACT

This work analyzes the Lab-volt Radar Training System acquired by the Comando

Geral do Ar – COMGAR, to equip the Laboratory of Electronic Warfare and Amazônia's

Electromagnetic Surveillance of the Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA, and the

Grupo de Instrução Tática e Especializada – GITE. This analysis is ruled in the determination

of the qualities and deficiencies of the available system in ITA in the accomplishment period

of the Individual Work, as well as a prospective evaluation about the potentialities at

complementary systems of Electronic Warfare, determination of RCS and antennas

characterization that still were in acquisition process during the referred period. At

complement to this goal the work develops a pedagogical proposal for use of the equipment in

the specialized military instruction in Electronic Warfare taught during the Curso de

Especialização em Análise de Ambiente Eletromagnético – CEAAE. This proposed

addresses by the exploration of the multidiscipline character of the Electronic Warfare

materialized in the use of the equipment in the several disciplines whose knowledges interlace

in the operation of the radar systems. It concludes at the final that the equipment introduces

satisfactory revenue for the practice instruction implementation in EW and that your

association with the other systems in acquisition phase has great potential for projects

implementation in several areas, such as signals processing, radar imaging and RCS's

Determination.

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ...................................................................................... 16

1.1 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO......................................................... 18

2 CONCEITOS BÁSICOS ........................................................................ 19

2.1 SISTEMA RADAR BÁSICO ................................................................... 19

3 LAB-VOLT RADAR TRAINING SYSTEM......................................... 27

3.1 APRESENTAÇÃO................................................................................... 27

3.2 COMPOSIÇÃO........................................................................................ 27

3.2.1 Analog Radar Training System.............................................................. 29

3.2.1.1 Target Positioning System......................................................................... 29

3.2.1.2 Power Supply and Antenna Motor Driver.................................................. 35

3.2.1.3 Radar Antenna .......................................................................................... 38

3.2.1.4 Rotating-Antenna Pedestal ........................................................................ 40

3.2.1.5 Radar Synchronizer/Antenna Controller .................................................... 42

3.2.1.6 Radar Transmitter ..................................................................................... 45

3.2.1.7 Radar Receiver.......................................................................................... 49

3.2.1.8 Dual-Channel Sampler .............................................................................. 52

3.2.1.9 Clutter Generator ...................................................................................... 55

3.2.1.10 PPI Scan Converter ................................................................................... 59

3.2.1.11 Analog MTI Processor .............................................................................. 62

3.2.2 Digital Radar Training System .............................................................. 63

3.2.2.1 Digital MTD / PPI Processor..................................................................... 63

3.2.3 Tracking Radar Training System .......................................................... 66

3.2.3.1 Radar Target Tracker ................................................................................ 66

3.2.4 Radar Active Target Training................................................................ 81

3.2.4.1 Radar Jamming Pod .................................................................................. 81

3.2.4.2 Variable-Density Chaff Cloud................................................................... 90

3.2.5 Antenna Training and Measuring System............................................. 90

3.2.6 RCS Measurement System ..................................................................... 92

3.2.7 Phased Array Antenna ........................................................................... 94

3.2.7.1 Multi-Beam Phased Array Antenna........................................................... 94

3.2.7.2 Radar Phased Array Antenna..................................................................... 96

4 LABORATÓRIO DE RADAR NO CEAAE.......................................... 98

4.1 LABORATÓRIO DE RADAR NO CEAAE – MÓDULO OPERACIONAL

................................................................................................................. 98

4.1.1 Familiarização com o Equipamento....................................................... 98

4.1.1.1 Introdução ao Lab-Volt Analog Radar Training System ............................ 99

4.1.1.2 Indicador A-scope................................................................................... 100

4.1.1.3 Indicador PPI .......................................................................................... 101

4.1.1.4 Ajuste do radar CW................................................................................. 102

4.1.1.5 Ajuste do radar FM-CW.......................................................................... 102

4.1.1.6 Introdução ao Lab-Volt Digital Radar Training System........................... 103

4.1.1.7 Introdução ao Lab-Volt Tracking Radar Training System........................ 104

4.1.1.8 Introdução ao Lab-Volt Radar Jamming Pod........................................... 105

4.1.1.9 Uso do Radar Jamming Pod no Despistamento em Distância e Ângulo ... 105

4.1.2 Técnicas de Rastreio Eletrônico ........................................................... 106

4.1.2.1 Aplicação das Técnicas de Rastreio automático em distância .................. 106

4.1.2.2 Uso das Técnicas de Rastreio Angular..................................................... 107

4.1.2.3 Uso do Rastreio automático em ângulo.................................................... 108

4.1.2.4 Análise da Performance do Rastreio em Distância e Ângulo (Erros Causados

pelo Radar). ............................................................................................ 108

4.1.2.5 Análise da Performance do Rastreio em Distância e Ângulo (Erros causados

pelo Alvo)............................................................................................... 109

4.1.3 Guerra Eletrônica Aplicada ao Radar................................................. 110

4.1.3.1 Aplicação do Bloqueio de Ponto e Determinação da Distância de Burn-

Through .................................................................................................. 111

4.1.3.2 Uso do Bloqueio de Barragem contra Radares com Agilidade de Freqüência

............................................................................................................... 111

4.1.3.3 Uso do Rastreio pelo Bloqueio e da Integração de Pulsos contra o Bloqueio

de Barragem............................................................................................ 112

4.1.3.4 Uso da Discriminação Direcional contra o Bloqueio pelo Lóbulo Lateral 112

4.1.3.5 Aplicação da técnica Range Gate Pull-Off............................................... 113

4.1.3.6 Uso da Tecnologia Stealth na Redução da RCS....................................... 113

4.1.3.7 Uso de Sinais Modulados em Amplitude no Despistamento em Ângulo .. 114

4.1.3.8 Uso do Despistamento de Polarização Cruzada ....................................... 114

4.1.3.9 Uso das Técnicas de Despistamento Cooperativo .................................... 115

4.1.3.10 Uso de Nuvens de Chaff como Despistadores.......................................... 115

4.1.3.11 Despistamento com Nuvens de Chaff ...................................................... 116

4.2 LABORATÓRIO RADAR NO CEAAE – MÓDULO TÉCNICO .......... 116

4.2.1 Fundamentos de Microondas ............................................................... 117

4.2.1.1 Geração e Recepção de Ondas Eletromagnéticas ..................................... 117

4.2.1.2 Medida do Comprimento de Onda........................................................... 118

4.2.1.3 Caracterização de Dispositivo de Microondas ......................................... 122

4.2.2 Antenas e Propagação........................................................................... 126

4.2.2.1 Determinação do Padrão de Radiação da Antena Radar........................... 126

4.2.3 Probabilidade e Variáveis Aleatórias................................................... 126

4.2.3.1 Aplicação da Probabilidade na Detecção Radar....................................... 126

4.2.4 Princípios de Telecomunicações ........................................................... 127

4.2.4.1 Medida dos Sinais de Radar no Domínio da Freqüência .......................... 127

4.2.5 Processamento Radar ........................................................................... 132

4.2.5.1 Equação Radar ........................................................................................ 132

4.2.5.2 Operação do Phase-Processing MTI ........................................................ 133

4.2.5.3 Operação do Vector-Processing MTI ...................................................... 133

4.2.5.4 Utilização de FRP Variável para Supressão de Velocidade Cega ............. 134

4.2.5.5 Medida da Performance do Sistema MTI ................................................ 134

4.2.5.6 Aplicação da Integração de Pulsos na Detecção Radar ............................ 135

4.2.5.7 Aplicação do STC na Rejeição de Clutter................................................ 135

4.2.5.8 Aplicação do IAGC na Rejeição de Clutter ............................................. 136

4.2.5.9 Aplicação do Receptor log-FTC na Rejeição do Clutter Meteorológico ... 136

4.2.5.10 Aplicação do Processamento CFAR na Rejeição de Clutter..................... 136

4.2.5.11 Mapeamento de Células no Radar Digital................................................ 137

4.2.5.12 Processamento de Sinais Radar com FFT ................................................ 137

4.2.5.13 Aplicação do Processamento CFAR no Sistema Radar Digital ................ 138

4.2.5.14 Processamento de Correlação e Interpolação (C&I) no Sistema Radar Digital

............................................................................................................... 138

4.2.5.15 Processamento Radar no Modo de Vigilância (Track-While-Scan).......... 139

5 LABORATÓRIO DE PROCESSAMENTO DE SINAIS

ELETROMAGNÉTICOS: POTENCIAL DE AUTOMAÇÃO.......... 140

5.1 AVALIAÇÃO INICIAL DOS RECURSOS DISPONÍVEIS................... 142

5.1.1 Emulador de Guerra Eletrônica – TS100+ Excalibur......................... 142

5.1.2 Analisador de Rede Agilent – Modelo 8714ES .................................... 143

5.1.3 Analisador de Espectro Agilent – Modelo E4407B.............................. 143

5.1.4 Osciloscópio Agilent – Modelo 54622A................................................ 144

5.1.5 Medidor de Potência HP – Modelo E4418B......................................... 145

5.1.6 Gerador de Sinal – Modelo E4433B..................................................... 145

5.1.7 Modulador de Pulso HP / Agilent – Modelo 11720A........................... 146

5.1.8 Atenuador / Excitador de Chaveamento HP / Agilent – Modelo 11713A.

............................................................................................................... 146

5.1.9 Medidor de Potência de RF HP / Agilent – Modelo 437B ................... 146

5.1.10 Gerador de Sinal HP / Agilent – Modelo 8648A................................. 147

5.1.11 Gerador de Varredura HP - Modelo 8350........................................... 147

5.1.12 RF Plug In HP / Agilent – Modelo 83592B .......................................... 148

5.1.13 Gerador de Função / Pulso – Modelo HP 8116A ................................. 148

5.1.14 Amplificador de Microondas HP – Modelo 8349B.............................. 149

5.1.15 Osciloscópio Digital HP – Modelo 54200A........................................... 149

5.1.16 Fonte de Alimentação Programável HP – Modelo 6038A................... 149

5.1.17 Freqüencímetro Digital HP – Modelo 5334B....................................... 150

5.1.18 Freqüencímetro Digital HP – Modelo 5328B....................................... 150

5.1.19 Interface Programável Multifunção Tektronix – Modelo MI5010 ..... 151

5.1.20 Scanner Programável Tektronix – Modelo SI5010 ............................. 151

5.1.21 Fonte de Alimentação Programável Tektronix – Modelo PS5010 ...... 152

5.1.22 Repetidor HP – Modelo 59306A........................................................... 152

5.1.23 Osciloscópio Digital HP / Agilent – Modelo 54645A............................ 153

5.1.24 Gerador de Sinal de RF Agilent – Modelo E4422B ............................. 153

5.1.25 Placa de Aquisição de Dados da National Instruments – Modelo

NI6052E................................................................................................. 154

5.1.26 Software LABVIEW da National Instruments.................................... 154

5.2 INVESTIMENTO EM RECURSOS HUMANOS................................... 156

6 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES............................................ 158

6.1 CONCLUSÕES DA ANÁLISE TÉCNICA ............................................ 159

6.2 CONCLUSÕES DA ANÁLISE PEDAGÓGICA.................................... 163

6.3 RECOMENDAÇÕES............................................................................. 164

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 Diagrama de blocos simplificado de um radar pulsado[6]. .......................... 20

Figura 2.2 Transmissor radar usando um oscilador de RF de alta potência[6]. ............. 21

Figura 2.3 Tubo de raios catódicos usado como indicador radar[7].............................. 22

(a) Alvo fixo. ............................................................................................ 23

(b) Alvo móvel.......................................................................................... 23

Figura 2.4 Indicador tipo A-scope.............................................................................. 23

Figura 2.5 Diagrama de blocos simplificado do Lab-Volt Radar Training System[6]... 25

Figura 2.6 Indicador tipo A-scope estendido[6]. .......................................................... 26

Figura 3.1 Mobile Target Table[9] .............................................................................. 29

Figura 3.2 Target Controller[9]. .................................................................................. 30

Figura 3.3 Jogo de alvos passivos[9]. .......................................................................... 31

Figura 3.4 Entradas externas do Target Controller[9]. ................................................. 32

Figura 3.5 Altura apropriada da Target Table[6].......................................................... 33

Figura 3.6 Diagrama de blocos do Target Positioning System[9]................................. 34

Figura 3.7 Painel frontal do Power Supply[10]............................................................. 35

Figura 3.8 Painel frontal do Antenna Motor Driver[10]................................................ 36

Figura 3.9 Diagrama de blocos simplificado do servomecanismo de controle da

velocidade da antena de radar[10]. .............................................................. 37

Figura 3.10 Radar Antenna[11]...................................................................................... 38

Figura 3.11 Microwave-Absorbing Parapet.................................................................. 39

Figura 3.12 Padrão de radiação da Radar Antenna em 9.0 GHz – Plano H (Azimute)[11].

................................................................................................................. 41

Figura 3.13 Padrão de radiação da Radar Antenna em 9.0 GHz – Plano E (Elevação)[11].

................................................................................................................. 41

Figura 3.14 Painel frontal do Rotating-Antenna Pedestal[12]. ........................................ 42

Figura 3.15 Painel frontal do Radar Synchronizer / Antenna Controller[13]................... 43

Figura 3.16 Painel frontal do Radar Transmitter[14]. ..................................................... 45

Figura 3.17 Diagrama de blocos do Radar Transmitter[14]. ........................................... 47

Figura 3.18 Painel Frontal do Radar Receiver[15].......................................................... 49

Figura 3.19 Diagrama de Blocos do Radar Receiver[15]. ............................................... 51

Figura 3.20 Painel Frontal do Dual-Channel Sampler[16]. ............................................. 52

Figura 3.21 Expansão no tempo de um sinal pulsado[16]. .............................................. 54

Figura 3.22 Painel Frontal do Clutter Generator[17]. ..................................................... 55

Figura 3.23 Clutter Marítimo simulado no indicador tipo A-Scope[17]. ......................... 56

Figura 3.24 Clutter Meteorológico ou Eco de Segunda Recorrência simulado no

indicador tipo A-scope[18].......................................................................... 57

Figura 3.25 Diagrama de blocos simplificado do Clutter Generator[17]. ........................ 58

Figura 3.26 Painel frontal do PPI Scan Converter[18]. ................................................... 59

Figura 3.27 Diagrama de blocos simplificado do PPI Scan Converter[18]...................... 61

Figura 3.28 Painel frontal do Analog MTI Processor[19]. .............................................. 62

Figura 3.29 Painel frontal do Digital MTD/PPI Processor[20]. ...................................... 64

Figura 3.30 Radar Target Tracker[21]............................................................................ 67

Figura 3.31 Processo de Aquisição de Alvos[21]. .......................................................... 68

Figura 3.32 Diagrama de Blocos do Radar Target Tracker[21]....................................... 69

Figura 3.33 Diagrama de Sincronismo da geração dos sinais de controle das GATE

ADIANTADA, GATE ATRASADA e RANGE-GATE[21]. ..................... 72

Figura 3.34 Diagrama simplificado do GERADOR DE SINCRONISMO DA GATE[21].

................................................................................................................. 74

Figura 3.35 Diagrama de Sincronismo mostrando como os sinais de controle do

chaveamento de lóbulos são produzidos quando o LOBE CONTROL RATE

é fixado para PRF/2[21]. ............................................................................. 76

Figura 3.36 Interconexões da Interface de Chaveamento de Lóbulos[21]. ...................... 80

Figura 3.37 Um Jamming Pod numa aeronave e o Lab-Volt Radar Jamming Pod[22].... 81

Figura 3.38 A diferença de distância entre as antenas do Radar Jamming Pod[22]. ........ 82

Figura 3.39 O Diagrama de blocos do Radar Jamming Pod[22]. .................................... 83

Figura 3.40 Radar Jamming Pod na Movable Target Table[22]...................................... 85

Figura 3.41 Menu do Controle Remoto do Radar Jamming Pod[22]. ............................. 86

Figura 3.42 Painel traseiro do Radar Jamming Pod[22].................................................. 87

Figura 3.43 Circuito repetidor do Radar Jamming Pod[22]. ........................................... 88

Figura 3.44 Acessórios do Radar Jamming Pod para estudo da tecnologia stealth[22].... 89

Figura 3.45 Configuração básica do Variable-Density Chaff Cloud (VDCC)[22]........... 90

Figura 3.46 Tiras de shaff penduradas no suporte do VDCC[22].................................... 91

Figura 3.47 Antenna Training and Measuring System[23]. ............................................ 92

Figura 3.48 Padrão RCS polar de um alvo (míssil em escala reduzida) [24]. .................. 93

Figura 3.49 Imagens ISAR de alta resolução (modelo de um Boeing 747 em escala de

1:100)[24]................................................................................................... 94

Figura 3.50 Multi-Beam Phased Array Antenna[25]. ..................................................... 95

Figura 3.51 PAA operando com dois feixes simultâneos[25]. ........................................ 96

Figura 3.52 Radar Phased Array Antenna[26]. ............................................................... 97

Figura 4.1 Detecção de fase. .................................................................................... 118

Figura 4.2 Medida do comprimento de onda: posicionamento do equipamento. ....... 119

Figura 4.3 Medida do comprimento de onda: configuração do equipamento. ........... 120

Figura 4.4 Fixação da antena tipo corneta. ............................................................... 120

Figura 4.5 Movimentação da antena receptora. ........................................................ 121

Figura 4.6 Máximo positivo do sinal detectado. ....................................................... 121

Figura 4.7 Analisador de Espectro. .......................................................................... 122

Figura 4.8 Circulador de Ferrite. .............................................................................. 123

a) Calibração dos instrumentos. .............................................................. 125

b) Configuração para medida da perda por inserção. ............................... 125

c) Configuração para medida do fator de isolação. .................................. 125

Figura 4.9 Caracterização de dispositivo de microondas. ......................................... 125

(a) Pulso periódico retangular. ................................................................ 128

(b) Sinal Fundamental e Harmônicos. ..................................................... 128

Figura 4.10 Pulsos retangulares. ................................................................................ 128

Figura 4.11 Espectro de um pulso retangular. ............................................................ 128

Figura 4.12 Espectro de uma portadora senoidal modulado em amplitude por um pulso

retangular................................................................................................ 129

Figura 4.13 Efeito da variação da largura de pulso e da FRP no espectro do sinal

pulsado. .................................................................................................. 131

Figura 5.1 Automação do Laboratório de Processamento de Sinais Eletromagnéticos.

............................................................................................................... 141

Figura 5.2 Laboratório de Acesso Remoto para Ensino de Guerra Eletrônica. .......... 142

Figura 5.3 Excalibur TS100+[41]. ............................................................................. 143

Figura 5.4 Analisador de Rede – Modelo 8714ES[42]. .............................................. 143

(a) Painel Frontal[42]. ............................................................................... 144

(b) Software de Controle e Aquisição de Dados através da Internet /

Intranet[43]. .............................................................................................. 144

Figura 5.5 Analisador de Espectro – Modelo E4407B.............................................. 144

Figura 5.6 Osciloscópio – Modelo 54622A[44].......................................................... 144

Figura 5.7 Power Meter – Modelo E4418B[45]. ........................................................ 145

Figura 5.8 Gerador de Sinal – Modelo E4433B[46]. .................................................. 145

Figura 5.9 Modulador de Pulso HP / Agilent – Modelo 11720A[47]. ......................... 146

Figura 5.10 Atenuador / Excitador de Chaveamento HP / Agilent – Modelo 11713A[48].

............................................................................................................... 146

Figura 5.11 Medidor de Potência de RF HP / Agilent – Modelo 437B[49]. .................. 147

Figura 5.12 Gerador de Sinal HP / Agilent – Modelo 8648A[50]. ................................ 147

Figura 5.13 Gerrador de Varredura HP – Modelo 8350[51]. ........................................ 147

Figura 5.14 RF Plug In HP / Agilent – Modelo 83592B[52]......................................... 148

Figura 5.16 Gerador de Função de Pulso – Modelo HP8116A[54]. .............................. 148

Figura 5.17 Amplificador de Microondas HP – Modelo 8349B [55]. ........................... 149

Figura 5.18 Osciloscópio Digital HP – Modelo 54200A[56]. ....................................... 149

Figura 5.19 Fonte de Alimentação Programável HP – Modelo 6038A[57]. .................. 150

Figura 5.20 Freqüencímetro Digital HP – Modelo 5334B[58]. ..................................... 150

Figura 5.21 Freqüencímetro Digital HP – Modelo 5328B[59]. ..................................... 151

Figura 5.22 Interface Programável Multifunção Tektronix – Modelo MI5010[60]. ...... 151

Figura 5.23 Scanner Programável Tektronix – Modelo SI5010[61].............................. 152

Figura 5.24 Fonte de Alimentação Programável Tektronix – ModeloPS5010[62]. ....... 152

Figura 5.25 Repetidor HP – Modelo 59306A[63]......................................................... 153

Figura 5.26 Osciloscópio Digital HP / Agilent – Modelo 54645A[64].......................... 153

Figura 5.27 Gerador de Sinal de RF Agilent – Modelo E4422B – Modelo E4433B[65].

............................................................................................................... 154

Figura 5.28 Placa de Aquisição de Dados da National Instruments – Modelo

NI6052E[66]............................................................................................. 154

Figura 5.29 Painel frontal (1. Controlador – entrada ; 2. Indicador – saída)[40]. .......... 156

Figura 5.30 Diagrama de blocos (1. Função ; 2. Estrutura ; 3. Terminais do painel

frontal)[40]. .............................................................................................. 156

LISTA DE QUADROS

Quadro 3.1 Módulos e Acessórios do Radar Training System...................................... 28

Quadro 3.2 Especificações do RCS Measurement System. .......................................... 93

Quadro 3.3 Especificações da Multi-Beam Phased Array Antenna[25].......................... 95

Quadro 3.4 Especificações da Radar Phased Array Antenna........................................ 97

Quadro 4.1 Equipamento - Medida do Comprimento de Onda................................... 119

Quadro 4.2 Equipamento : Usando o Circulador como Duplexador. .......................... 124

16

1 INTRODUÇÃO

O Laboratório de pesquisa em Guerra Eletrônica e Vigilância Eletromagnética da

Amazônia, inaugurado no CTA/ITA (Centro Técnico Aeroespacial / Instituto Tecnológico da

Aeronáutica) no dia 5 de março de 2001, foi resultado da ação conjunta do DEPED

(Departamento de Pesquisas e Desenvolvimento), COMGAR (Comando Geral do Ar) e

CCSIVAM (Comissão para Coordenação do Sistema de Vigilância da Amazônia)[1].

Um dos objetivos da criação deste laboratório foi o desenvolvimento de atividades de

pesquisa em ciência e tecnologia dentro de um programa de formação de recursos humanos e

aprimoramento da base operacional, científica e tecnológica do SISGEA (Sistema de Guerra

Eletrônica da Aeronáutica)[1].

O SISGEA foi criado em 1996 com o objetivo de sistematizar no âmbito do Comando

da Aeronáutica, o estudo e a exploração do complexo ambiente de guerra moderno.

Seguindo, assim, o exemplo de outras Forças Aéreas mais capacitadas, tais como a RAF e a

USAF, que estruturaram a Guerra Eletrônica como atividade sistêmica, com reflexo direto no

Comando e Controle (quando tratado como Centro de Gravidade), na arte (concepções, táticas

e procedimentos) e na ciência (entendimento e exploração da tecnologia) da guerra[2].

A abordagem sistêmica permite atender ao caráter multidisciplinar da Guerra

Eletrônica, que requer processos nas áreas de operações, inteligência, capacitação de recursos

humanos e tecnologia. Este caráter se manifesta no nível acadêmico na forma de necessidades

de conhecimentos e habilidades em várias áreas, tais como a física, a matemática, a eletrônica,

a informática e a administração, principalmente no que se refere à abordagem metodológica e

sociológica para o Comando e Controle.

Outra característica da Guerra Eletrônica que resulta na necessidade de

funcionamento sistêmico é a multi-setorialidade, uma vez que requer o concurso de vários

setores de uma Força Armada para a sua viabilização como atividade de guerra. Apesar de ser

uma atividade gerenciada pela área operacional (isto também ocorre na Marinha do Brasil,

RAF, USAF, etc.), uma vez que é uma atividade típica de ambientes onde há conflitos de

interesse, há necessidade da participação das áreas de ensino, apoio, técnica e pessoal.

O Grupo de Instrução Tática e Especializada – GITE e o Instituto Tecnológico da

Aeronáutica – ITA, são elos do SISGEA cujas competências e capacidades os colocam na

área de Capacitação de Recursos Humanos, ou seja, desenvolvem atividades com a finalidade

de preparar o pessoal da aeronáutica para entender melhor e explorar as interações de

ambiente de guerra, pois abrange desde comando e controle até armamentos.

17

Estas atividades se materializam através dos cursos, disciplinas ou unidades didáticas

que são passados aos oficiais, e que cobrem as necessidades de uma formação voltada para o

ambiente de guerra em seus diversos níveis.

O COMGAR, como órgão central do sistema, define os currículos dos cursos de GE

ministrados no GITE e ITA, participa da indicação de instrutores e fornece o conteúdo das

matérias, exceto aquelas referentes ao módulo técnico do Curso de Especialização em Análise

de Ambiente Eletromagnético – CEAAE[3], e as do Programa de Pós-Graduação em

Aplicações Operacionais – PPGAO[4], que é prerrogativa do ITA.

Dentro desta política de investimento em Recursos Humanos, o Laboratório de

Pesquisa em Guerra Eletrônica e Vigilância Eletromagnética da Amazônia recebeu do

COMGAR um equipamento para ensino de Guerra Eletrônica na área de radar fabricado pela

Lab-Volt System denominado Radar Training System ao custo de aproximadamente US$

190,000.00. A falta de conhecimento técnico especializado ou experiência prévia de uso, no

âmbito do Comando da Aeronáutica, seja no ensino ou na pesquisa, além do fato de encontra-

se em processo de aquisição um sistema similar para uso no GITE, motiva um estudo que

permita operacionalizar este equipamento como instrumento de ensino e pesquisa em Guerra

Eletrônica na Força Aérea Brasileira.

Uma solução possível seria realizar um estudo do funcionamento do equipamento e

analisar suas qualidades para o ensino militar especializado em Guerra Eletrônica.

Assim, o objetivo deste trabalho é fornecer subsídios para o planejamento de ensino e

pesquisa em Guerra Eletrônica na área de radar usando o Lab-Volt Radar Training System

que permitam o seu aproveitamento de forma sistêmica e racional.

O estudo contido neste trabalho restringiu a análise à aplicação do equipamento no

CEAAE.

Para que este estudo tenha a possibilidade de atingir o objetivo proposto deverá

cumprir os seguintes requisitos:

a) identificar o princípio de operação de cada módulo componente do sistema;

b) identificar as técnicas de geração, recepção e processamento de sinais utilizadas;

c) comparar o Lab-Volt Radar Training System com equipamentos de uso operacional (full

scale); e

d) propor um conjunto de experimentos a ser implementado nos módulos operacional e

técnico do CEAAE que atenda o seu programa de curso.

18

Para cumprir os requisitos estabelecidos, esta análise terá um esforço de pesquisa

focado nos manuais técnicos e de ensino elaborados pelo fabricante do equipamento, e na

literatura especializada de GE, microondas e de controle de servomecanismos.

1.1 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO

No primeiro capítulo foi feita uma contextualização do processo de aquisição do Lab-

Volt Radar Training System para o ITA e GITE como uma conseqüência da consolidação da

abordagem sistêmica na Guerra Eletrônica no Comando da Aeronáutica. Também foi

identificado um dos problemas para a operacionalização do equipamento no ensino de GE na

FAB sendo feita então uma proposta de solução, adotada como objetivo deste trabalho.

No segundo capítulo são abordados os conceitos básicos sobre o funcionamento de um

radar pulsado mantendo o foco na caracterização dos blocos componentes do sistema.

No terceiro capítulo é feita uma análise dos princípios de operação dos vários módulos

do Lab-Volt Radar Training System existentes no Laboratório de Processamento de Sinais

Eletromagnéticos e dos módulos e sistemas em processo de aquisição.

No quarto capítulo é feita uma proposta pedagógica para uso do equipamento no

CEAAE, consistindo de um conjunto de experimentos selecionados para aplicação nos

módulos operacional e técnico do CEAAE.

Finalmente, no último capítulo, apresentam-se as principais conclusões e

recomendações do autor.

19

2 CONCEITOS BÁSICOS

O objetivo deste capítulo é abordar os conceitos básicos para a compreensão do

funcionamento do Lab-Volt Radar Training System.

2.1 SISTEMA RADAR BÁSICO

Segundo Skolnik[5], o Radar é um sistema eletromagnético para detecção e localização

de objetos. Desta definição podemos depreender as seguintes conclusões:

a) uma vez que o radar utiliza a radiação eletromagnética para sondagem do meio, sua

performance está ligada à teoria dinâmica do campo eletromagnético de Maxwell;

b) suas funções básicas são a determinação da existência de um corpo, que normalmente

chamamos de alvo, dentro do seu raio de ação ou volume de cobertura, e a determinação

da posição deste alvo.

Outras funções podem ser acrescidas, tais como determinação da velocidade,

identificação de alvos, etc.

Em um sistema de radar pulsado, blocos curtos de energia de radio freqüência (RF)

são gerados para transmissão. Isto é normalmente realizado primeiro gerando um trem de

estreitos pulsos de forma retangular e usando-os para modular uma portadora de RF senoidal.

O pulso é transmitido pela antena. Se o sinal colide com um alvo, uma porção do sinal irá

refletir de volta para o radar como um eco. A antena captura os pulsos de eco que são

enviados para o receptor. Os pulsos recebidos são demodulados e convertidos em um sinal de

vídeo para visualização[6].

A Figura 2.1 mostra um diagrama de blocos simplificado de um radar pulsado típico.

O transmissor gera um sinal pulsado de RF de alta potência. Dois tipos de transmissores são

geralmente usados: um oscilador de RF de baixa potência seguido de um amplificador de RF,

como mostrado na Figura 2.1, ou um oscilador de RF de alta potência como uma Magnetron,

como mostrado na Figura 2.2.

Para obter um trem de pulsos de RF, um modulador é necessário. Se um oscilador de

RF de baixa potência e um amplificador são usados, como na Figura 2.2, o modulador pode

consistir de uma grade de controle dentro de um amplificador. O modulador modula em

amplitude este sinal para produzir um sinal pulsado de RF. O sinal pulsado de RF é então

amplificado pelo amplificados de RF.

20

Figura 2.1 Diagrama de blocos simplificado de um radar pulsado[6].

21

Figura 2.2 Transmissor radar usando um oscilador de RF de alta potência[6].

A freqüência de repetição de pulsos FRP (ou fp nas equações) é a taxa em que os

pulsos de RF são gerados. O período entre pulsos T é o tempo entre o início de um pulso e o

inicio de próximo pulso. Notar que T= 1/fp. A largura de pulso τ é a duração de cada pulso.

Se o transmissor e o receptor do radar compartilham a mesma antena, como na Figura

2.1, um duplexador é necessário. A função do duplexador é encaminhar automaticamente o

sinal transmitido do transmissor para a antena, e receber o sinal vindo da antena para o

receptor, porém previne que o sinal passe diretamente do transmissor para o receptor. Isto é

necessário para prevenir danos nos sensíveis estágios de entrada do receptor.

Falando genericamente, qualquer dispositivo que permita o transmissor e o receptor

compartilharem a mesma antena é chamado um duplexador. Sistemas de radar de alta

potência normalmente usam duplexadores contendo tubos de descarga em gás sensível a

potência para direcionar o sinal transmitido e recebido. Em sistemas de baixa potência, um

circulador de estado sólido em ferrite pode ser usado como duplexador. Um circulador é um

acoplador multi-terminal em que a energia de microondas é transmitida apenas de um

terminal para o próximo.

A antena em um sistema de radar é o dispositivo de transição entre os guias de onda ou

linhas de transmissão e o espaço livre. A antena é normalmente projetada para concentrar o

sinal transmitido em um feixe estreito. Pela orientação da antena, o feixe pode ser apontado

em várias direções, assim permitindo ao radar determinar a direção do alvo. Embora a maioria

dos sistemas de radar pulsado usem uma antena comum tanto para a transmissão quanto para

a recepção, alguns sistemas usam duas antenas separadas.

22

O sistema de posicionamento eletromecânico da antena é usado para orientar a antena.

A antena pode ser feita para rodar , varrendo sobre um ângulo ou área limitados, ou para

rastrear um alvo móvel, dependendo da aplicação.

O eco recebido pela antena é direcionado pelo duplexador para o receptor. A função

do receptor é demodular o sinal de eco e produzir um sinal que possa ser processado e

enviado para o mostrador.

Muitos sistemas de radar incluem algum tipo de processamento. O processador de

sinais deve prover algumas funções que como a redução de ecos indesejados, a redução de

interferência ou ruído e vários tipos de detecção automática.

A finalidade do indicador é converter a informação do alvo para o operador radar. O

tipo de indicador depende da aplicação radar em particular. Em radares pulsados, o indicador

normalmente consiste de algum tipo de mostrador com tubo de raios catódicos. Outros

circuitos, como um circuito para permitir o rastreio de alvos móveis , por exemplo, também

podem fazer parte deste indicador.

Existem dois tipos básicos de indicadores com CRT: o mostrador CRT de deflexão

modulada (Figura 2.3) e o indicador CRT de intensidade modulada. No indicador de deflexão

modulada a presença de um alvo é indicada pela reflexão de um feixe de elétrons. No

indicador de intensidade modulada um alvo é indicado pela intensificação de um feixe

elétrons de forma a causar um ponto luminoso que aparece no CRT. A deflexão do feixe e o

ponto luminoso, são chamados “blips”.

Figura 2.3 Tubo de raios catódicos usado como indicador radar[7].

23

Um dos indicadores de deflexão modulada mais comum é o indicador tipo A-scope.

No indicador tipo A-scope, a deflexão vertical é proporcional à intensidade do eco do alvo e a

coordenada horizontal da deflexão é proporcional à distância do alvo.

A Figura 2.4 mostra os sinais típicos obtidos nos indicadores tipo A-scope. Em (a)

temos o eco correspondente a um alvo fixo. Quanto mais forte o eco de um alvo particular,

maior a deflexão em relação ao zero do indicador. A amplitude atual da deflexão e seu sinal,

também dependem da fase do sinal de eco relativa ao do sinal do oscilador local. Sendo o

comprimento de onda dos sinais de radar são muito curtos, aproximadamente 3 cm para uma

freqüência de 10 GHz, a fase do sinal de eco pode mudar acentuadamente se o alvo se move

ligeiramente em direção ao radar ou para longe dele.

A Figura 2.4 (b) mostra a deflexão causada por um alvo móvel. Como a fase do sinal

de eco varia, a amplitude da deflexão também varia. Isto da uma aparência de “borboleta” aos

alvos móveis no indicador tipo A-scope.

(a) Alvo fixo. (b) Alvo móvel

Figura 2.4 Indicador tipo A-scope.

Nos radares pulsados, à distância do alvo é determinada pelo tempo que se passa entre

a transmissão de um pulso e a recepção do eco. Isto é chamado de tempo de trânsito de ida-e-

volta. No instante em que o pulso de radar é transmitido, o feixe eletrônico do indicador tipo

A-scope retorna para a esquerda da tela e inicia um novo traço, movendo-se em uma

velocidade constante para a direita. Quando um eco é recebido, ele causa uma deflexão

vertical do feixe. A posição da deflexão corresponde conseqüentemente ao tempo de trânsito

de ida-e-volta. Em virtude do tempo de trânsito de ida-e-volta ser proporcional ao alcance do

24

alvo, a posição horizontal da deflexão do indicador tipo A-scope indica o alcance do alvo.

Quanto maior à distância do alvo, mais para a direita aparece à deflexão.

Em um sistema de radar pulsado, é essencial que alguma forma de sincronização seja

usada no sistema de tal forma que o indicador mostre os alvos na distância correta. Isto pode

ser implementado através do uso de um sincronizador, como mostra a Figura 2.1. O

sincronizador gera um trem de pulsos de sincronização regularmente espaçados que é usado

para o disparo do gerador de pulso e para fazer a reinicialização do indicador.

O gerador de pulsos gera pulsos muito estreitos com a tensão e potência requerida

pelo modulador. Um pulso é gerado para cada pulso vindo do sincronizador.

A Figura 2.5 é um diagrama de blocos simplificado do Lab-Volt Radar Training

System. Este sistema de radar se assemelha a um sistema de radar típico, porém algumas

diferenças de projeto podem ser notadas. Primeiro, o gerador de pulsos está incorporado

dentro do transmissor de radar. Em virtude de o Radar Transmitter operar com uma potência

muito baixa, não há a necessidade de um amplificador de RF.

O sistema de posicionamento eletromecânico da antena consiste do Antenna

Controller, o Antenna Motor Driver, e o Rotating–Antenna Pedestal. O Rotating-Antenna

Pedestal também contém um circulador que atua como duplexador.

A diferença mais notável entre um radar típico e o Radar Training System aparece na

seção de recepção. Ao lado do receptor, o Radar Training System, inclui um amostrador. Este

Dual-Channel Sampler permite que o Radar Training System opere sobre uma faixa muito

mais estreita que um radar convencional. Enquanto os radares convencionais são projetados

para operar com distâncias de algumas centenas de quilômetros, o Radar Training System

opera de zero até vários metros.

Para obter boa resolução com esta operação em curto alcance, são necessários pulsos

de RF muito curtos. Processar estes pulsos muito curtos iria normalmente requerer circuitos

de processamento de sinais de banda larga. Tais equipamentos, segundo o fabricante, seriam

extremamente intrincados e caros. O Dual-Channel Sampler permite que o Radar Training

System seja usado com pulsos de RF muito curtos, porém usando circuitos de processamento

de sinais de banda estreita que são menos custosos.

25

Figura 2.5 Diagrama de blocos simplificado do Lab-Volt Radar Training System[6].

26

No Radar Training System, um indicador tipo A-scope é obtido conectando um

osciloscópio no Dual-Channel Sampler, como mostrado na Figura 2.5. Existem dois controles

de Alcance no Dual-Channel Sampler. Eles são identificados como SPAN e ORIGIN. A

operação destes controles pode ser entendida imaginando um indicador tipo A-scope muito

largo, como na Figura 2.6.

Figura 2.6 Indicador tipo A-scope estendido[6].

Próximos da esquerda deste indicador existem vários ecos parasitas que são causados

por ligeiras imperfeições no sistema. Exemplos destas imperfeições, que estão presentes em

algum nível em todos os sistemas, são alimentados através de parte do sinal transmitido

através do circulador diretamente para o receptor, bem como um descasamento de impedância

com a antena tipo corneta e imperfeições mecânicas na junta rotativa. Todas estas causas

levam a que uma parte do sinal seja refletido de volta para o receptor. Uma vez que o radar

esteja calibrado, os ecos parasitas não são normalmente visualizados pelo operador. Mais para

a direita no indicador estão vários alvos, um deles está em movimento.

Como mostra a Figura 2.6, o Dual-Channel Sampler gera um indicador A-scope que

permite a visualização de parte da faixa total disponível. Este indicador é como uma janela

que pode ser posicionada em qualquer lugar ao longo do alcance total usando o controle

ORIGIN. Girando o controle ORIGIM no sentido horário move-se o inicio da janela (a

origem da distância) para longe da antena em direção à direita. O comprimento da janela

corresponde ao SPAN, que pode ser selecionado para 1.8, 3.6 ou 7.2 m.

27

3 LAB-VOLT RADAR TRAINING SYSTEM

3.1 APRESENTAÇÃO

O ensino prático de radar em laboratório sempre foi muito difícil e ao mesmo tempo

muito perigoso. A velocidade de propagação da luz faz com que o tempo para recepção de um

eco radar seja muito pequeno se o objeto está muito próximo. O sistema radar deve estar

suficientemente longe ou ser extremamente rápido para perceber o efeito do sinal de retorno.

Entretanto, se o alvo está muito distante, a potência deve ser suficiente para obter um eco

forte o bastante para ser detectado[6]. O Lab-Volt Radar Training System se propõe a prover

uma experiência real (não simulada) no uso de radar para detecção e rastreio de alvos

passivos, permitindo a operação de um sistema de radar ativo em tempo real dentro de um

laboratório de forma segura pelo uso de baixos níveis de potência. Seu conceito modular

permite que sejam estudados vários tipos de radar e suas técnicas de processamento de sinais,

sejam elas analógicas ou digitais.

3.2 COMPOSIÇÃO

Os módulos instrucionais e instrumentais disponíveis atualmente no Laboratório de

Processamento de Sinais Eletromagnéticos permitem compor os seguintes sistemas de

treinamento da Lab-Volt:

a) Analog Radar Training System;

b) Digital Radar Training System; e

c) Radar Tracking Training System.

Conforme apresentado no Quadro 3.1, alguns módulos são comuns a todos os

sistemas.

Alem destes, encontram-se em fase de aquisição os seguintes sistemas:

a) Radar Active Target Training;

b) Antenna Training and Measuring System;

c) RCS Measurement System;

d) Phase Array Antenna.

28

Modelo Descrição

AnalogRadar

TrainingSystem

DigitalRadar

Training

RadarTrackingTraining

RadarActiveTarget

Training

9601 Power Supply / Antenna Motor Driver X X X X

9602 Radar Synchronizer / Antenna Controller X X X X

9603 Rotating-Antenna Pedestal X X X X

9604 Radar Antenna X X X

9604-A Dual-Feed Parabolic Antenna X X

9605 Dual-Channel Sampler X X X X

9606 Clutter Generator X X X

9607 Target Positioning System X X X X

9608-1 Radar Jamming Pod X

9609 Power Supply X

9620 Radar Transmitter X X X X

9621 Radar Receiver X X X X

9622 PPI Scan Converter X X

9623 Analog MTI Processor X X X

9624 Digital MTD / PPI Processor X

9625 Radar Target Tracker X X

9690-1 Connection Cables and Accessories X X X X

9690-B Tracking Radar Accessories X X

9690-C Connection Leads and Accessories X

9535 Corneta X

9694 Hand Controller X X

Quadro 3.1 Módulos e Acessórios do Radar Training System.

29

3.2.1 Analog Radar Training System

O Analog Radar Training System, modelo 8095-10, consiste de quatro módulos

instrucionais, quatro módulos de instrumentação, uma antena com pedestal e um sistema de

posicionamento de alvos. O Analog Radar Training System permite o estudo de Radares

Pulsados, de Onda-Contínua (CW) e de Onda-Contínua Modulada em Freqüência (FM-

CW)[8].

3.2.1.1 Target Positioning System

O Target Positioning System, modelo 9607-1, permite posicionamento e

movimentação precisos de um alvo radar passivo. O sistema consiste de uma mesa de alvos

móvel, um módulo de controle remoto chamado Target Controller, e um jogo de alvos

passivos[9].

A Mobile Target Table, que pode ser vista na Figura 3.1, é o elemento principal do

Target Positioning System. Ela é uma mesa de 1,5 m2 montada sobre rodas. A superfície útil

da Target Table mede 90 cm por 90 cm e possui uma quadrícula de 1 cm de lado desenhada.

Um mastro é preso ao carro móvel que se movimenta sobre a superfície útil da mesa.

1. MASTRO2. Proteção do CONVERSOR AC/DC do eixo Y3. Chave de ALIMENTAÇÃO4. Proteção da ENTRADA DA LINHA

5. CABO MULTIVIA6. CORDÃO DA LINHA7. Proteção do CONVERSOR AC/DC do eixo X

Figura 3.1 Mobile Target Table[9]

30

Um alvo pode ser fixado na extremidade superior do mastro. A posição e movimento

do carro móvel são controlados através do Target Controller (Figura 3.2) que é conectado a

Target Table através de um cabo multivia.

8. INDICADOR do eixo X9. Seletor do MODO DO INDICADOR10. Indicador do MODO DO INDICADOR11. INDICADOR do eixo Y12. Controle da POSIÇÃO do eixo Y13. Controle da VELOCIDADE do eixo Y14. Controle da VELOCIDADE DA TRAJETÓRIA

15. Seletor de MODO16. Indicador do controle ativo17. MODO do indicador18. Seletor da TRAJETÓRIA19. Indicador da TRAJETÓRIA20. Controle da VELOCIDADE no eixo X21. Controle da VELOCIDADE no eixo Y

Figura 3.2 Target Controller[9].

O Target Positioning System provê controle do servo DC em malha fechada da

posição e velocidade do alvo montado no mastro do carro móvel, tanto para o eixo X, quanto

para o eixo Y. O alvo pode ser controlado de acordo com quatro diferentes modos: posição,

velocidade, trajetória e externo. O modo de controle é selecionado através de botões no Target

Controller. O modo posição permite que a posição dos eixos X e Y do alvo seja ajustada

manualmente. No modo velocidade, a velocidade do alvo é ajustada manualmente para cada

eixo (X e Y). O modo trajetória permite que o alvo se mova de acordo com uma de quatro

trajetórias pré-programadas. Neste modo, a trajetória do alvo é selecionada através de botões

no Target Controller e a velocidade do alvo é ajustada manualmente girando-se um botão de

controle. No modo externo, a posição do alvo é controlada externamente através de sinais

injetados na entrada externa do Target Controller. Em todos os modos, dois indicadores de 3

dígitos, um para cada eixo do Target Positioning System, fornecem a leitura da posição ou da

velocidade do alvo.

O jogo de seis alvos passivos é composto por: uma esfera, um cilindro, um refletor de

canto, uma placa de metal grande, duas placas de metal pequenas e uma placa grande em

31

acrílico. A Figura 3.3 mostra estes alvos e fornece suas dimensões. Estes alvos provem uma

larga faixa de seções retas radar (RCS).

As flutuações nas RCS desses alvos, como uma função de suas orientações com

relação ao sistema radar, diferem uma das outras porque estes alvos apresentam formas

variadas. Um mastro semelhante ao montado no carro móvel da Target Table é fornecido com

o jogo de alvos passivos.

Figura 3.3 Jogo de alvos passivos[9].

O erro de posicionamento no modo posição é, para cada eixo, de ± 0,2 cm, sendo que

para o modo externo é de ± 0,5 cm. A velocidade do alvo pode variar em uma faixa de 0 a 30

32

cm/s no modo velocidade, sendo que a velocidade média no modo trajetória pode variar,

aproximadamente, de 3 a 10 cm/s. A máxima velocidade que se pode obter para o alvo no

modo externo, de forma a permitir que o alvo siga de maneira precisa o comando de posição

dado pelos sinais injetados nas entradas externas dos eixos X e Y, é de 10 cm/s. A faixa de

tensão das entradas externas do Target Controller (Figura 3.4) é de -5 a +5 V em uma linha de

10 kΩ de impedância.

22. ENTRADA EXTERNA do eixo X23. ENTRADA EXTERNA do eixo Y

24. Conector de Estrada da TARGET TABLE

Figura 3.4 Entradas externas do Target Controller[9].

Para assegurar o correto alinhamento dos alvos com a antena do Radar Training

System, a altura do Target Table deve ser ajustada de tal forma que o fim do mastro seja

aproximadamente 10 cm menor que o centro do refletor parabólico da antena. Isto ocorre

quando a altura da Target Table e da mesa onde a antena está colocada são iguais, conforme

se observa na Figura 3.5.

O Target Positioning System consiste de dois sistemas de controle por realimentação

que excitam dois motores DC que asseguram o movimento do carro tanto no eixo X quanto

no eixo Y. Cada sistema de controle por realimentação e o motor que ele excita formam um

servomecanismo, que é um sistema em que a variável controlada é uma posição mecânica ou

qualquer de suas derivadas temporais. O sistema de controle por realimentação e o motor DC,

que asseguram o movimento do carro no eixo X, formam o servomecanismo do eixo X. De

forma similar, o sistema de controle por realimentação e o motor DC , que asseguram o

movimento do carro no eixo Y, formam o servomecanismo do eixo Y.

33

Figura 3.5 Altura apropriada da Target Table[6].

A Figura 3.6 mostra o diagrama de blocos do Target Positioning System. A parte

superior e a parte inferior do diagrama de blocos correspondem respectivamente aos

servomecanismos dos eixos X e Y. Estes servomecanismos são quase idênticos e

compartilham uma fonte de alimentação comum. Um microcontrolador é o cerne de cada

servomecanismo.

O microcontrolador gera um comando apropriado de posição de acordo com o modo

de operação selecionado (posição, velocidade, trajetória ou externo). Um codificador de

posição é montado no eixo de transmissão do motor DC de cada servomecanismo. Quando o

eixo de transmissão do motor gira, a posição do carro móvel muda e o codificador de posição

produz dois sinais pulsados que são alimentados de volta para a entrada digital do

microcontrolador. O microcontrolador usa estes sinais para determinar a posição atual do

carro móvel. Ele compara o comando de posição com a posição atual do carro móvel e produz

um sinal de erro de posição. Este sinal é um fluxo regular de números de 8 bits. Estes

números de 8 bits são convertidos numa tensão analógica do erro de posição por um

conversor D/A. O valor desta tensão é proporcional ao erro de posição enquanto sua

polaridade indica a direção em que o motor DC deveria girar para corrigir o erro de posição.

A tensão analógica do erro de posição é convertida em um sinal de alimentação PWM

pelo modulador por largura de pulso e o ceifador de quatro quadrantes, de modo que o

servomecanismo tenha uma boa eficiência de potência. O valor médio (DC) do sinal de

alimentação PWM é proporcional ao valor da tensão analógica do erro de posição.

34

Figura 3.6 Diagrama de blocos do Target Positioning System[9].

35

A polaridade do valor DC do sinal de alimentação PWM é o mesmo da tensão

analógica do erro de posição. O sinal de alimentação PWM excita o motor DC que move o

carro para reduzir o erro de posição o máximo possível.

3.2.1.2 Power Supply and Antenna Motor Driver

O Power Supply / Antenna Motor Driver contém dois dispositivos separados: do lado

esquerdo tem-se a fonte de alimentação (Figura 3.7) e do lado direito temos o excitador do

motor da antena (Figura 3.8). Ele também provê suporte físico para o sistema, uma vez que a

maior parte da instrumentação e módulos instrucionais são projetados para serem empilhados

no topo do mesmo[10].

1. Chave de ALIMENTAÇÃO2. Indicadores da SAÍDA DE ALIMENTAÇÃO DC REGULADA3. BARRAMENTO DE ALIMENTAÇÃO DC NÃO-REGULADA

4. Conector do TERRA5. SAÍDAS DE ALIMENTAÇÃO DC REGULADAS

Figura 3.7 Painel frontal do Power Supply[10].

O Power Supply distribui três tensões DC não-reguladas para os módulos do sistema

através de conectores auto-alinhados localizados no topo e na base de cada módulo. Estas

tensões DC são alimentadas por dois conectores similares localizados no topo de cada seção.

Empilhando os módulos do sistema sobre o Power Supply / Antenna Motor Driver cria-se,

portanto um barramento de alimentação DC não-regulada. As tensões DC não-reguladas

fornecidas pelo Power Supply são reguladas dentro de cada módulo para prover as tensões

necessárias ao seus funcionamentos. Três tensões DC reguladas estão disponíveis através de

conectores localizados no painel frontal. Todas as saídas são protegidas contra curto-circuito e

sobrecargas.

36

1. SAÍDA DO OSCILADOR2. SAÍDA DE ALIMENTAÇÃO3. Indicador de ALIMENTAÇÃO LIGADA

4. SAÍDA PWM5. ENTRADA

Figura 3.8 Painel frontal do Antenna Motor Driver[10].

O Antenna Motor Driver consiste de um servo-amplificador usado para excitar o

motor DC no Rotating-Antenna Pedestal, modelo 9063. Ele gera um sinal de potência

modulado por largura de pulso que controla a velocidade e direção de rotação deste motor. O

gerador PWM, que consiste de um oscilador de onda triangular e um comparador, produz um

sinal PWM. A largura de pulso do sinal PWM varia de acordo com o nível da tensão de

controle que chega do Radar Synchronizer / Antenna Controller. Um ceifador de quatro-

quadrantes alimentado por uma fonte DC usa o sinal PWM para produzir o sinal de

alimentação PWM.

O Power Supply consiste de uma fonte de alimentação não-regulada e uma fonte de

alimentação regulada. A fonte não-regulada provê alimentação DC não-regulada para os

módulos empilhados sobre o Power Supply / Antenna Motor Driver. A fonte regulada provê

alimentação DC para os circuitos externos conectados nas saídas reguladas da fonte de

alimentação. O Antenna Motor Driver provê alimentação para o motor DC do Rotating-

Antenna Pedestal. Como é apresentado na Figura 3.9, ele atua como um servo amplificador no

servomecanismo controlando a velocidade e posição deste motor.

37

Figura 3.9 Diagrama de blocos simplificado do servomecanismo de controle da velocidade da antena de

radar[10].

38

A partir da tensão de controle produzida pelo Radar Synchronizer / Antenna

Controller, Antenna Motor Driver produz o sinal de alimentação PWM, que é aplicado no

motor. Uma malha de realimentação de posição e outra de velocidade são usadas para

controlar o nível da tensão de controle e conseqüentemente do sinal de alimentação PWM.

Isto permite que a velocidade de rotação da antena seja mantida constante.

3.2.1.3 Radar Antenna

A Radar Antenna, modelo 9604, concentra o sinal transmitido dentro de um feixe

estreito apontado na direção desejada. É montada sobre o Rotating-Antenna Pedestal e possui

um conector com encaixe miniatura para acoplamento rápido de RF. A antena, cuja geometria

pode-se observar na Figura 3.10, consiste de um refletor parabólico que é iluminado por uma

corneta piramidal. Ela tem um projeto de compensação do alimentador para reduzir os efeitos

de mascaramento produzidos pelo bloqueio da abertura[11].

Figura 3.10 Radar Antenna[11].

Um Microwave-Absorbing Parapet é também fornecido com a Radar Antenna. Apesar

de não ser necessário para uso com o Radar Training System que opera com baixos níveis de

potência de RF, ele provê treinamento em técnicas de segurança para microondas. Ele,

conforme se pode observar na Figura 3.11, consiste de um anteparo formado por três painéis

metálicos cobertos com material absorvedor de microondas. O Parapet deve ser colocado

39

entre o Rotating-Antenna Pedestal e os módulos de treinamento de tal forma que ele proteja

o(s) operador (es) do Radar Training System das radiações de microondas vindos da Radar

Antenna.

Figura 3.11 Microwave-Absorbing Parapet.

O valor nominal para o ganho da Radar Antenna é de 27 dB, sendo que a largura de

feixe de meia-potência para 9.0 GHz é de aproximadamente 6º no plano H (azimutal) e de 8º

no plano E (Elevação). A impedância de entrada é de 50 Ω e a polarização é linear e vertical.

O Microwave-Absorbing Parapet utiliza espuma de Uretano impregnada. Sua

refletividade máxima de potência é tipicamente de 1% na faixa de operação que vai de 3.5 a

50 GHz.

A Radar Antenna consiste principalmente de um refletor parabólico que é uma seção

de uma superfície parabólica. Este refletor é iluminado por uma corneta localizada no foco da

superfície parabólica, porém inclinada com relação ao eixo da parábola. A corneta de

alimentação é localizada fora do caminho das ondas refletidas pelo refletor parabólico

(abertura), de forma a prevenir a deterioração do padrão de irradiação e descasamento de

impedância.

Durante a transmissão, o sinal de RF é enviado para a corneta de alimentação através

da junta rotativa dentro do Rotating-Antenna Pedestal. A corneta de alimentação é

moderadamente diretiva e consiste de uma seção curta de guia de onda que se projeta em

ambas às direções de modo a formar uma corneta piramidal. Ela é usada para transmitir a

potência de microondas para o espaço livre em um feixe padrão e para receber os sinais de

40

microondas vindos do espaço livre. A corneta de alimentação é direcionada de forma a

transmitir a maior parte de sua potência contra o refletor parabólico.

O refletor parabólico concentra as ondas irradiadas pela corneta dentro de um feixe

estreito apontando na direção desejada. Por causa das características da parábola, estas ondas

são irradiadas numa direção paralela ao eixo da superfície parabólica. Ademais, à distância

percorrida por qualquer onda da corneta de alimentação para o refletor e em seguida para um

plano perpendicular o eixo da superfície parabólica é independente do seu caminho. Isto

significa que as ondas originadas na corneta de alimentação são convertidas em uma frente de

onda de fase uniforme. As ondas refletidas em uma direção paralela ao eixo da superfície

parabólica e capturadas pelo refletor parabólico são concentradas no foco, que é a corneta de

alimentação. Os sinais de RF resultantes são enviados para a saída do Rotating-Antenna

Pedestal através da junta rotativa.

O padrão de radiação representa a distribuição da energia irradiada pela Radar

Antenna nos planos H e E. Eles normalmente são plotados a partir de medidas feitas com a

Radar Antenna operando em uma câmara anecóica. Embora o padrão de radiação de uma

antena seja uma função tridimensional, tanto o plano de radiação E ou o H fornecem uma boa

indicação das características da Radar Antenna.

O plano H é o plano paralelo ao campo magnético na direção da potência máxima

irradiada. O padrão de radiação da Figura 3.12 foi obtido, segundo o fabricante, pela rotação

da antena no plano horizontal, enquanto se media a potência em uma localização fixa situada

no azimute 0º. A medida de potência é uma função do azimute da antena.

O plano E é o plano paralelo ao campo elétrico na direção da máxima potência

irradiada. O padrão de radiação da Figura 3.13 foi obtido, segundo o fabricante, pela rotação

da antena no plano vertical, enquanto se media a potência em uma localização fixa situada no

azimute 0º. A medida de potência é então uma função da elevação da antena.

3.2.1.4 Rotating-Antenna Pedestal

O Rotating-Antenna Pedestal, modelo 9603, cujo painel frontal pode ser observado na

Figura 3.14, provê a base de montagem para a Radar Antenna e abriga o motor de

posicionamento eletromecânico da antena. Ele também provê os circuitos de RF necessários

para conectar a Radar Antenna ao Radar Transmitter e Receiver. Estes circuitos incluem um

circulador para transmissão e recepção simultâneas e uma junta rotativa que provê o

acoplamento RF para a base de montagem da antena[12].

41

Figura 3.12 Padrão de radiação da Radar Antenna em 9.0 GHz – Plano H (Azimute)[11].

Um codificador ótico do eixo incremental codifica a posição angular do eixo de

transmissão do motor. Os sinais de saída deste codificador podem ser monitorados através dos

pontos de teste do painel frontal. Sinais de realimentação representando a corrente e tensão do

motor também são fornecidos pelo Rotating-Antenna Pedestal.

Figura 3.13 Padrão de radiação da Radar Antenna em 9.0 GHz – Plano E (Elevação)[11].

A posição codificada do eixo de transmissão do motor e os sinais de realimentação são

enviados para o Radar Synchronizer / Antenna Controller onde são usados para determinar a

posição atual da antena e para controlar a velocidade e direção de rotação da antena radar.

42

1. ENTRADA DE RF2. CONECTOR PLUG-IN3. SAÍDA DE RF

4. SAÍDA DE REALIMENTAÇÃO DO MOTOR5. ENTRADA DE ALIMENTAÇÃO DO MOTOR

Figura 3.14 Painel frontal do Rotating-Antenna Pedestal[12].

Como apresentado na Figura 3.9, um servomecanismo controla a velocidade de

rotação do motor DC no Rotating-Antenna Pedestal. O Radar Synchronizer / Antenna

Controller e o Power Supply / Antenna Motor Driver são parte deste servomecanismo. A

partir da tensão de controle produzida pelo Antenna Controller o Antenna Motor Driver

produz um sinal de alimentação PWM que é aplicado no motor. O Rotating-Antenna Pedestal

contém tanto os sensores de posição quanto de velocidade que provêem sinais representando a

atual posição do eixo de transmissão do motor e a velocidade de rotação. Através da malha de

realimentação de posição e da malha de realimentação de velocidade, estes sinais são

enviados para o Antenna Controller para variar as tensões de controle e, por conseqüência, a

tensão média do sinal de alimentação PWM. Isto permite que a velocidade de rotação do

motor seja mantida constante.

3.2.1.5 Radar Synchronizer/Antenna Controller

O Radar Synchronizer / Antenna Controller, modelo 9602, cujo painel frontal pode ser

visto na Figura 3.15, é usado na geração da freqüência de repetição de pulso (FRP) e na

sincronização dos vários elementos do Radar Training System. Ele também controla os

parâmetros de operação da Radar Antenna montada no Rotating-Antenna Pedestal[13].

43

1. Seletor FRP2. SAÍDA A [FRP]3. Controle da VELOCIDADE DE ROTAÇÃO DA ANTENA4. BARRAMENTO DE ALIMENTAÇÃO DC NÃO-REGULADA5. Seletor do MODO DE ROTAÇÃO DA ANTENA6. INDICADOR DO CONTROLADOR DA ANTENA7. Seletor de MODO DO INDICADOR DO CONTROLADOR DA ANTENA8. SAÍDA DO CONTROLADOR DA ANTENA

9. Indicador de ALIMENTAÇÃO LIGADA10. Chave de ALIMENTAÇÃO11. ENTRADA DE REALIMENTAÇÃO DO MOTOR12. SAÍDA DE AZIMUTE13. ENTRADA DE RASTREIO14. SAÍDA B [1024 x FRP]15. Seletor do MODO DE FRP

Figura 3.15 Painel frontal do Radar Synchronizer / Antenna Controller[13].

O Radar Synchronizer inclui um gerador de FRP equipado com botões para seleção da

FRP e entre os modos single ou staggered FRP. Dois jogos de saídas são necessários para a

sincronização, um para a FRP selecionada e outro para a FRP selecionada vezes 1024.

O Antenna Controller provê três modos de controle da antena radar. O modo manual

permite que a velocidade e direção de rotação da antena seja variada manualmente. No modo

de travamento pela FRP, a antena gira no sentido horário numa velocidade proporcional a

FRP selecionada no Radar Synchronizer. Finalmente, o modo varredura/rastreio permite tanto

a varredura quanto o rastreio com a antena. Injetando um sinal de comando adequado na

entrada de rastreio permite-se que a antena rastreie o alvo. Se nenhum sinal estiver presente

na entrada de rastreio, a antena varre para frente e para trás sobre um ângulo de 120º centrado

no azimute 0º. É fornecido um indicador de três dígitos que pode ser chaveado para mostrar

ou a posição ou a velocidade de rotação da antena.

O Antenna Controller usa sinais de realimentação produzidos no Rotating-Antenna

Pedestal e um sinal interno para gerar um sinal de erro. Este sinal é amplificado para tornar-se

um sinal de controle que é enviado para o Power Supply / Antenna Motor Driver que

internamente o transforma em um sinal PWM adequado para excitar um motor DC que

44

impulsiona a antena do radar. Ele também gera a informação de azimute necessária ao Clutter

Generator e ao PPI Scan Converter.

O Radar Synchronizer / Antenna Controller é basicamente um relógio mestre

excitando um divisor de freqüência selecionável que internamente excita três divisores de

freqüência. Estes circuitos produzem os sinais de sincronismo, FRP e um sinal de controle da

velocidade de rotação da antena do radar quando o modo de travamento da antena pela FRP é

selecionado no Antenna Controller.

Como apresentado na Figura 3.9, o Antenna Controller é parte do servomecanismo de

controle da velocidade de rotação do motor DC no Rotating-Antenna Pedestal. Ele gera uma

tensão de controle usada pelo Antenna Motor Driver para produzir o sinal PWM que é

aplicado ao motor. A velocidade de rotação da antena é diretamente proporcional ao nível da

tensão de controle. Um circuito de realimentação, contendo tanto a malha de realimentação de

posição quanto de velocidade, permite que a velocidade de rotação seja mantida constante

pelo Antenna Controller.

A malha de realimentação de velocidade provê um sinal para o Antenna Controller que

indica a velocidade atual de rotação do motor. Este sinal é comparado com um sinal de

comando de velocidade no Antenna Controller. Quando a velocidade atual do motor é maior

ou menor que o valor do comando de velocidade, isto resulta em um erro de velocidade. Um

controlador de velocidade varia o nível da tensão de controle com o objetivo de acelerar ou

desacelerar o motor até que o erro de velocidade seja virtualmente nulo. A malha de

realimentação de velocidade tem uma velocidade de resposta muito alta de forma a compensar

rapidamente qualquer erro de velocidade.

Uma segunda malha, a malha de realimentação de posição, provê um sinal para o

Antenna Controller que indica a posição angular atual do eixo transmissão da antenna. Este

sinal é comparado com um sinal de comando de posição angular produzido internamente pelo

Antenna Controller. Quando a posição angular atual do eixo de transmissão não corresponde

com o valor do comando de posição angular, isto resulta em um erro de posição angular. Um

controlador de posição varia o nível do sinal de comando de velocidade de forma a acelerar

ou desacelerar o motor até que o erro de posição angular seja virtualmente nulo. A malha de

realimentação de posição tem um velocidade de resposta baixa e permite que a velocidade

média de rotação se mantenha constante para compensar qualquer erro de posição angular.

45

3.2.1.6 Radar Transmitter

O Radar Transmitter, modelo 9620, cujo painel frontal pode ser visto na Figura 3.16, é

responsável pela geração dos sinais de RF . Ele permite que se obtenha sinais tipo CW (onda

contínua), FM-CW (modulados em freqüência) e modulados por pulsos. Para obter estes

sinais o equipamento dispõe de um Oscilador de RF, um Gerador de Pulso e um Modulador.

Uma chave de alimentação de RF permite que o sinal de alimentação de RF na saída do Radar

Transmitter seja ligado ou desligado[14].

1. Controle de VARIAÇÃO DA FREQUÊNCIA2. Seletor da FREQUÊNCIA DO OSCILADOR DE RF3. Indicador da FREQUÊNCIA DO OSCILADOR DE RF4. BARRAMENTO DE ALIMENTAÇÃO DC NÃO-REGULADA5. Indicador LED de ALIMENTAÇÃO DE RF6. SAÍDA DO OSCILADOR DE RF7. SAÍDA DE RF CW / FM-CW8. ENTRADA DE RF CW9. ENTRADA DE PULSO10. SAÍDA DE RF PULSADA

11. Indicador de ALIMENTAÇÃO LIGADA12. SAÍDA DO GERADOR DE PULSO13. Controle da LARGURA DE PULSO VARIÁVEL14. Seletor da LARGURA DE PULSO DO GERADOR DE PULSO15. ENTRADA DE DISPARO DO GERADOR DE PULSO16. Chave de ALIMENTAÇÃO DE RF17. SAÍDA DO MONITOR DA TENSÃO DE CONTROLE DO OSCILADOR

DE RF18. Controle de DESVIO da seção de MODULAÇÃO DE FREQUÊNCIA19. Controle de FREQUÊNCIA da seção de MODULAÇÃO EM

FREQUÊNCIA

Figura 3.16 Painel frontal do Radar Transmitter[14].

O Oscilador de RF é constituído de um oscilador de onda-contínua controlado por

tensão cuja freqüência é indicada em um indicador de 21/2 dígitos. Um Modulador de

Freqüência com freqüência de modulação e desvio de freqüência variáveis permite a operação

do radar no modo FM-CW.

Para operação pulsada, o sinal de RF de onda-contínua é modulado em amplitude por

um Modulador de Pulsos. O Gerador de Pulsos provê os pulsos moduladores. Um sinal de

sincronização é necessário para sincronizar a operação deste circuito. É possível selecionar

três valores para a largura de pulso, 1 ns, 2 ns ou 5 ns. O Gerador de Pulsos também provê um

controle de variação contínua da largura de pulso entre 1 ns e 5 ns.

46

O sinal fornecido na saída de RF do oscilador possui uma faixa de operação que vai de

8.0 a 10 GHz, com uma potência entre 8 e 12 dBm. Já o sinal fornecido na saída de RF CW /

FM-CW apresenta a mesma faixa de operação, mas com a potência variando entre -1.5 a 2.5

dBm. O Modulador de Freqüência fornece um sinal com freqüência da portadora de 9.4 GHz ,

com uma faixa de modulação em freqüência de 0.1 a 2.5 kHz e faixa de desvio de freqüência

de 0 a 600 MHz, enquanto o Gerador de Pulsos fornece um nível de saída de +300 mV. O

modulador, que é do tipo duplamente balanceado, admite uma potência total de entrada

máxima (ambas as entradas) de 17 dBm. A entrada de RF CW possui uma faixa de freqüência

de 6 a 12.5 GHz e a entrada de pulso tem uma faixa de 0 a 2.5 GHz. A saída de RF pulsada

fornece um sinal cuja faixa vai de 6 a 12.5 GHz com uma potência de pico variando de -1.5 a

2.5 dBm (típico).

O diagrama de blocos da Figura 3.17 mostra que o Radar Transmitter usa um oscilador

controlado por tensão para produzir um sinal de RF senoidal de baixa potência ou portadora

de RF. Uma porção desta portadora é enviada para o Radar Receiver para permitir a detecção

coerente. A portadora de RF não é modulada no radar CW, já no radar FM-CW, ela é

modulada em freqüência. No radar pulsado, a amplitude da portadora é modulada por um

modulador excitado por um sinal pulsado para produzir uma rajada de sinais de RF de baixa

potência. A freqüência da portadora é determinada pelos controles de freqüência do oscilador

de RF.

O oscilador controlado por tensão (VCO) gera uma portadora de RF cuja freqüência é

controlada por uma tensão que chega da saída do corretor de linearidade. O corretor de

linearidade compensa a não linearidade do VCO. A freqüência do VCO, deste modo, varia

linearmente com a voltagem na entrada do corretor de linearidade.

O seletor de freqüência consiste de três interruptores: VAR., CAL. e MOD. Quando

selecionado em VAR., uma tensão DC vinda da fonte DC variável é aplicada na entrada do

corretor de linearidade. O controle de freqüência variável permite que esta tensão seja variada

para ajustar a freqüência do VCO entre 8 e 10 GHz.

Quando o seletor de freqüência está selecionado em CAL., uma tensão fixa vindo da

fonte DC calibrada é aplicada na entrada do corretor de linearidade, de forma que a freqüência

do VCO é fixada para um valor calibrado de 9.4 GHz.

Quando o seletor de freqüência está selecionado em MOD., um sinal triangular vindo

do gerador de onda triangular é aplicado na entrada do corretor de linearidade, de forma que o

VCO gera uma portadora de RF modulada em freqüência. Os controles de Freqüência e

Desvio de Freqüência variam a freqüência e amplitude, respectivamente, do sinal triangular.

47

Figura 3.17 Diagrama de blocos do Radar Transmitter[14].

48

A saída do monitor da tensão de controle permite observar a tensão de entrada do

corretor de linearidade, que é a tensão de controle do VCO. O excitador converte esta tensão

em um sinal apropriado para excitar o mostrador de freqüência. Este mostrador indica a

freqüência da portadora de RF gerada pelo VCO.

O isolador permite a passagem do sinal de saída do oscilador de RF em uma única

direção, isto é, na direção da chave de alimentação de RF. Este dispositivo é usado para

proteger o oscilador de RF da potência de RF que pode ser refletida na direção contrária.

A chave de alimentação de seção de RF consiste da chave de alimentação de RF, da

carga fantasma, do Detector de RF 2 e do LED indicador da alimentação de RF.

O chave de alimentação de RF permite que a alimentação de RF seja ligada ou

desligada. Quando ela está na posição STANDBY, a carga fantasma absorve toda a potência

de saída do isolador. A carga fantasma casa a impedância da saída do isolador, deste modo,

previne que sinais possam ser refletidos de volta para a saída do isolador, causando uma onda

estacionária. O detector de RF 2 indica a falta de potência de RF na entrada do acoplador

direcional, fazendo com que o LED de espera do indicador LED da alimentação de RF fique

iluminado.

Quando a chave de alimentação de RF está na posição ON, o sinal de RF alcança a

entrada do acoplador direcional. O detector de RF 2 detecta a presença do sinal de RF neste

ponto do circuito, fazendo que o indicador LED da alimentação de RF acenda e apague.

O acoplador direcional divide o sinal de RF e envia parte dela para a saída de RF do

oscilador. Esta saída provê o sinal de referência necessário ao Radar Receiver. O restante do

sinal de RF é enviada para a saída de RF CW / FM-CW. O sinal de RF nesta saída é uma onda

contínua. Se uma operação pulsada é desejada, este sinal de RF CW é acoplado na entrada de

RF CW do modulador.

O modulador atua quase como um interruptor de RF que liga e desliga a saída de RF

como necessário para produzir um sinal de RF pulsado. Ele usa o sinal pulsado gerado pelo

gerador de pulsos para modular a amplitude do sinal da entrada de RF CW. O sinal pulsado é

desta forma deslocado para a freqüência do sinal de RF CW. O sinal RF pulsado resultante é

disponibilizado na saída de RF pulsada.

O gerador de pulsos gera pulsos muito curtos que são sincronizados com o sinal da

entrada de disparo. O seletor da largura de pulso permite selecionar a largura destes pulsos

para 1, 2 ou 5 ns. O controle variável da largura de pulso provê controle da largura de pulso

de 1 até 5 ns. O sinal da entrada de disparo é o sinal de sincronismo provido na saída B do

Radar Synchronizer / Antenna Controller. Se a operação pulsada é desejada, o sinal de saída

49

do gerador de pulso é acoplado na entrada de pulso do modulador, a fim de modular a

amplitude do sinal de RF CW.

3.2.1.7 Radar Receiver

O Radar Receiver, modelo 9621, cujo painel frontal pode ser visto na Figura 3.18, é

projetado para o estudo da demodulação do sinal eco de RF recebido nas configurações de

Radar CW, FM-CW e Pulsado. O Radar Receiver é dito como sendo do tipo Homodino

porque faz a conversão do sinal eco de RF recebido diretamente para a banda-base sem o uso

de estágio de FI. Um sinal de referência, injetado na entrada do oscilador local, é necessário

para a demodulação[15].

1. ENTRADA DE RF2. ENTRADA DO SINAL DO OSCILADOR LOCAL3. BARRAMENTO DE ALIMENTAÇÃO DC NÃO-REGULADA4. ENTRADA PULSADA DO CANAL I

5. SAÍDA CW DOPPLER6. SAÍDA FM-CW DOPPLER7. Indicador de ALIMENTAÇÃO LIGADA8. SAÍDA PULSADA DO CANAL Q

Figura 3.18 Painel Frontal do Radar Receiver[15].

Os sinais banda-base são disponibilizados na saída CW Doppler e saída FM-CW nas

configurações de radar CW e FM-CW, respectivamente. No radar pulsado, dois sinais banda-

base em quadratura de fase são produzidos. Eles são disponibilizados nos saídas pulsadas dos

canais I e Q. Amplificadores de banda larga são usados para assegurar a fiel reprodução dos

sinais eco de RF recebidos.

O Radar Receiver tem uma largura de banda de 1 GHz e figura de ruído melhor que 18

dB. O ganho dos amplificadores de banda larga dos canais I e Q é de 45 dB. A faixa de

operação do receptor é de 8.0 a 12.4 GHz e a máxima potência do sinal de entrada é de 16

dBm.

50

O Radar Receiver, conforme apresentado no diagrama de blocos da Figura 3.19,

contém um detector de quadratura capaz de detectar a fase do sinal de eco de RF recebido,

bem como a amplitude. O detector de quadratura consiste da junção híbrida e misturadores de

RF 1 e 2.

O divisor de potência na entrada de RF divide o sinal eco de RF recebido, que é então

enviado para os misturadores de RF 1 e 2 do detector de quadratura. A junção híbrida divide o

sinal de entrada do oscilador local em dois sinais de referência que estão em quadratura de

fase. Estes dois sinais de referência de fase são enviados para as entradas LO dos seus

respectivos misturadores de RF, onde eles são misturados com o sinal eco de RF recebido.

O sinal de entrada do oscilador local vem da saída do oscilador de RF do Radar

Transmitter. Este sinal é derivado diretamente do sinal de RF CW usado para produzir o sinal

de RF transmitido. Conseqüentemente, a freqüência do sinal de entrada do oscilador local, e

dos sinais de referência resultantes, são iguais a da freqüência da portadora do sinal de RF

transmitido. Como resultado, os misturadores de RF 1 e 2 transladam o sinal eco de RF

recebido diretamente para a banda base. Desde que os sinais de referência estão em

quadratura de fase, os sinais em banda base nas saídas dos misturadores de RF 1 e 2 também

estão em quadratura de fase. Estes, então, podem ser chamados de sinais banda base dos

canais I e Q.

Os dois divisores de potência seguindo os misturadores de RF 1 e 2 dividem os sinais

banda base dos canais I e Q para fornecer os sinais necessários às várias saídas do Radar

Receiver. Apenas uma ou duas saídas são usadas simultaneamente, dependendo do tipo de

radar.

No radar pulsado, os sinais banda base dos canais I e Q são amplificados pelos

amplificadores banda larga 1 e 2 antes de chegar nas saídas pulsadas dos canais I e Q. Os

sinais nestas saídas representam tanto a amplitude quanto à fase do sinal eco de RF recebido.

Uma vez que os canais I e Q contêm a informação de fase e amplitude do sinal eco de

RF, um processamento adicional, tal como o Moving Target Indication (MTI) ou o Moving

Target Detection (MTD), pode ser implementado no Radar Training System.

No radar CW, o sinal banda-base do canal I atravessa um filtro passa-baixa de 1kHz

antes de chegar na saída CW Doppler. Este filtro remove as componentes de freqüência

indesejadas sobrando somente a componente de freqüência Doppler correspondente à

velocidade radial do alvo observado. A entrada deste filtro tem acoplamento AC

51

Figura 3.19 Diagrama de Blocos do Radar Receiver[15].

52

No radar FM-CW, o sinal banda-base do canal I atravessa um filtro passa-alta de 1-

kHz antes de chegar à saída FM-CW. Este filtro torna o sinal em banda base mais uniforme

em amplitude. Isto facilita a medida de sua freqüência, que corresponde à distância do alvo

observado.

3.2.1.8 Dual-Channel Sampler

O Dual-Channel Sampler, modelo 9605, cujo painel frontal pode ser observado na

Figura 3.20, é usado no radar pulsado para expansão no tempo dos sinais banda-base em

quadratura de fase ou sinais eco dos canais I e Q, vindos das saídas do Radar Receiver,

modelo 9621.

1. ENTRADA PULSADA DO CANAL I2. ENTRADA DE DISPARO DA FRP3. Controle da ORIGEN DA DISTÂNCIA4. BARRAMENTO DE ALIMENTAÇÃO DC NÃO-REGURADA5. Controle de GANHO DO CANAL I6. Controle de COMPENSAÇÃO DC DO CANAL I7. SAÍDA AMOSTRADA DO CANAL I8. Indicador de ALIMENTAÇÃO

9. Chave de ALIMENTAÇÃO10. SAÍDA AMOSTRADA DO CANAL Q11. Controle de COMPENSAÇÃO DC DO CANAL Q12. Controle de GANHO DO CANAL Q13. SAÍDA DA BASE DE TEMPO DO A-SCOPE14. Seletor da ESCALA DE DISTÂNCIA15. ENTRADA DE DISPARO DE SINCRONISMO16. ENTRADA PULSADA DO CANAL Q

Figura 3.20 Painel Frontal do Dual-Channel Sampler[16].

O equipamento também provê os sinais necessários para gerar o Indicador A-scope na

tela de um osciloscópio[16].

O processo de alargamento do tempo usado no Dual-Channel Sampler, que é similar

ao usado nos osciloscópios digitais, reduz consideravelmente a largura de banda e a

freqüência de repetição dos sinais de eco em quadratura de fase que vão até aproximadamente

1 GHz e algumas centenas de kiloherts, respectivamente. Isto permite um circuito cuja largura

de banda é consideravelmente mais estreita que 1 GHz, ser menos complexo e caro. Os sinais

de FRP e sincronismo são necessários para temporização e sincronização do processo de

alargamento do tempo, respectivamente.

53

O equipamento é provido com controles de distância que permitem ajustar a porção do

sinal banda-base em fase e quadratura que é expandido no tempo. O ajuste destes controles

determina por sua vez, a origem e a escala de distância do indicador A-scope.

Os sinais de eco em quadratura de fase, ou sinais eco dos canais I e Q, vindos do

Radar Receiver, são trens de pulsos cuja freqüência de repetição é 1024 vezes a FRP do radar

pulsado. A largura de pulso destes sinais pode ser menor que 1 ns. A Figura 3.21 (a) mostra

um exemplo do sinal I ou Q. De acordo com uma regra prática comumente usada, a largura de

banda B necessária para processar um sinal pulsado deve ser maior ou igual ao recíproco da

largura de pulso τ deste sinal. Isto é escrito como a seguinte equação: τ/1≥B .

Conseqüentemente, a largura de banda dos circuitos necessários para processar os sinais eco

dos canais I e Q deverá ser maior ou igual à aproximadamente 1 GHz.

No Radar Training System, os sinais eco dos canais I e Q são primeiramente

expandidos no tempo através do Dual-Channel Sampler para reduzir consideravelmente sua

freqüência de repetição e largura de banda. Desta forma, os sinais expandidos no tempo

podem ser processados usando circuitos que tenham uma largura de banda consideravelmente

mais estreita que 1 GHz.

Um sinal repetitivo, como os sinais de eco dos canais I e Q, pode ser expandido no

tempo pela tomada de amostras deste sinal em diferentes pontos de ciclos sucessivos,

guardando o valor de cada amostra até que a próxima seja feita. O tempo entre amostras

sucessivas, ou intervalo de amostragem, é ligeiramente mais longo que o intervalo de

repetição do sinal de eco, para pegar amostras em diferentes pontos. Quanto maior o número

de amostras feitas para expandir no tempo o sinal de eco, mais próximo o intervalo de

amostragem fica do intervalo de repetição do sinal de eco.

A Figura 21(b) mostra um exemplo de um sinal que pode ser obtido pela expansão no

tempo do sinal pulsado apresentado na Figura 21(a). No exemplo, o sinal expandido no tempo

é apenas uma aproximação grosseira do sinal pulsado original porque um pequeno número de

amostras é utilizado para reconstruí-lo. Não obstante, a largura de pulso do sinal expandido no

tempo é muito maior que a do sinal pulsado original. A Figura 3.21 (c) mostra o mesmo sinal

expandido no tempo usando um número maior de amostras. Isto aumenta consideravelmente a

largura de pulso do sinal expandido no tempo (a escala de tempo de (b) e (c) não são as

mesmas) e aumenta a semelhança deste sinal com o sinal pulsado original. Através do

aumento da largura de pulso do sinal pulsado, o processo de alargamento do tempo causa uma

redução considerável na largura de banda deste sinal.

54

Figura 3.21 Expansão no tempo de um sinal pulsado[16].

55

Em ambos os casos, a freqüência de repetição de pulsos do sinal expandido no tempo é

igual a do sinal pulsado original dividida pelo número de amostras usadas para reconstrução

do mesmo.

3.2.1.9 Clutter Generator

O Clutter Generator, modelo 9606, cujo painel frontal pode ser visto na Figura 3.22,

produz dois sinais que simulam as formas mais comuns de distúrbios encontrados nos

sistemas de radar, tais como ruído, interferência e clutter.

1. ENTRADA DO CANAL I2. ENTRADA DO DISPARO DE FRP3. Controle de INTENSIDADE DO CLUTTER MARÍTIMO4. Controle de DIREÇÃO DO CLUTTER MARÍTIMO5. Controle da INTENSIDADE DO CLUTTER METEOROLÓGICO / ECO

DE SEGUNDA RECORRÊNCIA6. BARRAMENTO DE ALIMENTAÇÃO DC NÃO-REGULADA7. Controle da POSIÇÃO R DO CLUTTER METEOROLÓGICO / ECO DE

SEGUNDA RECORRÊNCIA8. Controle da ÁREA ∆R DO CLUTTER METEOROLÓGICO / ECO DE

SEGUNDA RECORRÊNCIA9. Controle do NÍVEL DE INTERFERÊNCIA / RUÍDO10. SAÍDA DO CANAL I11. Indicador de ALIMENTAÇÃO LIGADA

12. SAÍDA DO CANAL Q13. SAÍDA DE AZIMUTE14. Seletor de INTERFERÊNCIA / RUÍDO15. Controle da AREA ∆θ DO CLUTTER METEOROLÓGICO / ECO DE

SEGUNDA RECORRÊNCIA16. Controle da POSIÇÃO θ DO CLUTTER METEOROLÓGICO / ECO DE

SEGUNDA RECORRÊNCIA17. Seletor do CLUTTER METEOROLÓGICO / ECO DE SEGUNDA

RECORRÊNCIA18. Seletor do CLUTTER MARÍTIMO19. ENTRADA DE DISPARO DO SINCRONISMO20. ENTRADA DO CANAL Q21. ENTRADA DE AZIMUTE

Figura 3.22 Painel Frontal do Clutter Generator[17].

Os sinais produzidos pelo Clutter Generator podem ser combinados com os sinais

banda-base em quadratura de fase, ou sinais de eco dos canais I e Q, vindos do Radar

Receiver. Isto permite observar os efeitos causados por estes distúrbios no indicador PPI, e

facilita o estudo de processamento de sinais em sistemas de radar[17].

Ele pode simular clutter marítimo, clutter meteorológico e ecos de segunda

recorrência, bem como ruído e interferência. Todas estas formas de distúrbios podem ser

ativadas ou desativadas usando os botões do painel frontal do módulo.

56

O clutter marítimo simulado, como observado no indicador A-scope (Figura 3.23),

assemelha-se a um pulso triangular numa distância próximo cuja amplitude varia

vagarosamente de modo aleatório. Duas funções de densidade de probabilidade são

disponíveis para o clutter marítimo: Rayleigh and log-normal. A função densidade de

probabilidade determina as características estatísticas das variações de amplitude. Tanto a

intensidade quanto à direção do vento relacionado ao clutter marítimo são ajustáveis.

Figura 3.23 Clutter Marítimo simulado no indicador tipo A-Scope[17].

O clutter meteorológico simulado, como observado no indicador A-scope (Figura

3.24), é um pulso de topo plano com bordas suaves cuja amplitude varia de maneira

razoavelmente rápida e aleatória de acordo com uma função densidade de probabilidade

Rayleigh. O eco de segunda recorrência simulado é derivado do clutter meteorológico

simulado. A intensidade, posição, e área do clutter meteorológico e do eco de segunda

recorrência são ajustáveis usando o mesmo jogo de controles.

A interferência é simulada pela geração de um sinal pulsado em uma FRP diferente

daquela usada pelo radar pulsado. O ruído gerado se assemelha ao ruído térmico. Um controle

único permite ajustar a intensidade tanto da interferência quanto do ruído.

Os sinais simulando distúrbios devem corresponder o mais fielmente possível aos

sinais de eco que seriam obtidos usando um sistema de radar em escala real equipado com um

receptor detector de quadratura, como é o caso no Radar Training System, em um ambiente

perturbado.

57

Figura 3.24 Clutter Meteorológico ou Eco de Segunda Recorrência simulado no indicador tipo A-scope[18].

A Figura 3.25 mostra um diagrama de blocos simplificado do Clutter Generator. Ele é

dividido em quatro seções. Três destas seções geram os sinais simulando os distúrbios e a

quarta seção combina estes sinais para produzir dois sinais que são adicionados aos canais de

eco I e Q.

A seção do clutter marítimo gera dois sinais em quadratura de fase. Estes simulam os

sinais de eco marítimo que seriam obtidos nas saídas do receptor detector de quadratura de um

radar em escala real usado no mar. De forma similar, a seção do clutter meteorológico / eco de

segunda recorrência também gera dois sinais em quadratura de fase. Estes sinais simulam os

sinais de eco meteorológico ou os sinais de eco de segunda recorrência que seriam obtidos nas

saídas do receptor detector de quadratura de um radar de escala real usado na presença de

precipitações ou para alvos muito distantes. A seção interferência / ruído gera ruído ou um

sinal pulsado cuja freqüência de repetição é diferente das FRP’s usadas no Radar Training

System.

Os sinais vindos destas seções são somados pelos amplificadores A1 e A2, e sofrem

então filtragem passa-baixa nos filtros 1 e 2 para limitar sua largura de banda. Os sinais de

saída dos filtros 1 e 2, que simulam os distúrbios, são respectivamente somados pelos

amplificadores A3 e A4 aos sinais eco dos canais I e Q vindos das entradas dos canais I e Q.

Os sinais resultantes são enviados para as saídas dos canais I e Q.

58

Figura 3.25 Diagrama de blocos simplificado do Clutter Generator[17].

59

3.2.1.10 PPI Scan Converter

O PPI Scan Converter, modelo 9623, cujo painel frontal pode ser observado na Figura

3.26, provê uma saída PPI de varredura vetorial para conexão com um osciloscópio de longa

persistência ou um indicador de radar PPI apropriado. Ele também converte de varredura

vetorial para uma varredura tipo raster usando uma memória, permitindo que uma

visualização contínua possa ser obtida em um osciloscópio padrão. Marcadores típicos de

visualização radar tais como anéis de distância, marcador de distância variável (VRM), e linha

eletrônica de apontamento (EBL); podem ser gerados no modo de varredura tipo rastear. Os

sinais de FRP e sincronismo são necessários para temporização e sincronismo na operação da

maioria dos circuitos no PPI Scan Converter[18].

1. ENTRADA DE VÍDEO2. SAÍDA DO COMPARADOR3. BARRAMENTO DE ALIMENTAÇÃO DC NÃO-REGULADA4. SAÍDAS X, Y, e Z para o SCOPE5. Seletor da DISTÂNCIA e do ESPAÇAMENTO DOS ANÉIS DE

DISTÂNCIA6. VRM7. Indicador do VRM8. Controles do VRM9. Indicador de ALIMENTAÇÃO LIGADA

10. Controles do EBL11. Indicador do EBL12. EBL13. ANÉIS DE DISTÂNCIA14. SAÍDAS X e Y para o PPI RADAR15. ENTRADA DE SINCRONISMO DE DISPARO16. ENTRADA DE AZIMUTE17. ENTRADA DE DISPARO DE FRP

Figura 3.26 Painel frontal do PPI Scan Converter[18].

O indicador produzido pelo PPI Scan Converter na tela do osciloscópio consiste de um

círculo cujo centro representa a localização do radar. Os alvos detectados aparecem como

pontos luminosos (blips) neste indicador. As coordenadas polares de qualquer alvo podem ser

determinadas pela utilização do marcador de distância variável (VRM) e da linha eletrônica

de apontamento (EBL). O VRM consiste de um anel cujo raio pode ser variado. O EBL

consiste de uma linha reta, iniciando na origem da tela, cuja direção na tela pode ser variada.

Um mostrador digital indica a distância do VRM e a direção do EBL. Quando o VRM e o

60

EBL são movidos para coincidir com o “blip” do alvo, à distância e direção do alvo são

indicados nestes mostradores. Os anéis de distância consistem de três círculos concêntricos

igualmente espaçados. Estes permitem uma aproximação rápida da distância dos alvos. Todos

os marcadores acima podem ser chaveados em ligado (I) ou desligado (O) usando os botões

correspondentes. A distância máxima do VRM e o espaçamento dos anéis de distância podem

ser selecionados através do uso de um jogo comum de botões.

O PPI Scan Converter é projetado para ser empilhado, com outros módulos do Radar

Training System, no Power Supply / Antenna Motor Driver. Conectores “multi-pin” auto-

alinhados localizados no topo e no fundo de cada módulo distribuem energia para cada um

dos módulos. Todas as entradas e saídas estão protegidas contra mau contato dentro do Radar

Training System.

O Lab-Volt PPI Scan Converter é um conversor digital típico. O diagrama de blocos

simplificado apresentado na Figura 3.27 ilustra sua operação. Como apresentado na figura, a

informação de vídeo é escrita na memória usando um formato de varredura radial. Esta

informação é então lida para produzir um indicador PPI de varredura rastear com uma alta

taxa de refresh. As seções de aquisição/escrita e leitura/visualização asseguram o correto

sequenciamento dos ciclos de escrita e leitura da memória.

A seção de aquisição/escrita contém circuitos que convertem o sinal de vídeo em um

sinal digital (informação de vídeo) e a escreve na memória. O comparador de limiar converte

o sinal de vídeo em informação de vídeo que é enviada para a entrada de dados da memória.

Durante os ciclos de escrita, 1’s e 0’s lógicos são escritos na memória à medida que o gerador

de varredura radial varre as células de memória radialmente. O gerador de varredura radial

também provê sinais que permitem que a tela de um TRC de longa persistência ou um

indicador radar PPI adequado seja varrido vetorialmente por um feixe eletrônico.

A seção de leitura/visualização contém circuitos que lêem os dados da memória e

geram o indicador PPI e os marcadores. Durante os ciclos de escrita, o gerador de varredura

rastear varre as células de memória no formato de varredura tipo rastear.

O indicador PPI e o gerador de marcas produzem os sinais usados para controlar a

varredura e intensidade do feixe eletrônico do TCR do osciloscópio, de forma a produzir o

indicador PPI de varredura rastear e seus marcadores.

61

Figura 3.27 Diagrama de blocos simplificado do PPI Scan Converter[18].

62

3.2.1.11 Analog MTI Processor

O Analog MTI Processor, modelo 9622, cujo painel frontal pode ser observado na

Figura 3.28, é projetado para o estudo das técnicas de processamento de sinais usados em

radares pulsados. O objetivo do processamento de sinais em radares pulsados é processar o

sinal eco recebido de modo a realçar os alvos desejados. Por exemplo, o Indicador de Alvos

Móveis (MTI), que é um tipo de processamento de sinais, realça a detecção de alvos móveis e

suprime a de alvos estacionários indesejados e clutter[19].

1. ENTRADA DO CANAL I2. Seletor do DETECTOR AUTOMÁTICO3. BARRAMENTO DE ALIMENTAÇÃO DC NÃO-REGULADA4. CONVERSOR ANTILOGARITMICO MTI5. Seletor dos PULSOS DO INTEGRADOR DE VÍDEO6. Controle de GANHO7. SAÍDA DE VÍDEO8. Indicador de ALIMENTAÇÃO LIGADA9. INTEGRADOR DE VÍDEO

10. Seletor de MODO11. IAGC12. Seletor de DISTÂNCIA13. MTI14. STC15. ENTRADA DO CANAL Q16. ENTRADA DE SINCRONISMO17. ENTRADA DE FRP

Figura 3.28 Painel frontal do Analog MTI Processor[19].

O Analog MTI Processor combina os sinais de eco dos canais I e Q para produzir um

único sinal de eco, ou sinal de vídeo, que pode ser usado para obter um indicador PPI. O sinal

de vídeo é um sinal pulsado unipolar, ao contrário dos sinais de eco dos canais I e Q que são

sinais pulsados bipolares. O processador também minimiza o ruído, interferência e clutter no

sinal de vídeo para aumentar a nitidez dos alvos no indicador PPI. Os sinais de FRP e

sincronismo são necessários para a temporização e sincronismo da operação de alguns

circuitos do módulo.

Um detector de magnitude combina os sinais de eco dos canais I e Q. O

processamento MTI é realizado usando a técnica de cancelamento de pulso pela linha de

63

retardo que remove os retornos de ecos de alvos fixos. O Sensitive Time Control (STC), que

é implementado com amplificadores de ganho variável, reduz o efeito do clutter marítimo e

dos ecos próximos. O Fast Time Constant (FTC), o Constant False-Alarm Rate (CFAR), e o

Instantaneous Automatic Gain Control (IAGC) reduzem o efeito do clutter meteorológico no

indicador PPI. Um integrador de vídeo reduz o dano provocado por interferência e ruído,

sendo que quatro ou oito pulsos podem ser integrados. Um amplificador de ganho variável

permite que a amplitude do sinal de vídeo possa ser ajustada.

Todas as funções de processamento mencionadas acima podem ser ativadas ou não

através do painel frontal. Isto permite que muitas funções de processamento de sinais sejam

usadas simultaneamente em várias combinações. Dependendo das funções de processamento

usadas, o processador terá característica linear ou logarítmica.

3.2.2 Digital Radar Training System

O Digital Radar Training System, modelo 8095-20, é um complemento do sistema

analógico que introduz os estudantes na operação de radares modernos usando tecnologia

digital para executar a detecção de alvos móveis (Moving Target Detection - MTD) e o

rastreio de alvos no sistema Track-While-Scan (TWS). O equipamento usa técnicas modernas

de processamento de sinais e é modelado sobre o ASR-9 (MK 9 Air Surveillance Radar

System), usado em vários aeroportos civis e militares pelo mundo[8].

3.2.2.1 Digital MTD / PPI Processor

O Digital MTD/PPI Processor, modelo 9624, cujo painel frontal pode ser observado na

Figura 3.29, é projetado para o estudo das técnicas de processamento digital de sinais usadas

nos modernos radares de vigilância. A função do processamento digital de sinais é aumentar a

detecção e rastreio de alvos móveis em clutter, interferência e ruído. Este tipo de

processamento é normalmente denominado de Moving Target Detection (MTD). O módulo

também permite que a geração de um indicador PPI colorido seja estudada[20] .

Em resumo, o Digital MTD/PPI Processor primeiro amplifica (STC) e digitaliza os

sinais eco dos canais I e Q vindos do receptor radar. Os sinais eco digitalizados dos canais I e

Q são temporariamente guardados em um buffer de dados onde a tensão de compensação que

pode afetar estes sinais é virtualmente eliminada usando o processo subtrativo. É, então,

executado o processamento MTD ou a detecção de magnitude destes sinais dependendo do

modo operacional selecionado através do teclado conectado ao módulo.

64

1. ENTRADA DO CANAL I2. STC3. ATUALIZAÇÃO DO AJUSTAMENTO DA LINHA BASE4. SELETOR DE SETOR DO MONITOR DE DADOS5. Seletor de MODO DE SAÍDA DO MONITOR DE DADOS6. BARRAMENTO DE ALIMENTAÇÃO DC NÃO-REGULADA7. Indicador LED DO MODO DE OPERAÇÃO MTD8. Seletor de DADOS DO MONITOR 19. Indicador da COMPONENTE ESPECTRAL DO MONITOR DE DADOS 110. Seletor da COMPONENTE ESPECTRAL DO MONITOR DE DADOS 111. SAÍDA DO MONITOR DE DADOS 112. Controle de GANHO DO AMPLIFICADOR A3

13. SAÍDA DO COMPARADOR14. SAÍDA DO MONITOR DE VÍDEO15. Indicador LED de ALIMENTAÇÃO LIGADA16. REARME DO SISTEMA

17. ENTRADA DE PERIFÉRICO PARA O TRACK BALL18. ENTRADA DE PERIFÉRICO PARA O TECLADO19. SAÍDAS X e Y do PPI RADAR20. Seletor da FONTE DE VÍDEO21. ENTRADA DE VÍDEO EXTERNO22. SAÍDA DO MONITOR DE DADOS 223. Indicador da COMPONENTE ESPECTRAL DO MONITOR DE DADOS 224. Seletor da COMPONENTE ESPECTRAL DO MONITOR DE DADOS 225. Seletor de DADOS DO MONITOR 226. Controle do SELETOR DE SETOR DO MONITOR DE DADOS27. Indicador LED do MODO DE OPERAÇÃO PPI28. Indicador do AZIMUTE DO SETOR SELECIONADO PELO MONITOR

DE DADOS29. ENTRADA DE AZIMUTE30. ENTRADA DO CANAL Q31. ENTRADA DE SINCRONISMO32. ENTRADA DE FRP

Figura 3.29 Painel frontal do Digital MTD/PPI Processor[20].

Ele finalmente produz, em um monitor colorido (compatível com VGA) conectado a

sua saída de vídeo, um indicador PPI mostrando os alvos detectados. Os sinais de FRP e

sincronismo (vindos do Radar Synchronizer) são necessários para temporização e

sincronização da operação de alguns destes circuitos. Os dados na entrada de azimute (vindos

do Antenna Controller) indicam para o equipamento a posição atual da antena do radar.

No modo de operação MTD uma técnica de processamento digital de três estágios é

realizada nos sinais eco digitalizados dos canais I e Q. O primeiro estágio, relacionado com a

detecção, realiza a filtragem Doppler FFT, o processamento CFAR, a geração de alarme e o

mapeamento de clutter. Neste estágio do processamento cada alvo móvel detectado

normalmente gera alguns alarmes. Um relato primário de alvo, que contém a distância, o

65

azimute e a amplitude dos ecos do alvo é associado a cada alarme. O segundo estágio do

processamento, relacionado com a correlação e a interpolação, agrupa todos os relatos

primários de alvo que estão associados com o mesmo alvo (correlação). Ele então analisa cada

conjunto de relatos primários de alvo para determinar com precisão à distância e azimute de

cada alvo (interpolação). O processo de correlação e interpolação tenta produzir um único

reporte de alvo por varredura da antena para cada alvo móvel. O terceiro e último estágio do

processamento, relaciona-se com a vigilância. O processador usa o histórico do alvo em

varreduras sucessivas para rastrear os alvos móveis enquanto elimina os reportes de alvo não

interessantes, definindo os que podem permanecer e os que estão relacionados com alvos

fixos.

Os dados que resultam do processamento MTD são guardados em uma memória de

vídeo que é então lida para produzir o indicador PPI. Este indicador mostra, usando símbolos

vermelhos, o conjunto de reportes primários de alvo antes ou depois do processo de vigilância

relacionado com cada alvo móvel. Todas estas opções de visualização são selecionadas

através do teclado conectado ao módulo. Muitas outras opções de visualização, como mapas

de clutter, mapas FFT, mapa das células de distância-azimute, e um vídeo mapa pré-

programado é disponível e também acessado através do teclado.

Dois monitores de dados permitem que o primeiro estágio do processamento MTD

seja monitorado em um osciloscópio de duplo canal. Estes monitores convertem alguns dos

resultados do primeiro estágio de processamento MTD em sinais analógicos que podem ser

enviados para um osciloscópio para apresentação. Os resultados da filtragem Doppler FFT e

processamento CFAR, e os alarmes gerados podem, conseqüentemente, ser observados na tela

do osciloscópio. Os resultados observados na tela do osciloscópio são selecionados usando

um jogo de botões localizado no painel frontal do módulo.

No modo de operação PPI, um detector de magnitude simplesmente combina os sinais

eco digitalizados dos canais I e Q para executar a seguinte operação matemática (I2 +Q2)1/2. O

sinal digital resultante é então convertido em um sinal analógico (sinal de vídeo bruto) que

por sua vez é amplificado e comparado com limiar de nível fixo para detecção do alvo. O

sinal de vídeo digital que resulta é armazenado na memória de vídeo, que é então lida para

produzir o indicador PPI. Este indicador representa todos os ecos recebidos pelo radar como

pontos luminosos verdes de várias formas e tamanhos. Uma entrada externa é fornecida para

permitir que um sinal de vídeo vindo de outro processador seja injetado dentro do módulo, de

tal forma que ele possa ser visualizada no monitor colorido.

66

O Digital MTD/PPI Processor provê uma saída de varredura vetorial (saídas x e y para

o PPI radar). Esta saída pode ser usada com o sinal de vídeo digital fornecido na saída do

comparador para obter um indicador PPI de varredura vetorial em um osciloscópio de longa

persistência ou um indicador radar PPI adequado.

Em ambos os modos de operação, um cursor e varias informações, como a FRP do

sistema, à distância de observação, a velocidade de rotação da antena, a posição do cursor,

etc., aparecem no monitor colorido junto com a indicação PPI. A posição do cursor pode ser

controlada usando o teclado ou um TrackBall conectado no módulo.

3.2.3 Tracking Radar Training System

O Radar Tracking Training System, modelo 8095-30, é um complemento do sistema

analógico que permite que um radar de rastreio seja implementado[8]. O sistema de rastreio

radar permite que seja estudado o rastreio contínuo de alvos passivos tanto em distância

quanto em ângulo.

3.2.3.1 Radar Target Tracker

O Radar Target Tracker, modelo 9625, cujo painel frontal pode ser observado na

Figura 3.30, é o componente principal do Lab-Volt Tracking Radar Training System e que

permite a aquisição e rastreio contínuo de um alvo móvel passivo[21] .

Desde que o alvo é adquirido, o rastreio do alvo tanto em distância como em ângulo

(azimute) é realizado através de duas malhas de servo-controles. A primeira malha usa a

técnica de rastreio por divisão da range-gate ou a de rastreio pela rampa de subida para

realizar o rastreio em distância enquanto a segunda malha usa a técnica de chaveamento de

lóbulo para realizar o rastreio em ângulo.

O Radar Target Tracker pode operar em três diferentes modos: varredura, manual e

travado. O modo de operação é selecionado através de botões no controle manual. No modo

varredura, a antena gira com uma velocidade constante, permitindo assim a observação dos

alvos em um indicador PPI. No modo manual, o operador tem completo controle sobre a

posição da antena do radar e range gate permitindo que o alvo seja adquirido manualmente. A

aquisição do alvo é executada usando o controle manual para alinhar a antena do radar com o

alvo de interesse e ajustar a posição do marcador da range gate de modo que ela seja ocupada

pelo pulso do eco do alvo no indicador tipo O-scope. Neste ponto, pressionando o botão de

travamento no controle manual seleciona-se o modo travado.

67

1. DESABILITAR TRAVA DE DISTÂNCIA2. DESABILITAR TRAVA DE AZIMUTE3. ENTRADA DO APONTADOR DE ALVOS4. Indicador de ESTADO5. ENTRADA DE SINCRONISMO6. ENTRADA DE VÍDEO7. RASTREIO PELA RAMPA DE SUBIDA8. BARRAMENTO DE ALIMENTAÇÃO DC NÃO-REGULADA9. Controle do LIMIAR DE RASTREIO DA RAMPA DE SUBIDA10. LIMITADOR DA TAXA DE RASTREIO EM DIATÂNCIA11. Indicador da DISTÂNCIA DA RANGE GATE12. Seletor da DISTÂNCIA13. SAÍDA DO SOMADOR DE VÍDEO A-SCOPE

14. Indicador de ALIMENTAÇÃO LIGADA15. SAÍDA DA BASE DE TEMPO DO A-SCOPE16. SAÍDA DE RF DO BLOCO DC17. ENTRADA DE RF DO BLOCO DC18. SAÍDA DE RF T BIAS19. ENTRADA DE RF DO T BIAS20. ENTRADA DE CONTROLE DO CHAVEAMENTO DE LÓBULO21. SAÍDA DE CONTROLE DO CHAVEAMENTO DE LÓBULO22. TAXA DE CONTROLE DE LÓBULO23. SAÍDA DO EXCITADOR DA ANTENA24. ENTRADA DO EXCITADOR DA ANTENA25. ENTRADA DA FRP

Figura 3.30 Radar Target Tracker[21].

Neste modo, os ciclos de travamento do Radar Target Tracker continuam

automaticamente rastreando o alvo tanto em distância quanto em ângulo. A Figura 3.31 ilustra

o processo de aquisição de alvos.

Três LEDs no painel frontal indicam o modo operacional selecionado. Um mostrador

de três dígitos indica a distância da range gate. Desde que o radar rastreador esteja no alvo,

este mostrador provê a distância do alvo. A direção do alvo é indicada pelo mostrador de

posição da antena existente no Antenna Controller..

O Radar Target Tracker tem uma entrada de vídeo para injeção do sinal de vídeo radar

nas malhas de rastreio em distância e ângulo (azimute). Ele também possui entradas para a

FRP e o sincronismo. Estes sinais são necessários para temporizar e sincronizar a operação

dos vários circuitos.

68

Figura 3.31 Processo de Aquisição de Alvos[21].

O Radar Target Tracker provê os sinais necessários para produzir o indicador tipo O-

scope na tela de um osciloscópio usando os modos X-Y, bem como o sinal necessário para o

chaveamento do lóbulo principal da antena do radar rastreador (antena parabólica duplamente

alimentada). Ele também contém um polarizador de RF em “T” e um bloco DC de RF que são

usados para interface da antena parabólica de alimentação dupla com o Radar Transmitter e o

Radar Receiver.

O Radar Target Tracker provê várias medidas de proteção eletrônica (MPE) que são

muito úteis para superar as contramedidas eletrônicas (CME) em ambientes de Guerra

Eletrônica (GE). As seguintes características de MPE são disponíveis: rastreio em distância

pela rampa de subida, taxa de chaveamento de lóbulo selecionável , limitador da taxa de

rastreio em distância, e controle manual de ambos os ciclos de rastreio, em distância e ângulo,

quando o sistema está travado sobre um alvo.

O Radar Target Tracker consiste de uma malha de rastreio em distância, uma malha de

rastreio em ângulo (azimute) e um circuito de seleção do modo de operação (varredura,

manual ou travado). A Figura 3.32 mostra o diagrama funcional em blocos do Radar Target

Tracker.

Duas linhas pontilhadas horizontais separam o diagrama de blocos em três porções. A

porção superior é a malha de rastreio em distância, a porção média é a malha de rastreio em

ângulo e a porção inferior é o circuito de seleção do modo de operação. A malha de rastreio

em distância usa a técnica de rastreio por divisão da range-gate ou a técnica de rastreio pela

69

rampa de subida enquanto a malha de rastreio em ângulo utiliza a técnica de chaveamento de

lóbulo.

Figura 3.32 Diagrama de Blocos do Radar Target Tracker[21].

O circuito de CAG é usado para reduzir a variação do nível do sinal de vídeo radar

com a distância. O circuito de CAG é um amplificador onde o ganho de tensão decresce

quando a amplitude do pulso de eco do alvo rastreado aumenta. A tensão de saída do circuito

de retenção esquerdo é subtraída da tensão de saída do circuito de retenção direito para obter

70

uma tensão proporcional à amplitude do pulso de eco do alvo rastreado. Esta tensão, que é de

polaridade negativa, é passada através de um filtro passa-baixa antes de ser usada como

controle de ganho do amplificador do circuito de CAG. O ganho do amplificador diminui

quando a magnitude da tensão de controle aumenta, isto é, quando a amplitude do pulso de

eco do alvo rastreado aumenta. Para esclarecimento, a conexão das saídas dos circuitos de

retenção direito e esquerdo no circuito de CAG não são mostradas no diagrama de blocos

funcionais da Figura 3.32.

O sinal de saída do amplificador de CAG (sinal de vídeo radar) é passado através dos

amplificadores A1 e A2 antes de ser enviado para as gate’s adiantada e atrasada. Note que os

sinais nas saídas dos amplificadores A1 e A2 são de polaridade oposta porque o amplificador

A1 é um amplificador não-inversor enquanto o amplificador A2 é um amplificador inversor. A

polaridade do sinal de saída do amplificador A1 é positiva enquanto que a do amplificador A2

é negativa.

A gate adiantada é uma chave eletrônica usada para amostrar uma porção do sinal de

vídeo radar. Esta porção do sinal de vídeo radar é usada para ajustar a posição da range gate

quando o radar rastreador está travado sobre o alvo. A gate adiantada fecha a cada intervalo

de FRP durante a metade inicial do intervalo da range gate. O sinal de pulso retangular

produzido pelo gerador de sincronismo da gate faz a gate adiantada fechar e abrir.

A gate atrasada é uma chave eletrônica usada para amostrar uma porção do sinal de

vídeo radar ou a tensão vinda da fonte DC de tensão variável, dependendo da técnica de

rastreio em distância (rastreio por divisão da range-gate ou rastreio pela rampa de subida)

selecionada através do seletor de rastreio pela rampa de subida. O sinal amostrado é usado

para ajustar a posição da range gate quando o radar rastreador está travado sobre o alvo. A

gate atrasada fecha uma vez a cada intervalo de FRP durante a metade restante do intervalo da

range gate. Um sinal de pulso retangular produzido pelo gerador de sincronismo da gate faz a

gate atrasada fechar e abrir.

A fonte DC de tensão variável provê uma tensão DC de polaridade negativa. Esta

tensão DC é usada para ajustar a posição da range gate quando o radar rastreador está travado

sobre um alvo e usa a técnica de rastreio pela rampa de subida. O valor da tensão DC na saída

fonte DC de tensão variável aumenta quando o controle do limiar é girado no sentido horário.

O somador 1 adiciona o sinal de saída das gate’s adiantada e atrasada para produzir o

sinal de erro em distância. A magnitude do valor médio deste sinal é uma medida da diferença

entre a distância da range gate e a distância do alvo rastreado. A polaridade do valor médio

deste sinal indica se à distância da range gate deve ser aumentada para que a ela seja igual à

71

distância do alvo rastreado. A polaridade do valor médio do sinal de erro em distância é

positiva quando à distância da range gate é maior que à distância do alvo rastreado e vice-

versa.

O filtro de média é um integrador (amplificador integrador). Ele recebe a tensão de

controle de distância produzida pelo controle manual e o sinal de erro em distância produzido

pelo somador 1. A tensão de saída do filtro de média é proporcional à integração no tempo da

tensão de controle de distância e sinal de erro em distância. Esta tensão é enviada para o

gerador de sincronismo da gate onde ela é usada para controlar a posição da range gate.

Quando o modo manual de operação é selecionado ou o seletor de desativação do

travamento em distância é colocado na posição “I”, a tensão de saída do filtro de média é

determinada principalmente pela tensão de controle de distância vinda do controle manual.

Isto permite controlar a posição da range gate através do controle manual. Por outro lado,

quando o modo de operação travado é selecionado e o seletor de desativação do travamento

em distância é colocado na posição “O” (radar travado sobre o alvo), a tensão de saída do

filtro de média é principalmente determinada pelo sinal de erro em distância produzido pelo

somador 1. Isto permite o controle automático da posição da range gate pela malha de rastreio

em distância.

A constante de tempo do integrador no filtro de média é aumentada quando o seletor

do limitador da taxa de rastreio em distância é colocado na posição “I” (ligado). Isto diminui a

taxa máxima que a tensão de saída do filtro de média pode variar e, por conseqüência, a

máxima velocidade com que a range gate pode ser movimentada.

Note que o integrador no filtro de média é também um amplificador inversor. Isto

significa que a tensão de saída do filtro de média diminui quando uma tensão positiva é

aplicada na sua entrada e vice-versa.

O circuito de visualização da distância da range-gate é um voltímetro DC que mede a

tensão de saída do filtro de média. Esta tensão é proporcional à distância da range gate. O

seletor da range permite que a sensibilidade do voltímetro seja mudada de tal maneira que a

leitura do voltímetro corresponda exatamente à distância da range gate de cada um dos três

alcances de observação do radar rastreador.

No Tracking Radar Training System, os pulsos de eco no sinal de vídeo radar (sinal de

entrada de vídeo) são atrasados de aproximadamente 1,1 ms em relação aos correspondentes

pulsos eco de RF na entrada do Radar Receiver. Isto é devido ao atraso de processamento

introduzido pelo Analog MTI Processor.

72

Figura 3.33 Diagrama de Sincronismo da geração dos sinais de controle das GATE ADIANTADA, GATE

ATRASADA e RANGE-GATE[21].

73

O compensador de atraso de vídeo é um multivibrador monoestável que atrasa a borda

de subida do sinal FRP de 1,1 ms para compensar o atraso dos pulsos de eco no sinal de vídeo

radar (veja os primeiros dois sinais no diagrama de sincronismo da Figura 3.33). O sinal de

saída do compensador de atraso de vídeo é enviado para o gerador de sincronismo da gate e o

circuito de controle do chaveamento de lóbulo, onde ele é usado para sincronizar a geração

dos vários sinais de controle da gate com o sinal de vídeo radar.

O gerador de sincronismo da gate é o circuito que produz os sinais de controle que

determinam a posição da range gate. Ele produz dois sinais de pulsos retangulares que fazem

as gate’s adiantada e atrasada fechar e abrir.

A Figura 3.34 mostra um diagrama simplificado do gerador de sincronismo da gate.

Ele consiste de um contador binário, um conversor D/A, um amplificador, um comparador e

dois multivibradores monoestáticos. A Figura 3.33 é um diagrama de sincronismo que mostra

como o gerador de sincronismo da gate usa a tensão de distância vinda do filtro de média para

produzir os sinais de controle da gate.

O contador binário e o conversor D/A são usados para produzir uma rampa de tensão a

cada intervalo da FRP. O sinal de sincronismo é usado para temporizar o contador e o sinal

FRP atrasado vindo do compensador de atraso de vídeo reinicia o contador a cada intervalo da

FRP. Isto resulta em um sinal de onda dente-de-serra, atrasado 1,1 ms em relação à rampa de

subida do sinal da FRP, que coincide perfeitamente como o sinal de vídeo radar. Este sinal é

amplificado e então enviado para a saída da base de tempo do indicador A-scope.

O sinal de onda dente-de-serra é também comparado com a tensão de distância vinda

do filtro de média. Sempre que a tensão do sinal de onda dente-de-serra aumenta e excede a

tensão de distância, a tensão de saída do comparador muda abruptamente. Isto dispara o

multivibrador monoestável 1 que produz um pulso retangular de curta duração (sinal de

controle da gate adiantada) que faz a gate adiantada fechar por um curto instante.

A borda de descida deste pulso dispara o multivibrador monoestável 2 que produz

outro pulso retangular de curta duração. Este segundo pulso (sinal de controle da gate

atrasada), que ocorre imediatamente depois do sinal de controle da gate adiantada, faz a gate

atrasada fechar por um curto instante. Notar que a duração destes pulsos nos sinais de controle

das gate adiantada e atrasada são os mesmos.

Aumentando a tensão de distância atrasa-se o instante em que o multivibrador

monoestável 1 é disparado e, deste modo, aumenta-se à distância da range gate.

Inversamente, diminuindo a tensão de distância avança-se o instante no qual o multivibrador

monoestável 1 é disparado e, deste modo, diminui a distância da range gate.

74

Figura 3.34 Diagrama simplificado do GERADOR DE SINCRONISMO DA GATE[21].

75

O circuito lógico combinacional é simplesmente uma porta OU que combina os sinais

de controle das gate adiantada e atrasada produzidos pelo gerador de sincronismo da gate. O

sinal de pulso retangular resultante (Figura 3.33) é usado para fazer a range gate fechar uma

vez a cada intervalo da FRP. Este sinal pulsado é também enviado para o somador 2.

Nota: No diagrama de blocos funcional da Figura 3.32, o circuito lógico

combinacional é um bloco funcional separado do gerador de sincronismo da gate. Entretanto,

o circuito lógico combinacional é considerado como sendo parte do gerador de sincronismo

da gate no painel frontal do Radar Target Tracker. Segundo o fabricante, esta diferença é

devido à falta de espaço que não permitiu que o circuito lógico combinacional fosse

apresentado no painel frontal.

O somador 2 adiciona o sinal de saída do circuito de CAG (sinal de vídeo radar) e o

sinal de saída do circuito lógico combinacional (sinal de controle da range-gate). O sinal

resultante é um sinal de vídeo composto incluindo um marcador da range gate. O marcador

da range gate é um pulso retangular negativo no sinal de vídeo radar. Note que a polaridade

do sinal de controle da range-gate é invertida antes de ser adicionado ao sinal de saída do

circuito de CAG. O sinal de vídeo composto é enviado para a saída de vídeo somado para o

indicador A-scope.

A range gate é uma chave eletrônica que fecha durante um curto período de tempo a

cada intervalo da FRP para amostrar uma porção do sinal de vídeo radar. Esta porção do sinal

de vídeo radar, que contém o pulso de eco do alvo rastreado, é usada para determinar o erro

de rastreio em ângulo (azimute) quando o radar rastreador está travado sobre um alvo. Um

sinal de pulso retangular vindo do circuito lógico combinacional faz a range gate fechar e

abrir no momento apropriado em todo intervalo de FRP. A range gate produz dois sinais de

saída: invertido e não-invertido. Um amplificador inversor é usado para produzir o sinal de

saída invertido. O sinal de saída invertido e não-invertido são enviados para as gate’s dos

lóbulos direito e esquerdo , respectivamente.

O circuito de controle do chaveamento de lóbulo usa o sinal da FRP e o sinal da FRP

atrasado para produzir os sinais de controle que fazem as gate’s dos lóbulos direito e esquerdo

fecharem durante o intervalo da FRP adequado bem como o sinal de controle requerido para

chavear a posição do lóbulo principal da antena. A Figura 3.35 é um diagrama de sincronismo

que mostra os sinais de controle que são produzidos quando a taxa de controle do lóbulo é

posicionada para FRP/2.

76

Figura 3.35 Diagrama de Sincronismo mostrando como os sinais de controle do chaveamento de lóbulos

são produzidos quando o LOBE CONTROL RATE é fixado para PRF/2[21].

O sinal usado para chavear a posição do lóbulo principal da antena (sinal de saída do

controle do chaveamento de lóbulo) é obtido passando o sinal da FRP através de um

conversor de nível que obtém um sinal de onda quadrada bipolar. Este sinal é enviado para

um divisor de freqüência que divide a freqüência por dois ou quatro dependendo da posição

do seletor da taxa de controle de lóbulo. O sinal resultante é um sinal de onda quadrada

bipolar cuja freqüência é igual a FRP/2 ou FRP/4. A posição (direita ou esquerda) do lóbulo

principal da antena é mudada toda vez que a polaridade do sinal de onda quadrada muda. O

77

lóbulo principal da antena está no lado esquerdo do eixo da antena quando a polaridade é

positiva e vice-versa.

O sinal de controle da gate do lóbulo direito é obtido pela passagem do sinal da FRP

atrasado através de um conversor de nível para obter um sinal retangular bipolar. Este sinal é

então enviado para um divisor de freqüência que divide a freqüência por dois ou por quatro

dependendo da posição do seletor da taxa de controle de lóbulo. Isto produz um sinal de onda

quadrada sincronizado com a borda de subida do sinal da FRP atrasado cuja freqüência é igual

a FRP/2 ou FRP/4. a gate do lóbulo direito fecha sempre que a polaridade deste sinal é

positiva. O sinal de controle da gate do lóbulo esquerdo é obtido pela inversão do sinal de

controle da gate do lóbulo direito.

Note que os sinais de controle do portão do lóbulo direito e esquerdo são

sincronizados com a borda de subida do sinal da FRP atrasado porque o sinal de vídeo radar

está atrasado com respeito ao sinal do eco de RF na entrada do Radar Receiver. Isto é devido

ao atraso de processamento introduzido pelo Analog MTI Processor.

A gate do lóbulo direito é uma chave eletrônica que se fecha durante cada intervalo da

FRP quando o lóbulo principal da antena está no lado direito do eixo da antena. Isto permite

manter os pulsos de eco do alvo rastreado recebidos quando o lóbulo principal está no lado

direito do eixo da antena enquanto rejeita aqueles recebidos quando o lóbulo principal está no

lado esquerdo do eixo da antena.

Um sinal de onda quadrada vindo do circuito de controle do chaveamento de lóbulo

faz a gate do lóbulo direito fechar e abrir nos instantes apropriados. O sinal de saída da gate

do lóbulo direito (pulsos do eco do alvo rastreado vindos do lóbulo direito) são enviados para

o circuito de retenção direito.

A gate do lóbulo esquerdo é uma chave eletrônica que fecha durante cada intervalo da

FRP quando o lóbulo principal da antena está no lado esquerdo do eixo da antena. Isto

permite manter os pulsos de eco do alvo rastreado quando o lóbulo principal está no lado

esquerdo do eixo da antena enquanto rejeita aqueles recebidos quando o lóbulo principal está

no lado direito do eixo da antena. Um sinal de onda quadrada vindo do circuito de controle do

chaveamento de lóbulo faz a gate do lóbulo esquerdo fechar e abrir nos momentos

apropriados. O sinal de saída da gate do lóbulo esquerdo (pulsos de eco do alvo rastreado

vindos do lóbulo esquerdo) é enviado para o circuito de retenção esquerdo.

O circuito de retenção direito é um capacitor que se carrega (ou descarrega) para uma

tensão igual à amplitude do último pulso do sinal de saída da gate do lóbulo direito (pulso de

eco do alvo rastreado vindo do lóbulo direito). A tensão através capacitor permanece

78

virtualmente constante até um outro pulso do alvo rastreado ser recebido quando o lóbulo

principal da antena esteja no lado direito do eixo da antena. Note que a polaridade através do

capacitor é sempre negativa porque a polaridade dos pulsos de eco do sinal de saída da gate

do lóbulo direito é negativa.

O circuito de retenção esquerdo é um capacitor que se carrega (ou descarrega) para

uma tensão igual à amplitude do último pulso do sinal de saída da gate do lóbulo esquerdo

(pulso de eco do alvo rastreado vindo do lóbulo esquerdo). A tensão através capacitor

permanece virtualmente constante até um outro pulso do alvo rastreado ser recebido quando o

lóbulo principal da antena esteja no lado esquerdo do eixo da antena. Note que a polaridade

através do capacitor é sempre positiva porque a polaridade dos pulsos de eco do sinal de saída

da gate do lóbulo esquerdo é positiva.

O somador 3 adiciona os sinais de saída dos circuitos de retenção direito e esquerdo

para produzir o sinal de erro em ângulo (azimute). A magnitude deste sinal é uma medida da

diferença entre a posição angular da antena e o azimute do alvo rastreado. A polaridade deste

sinal indica se a antena deve ser girada no sentido horário ou anti-horário para que o eixo da

antena seja realinhado com o alvo rastreado. A polaridade do sinal de erro em ângulo

(azimute) é positiva quando o alvo rastreado encontra-se do lado esquerdo do eixo da antena e

vice-versa.

O sinal de erro em ângulo (azimute) vindo do somador 3 é passado através do

amplificador inversor A3 antes de ser enviado para o seletor de controle de azimute. Isto

aumenta o nível do sinal de erro em ângulo (azimute) e inverte sua polaridade. A polaridade

do sinal de erro em ângulo (azimute) na saída do amplificador A3 é negativa quando o alvo

rastreado está no lado esquerdo do eixo da antena e vice-versa.

O seletor de controle de azimute consiste de duas chaves eletrônicas que formam uma

chave de dois pólos - duas posições. Esta chave de dois pólos - duas posições é usada para

selecionar o sinal que é enviado para a saída do seletor de controle de azimute. Este sinal é

usado para controlar a posição da antena quando o radar rastreador não esta operando no

modo varredura.

Quando o modo de operação manual é selecionado ou o seletor de desativação do

travamento em azimute é colocado na posição “I”, a tensão de controle de azimute vinda do

controle manual é direcionada para a saída do seletor de controle de azimute. Por outro lado,

quando o modo de operação travado é selecionado e o seletor de desativação do travamento

em azimute é colocado na posição “O” (radar travado sobre o alvo), o sinal de erro em ângulo

79

(azimute) vindo do amplificador A3 é direcionado para a saída do seletor de controle de

azimute.

O seletor do modo de varredura é uma chave de dois pólos - duas posições

eletricamente controlada. Quando o modo de operação varredura é selecionado, o sinal

injetado na entrada do posicionador eletromecânico da antena é direcionado para a saída do

seletor do modo de varredura. Caso contrário, o sinal de saída do seletor de controle de

azimute é direcionado para a saída do seletor do modo de varredura.

Quando em operação, o circuito de compensação da fricção adiciona uma tensão fixa

no sinal de controle de azimute da antena vindo do seletor do modo de varredura. A tensão

adicionada é ajustada logo abaixo do valor da tensão de controle necessária para fazer a

antena começar a rodar, compensando a fricção do Rotating-Antenna Pedestal e melhorando o

rastreio angular de alvos móveis. Dois potenciômetros no circuito de compensação da fricção

ajustam o valor da tensão adicionada: um para cada direção de rotação. Isto permite a

compensação exata da fricção para cada direção de rotação.

O sinal de controle de azimute da antena é passado através do amplificador A4 antes de

ser enviado para a saída do posicionador eletromecânico da antena. O amplificador A4 é um

amplificador não-inversor.

O seletor de modo monitora o sinal de seleção do modo de rotação da antena e o sinal

de controle de travamento vindo do controle manual para determinar o modo no qual o Radar

Target Tracker irá operar. Ele tem três saídas, cada uma é ativada para indicar o modo de

operação (varredura, manual ou travado). Os sinais nestas saídas são usados para controlar a

operação de vários circuitos no Radar Target Tracker. Eles são também usados para controlar

os indicadores de estado.

Os indicadores de estado são LEDs montados no painel frontal do módulo que indicam

o modo de operação (varredura, manual ou travado) do Radar Target Tracker.

O circuito de detecção de alimentação e regulação produz as tensões DC reguladas

requeridas pelo Radar Target Tracker a partir do barramento de alimentação DC não-regulada.

Ele também faz o LED indicador de alimentação ligada no painel frontal acender quando a

correta alimentação DC não-regulada é suprida para o módulo.

A interface de chaveamento de lóbulo da antena, que não é apresentado no diagrama

de blocos da Figura 3.32, consiste do polarizador de RF em “T” e no bloco DC de RF. A

Figura 3.36 mostra a interconexão da interface de chaveamento de lóbulo da antena com o

Radar Transmitter, Radar Receiver, e Rotating-Antenna Pedestal do Tracking Radar Training

System.

80

Figura 3.36 Interconexões da Interface de Chaveamento de Lóbulos[21].

O polarizador de RF em “T” é basicamente um indutor de bloqueio de RF e um

capacitor que permite que uma tensão de polarização seja adicionada a um sinal de RF. O

indutor de bloqueio de RF no polarizador em “T” impede que o sinal de RF entre no circuito

que provê a tensão de polarização enquanto o capacitor impede que a componente DC na

tensão de polarização venha a entrar na fonte de sinal de RF. No Tracking Radar Training

System, o sinal de onda quadrada bipolar na saída de controle do chaveamento de lóbulo do

Radar Target Tracker é a tensão de polarização e o sinal de RF vem da saída de RF pulsada do

Radar Transmitter.

O bloco DC de RF é um simples capacitor. Este capacitor evita que qualquer

componente DC residual no sinal da saída de controle do chaveamento de lóbulo (sinal de

onda quadrada bipolar) venha a entrar no estágio de entrada de alta sensibilidade do Radar

Receiver através do duplexador no Rotating-Antenna Pedestal.

81

3.2.4 Radar Active Target Training

O Radar Active Target Training provê instrução dos princípios da Guerra Eletrônica

aplicados aos radares de busca e rastreio. Os princípios fundamentais da GE são trabalhados

pelo exame das vulnerabilidades presentes na maioria dos radares modernos. O Lab-Volt

Radar Active Target (RAT) e seus acessórios, que são algumas vezes chamados como

Electronic Warfare Trainer (EWT), não cobre os métodos e teorias relativos às medidas de

apoio a guerra eletrônica (MAGE). O foco está nas contra medidas eletrônicas (CME) e nas

medidas de proteção eletrônica (MPE) usadas em radares de busca e rastreio[22].

3.2.4.1 Radar Jamming Pod

O termo Jamming Pod é normalmente aplicado aos sistemas de despistamento e

interferência montados a bordo de aeronaves militares em tempo de guerra com a finalidade

de fornecer recursos de contramedidas de GE, detecção de ameaças e reconhecimento. Em

tempo de paz, estes dispositivos são utilizados para o aprendizado e aperfeiçoamento de

técnicas de Guerra Eletrônica. A finalidade do Lab-Volt Radar Jamming Pod está mais ligada

aos aspectos de treinamento dos Pods Jamming de GE de escala real. Projetado para prover o

ensino dos aspectos da Guerra Eletrônica relacionados com radares de busca e rastreio, o

Radar Jamming Pod é um dispositivo eletrônico usado para gerar sinais de interferência e que

possui controles, conectores de entrada e saída e acessórios . A Figura 3.37 mostra um

Jamming Pod de uma aeronave e o Lab-Volt Radar Jamming Pod.

Figura 3.37 Um Jamming Pod numa aeronave e o Lab-Volt Radar Jamming Pod[22].

Um Oscilador Controlado por Tensão (Voltage-Controlled Oscillator – VCO) é usado

para gerar um sinal de interferência por ruído com uma freqüência de portadora que pode ser

82

ajustada para valores na faixa de 8.0 a 12 GHz. O nível do sinal de interferência, freqüência

da portadora e largura de banda podem ser ajustados usando um controle remoto. O sinal

também pode ser modulado em amplitude. Estas características permitem ao Radar Jamming

Pod transmitir vários tipos de sinais de interferência e de despistamento.

Duas antenas tipo corneta são montadas na face frontal do Radar Jamming Pod. Uma é

usada para transmissão e outra para recepção. A Figura 3.38 mostra que as antenas do Radar

Jamming Pod diferem em distância quando observados pela antena do radar rastreador

(adversário).

Figura 3.38 A diferença de distância entre as antenas do Radar Jamming Pod[22].

A diferença de distância entre as duas antenas corresponde à distância de

aproximadamente 0,83 cm, um quarto do comprimento de onda (l/4) do sinal com uma

freqüência de 9,0 GHz. Isto significa que os sinais de radar refletidos pelas cornetas de

transmissão e de recepção têm diferença de fase de 180º. Os sinais refletidos sofrem

interferência destrutiva, reduzindo significativamente o eco radar frontal do Radar Jamming

Pod.

83

Figura 3.39 O Diagrama de blocos do Radar Jamming Pod[22].

84

Um circuito repetidor, dentro do Radar Jamming Pod, é projetado para amplificar o

sinal de radar recebido através da corneta de recepção e redirecionar o sinal de volta a antena

do radar rastreador através da corneta de transmissão do Radar Jamming Pod, como é

apresentado na Figura 3.39. O repetidor quando habilitado, cria um sinal de eco (repetido) que

permite ao Radar Jamming Pod ser detectado e rastreado pelo sistema de radar rastreador

(para comparação com objetivo didático). Sem o uso deste circuito repetidor, a detecção e o

rastreio não poderiam ocorrer.

O sinal de eco repetido chega ao receptor do radar com um atraso quando comparado

ao sinal naturalmente refletido pelo Radar Jamming Pod. Isto ocorre porque o sinal do radar

usado para produzir o sinal de eco repetido é recebido através da corneta de recepção e deve

viajar um comprimento adicional no circuito repetidor (linha de retardo programável,

amplificador e atenuador 3). Compondo este fato está que, segundo do fabricante do

equipamento[24], a propagação do sinal de radar através do repetidor é mais vagarosa que

através do ar. Isto implica que o sinal de eco repetido tem uma diferença de distância radar

significativa comparada com a do sinal naturalmente refletido pelo Radar Jamming Pod.

Dependendo do uso dado ao Radar Jamming Pod (em termos didáticos), pode ser

algumas vezes preferível ter um eco de radar repetido, um eco de radar natural ou não ter

nenhum eco radar (dependendo da técnica que se pretende abordar) . Por exemplo, a linha de

retardo programável no circuito repetidor do Radar Jamming Pod pode ser usada para

produzir diferentes tipos de sinais de despistamento. Quando o circuito é usado para gerar

sinais de despistamento, ele não pode ser usado para produzir um sinal eco para o Radar

Jamming Pod (sinal de eco repetido necessário, para fins de instrução, para que o Radar

Jamming Pod seja detectado pelo radar rastreador). Nesta situação, um eco radar natural pode

ser produzido adicionando-se um refletor ao Radar Jamming Pod. Um braço de

posicionamento retrátil, item 1 na Figura 3.37(b), é projetado para suportar um alvo. Puxando

o braço de posicionamento do alvo no comprimento correto, à distância radar do alvo no

suporte pode ser feita casar com o sinal de eco repetido do Radar Jamming Pod.

Com um dispositivo de segurança fixado no seu lado de baixo, item 2 na Figura

3.37(b), o Radar Jamming Pod pode ser montado no mastro, item 3 na Figura 3.37(b), na

posição horizontal (0º) ou na vertical (90º). Este mastro foi projetado para ser colocado na

superfície da Movable Target Table (Figura 3.40) do Target Positioning System. São

disponibilizados dois comprimentos para o eixo de suporte, item 4 na Figura 3.37(b), de

forma a permitir o ajuste da altura do Radar Jamming Pod. Normalmente, o mais curto é

usado quando um alvo refletor é usado com o Radar Jamming Pod. O mais longo é usado

85

quando o circuito repetidor está sendo usado. O acréscimo de altura assegura que a corneta

receptora do Radar Jamming Pod está na mesma altura que o feixe da antena radar.

Figura 3.40 Radar Jamming Pod na Movable Target Table[22].

Localizado na parte de baixo do Radar Jamming Pod está um receptor infravermelho,

item 5 na Figura 3.37(b). É por ele que os comandos enviados pelo Radar Jamming Pod

Remote Controller são recebidos. A janela do receptor infravermelho deve ser posicionada de

frente para a direção para onde o controle remoto será usado.

O controle remoto é usado para enviar comandos para o Radar Jamming Pod. Através

de um sistema de menus intuitivos, apresentados na Figura 3.41, os comandos podem ser

selecionados e prontamente enviados para o Radar Jamming Pod. O microcontrolador do

Radar Jamming Pod é usado para decodificar o sinal de comando em infravermelho e através

de circuitos de controle, executar os comandos. Um LED indicador dentro da janela de

recepção infravermelha acende brevemente quando da recepção e execução de um comando.

O Controle remoto pode ser usado para controlar mais de um Radar Jamming Pod.

Quando ligado pela primeira vez, um Radar Jamming Pod recebe de seu microcontrolador um

número de identificação (ID), que por padrão é zero. Um Radar Jamming Pod com um

número de identificação igual a zero irá aceitar qualquer comando enviado para ele pelo

controle remoto, mesmo que o número de identificação enviado pelo controle remoto seja um

outro que zero. Entretanto, desde que o Radar Jamming Pod tenha recebido um ID diferente

de zero, ele aceitará somente comandos enviados pelo controle remoto com o número de

identificação correto.

86

Figura 3.41 Menu do Controle Remoto do Radar Jamming Pod[22].

87

Desta forma, é possível controlar mais de um Radar Jamming Pod usando um único

controle remoto. Para tanto, cada Radar Jamming Pod deve receber, após ter sido ligado, um

comando do controle remoto assinalando seu novo número de identificação.

Com um botão localizado no seu painel traseiro, o Radar Jamming Pod pode ser ligado

e desligado. Como apresentado na Figura 3.42, informações de estado, entradas para controle

externo e saídas de RF estão disponíveis no painel traseiro do Radar Jamming Pod.

Figura 3.42 Painel traseiro do Radar Jamming Pod[22].

A informação de estado é visualizada com o uso de indicadores tipo LED.

Dependendo do tipo de sinal de interferência produzido pelo Radar Jamming Pod, diferentes

indicadores de rótulos irão acender.

Estão disponíveis no painel traseiro duas entradas de controle externas. A entrada de

controle externo da freqüência do oscilador de RF dá ao usuário a possibilidade de modular

em freqüência o sinal do VCO do Jamming Pod sobre uma faixa de 4.0 GHz (de 8.0 a 12

GHz). A freqüência central é proporcional ao nível médio DC do sinal na entrada.

A entrada do controle externo do AM/BLINKING permite ao usuário controlar a

chave que se encontra dentro do Radar Jamming Pod. A chave, dependendo do estado lógico

da entrada AM/BLINKING, irá direcionar o sinal do Radar Jamming Pod para a corneta de

transmissão (1 lógico), ou para a saída de RF complementar localizada no painel traseiro (0

lógico). A chave de RF de um pólo-duas posições (SPDT RF) pode também ser controlada

internamente pelo controle remoto. Com a ajuda da chave SPDT RF, o Radar Jamming Pod

pode ser configurado para direcionar seu sinal de interferência para a saída de RF

complementar. Isto permite que, por exemplo, seja utilizado um outro tipo de antena para

enviar o sinal de interferência.

88

Figura 3.43 Circuito repetidor do Radar Jamming Pod[22].

89

Quando o sinal de interferência está sendo transmitido com a corneta do Radar

Jamming Pod, uma carga de 50 W deve ser conectada na saída de RF complementar.

A linha de retardo programável é parte integrante do circuito repetidor do Radar

Jamming Pod. Apenas um comprimento de trajeto pode estar operacional de cada vez como

indica a Figura 3.43. Oito diferentes comprimentos de trajeto estão disponíveis na linha de

retardo programável. Usando o menu de falso alarme (FT) do controle remoto, o comprimento

de trajeto do circuito repetidor pode ser configurado para tomar um dos dois mais longos

trajetos pré-programados da linha de retardo. Quando o circuito é alongado, o Radar Jamming

Pod é dito estar no modo de despistamento com alvo falso. Havendo uma diferença no

comprimento do trajeto, os falsos alarmes aparecem para o operador do radar como tendo uma

distância diferente.

O Radar Jamming Pod pode ser preparado, no modo repetidor, para ser consecutiva e

repetidamente chaveado através de diferentes comprimentos de trajeto da linha de retardo.

Para o estudo da tecnologia stealth, o Electronic Warfare Trainer dispõe de um

conjunto de acessórios apresentados na Figura 3.44 que permitem alterar o padrão da RCS do

Radar Jamming Pod de diversas maneiras.

Figura 3.44 Acessórios do Radar Jamming Pod para estudo da tecnologia stealth[22].

90

3.2.4.2 Variable-Density Chaff Cloud

A Variable-Density Chaff Cloud (VDCC) faz parte do Electronic Warfare Trainer

(EWT) e é utilizada para demonstrar os usos básicos do chaff em Guerra Eletrônica. O VDCC

é projetado para ser encaixado no posicionador fixo fornecido com o EWT e tende a ficar

pendurado sobre a superfície do Target Positioning System. A Figura 3.45 mostra a

configuração básica do VDCC.

Figura 3.45 Configuração básica do Variable-Density Chaff Cloud (VDCC)[22].

Os elementos do chaff do VDCC são feitos de folhas de mylar aluminizadas. Elas têm

que ser cortadas em tiras finas e devem ser penduradas no suporte do VDCC(Figura 3.46).

A densidade da nuvem pode ser modificada como desejado pela adição ou remoção

das tiras de mylar aluminizadas. O princípio de operação do VDCC difere do chaff real. O seu

eco radar é produzido por muitas reflexões especulares e não criado porque as fitas de mylar

sejam excitadas por ressonância do sinal de radar incidente.

3.2.5 Antenna Training and Measuring System

O Lab-Volt Antenna Training and Measuring System (Figura 3.47) provê os

professores e alunos com um útil ferramental para experimentos com antenas nas bandas de 1

e 10 GHz, que também pode ser utilizado por equipes de projeto e pesquisa[23]. O Antenna

91

Training and Measuring System completo inclui um jogo de antenas, um gerador de RF e um

sistema de recepção com um Rotating Antenna Positioner, conectado a uma interface de

aquisição de dados. O sistema tem com um pacote de programas com interface amigável no

ambiente Microsoft Windows.

Figura 3.46 Tiras de shaff penduradas no suporte do VDCC[22].

O sistema é projetado para operar com pequenos valores de potência, tanto em 1 GHz

quanto em 10 GHz (especificamente em 915 MHz e 10.5 GHz), permitindo a medida das

características das antenas nestas bandas. A interface de aquisição de dados controla o

posicionador da antena e adquire o sinal recebido da antena.

O pacote de programas provê uma caixa de ferramentas para controle da rotação da

antena e aquisição de dados, bem como para a visualização das características da antena

medidas nos planos E e H. O pacote também inclui algoritmos para estimação da largura do

feixe e ganho da antena vindos de medidas ou dados externos.

Antenas disponíveis para 1 GHz:

• Dipolo (λ/2, λ, 3λ/2).

• Dipolo dobrado.

• Monopolo λ/4.

• Loops.

• Yagi.

92

Figura 3.47 Antenna Training and Measuring System[23].

Antenas disponíveis para 10 GHz:

• Guia de Onda Aberta.

• Cornetas.

• Aperture Array.

• Serial Patch.

• Parallel Patch.

• Helicoidais.

3.2.6 RCS Measurement System

O modelo CLRCS é um sistema de medida de RCS em modo pulsado que foi

especificamente projetado para operar em curta distância[24]. Suas especificações são as

constantes do Quadro 3.2.

Este radar pode produzir um Padrão de Seção Reta Radar (Figura 3.48) de alvos de até

75 cm de comprimento usando a largura de pulso de 5 ns.

O sistema também pode gerar imagens ISAR de alta resolução (Figura 3.49) de alvos

maiores usando uma largura de pulso mais estreita.

No modo ISAR, as resoluções em distância e cruzada são de 12 cm para um

comprimento máximo do alvo de 2,44 m. A resolução em distância cruzada pode ser

melhorada com a utilização de alvos de comprimentos reduzidos.

93

Especificações

Faixa de Freqüência 8,0 – 10 GHz

Antenas

18 dB (7,3 x 0,1 cm) Corneta,

27 dB (30 cm) Refletor Parabólico com alimentador

compensado

Sensibilidade 0,0002 m2 em 10 m.

Largura de Pulso Variável de 0,6 a 5,5 ns (1,2; 5,0 ns no modo calibrado)

Potência de Pico 200 mW

Alcance Até 14 m

Faixa Dinâmica 54 dB

Conversão A/D 10 bits

Quadro 3.2 Especificações do RCS Measurement System.

Por ser baseado em operação pulsada, o fabricante alega que o CLRCS não necessita

operar em uma câmara anecóica ou em ambiente aberto.

Figura 3.48 Padrão RCS polar de um alvo (míssil em escala reduzida) [24].

94

Figura 3.49 Imagens ISAR de alta resolução (modelo de um Boeing 747 em escala de 1:100)[24].

O Modelo CLRCS inclui um pedestal controlável, um suporte para alvos de baixa

Seção Reta Radar para conseguir medidas precisas de RCS e um computador pessoal

previamente configurado com as placas de I/O e software. Este PC não é opcional e deve ser

adquirido com o sistema.

3.2.7 Phased Array Antenna

A Lab-Volt Systems disponibiliza alguns modelos de antenas tipo Phased Array que

permitem abordar alguns princípios avançados sobre antenas usados em imageamento radar,

radares tridimensionais, etc.

Os dois exemplos para os quais foi possível obter informações técnicas são:

• Multi-Beam Phased Array Antenna, modelo 9556; e

• Radar Phased Array Antenna, modelo 8095-60.

3.2.7.1 Multi-Beam Phased Array Antenna

A Multi-Beam Phased Array Antenna (PAA), que pode ser vista na Figura 3.50, é

projetada para prover aos estudantes um exercício prático da teoria das antenas phased array.

Princípios avançados usados no campo de imageamento radar e sistemas de comunicação por

satélite são disponibilizados para os alunos por este pacote[25].

95

Figura 3.50 Multi-Beam Phased Array Antenna[25].

As especificações do modelo 9556 são as constantes do Quadro 3.3.

A PAA, acompanhada dos acessórios e materiais didáticos, é oferecida como

complemento da ampla seleção de antenas já disponíveis com o Lab-Volt Antenna Training

and Measuring System.

Especificações

Faixa de Freqüência 8,0 – 12,4 GHz

Ganho Total @ 10.52 GHz 10,0 – 13,0 dBi

Nível Máximo do Lóbulo

Lateral-15,0 dB

VSWR Máximo 1,8

Polarização Horizontal

Faixa de Varredura ± 35 º

Número de Feixes 8

Largura de Feixe 6 ± 1 º

Quadro 3.3 Especificações da Multi-Beam Phased Array Antenna[25].

A PAA usa Lente de Rotman em Microfita para modificar o desvio de fase de um

matriz linear de elementos irradiantes. Ela pode ser usada no modo de feixe único ou, com o

uso do combinador de potência incluído, ela pode operar com múltiplos feixes (Figura 3.51).

96

O feixe da antena pode ser dirigido para várias direções discretas pelo chaveamento do

conector de entrada de RF entre as portas de alimentação da PAA. Completamente passiva,

não necessitando de fonte de alimentação, a unidade PAA é projetada para ser montada no

Lab-Volt Antenna Positioner, modelo 9606.

3.2.7.2 Radar Phased Array Antenna

A Radar Phased Array Antenna (Figura 3.52), modelo 9612, é um complemento do

Lab-Volt Radar Training System que provê um treinamento nos princípios das antenas de

varredura eletrônica[26] . As suas especificações são as constantes do Quadro 3.4.

O direcionamento do feixe é obtido usando uma chave de microondas acoplada a uma

lente Rotman e um arranjo de fendas com derivações em antenas de microfita. Segundo o

fabricante[26], a RPAA é completamente compatível com o Lab-Volt Analog Radar Training

System (modelo 8095) e o Digital MTD/PPI Processor (modelo 9624) no modo PPI digital.

Figura 3.51 PAA operando com dois feixes simultâneos[25].

O Phased Array Antenna Controller (Figura 3.54) permite diferentes modos de

operação da RPAA. A antena pode ser configurada para varredura manual, contínua ou em

modo de travamento pela FRP. As velocidades de varredura podem ser de 25, 50, 75, 100,

200, 300 ou 600 varreduras por minuto.

97

Figura 3.52 Radar Phased Array Antenna[26].

Especificações

Faixa de Varredura ± 35 º

Passos / Feixes 16

Ganho 20 a 22 dBi

Largura de Feixe Horizontal 5 a 6 º

Velocidade de Varredura Selecionável de 25 a 600 varreduras por minuto

Quadro 3.4 Especificações da Radar Phased Array Antenna.

A varredura pode ser selecionada entre uma simples seqüência linear de varredura,

uma seqüência pseudo-aleatória ou uma seqüência única de feixe uniforme.

O indicador permite identificar que feixe da antena está selecionado, o ângulo de

direcionamento do feixe e a velocidade de varredura (varreduras por minuto). A unidade de

varreduras por minuto permite uma fácil comparação com a unidade de rotações por minuto

usada em refletores parabólicos de rotação mecânica.

98

4 LABORATÓRIO DE RADAR NO CEAAE

Neste capítulo será desenvolvida uma proposta para implementação de práticas

laboratoriais em tempo real no Curso de Especialização em Análise de Ambiente

Eletromagnético usando os recursos do Lab-Volt Radar Training System e equipamentos

associados disponibilizados pelo COMGAR para o ITA e GITE.

Esta proposta é formada de um conjunto de aulas práticas a serem realizadas durante

os módulos operacional (GITE) e técnico (ITA) do CEAAE. Os experimentos foram

escolhidos e organizados de forma a serem compatíveis com o programa atual do curso. Para

efeito deste trabalho não será avaliada a carga horária necessária a implementação das práticas

sugeridas.

O conjunto de práticas foi dividido em dois blocos básicos que se completam:

• Laboratório de radar no CEAAE – Módulo Operacional; e

• Laboratório de radar no CEAAE – Módulo Técnico.

4.1 LABORATÓRIO DE RADAR NO CEAAE – MÓDULO OPERACIONAL

No módulo operacional, vários fatores como o ambiente de instrução tática (BANT /

GITE), o programa e proposta metodológica do curso, os corpos discente e docente, etc.

contribuem para tornar o curso um fórum onde se compartilham experiências operacionais. A

escolha e distribuição das práticas para este módulo levaram este fator em consideração, bem

como o fato de que para a maioria dos alunos do curso, é nele que será feito o primeiro

contato com o Lab-Volt Radar Training System.

Tendo em vista que o módulo operacional corresponde ao Curso Básico de Guerra

Eletrônica ministrado no GITE, o conjunto de práticas escolhidas para este módulo também é

valido para o referido curso e foi dividido para efeito didático nos seguintes grupos de

instrução:

• Familiarização com o equipamento;

• Técnicas de rastreio eletrônico; e

• Guerra Eletrônica aplicada ao radar.

4.1.1 Familiarização com o Equipamento

O objetivo deste grupo de práticas é familiarizar o aluno com o Lab-Volt Radar

Training System de forma a permitir o manuseio adequado do equipamento e desta forma

99

obter o máximo de rendimento ao estudar as técnicas de rastreio eletrônico, bem como as

técnicas de CME e MPE em radares.

As práticas deste grupo necessitam dos seguintes conjuntos de equipamentos:

• Analog Radar Training System;

• Digital Radar Training System;

• Tracking Radar Training System; e

• Active Target Training System.

Este grupo é formado pelas seguintes práticas:

• Introdução ao Lab-Volt Analog Radar Training System;

• Indicador A-scope;

• Indicador PPI;

• Ajuste do radar CW;

• Ajuste do radar FM-CW;

• Introdução ao Lab-Volt Digital Radar Training System;

• Introdução ao Lab-Volt Tracking Radar Training System;

• Introdução ao Lab-Volt Radar Jamming Pod; e

• Uso do Radar Jamming Pod no despistamento em distância e ângulo;

4.1.1.1 Introdução ao Lab-Volt Analog Radar Training System

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com o Radar Training System,

incluindo o indicador A-scope e com as medidas de segurança aplicáveis a todos os sistemas

de radar. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Determinar os níveis de radiação produzidos pela antena tipo corneta e pelo refletor

parabólico;

2. Avaliar a conformidade destes valores com os padrões de segurança aceitos

mundialmente;

3. Identificar os principais elementos do Radar Training System, bem como o

posicionamento dos mesmos para a realização dos experimentos;

4. Identificar a disposição adequada dos módulos (empilhamento) para a montagem do radar

pulsado básico;

5. Identificar as medidas de segurança adequadas ao trabalho com equipamentos de

microondas;

6. Realizar os ajustes básicos (inicialização) do radar pulsado básico;

100

7. Realizar as conexões entre os elementos de forma a obter um radar pulsado básico;

8. Realizar o ajuste do modo de operação, freqüência e largura de pulso do Radar

Transmitter para o sistema de radar pulsado;

9. Realizar o ajuste do modo de operação e valor da FRP no Radar Synchronizer;

10. Realizar o posicionamento da Movable Target Table;

11. Realizar o ajuste do modo de operação do Target Controller, bem como o ajuste da

posição e velocidade do alvo;

12. Realizar o posicionamento dos alvos no mastro móvel;

13. Realizar o ajuste do modo de operação do Antenna Controller, bem como o ajuste da

posição e velocidade de rotação (módulo e sentido) da antena radar;

14. Realizar o ajuste da base de tempo, modo de disparo e sensibilidade do osciloscópio;

15. Realizar o ajuste da escala de distância da janela de amostragem do Dual-Channel

Sampler;

16. Realizar o ajuste da origem da janela de amostragem do Dual-Channel Sampler;

17. Realizar o alinhamento ótimo da antena com o alvo usando o controle de velocidade de

rotação da antena no Antenna Controller; e

18. Identificar a forma de apresentação dos alvos móveis e fixos no indicador A-scope.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 1-1 da referência 6, e os

procedimentos são os de número 1 a 19 do mesmo exercício.

4.1.1.2 Indicador A-scope

O objetivo deste exercício é fazer com que o aluno compreenda o relacionamento entre

a distância do alvo e o atraso entre a transmissão do pulso e a recepção do eco, bem como

familiarizar com o conceito de resolução em distância e como realizar sua medida com o

indicador A-scope. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Atuar sobre os controles de RANGE SPAN e ORIGIN de forma a calibrar o indicador A-

scope

2. Realizar medida de distância do alvo usando o indicador A-scope;

3. Compreender a relação entre a amplitude e fase do eco do alvo e o seu distância.

4. Determinar a resolução em distância do radar usando o indicador A-scope; e

5. Compreender o efeito da largura de pulso na resolução em distância.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 1-2 da referência 6, e os

procedimentos são os de número 1 a 22 do mesmo exercício.

101

4.1.1.3 Indicador PPI

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com a geração e uso do indicador PPI

e com os vários marcadores disponíveis no indicador, bem como habilitar o aluno a realizar

medidas de resolução em distância e ângulo do sistema radar usando o indicador PPI. Ao final

do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Identificar a disposição adequada dos módulos (empilhamento) para a montagem do radar

pulsado com indicador PPI;

2. Realizar as conexões entre os elementos de forma a obter um radar pulsado com indicador

PPI;

3. Realizar o ajuste das tensões de compensação das saídas amostradas do Dual Channel

Sampler através dos controles de compensação DC dos canais I e Q;

4. Realizar o ajuste do controle de ganho do Analog MTI Processor;

5. Compreender o efeito da variação da origem da janela de amostragem sobre a visualização

PPI;

6. Compreender a função e a operação do VRM;

7. Realizar a calibração do indicador PPI usando o VRM do PPI Scan Converter e o controle

da origem da janela de amostragem do Dual-Channel Sampler;

8. Compreender a função e a operação dos anéis de distância;

9. Compreender a função e a operação do EBL;

10. Realizar a determinação das coordenadas polares de alvos usando o indicador PPI.

11. Realizar a determinação da resolução angular do radar pulsado atuando sobre o controle

de ganho do Analog MTI Processor, de posição do Target Controller e EBL do PPI Scan

Converter;

12. Compreender os fatores que influenciam na diferença entre o valor da resolução angular

medida através do indicador PPI e a largura de feixe de 3 dB da antena radar;

13. Realizar a determinação da resolução em distância do radar pulsado atuando sobre o

controle de ganho do Analog MTI Processor, de posição do Target Controller e VRM do

PPI Scan Converter; e

14. Compreender os fatores que influenciam na diferença entre o valor medido da resolução

em distância e o valor calculado usando a largura de pulso.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 2-3 da referência 6, e os

procedimentos são os de número 1 a 22 do mesmo exercício.

102

4.1.1.4 Ajuste do radar CW

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com os princípios do radar CW e do

efeito Doppler. Ao final do exercício o aluno será capaz de:

1. Identificar a disposição adequada dos módulos (empilhamento) para a montagem do radar

CW;

2. Realizar as conexões entre os elementos de forma a obter um radar CW;

3. Atuar sobre o Target Controller de forma a obter o maior percurso possível para o alvo na

Movable Target Table;

4. Descrever o efeito Doppler provocado por um alvo móvel num sinal CW;

5. Determinar a relação entre o sinal na saída CW DOPPLER OUTPUT do Radar Receiver e

o movimento do alvo;

6. Medir a freqüência Doppler com o uso de um freqüencímetro;

7. Compreender a proporcionalidade entre a velocidade do alvo e a freqüência Doppler;

8. Compreender o conceito de Range Rate; e

9. Realizar a determinação do sentido de deslocamento do alvo através da fase do sinal

Doppler.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 3-1 da referência 6, e os

procedimentos são os de número 1 a 17 do mesmo exercício.

4.1.1.5 Ajuste do radar FM-CW

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com as técnicas usadas no radar FM-

CW. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Identificar a disposição adequada dos módulos (empilhamento) para a montagem do radar

FM-CW;

2. Realizar as conexões entre os elementos de forma a obter um radar FM-CW;

3. Realizar a montagem da antena tipo corneta e sua fixação no mastro fixo para a obtenção

da configuração bi-estática;

4. Compreender o relacionamento entre o sinal presente na saída CONTROL VOLTAGE

MONITOR OUTPUT e a freqüência do OSCILADOR DE RF do Radar Transmitter;

5. Compreender o efeito dos controles FREQUENCY e DEVIATION do Radar Transmitter

no sinal na saída CONTROL VOLTAGE MONITOR OUTPUT;

6. Analisar qualitativamente o sinal na saída FM-CW OUTPUT do Radar Receiver;

103

7. Compreender a relação entre a distância do alvo e o sinal na saída FM-CW OUTPUT do

Radar Receiver, bem como a razão deste relacionamento;

8. Medir a freqüência (freqüência de batimento fb) do sinal na saída FM-CW OUTPUT do

Radar Receiver;

9. Compreender a relação entre a freqüência de batimento fb e o desvio de freqüência ∆f;

10. Compreender a relação entre a freqüência de batimento fb e a freqüência de modulação fm;

11. Compreender os erros de medida inerentes à diferença de caminho entre os sinais

recebidos nas entradas RF INPUT e LOCAL OSCILLATOR INPUT do Radar Receiver;

12. Determinar o erro residual devido à diferença de percurso e suas causas principais; e

13. Compreender a relação entre a freqüência de batimento fb e a distância R.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 3-2 da referência 6, e os

procedimentos são os de número 1 a 16 do mesmo exercício.

4.1.1.6 Introdução ao Lab-Volt Digital Radar Training System

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com o Digital Radar Training System,

bem como habilitá-lo a montar e calibrar o sistema e usar todas as funções comuns dos modos

de operação PPI e MTD. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Identificar os principais elementos do Digital Radar Training System, bem como o

posicionamento dos mesmos para a realização do experimento;

2. Identificar a disposição adequada dos módulos (empilhamento) para a montagem do

sistema de radar digital;

3. Realizar as conexões entre os elementos de forma a obter um radar pulsado com

processamento digital de sinais;

4. Realizar os ajustes básicos no Digital MTD/PPI Processor ;

5. Realizar o ajuste do controle de ganho do Digital MTD/PPI Processor para que a

visualização de alvos contenha o mínimo de ruído;

6. Fazer uso do menu de ajuda do sistema de radar digital;

7. Controlar e obter informações de posição através dos periféricos de entrada e saída do

sistema de radar digital;

8. Realizar o ajuste das faixas de alcance no Dual-Channel Sampler e Digital MTD/PPI

Processor;

9. Realizar o acompanhamento da trajetória de um alvo móvel usando a função HISTORY;

10. Realizar a limpeza da tela através da função CLEAR;

11. Obter um mapa de fundo para a tela radar através da função GEOGRAPHY;

104

12. Obter a noção de distância dos alvos através da função RANGE RING;

13. Realizar a mudança do modo de operação PPI para o modo de operação MTD, e vice-

versa, através da função MODE;

14. Compreender o objetivo do MAGNITUDE DETECTOR do Digital MTD/PPI Processor;

e

15. Compreender o objetivo da função BASELINE ADJUSTMENT UPDATE do Digital

MTD/PPI Processor.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 1-1 da referência 27, e os

procedimentos são os de número 1 a 18 e 20 do mesmo exercício.

4.1.1.7 Introdução ao Lab-Volt Tracking Radar Training System

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com o Tracking Radar Training

System, bem como habilitá-lo a realizar o rastreamento manual de alvos tanto em distância

quanto em azimute. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Identificar os principais elementos do Tracking Radar Training System, bem como o

posicionamento dos mesmos para a realização do experimento;

2. Identificar a disposição adequada dos módulos (empilhamento) para a montagem do

sistema de radar de rastreio;

3. Realizar as conexões entre os elementos de forma a obter um radar de rastreio;

4. Realizar os ajustes básicos no Radar Target Tracker;

5. Realizar a calibração da origem do indicador tipo O-scope;

6. Compreender a relação entre o movimento do controle manual e a tensão de controle da

posição da range ate;

7. Realizar a medida da distância de um alvo fixo usando o radar de rastreio;

8. Realizar um contínuo acompanhamento em distância de um alvo móvel usando o radar de

rastreio;

9. Compreender a relação entre o movimento do controle manual e a tensão de controle de

rotação da antena;

10. Compreender a relação entre a polaridade da tensão de controle de rotação da antena e o

sentido de rotação da antena;

11. Realizar a medida do azimute de um alvo fixo usando o radar de rastreio;

12. Realizar um contínuo acompanhamento ângulo de um alvo móvel usando o radar de

rastreio;

105

13. Realizar um contínuo e simultâneo acompanhamento tanto em distância quanto em ângulo

de um alvo móvel usando o radar de rastreio; e

14. Compreender as limitações de velocidade inerentes ao sistema de rastreio manual de

alvos;

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 1 da referência 28, e os

procedimentos são os de número 1 a 21 do mesmo exercício.

4.1.1.8 Introdução ao Lab-Volt Radar Jamming Pod

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com o controle remoto, controles,

conectores de entrada/saída, acessórios e com os principais elementos do Lab-Volt Radar

Active Target (RAT), bem como transmitir um sinal de interferência e operar o repetidor do

Radar Jamming Pod. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Montar e configurar um sistema radar de rastreio usado para compor o ambiente de

Guerra Eletrônica;

2. Montar e ajustar o Radar Jamming Pod;

3. Inicializar o Radar Jamming Pod Remote Controller;

4. Compreender o método utilizado pelo no Radar Jamming Pod para garantir uma baixa

detectibilidade do sistema interferidor;

5. Compreender o processo de geração do sinal de eco repetido e suas características em

termos de distância radar;

6. Realizar a geração e controle do sinal de bloqueio de ponto através do Remote Controller;

e

7. Fazer com que o radar de rastreio perca o travamento usando o bloqueio de ponto.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 1-1 da referência 22, e os

procedimentos são os de número 1 a 25 do mesmo exercício.

4.1.1.9 Uso do Radar Jamming Pod no Despistamento em Distância e Ângulo

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com a operação do circuito repetidor

por linha de retardo do Radar Jamming Pod e a chave de modulação binária. Ao final do

exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Operar a linha de retardo programável do Radar Jamming Pod de forma a produzir sinais

para despistamento em distância; e

106

2. Operar a chave de modulação binária de forma a produzir sinais para despistamento

angular.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 2-1 da referência 22, e os

procedimentos são os de número 1 a 25 do mesmo exercício.

4.1.2 Técnicas de Rastreio Eletrônico

O objetivo deste grupo de práticas é explicar os princípios usados nos radares de

rastreio para obter o rastreio automático de alvos tanto em distância quanto em ângulo, bem

como analisar os fatores que influenciam na performance destes sistemas.

As práticas deste grupo necessitam dos seguintes conjuntos de equipamentos:

• Analog Radar Training System; e

• Tracking Radar Training System.

Este grupo é formado pelas seguintes práticas:

• Aplicação das Técnicas de Rastreio Automático em Distância;

• Uso das Técnicas de Rastreio Angular;

• Uso do Rastreio Automático em Ângulo;

• Análise da Performance do Rastreio em Distância e Ângulo (Erros causados pelo Radar);

e

• Análise da Performance do Rastreio em Distância e Ângulo (Erros causados pelo Alvo).

4.1.2.1 Aplicação das Técnicas de Rastreio automático em distância

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com o rastreio automático em

distância, bem como compreender a operação dos sistemas de rastreio em distância. Ao final

do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender a relação entre os pulsos nos sinais de controle das gates adiantada e

atrasada;

2. Compreender a relação entre a posição do marcador da range ate no indicador O-scope e a

posição no tempo dos pulsos dos sinais de controle das gates adiantada e atrasada;

3. Compreender a relação entre os sinais das gates adiantada e atrasada e o sinal de erro em

distância;

4. Compreender a relação entre a distância do alvo e o valor médio do sinal de erro em

distância;

107

5. Compreender o processo usado para ajustar a distância da range ate a partir do sinal de

erro em distância;

6. Compreender a relação entre a distância do alvo e as amplitudes dos sinais das gates

adiantada e atrasada;

7. Compreender a relação entre a amplitude dos sinais das gates adiantada e atrasada e o

ajuste do controle de limiar do Radar Target Tracker;

8. Compreender a influência do ajuste do controle de limiar do Radar Target Tracker e o

valor médio do sinal de erro;

9. Operar o radar de rastreio de forma a obter um rastreio automático em distância;

10. Compreender as diferenças existentes entre as características de rastreio das técnicas de

rastreio por divisão da range-gate e de rastreio em distância pela rampa de subida;

11. Compreender a influência da velocidade do alvo na capacidade do radar de rastreio manter

o travamento no alvo; e

12. Compreender o efeito da limitação da taxa de rastreio em distância na capacidade de

manter o travamento no alvo.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 2 da referência 28, e os

procedimentos são os de número 1 a 25 do mesmo exercício.

4.1.2.2 Uso das Técnicas de Rastreio Angular

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com os princípios básicos das

seguintes técnicas de rastreio angular: chaveamento de lóbulos, varredura cônica e

monopulso, bem como levá-lo a compreender como a técnica de chaveamento de lóbulos é

implementada no Lab-Volt Tracking Radar. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja

capaz de:

1. Compreender a relação entre a tensão DC aplicada na entrada de controle de lóbulo do

Radar Target Tracker e o chaveamento dos lóbulos da Dual-Feed Parabolic Antenna;

2. Realizar a medida do padrão de irradiação da Dual-Feed Parabolic Antenna;

3. Realizar a determinação da separação angular entre os lóbulos esquerdo e direito da Dual-

Feed Parabolic Antenna;

4. Realizar a determinação do nível máximo do feixe de duas vias, do nível de cruzamento

do feixe de duas vias e da perda no cruzamento; e

5. Compreender como o controle do chaveamento de lóbulo é realizado no Radar Target

Tracker.

108

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 3 da referência 28, e os

procedimentos são os de número 1 a 24 do mesmo exercício.

4.1.2.3 Uso do Rastreio automático em ângulo

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com o rastreio automático em ângulo,

bem como permitir a compreensão da operação do sistema de rastreio angular que usa a

técnica de rastreio em ângulo por chaveamento de lóbulos. Ao final do exercício espera-se

que o aluno seja capaz de:

1. Realizar a calibração do sistema de rastreio em ângulo do radar;

2. Compreender a relação entre os vários sinais usados para gerar o sinal de erro angular;

3. Compreender a relação entre o sinal de erro e a velocidade e sentido de rotação da antena;

4. Compreender a relação entre a polaridade da tensão de erro e a posição relativa do alvo

em relação à antena;

5. Compreender a relação entre a tensão de erro angular e o erro angular; e

6. Operar o sistema automático de rastreio de forma que a antena seja mantida apontada na

direção do alvo de forma automática.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 4 da referência 27, e os

procedimentos são os de número 1 a 24 do mesmo exercício.

4.1.2.4 Análise da Performance do Rastreio em Distância e Ângulo (Erros Causados pelo

Radar).

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com as fontes de erro dependentes do

radar que limitam a performance do rastreio em distância e ângulo. Ao final do exercício

espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Medir o erro de distância provocado pela mudança da origem;

2. Identificar o tipo de erro provocado pela modificação da origem que afeta as medidas de

distância;

3. Determinar a situação do balanceamento da antena radar;

4. Compreender o efeito do desbalanceamento da antena no rastreio angular realizado

através do chaveamento de lóbulos;

5. Determinar a tensão de erro angular para baixas e altas relações sinal-ruído na entrada do

receptor radar;

109

6. Compreender o efeito da relação sinal ruído na entrada do receptor radar e o valor da

tensão de erro angular;

7. Compreender o tipo de erro que o ruído termal provoca nas medidas de rastreio em

distância e ângulo;

8. Compreender o efeito na amplitude do eco do alvo provocada pela variação da distância

radar e da seção reta radar no sistema de rastreio angular;

9. Compreender o efeito do CAG na redução do hunting devido às variações de amplitude

provocadas pela distância radar e pela seção reta radar no sistema de rastreio angular;

10. Compreender a relação entre a direção do alvo e a polaridade da tensão de erro angular;

11. Realizar a medida do valor médio da tensão de erro angular; e

12. Compreender a relação entre o erro de rastreio angular e a velocidade do alvo.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 5 da referência 28, e os

procedimentos são os de número 1 a 24 do mesmo exercício.

4.1.2.5 Análise da Performance do Rastreio em Distância e Ângulo (Erros causados pelo

Alvo)

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com os erros causados pelo alvo que

limitam a performance do rastreio em distância e ângulo. Ao final do exercício espera-se que

o aluno seja capaz de:

1. Compreender o efeito da mudança de orientação do alvo na distância apresentada no

indicador RANGE GATE DISTANCE do Target Tracker;

2. Compreender o efeito da mudança de orientação do alvo na posição angular do alvo

indicada pelo indicador do Antenna Controller.

3. Determinar a variação de freqüência necessária para que as medidas das coordenadas do

alvo sejam independentes de sua orientação;

4. Ajustar o Radar Transmitter para operar em modo de agilidade de freqüência; e

5. Compreender como a agilidade de freqüência pode ser usada para reduzir o erro de

rastreio.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 6 da referência 28, e os

procedimentos são os de número 1 a 19 do mesmo exercício.

110

4.1.3 Guerra Eletrônica Aplicada ao Radar

O objetivo deste grupo de práticas é prover instrução nos princípios de Guerra

Eletrônica aplicados aos radares de busca e rastreio. Estes princípios são atingidos

examinando as vulnerabilidades presentes na maioria dos radares modernos. O grupo de

práticas proposto abrange as áreas de CME e MPE e foi escolhido a partir da análise do

equipamento atualmente disponível e do manual do estudante[22] do Active Target Training

System cedido por cortesia pelo Srs. Arnaldo Ortiz Clemente e Marcelo Schadeck,

respectivamente o Diretor Técnico e o Gerente de Negócios da LabSis Sistemas Educacionais,

empresa representante da Lab-Volt Systems Inc. no Brasil.

Não foram incluídas práticas abordando a área de MAGE em virtude do equipamento

atualmente disponível não ter sido projetado para este fim e também por não ter sido possível

obter documentação técnica mais profunda sobre outros sistemas em fase de aquisição.

Entretanto, vislumbra-se que o Antenna Training and Measuring System poderá ser útil nesta

área, uma vez que o mesmo possui interface para controle da antena e aquisição de dados

usando o computador, possibilitando desta forma que sejam desenvolvidos programas

aplicativos para convertê-lo em uma plataforma de MAGE.

As práticas deste grupo deste necessitam dos seguintes conjuntos de equipamentos:

• Analog Radar Training System;

• Tracking Radar Training System; e

• Active Target Training System.

Este grupo é formado pelas seguintes práticas:

• Aplicação do Bloqueio de Ponto e Determinação da Distância de Burn-Through;

• Uso do Bloqueio de Barragem contra Radares com Agilidade de Freqüência;

• Uso do Rastreio pelo Bloqueio e da Integração de Pulsos contra o Bloqueio de Barragem;

• Uso da Discriminação Direcional contra o Bloqueio pelo Lóbulo Lateral;

• Aplicação da técnica Range Gate Pull-Off;

• Uso da Tecnologia Stealth na Redução da RCS;

• Uso de Sinais Modulados em Amplitude no Despistamento em Ângulo;

• Uso do Despistamento de Polarização Cruzada;

• Uso das Técnicas de Despistamento Cooperativo;

• Uso de Nuvens de Chaff como Despistadores; e

• Despistamento com Nuvens de Chaff.

111

4.1.3.1 Aplicação do Bloqueio de Ponto e Determinação da Distância de Burn-Through

O objetivo deste exercício é demonstrar o uso do bloqueio de ponto como CME contra

a detecção radar, bem como apresentar o conceito de distância de burn-through. Ao final do

exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender as limitações do bloqueio de ponto como técnica de CME;

2. Compreender o efeito do ruído térmico sobre o receptor radar;

3. Compreender o efeito provocado pelo sinal de bloqueio de ponto no receptor radar;

4. Compreender como o bloqueio de ponto pode provocar a perda de travamento no rastreio

do alvo;

5. Compreender o conceito de distância de burn-through; e

6. Compreender os fatores que determinam a distância de burn-through.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 1-2 da referência 22, e os

procedimentos são os de número 1 a 27 do mesmo exercício.

4.1.3.2 Uso do Bloqueio de Barragem contra Radares com Agilidade de Freqüência

O objetivo deste exercício é demonstrar a agilidade de freqüência como medida de

proteção eletrônica contra o bloqueio de ponto, justificar o uso do bloqueio de barragem

contra radares com agilidade de freqüência, bem como comparar o nível de interferência

induzido que o sinal de bloqueio de barragem produz no receptor radar com o que é criado

pelo sinal de bloqueio de ponto. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender a relação entre a largura de banda do receptor e o efeito sobre o bloqueio de

ponto;

2. Compreender o conceito de agilidade de freqüência aplicado ao sistema radar;

3. Compreender o conceito de bloqueio de barragem;

4. Compreender o efeito do bloqueio de barragem sobre a potência de ruído induzida no

receptor radar;

5. Determinar o nível de ruído aplicado no receptor pelos bloqueios de ponto e barragem;

6. Determinar a relação entre os níveis de potência de ruído para os bloqueios de ponto e

barragem;

7. Compreender como a agilidade de freqüência pode ser usada para forçar o interferidor a

mudar de bloqueio de ponto para bloqueio de barragem;

8. Determinar a largura de banda do receptor radar; e

112

9. Compreender de que maneira a densidade espectral de potência se distribui dentro da

largura de banda no sinal de bloqueio de barragem.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 1-3 da referência 22 e os

procedimentos são os de número 1 a 37 do mesmo exercício.

4.1.3.3 Uso do Rastreio pelo Bloqueio e da Integração de Pulsos contra o Bloqueio de

Barragem

O objetivo deste exercício é demonstrar o efeito da integração de vídeo quando o radar

é submetido ao bloqueio de ponto e demonstrar que, por causa da existência de radares

capazes de rastrear pelo bloqueio, o indiscriminado uso do bloqueio deve ser evitado. Ao final

do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender as características do jamming strobe;

2. Compreender o efeito da integração de vídeo quando um radar é submetido ao bloqueio de

ponto;

3. Compreender porque o uso indiscriminado do bloqueio deve ser evitado;

4. Compreender a relação entre a integração de pulso, a relação sinal-ruído no receptor e a

distância de burn-through;

5. Compreender o processo de integração não-coerente;

6. Determinar o fator de melhoria de integração de um radar;

7. Compreender o efeito do processo de track-on jamming contra o bloqueio de barragem; e

8. Compreender as técnicas de triangulação usadas no sistema de track-on jamming.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 1-4 da referência 22 e os

procedimentos são os de número 1 a 50 do mesmo exercício.

4.1.3.4 Uso da Discriminação Direcional contra o Bloqueio pelo Lóbulo Lateral

O objetivo deste exercício é demonstrar que o bloqueio pode ser injetado no receptor

radar através dos lóbulos laterais da antena radar, esboçar os efeitos de um bloqueio efetivo

pelos lóbulos laterais e apresentar as técnicas de discriminação espacial em antenas. Ao final

do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender a diferença entre o bloqueio pelo lóbulo principal e pelo lóbulo lateral sob o

ponto de vista do operador radar;

2. Compreender a diferença de recursos necessários para que um bloqueio seja caracterizado

como sendo no lóbulo principal ou no lóbulo secundário;

113

3. Compreender o conceito de discriminação espacial como técnica de MPE; e

4. Compreender o efeito do bloqueio pelo lóbulo lateral em um radar usando a técnica de

MPE track-on-jamming.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 1-5 da referência 22, e os

procedimentos são os de número 1 a 23 do mesmo exercício.

4.1.3.5 Aplicação da técnica Range Gate Pull-Off

O objetivo deste exercício é permitir ao aluno adquirir o conhecimento básico sobre

como as técnicas de despistamento em distância são implementadas contra um radar de

rastreio e familiarizá-lo com as medidas de proteção mais comuns contra o RGPO. Ao final

do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender as fases do despistamento por RGPO;

2. Compreender o efeito do limitador da range-rate sobre o RGPO;

3. Compreender o efeito da função de rastreio leading-edge sobre o RGPO;

4. Compreender a diferença entre a range gate pull-off (RGPO) e a range gate pull-in

(RGPI); e

5. Avaliar a vantagem do uso de um atraso contínuo em relação a um atraso discreto na

implementação da técnica de RGPO;

6. Deduzir as fases do despistamento do tipo velocity-gate pull-off passível de utilização

contra radares que usam um ciclo de rastreio da velocidade Doppler para prover medida

direta à range-rate do alvo.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 2-2 da referência 22, e os

procedimentos são os de número 1 a 27 do mesmo exercício.

4.1.3.6 Uso da Tecnologia Stealth na Redução da RCS

O objetivo deste exercício é introduzir o material básico e os princípios de projeto

associados com a tecnologia stealth e usar estes princípios para obter redução substancial no

número e amplitude dos pontos de eco no padrão de RCS do Radar Jamming Pod. Ao final do

exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender a importância do número de superfícies visíveis ao radar no projeto stealth;

2. Compreender a importância do uso de segmentos planos inclinados de forma a direcionar

a energia radar incidente para fora do setor de ameaça no projeto stealth; e

3. Compreender a utilidade dos materiais absorvedores de radiação no projeto stealth.

114

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 2-3 da referência 22, e os

procedimentos são os de número 1 a 37 do mesmo exercício.

4.1.3.7 Uso de Sinais Modulados em Amplitude no Despistamento em Ângulo

O objetivo deste exercício é demonstrar o efeito do ruído modulado em amplitude, do

despistamento por ganho inverso nos radares com sequenciamento de lóbulos e esboçar as

razões porque a agilidade de FRP é uma MPE efetiva contra o despistamento por ganho

inverso. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender os efeitos do despistamento assíncrono por ganho inverso no rastreio radar

usando um sinal de ruído modulado em amplitude e um sinal de repetição modulado em

amplitude;

2. Avaliar o efeito da agilidade de FRP como MPE contra o despistamento usando sinal de

ruído modulado em amplitude e sinal de repetição modulado em amplitude; e

3. Compreender como o feixe adicional usado na técnica de varredura com compensação age

como MPE contra o despistamento por ganho inverso.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 3-1 da referência 22, e os

procedimentos são os de número 1 a 32 do mesmo exercício.

4.1.3.8 Uso do Despistamento de Polarização Cruzada

O objetivo deste exercício é introduzir o conceito de polarização da antena e

demonstrar o efeito do despistamento de polarização cruzada no sinal de erro angular de um

radar de rastreio. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Determinar o tipo de polarização usada pelo Radar Jamming Pod;

2. Compreender como a agilidade de polarização pode ser usada como MPE contra o

bloqueio;

3. Medir o sinal de erro angular do radar como função da posição atual do Radar Jamming

Pod utilizando um sinal de despistamento co-polarizado e um de polarização cruzada;

4. Determinar a resposta radar aos sinais de bloqueio co-polarizados e aos de polarização

cruzada;

5. Compreender as vantagens de se utilizar à polarização cruzada contra os radares de

rastreio; e

6. Compreender o efeito do despistamento de polarização cruzada sobre o rastreio angular de

alvos

115

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 3-2 da referência 22, e os

procedimentos são os de número 1 a 37 do mesmo exercício.

4.1.3.9 Uso das Técnicas de Despistamento Cooperativo

O objetivo deste exercício é introduzir as técnicas de despistamento cooperativo,

diferenciar o despistamento por múltiplas fontes coerentes do despistamento por múltiplas

fontes não-coerentes, bem como demonstrar dois tipos de despistamento por múltiplas fontes

não coerentes: despistamento alternado em formação e despistamento em formação. Ao final

do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender como o despistamento alternado em formação induz erros de rastreio

angular na antena do radar;

2. Determinar a largura de banda do servomecanismo de rastreio angular do radar de

rastreio;

3. Compreender a relação entre o erro de rastreio angular na antena do radar e a taxa de

comutação do sinal de despistamento alternado em formação;

4. Compreender as características e limitações da técnica de despistamento em formação;

5. Compreender a diferença entre a implementação coerente e a não-coerente das técnicas de

despistamento cooperativo; e

6. Compreender a importância da largura de banda do servomecanismo de rastreio angular

do radar na implementação da técnica de despistamento alternado em formação.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 3-3 da referência 22, e os

procedimentos são os de número 1 a 30 do mesmo exercício.

4.1.3.10 Uso de Nuvens de Chaff como Despistadores

O objetivo deste exercício é demonstrar o chaff como um método para negar a

informação do alvo para o radar e avaliar se o processamento MTI é uma técnica efetiva de

processamento anti-chaff para radares. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz

de:

1. Compreender as características físicas das fibras usadas nas nuvens de chaff;

2. Compreender o efeito do chaff na detecção de alvos em radares de busca;

3. Avaliar a efetividade do processamento MTI como MPE contra chaff; e

4. Compreender o conceito de blindagem relacionado à nuvem de chaff.

116

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 4-1 da referência 22, e os

procedimentos são os de número 1 a 21 do mesmo exercício.

4.1.3.11 Despistamento com Nuvens de Chaff

O objetivo deste exercício é demonstrar o efeito em um radar de rastreio do chaff de

autoproteção e do chaff iluminado. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender o uso do chaff como autoproteção contra radar de rastreio;

2. Compreender o efeito da técnica de despistamento por iluminação de chaff;

3. Compreender porque o MTI e os radares pulso Doppler são ineficientes para rejeitar ecos

de chaff lançados por navios;

4. Compreender porque o MTI e os radares pulso Doppler são ineficientes para rejeitar o

despistamento produzido por ecos de chaff iluminado.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 4-2 da referência 22, e os

procedimentos são os de número 1 a 27 do mesmo exercício.

4.2 LABORATÓRIO RADAR NO CEAAE – MÓDULO TÉCNICO

O módulo técnico do CEAAE possui uma estrutura metodológica que se

operacionaliza através de um conjunto de disciplinas que se complementam e interagem de

forma a permitir ao aluno apreender os princípios e técnicas envolvidos nos equipamentos e

sistemas de GE. Esta interdisciplinaridade também foi levada em conta no processo de

compilação e desenvolvimento do conjunto de práticas para o módulo técnico. Este conjunto

de práticas materializa este conceito de interdisciplinaridade na figura do Lab-Volt Radar

Training System.

As práticas desenvolvidas pelo autor juntamente com os exercícios aproveitados dos

Manuais do Estudante da Lab-Volt: Principles of Radar Systems[6], Analog MTI

Processing[29], Tracking Radar[28] e Digital MTD Processing[27]; evidenciam esta concepção

metodológica. Outro fator que orientou o desenvolvimento de novos experimentos foi a

necessidade de permitir ao aluno do módulo técnico se familiarizar com a operação de

instrumentos de medida como o osciloscópio e o analisador de espectro. Isto irá facilitar os

trabalhos de coleta de dados experimentais para o desenvolvimento dos Trabalhos Individuais

do curso e em projetos futuros. Estas habilidades adquiridas, além de tornar mais rápida a

execução dos aparatos, permite ao aluno aproveite melhor o instrumental existente no

laboratório.

117

Para atingir estes objetivos o conjunto de práticas para o módulo técnico foi dividido

nos seguintes grupos:

• Fundamentos de Microondas;

• Antenas e Propagação;

• Probabilidade e Variáveis Aleatórias;

• Princípios de Telecomunicações;

• Processamento Radar.

4.2.1 Fundamentos de Microondas

Na análise dos experimentos a serem desenvolvidos para o grupo de Fundamentos de

Microondas procurou-se evidenciar as qualidades do equipamento para a produção e recepção

de microondas, bem como introduzir o uso do osciloscópio e do analisador de espectro como

elementos para análise dos fenômenos eletromagnéticos tanto no domínio do tempo quanto no

domínio da freqüência. O uso do Target Positioning System em associação com o

discriminador de fase do Radar Receiver permitiram trabalhar a dimensão espacial

relacionada à propagação de ondas eletromagnéticas.

Para as práticas deste grupo serão necessários os componentes do Analog Radar

Training System e os instrumentos de medida mencionados anteriormente.

Este grupo é formado pelas seguintes práticas:

• Geração e Recepção de Ondas Eletromagnéticas;

• Medida do Comprimento de Onda; e

• Caracterização de Dispositivo de Microondas.

4.2.1.1 Geração e Recepção de Ondas Eletromagnéticas

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com os princípios de geração e

recepção de microondas usados nos sistemas de radar. Ao final do exercício espera-se que o

aluno seja capaz de:

1. Determinar a relação entre a tensão de controle e a freqüência do oscilador de RF do

Radar Transmitter;

2. Reconhecer a forma de onda do sinal de saída do gerador de pulso do Radar Transmitter

para as várias larguras de pulso;

3. Calcular o ciclo de trabalho do sinal de saída do gerador de pulso do Radar Transmitter;

4. Relacionar o sinal de eco recebido com o sinal de saída do gerador de pulso;

118

5. Constatar a relação de quadratura de fase entre os sinais pulsados na saída dos canais I e Q

do Radar Receiver; e

6. Compreender a necessidade do sinal de referência para a conversão do sinal de RF

recebido para banda base.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 2-1 da referência 6, e os

procedimentos são os de número 1 a 13 do mesmo exercício.

4.2.1.2 Medida do Comprimento de Onda

O objetivo deste exercício é demonstrar a propagação de ondas eletromagnéticas no ar.

Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender o processo de detecção de fase;

2. Compreender o processo de propagação de ondas eletromagnéticas no ar; e

3. Medir o comprimento de uma onda eletromagnética.

Fundamentação teórica: O receptor de radar coerente usa um detector de fase para

produzir o sinal de vídeo. A saída do detector de fase é um sinal pulsado bipolar cuja

amplitude depende da fase do sinal de entrada do detector de fase relativa ao sinal de

referência coerente, como apresentado na Figura 4.1. Este sinal de saída é chamado de vídeo

coerente. No exercício, usa-se o detector de fase para determinar a fase do sinal pulsado

coerente em varias distâncias da antena transmissora e desta forma medir o comprimento de

onda do sinal transmitido.

Figura 4.1 Detecção de fase.

119

Para este exercício serão necessários os equipamentos constantes do Quadro 4.1.

DESCRIÇÃO MODELO

Power Supply / Antenna Motor Driver 9601

Radar Synchronizer / Antenna Controller 9602

Rotating-Antenna Pedestal 9603

Radar Antenna 9604

Dual-Channel Sampler 9605

Radar Transmitter 9620

Radar Receiver 9621

Osciloscópio -

Connection Cables and Accessories 9690

Horn 9535

Quadro 4.1 Equipamento - Medida do Comprimento de Onda.

Os procedimentos correspondentes a este exercício são os seguintes:

1. Posicionar o sistema conforme mostra a Figura 4.2.

Figura 4.2 Medida do comprimento de onda: posicionamento do equipamento.

120

2. Conectar os módulos conforme a Figura 4.3.

Figura 4.3 Medida do comprimento de onda: configuração do equipamento.

3. Ajustar e calibrar o sistema. Ajustar o OSCILADOR DE RF para a freqüência de 10 GHz

e o osciloscópio para base de tempo X-Y, sensibilidade do canal X em 0.1 V/DIV

(acoplamento DC) e o canal Y em 0.5 V/DIV (acoplamento AC).

4. A antena tipo corneta deve ser fixada no mastro móvel conforme mostra a Figura 4.4.

Figura 4.4 Fixação da antena tipo corneta.

121

5. Usando o modo de posição do Target Controller, observar a amplitude do sinal detectado

enquanto varia a distância entre as antenas (Figura 4.5).

Figura 4.5 Movimentação da antena receptora.

6. Usando o Target Controller, medir a variação entre dois máximos positivos ou dois

máximos negativos do sinal detectado (Figura 4.6). Registrar o resultado obtido.

Figura 4.6 Máximo positivo do sinal detectado.

122

7. Diminuir a freqüência do OSCILADOR DE RF para 8 GHz e repetir a medida.

8. Comparar os resultados com o valor esperado usando:

tfc=λ (4.1)

4.2.1.3 Caracterização de Dispositivo de Microondas

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com a análise de dispositivos de

microondas no domínio da freqüência. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz

de:

1. Compreender o funcionamento do Circulador de Ferrite como Duplexador;

2. Determinar os parâmetros de interesse em um circulador;

3. Usar o Radar Transmitter no modo FM-CW como gerador de varredura em freqüência;

4. Usar o analisador de espectro em associação ao gerador de varredura para medir a

resposta em freqüência de um dispositivo de microondas.

Fundamentação Teórica: O analisador de espectros (Figura 4.7) é um instrumento

utilizado para a análise de sinais alternados no domínio da freqüência. Possui certa

semelhança com um osciloscópio, uma vez que o resultado da medida é apresentado em uma

tela, tendo a amplitude na vertical e a freqüência na horizontal[30].

Figura 4.7 Analisador de Espectro.

123

Um analisador de espectros é essencialmente um receptor de rádio passivo, com uma

interface gráfica (indicador) para a análise e medida do sinal no domínio da freqüência. Os

analisadores de espectros indicam geralmente a informação contida no sinal de forma direta,

tais como a tensão, a potência, o período e a freqüência.

A análise espectral de um sinal fornece informação adicional difícil de ser obtida numa

análise temporal (osciloscópio). Por exemplo, ao analisarmos um sinal senoidal levemente

distorcido em função do tempo, dificilmente percebemos essa imperfeição. Na análise no

domínio da freqüência, pequenas distorções e imperfeições (que implicam em componentes

de freqüência diferentes) são facilmente identificadas, pois cada componente de freqüência é

visualizada separadamente.

As escalas vertical (amplitude) e horizontal (freqüência) de um analisador de espectros

são em geral logarítmicas, o que facilita a leitura de sinais de baixa amplitude. Assim, a

amplitude pode ser diretamente lida em dB (unidade mais usual em sistemas de comunicação)

e na escala horizontal, um amplo espectro de freqüências pode ser visualizado

simultaneamente.

O Circulador de Ferrite é um dispositivo direcional de três portas que pode ser usado

como um duplexador para transmissão e recepção usando a mesma antena(transmissão /

recepção) (Figura 4.8).

Figura 4.8 Circulador de Ferrite.

124

O calculo da perda por inserção no trecho entre a entrada de RF e a saída da junta

rotativa será dada por:

=

OUT

IN

P

PP 10log10 (4.2)

Para o cálculo da isolação aplica-se o sinal na junta rotativa e mede-se o sinal que

emerge na entrada de RF. A saída RF OUTPUT deve ser provida com uma carga casada.

Para este exercício será necessário o equipamento constante do Quadro 4.2.

.

DESCRIÇÃO MODELO

Power Supply / Antenna Motor Driver 9601

Rotating-Antenna Pedestal 9603

Radar Transmitter 9620

Connection Cables and Accessories 9690

Analisador de Espectro (mínimo: 8 – 10 GHz) -

Osciloscópio -

Quadro 4.2 Equipamento : Usando o Circulador como Duplexador.

Os procedimentos correspondentes a este exercício são os seguintes:

1. Realizar a calibração do analisador de espectro;

2. Realizar a calibração do osciloscópio;

3. Conectar o equipamento conforme a Figura 4.9(a);

4. Colocar o seletor DA FREQUÊNCIA DO OSCILADOR DE RF na posição CAL. e a

chave RF POWER na posição ON. Registrar o nível de potência como referência;

5. Conectar o equipamento conforme a Figura 4.9(b);

6. Medir o nível de potência na saída da junta rotativa e calcular a perda por inserção;

7. Colocar a chave RF POWER do Radar Transmitter na posição STANDBY e refazer as

conexões conforme a Figura 4.9(c);

8. Medir a potência que emerge na RF INPUT e calcular o fator de isolação;

9. Mudar o seletor da freqüência do oscilador de RF para a posição MOD. e ajustar os

controles DEVIATION e FREQUENCY da seção FREQUENCY MODULATION do

Radar Transmitter nas suas posições máximas e observar no osciloscópio a tensão de

125

controle do VCO (CONTROL VOLTAGE MONITOR OUTPUT). Registrar e analisar o

gráfico da resposta espectral do circulador (sentido reverso).

a) Calibração dos instrumentos. b) Configuração para medida da perda por inserção.

c) Configuração para medida do fator de isolação.

Figura 4.9 Caracterização de dispositivo de microondas.

126

4.2.2 Antenas e Propagação

Para este grupo foi selecionada uma prática que evidencia o relacionamento da

disciplina com o sistema radar.

4.2.2.1 Determinação do Padrão de Radiação da Antena Radar

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com a função da antena radar e suas

características intrínsecas. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Plotar o padrão de radiação da antena radar;

2. Determinar a largura de feixe de 3 dB da antena radar; e

3. Determinar a resolução angular aproximada da antena radar.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 1-3 da referência 6, e os

procedimentos são os de número 1 a 20 do mesmo exercício.

4.2.3 Probabilidade e Variáveis Aleatórias

Para este grupo foi selecionada uma prática que evidencia a aplicação da teoria de

decisão estatística[31] nos sistemas de radar, bem como familiariza o aluno com o uso do

contador digital.

4.2.3.1 Aplicação da Probabilidade na Detecção Radar

O objetivo deste exercício é demonstrar a aplicação dos conceitos de probabilidade e

variáveis aleatórias na detecção radar. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz

de:

1. Compreender o conceito de limiar de detecção;

2. Compreender o conceito de falso alarme e de perda de detecção;

3. Compreender os conceitos de taxa de falso alarme e de tempo de falso alarme;

4. Relacionar a probabilidade de falso alarme com os seguintes parâmetros: o limiar de

detecção, a tensão de ruído na saída do detector de envelope e o tempo médio de falso

alarme;

5. Ajustar o nível da tensão de ruído de forma a obter uma dada probabilidade de falso

alarme;

6. Relacionar a probabilidade de detecção e a relação sinal-ruído na entrada do detector de

envelope; e

127

7. Compreender a relação de compromisso entre a probabilidade de detecção e a

probabilidade de falso alarme e a importância da relação sinal-ruído na saída do receptor.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 2-1 da referência 29, e os

procedimentos são os de número 1 a 21 do mesmo exercício.

4.2.4 Princípios de Telecomunicações

Para este grupo foi escolhida uma prática que evidencia a aplicação dos conceitos da

teoria de Fourier aos sinais de radar.

4.2.4.1 Medida dos Sinais de Radar no Domínio da Freqüência

O objetivo deste exercício é a observação dos vários sinais do Radar Transmitter no

domínio da freqüência. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Ajustar o analisador de espectro para medida de sinais;

2. Compreender as características do espectro de freqüências do sinal do oscilador de RF;

3. Compreender o efeito provocado no espectro de freqüências na saída do Gerador de Pulso

pela variação da FRP e da largura de pulso.

Fundamentação teórica: O analisador de espectro foi originalmente projetado para

visualizar a saída dos transmissores de radar. Um sinal de radar pulsado é um trem de pulsos

de RF com taxa de repetição constante, largura de pulso e forma constante, e amplitude

constante. Pela observação das características espectrais, todas as propriedades importantes do

sinal pulsado, como a largura de pulso, banda ocupada, ciclo de trabalho, potência média e de

pico, etc., podem ser medidas facilmente e com grande precisão[32].

A formulação da onda quadrada a partir de uma onda senoidal fundamental e seus

harmônicos impares e uma boa forma de iniciar uma explanação sobre a visualização para

ondas não-senoidais. Ao plotar de uma vez só uma onda senoidal e seus harmônicos impares

em uma folha de papel milimetrado e então somando seus valores instantâneos, se houver

harmônicos suficientes plotados nas suas corretas amplitudes e fases, a forma de onda

resultante irá se aproximar de uma onda quadrada. A freqüência fundamental determina a

razão da onda quadrada, e a amplitude dos harmônicos varia inversamente com seu número.

Um pulso retangular é meramente uma extensão deste princípio, e pela mudança das

amplitudes e fases relativas de seus harmônicos tanto pares quanto impares, podemos plotar

um infinito número de formas de onda. O Analisador de Espectro efetivamente plota as

formas de onda e apresenta a onda fundamental e cada harmônica contida na forma de onda.

128

Considere um perfeito trem de pulsos retangular como mostrado na Figura 4.10(a),

perfeito com relação ao tempo de subida que é zero e sem sobreposição ou outras aberrações.

Este pulso é mostrado no domínio do tempo e deseja-se examinar o espectro que deve

quebrá-lo em suas componentes individuais de freqüência.

(a) Pulso periódico retangular. (b) Sinal Fundamental e Harmônicos.

Figura 4.10 Pulsos retangulares.

A Figura 4.10(b) mostra a superposição do sinal fundamental e seu segundo

harmônico somados com um tensão constante para mostrar como o pulso começa a tomar

forma quando mais harmônicos são plotados. Se um infinito número de harmônicos fossem

plotados, o resultado seria um pulso retangular perfeito. O gráfico do espectro resultante seria

como mostrado na Figura 4.11.

Figura 4.11 Espectro de um pulso retangular.

129

O envelope deste gráfico segue uma função cuja forma básica é :

x

senxy = (4.3)

Existe um ponto importante que deve ser esclarecido antes de seguir na análise da

visualização. Foi falado sobre uma onda quadrada e um pulso sem nenhuma relação com

portadora ou modulação. Com este conhecimento é possível aplicar uma forma de onda

pulsada para modular em amplitude uma portadora de RF. Isto produz somas e diferenças na

portadora e todas as suas componentes harmônicas contidas no pulso modulador.

A idéia de modulação em amplitude por pulso é a mesma da usada para um tom único,

com exceção que o pulso é composto por vários tons, deste modo produz múltiplas bandas

laterais com são normalmente chamadas as linhas espectrais de um indicador analisador. Na

realidade, haverá duas vezes mais bandas espectrais ou linhas espectrais que os harmônicos

contidos no pulso modulador.

A Figura 4.12 mostra o gráfico espectral resultante da modulação em amplitude de

uma portadora senoidal por um sinal retangular. As linhas individuais representam o produto

da modulação da portadora e a freqüência de repetição de pulso modulante com seus

harmônicos.

Figura 4.12 Espectro de uma portadora senoidal modulado em amplitude por um pulso retangular.

Assim, as linhas serão espaçadas em freqüência pela freqüência de repetição de pulsos

presente. As freqüências das linhas espectrais podem ser expressas como:

130

FRPnFF rL ⋅±= (4.4)

Onde

Fr = freqüência da portadora;

FRP = freqüência de repetição de pulso;

n = 0, 1, 2, 3 ...

O “lóbulo principal” no centro e os “lóbulos laterais” são mostrados como grupos de

linhas espectrais estendidas acima e abaixo da linha base. Para pulsos retangulares perfeitos e

outras funções cuja derivada são descontínuas em algum ponto, o número de lóbulos laterais é

infinito[32].

O lóbulo principal contém a freqüência da portadora representada pela longa linha

espectral no centro. A amplitude das linhas espectrais que formam os lóbulos variam como

uma função da freqüência de acordo com a expressão:

2

2sin

τω

τω

(4.5)

para um pulso retangular perfeito.

Assim, para uma dada freqüência da portadora, os pontos aonde estas linhas vão para

amplitude zero são determinados apenas pela largura de pulso modulante. Quando a largura

de pulso se torna mais curta, os mínimos do envelope se deslocam mais para longe da

freqüência da portadora, e os lóbulos se tornam mais largos. A largura em freqüência dos

lóbulos laterais está relacionada com a largura de pulso modulante pela expressão f = 1/τ.

Desde que o lóbulo principal contém a origem do espectro (a freqüência da portadora), os

lóbulos laterais inferior e superior se entendem deste ponto formando um lóbulo principal de

largura igual a 2/τ. Relembra-se, entretanto, que o número total de lóbulos laterais permanece

constante enquanto a qualidade do pulso, ou forma, permanece inalterada e apenas a taxa de

repetição é variada. A Figura 4.13 compara os gráficos do espectro para duas larguras de

pulso, cada uma com duas taxas de repetição com freqüência da portadora constante.

131

Figura 4.13 Efeito da variação da largura de pulso e da FRP no espectro do sinal pulsado.

132

Equipamento:

• Analisador de Espectro que cubra a faixa de 8,0 a 12 GHz;

• Power Supply / Antenna Motor Driver;

• Radar Transmitter.

Procedimento:

• Conectar a saída de RF CW/FM-CW no analisador de espectro e observar as

características do espectro de freqüência do oscilador de RF. Variar a freqüência do

OSCILADOR DE RF e observar o efeito no espectro de freqüências;

• Conectar a saída do GERADOR DE PULSO no analisador de espectro e observar a

característica do espectro de freqüências do sinal pulsado. Variar a PRF e a largura de

pulso do GERADOR DE PULSO e observar o efeito no espectro de freqüências;

• Conectar a saída da RF PULSADA no analisador de espectro e observar a característica

do espectro de freqüência do sinal de RF pulsado. Variar a freqüência do OSCILADOR

DE RF, a FRP e a largura de pulso do GERADOR DE PULSO, e observar o efeito no

espectro de freqüências.

• Se ao observar o espectro de freqüências do sinal de RF pulsado no analisador de

espectro, ele estiver parcialmente ou completamente perdido no ruído. Este problema pode

ser resolvido inserindo um amplificador de banda larga entre a saída da RF PULSADA e a

entrada do analisador de espectro. O amplificador deve ter um ganho entre 20 e 30 dB,

sobre uma faixa de freqüência de 7 a 11 GHz.

4.2.5 Processamento Radar

4.2.5.1 Equação Radar

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com os diferentes parâmetros na

equação radar e com a interação entre estes parâmetros no sistema radar. Ao final do exercício

espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Relacionar a potência transmitida com o alcance máximo do radar;

2. Relacionar a potência recebida e os seguintes parâmetros: a distância do alvo, a seção reta

radar do alvo e os parâmetros da antena;

3. Relacionar a influência do material do alvo na seção reta radar; e

4. Relacionar o efeito causado na detecção radar pela variação dos parâmetros do sinal (FRP,

LP).

133

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 1-4 da referência 6, e os

procedimentos são os de número 1 a 16 do mesmo exercício.

4.2.5.2 Operação do Phase-Processing MTI

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com o princípio da detecção de fase

em um radar pulsado coerente e com o uso do processamento de fase para detecção de alvos

móveis. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender a atuação dos misturadores dos canais I e Q do Radar Receiver como

detectores de fase;

2. Compreender como o efeito Doppler é aproveitado em um radar pulsado coerente;

3. Compreender o objetivo do circuito MTI no radar para rejeitar o eco de alvos fixos; e

4. Compreender a relação entre a resposta de freqüência do circuito MTI e a FRP.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 1-1 da referência[29], e os

procedimentos são os de número 1 a 17 do mesmo exercício.

4.2.5.3 Operação do Vector-Processing MTI

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com o fenômeno das fases cegas e de

sua eliminação usando o processamento vetorial MTI. Ao final do exercício espera-se que o

aluno seja capaz de:

1. Compreender o comportamento do sinal de eco de um alvo móvel dentro do receptor do

radar com processamento de fase MTI;

2. Compreender o fenômeno da fase cega e seu efeito sobre a capacidade de detecção do

receptor radar;

3. Compreender o comportamento do sinal de eco de um alvo móvel dentro do receptor do

radar com processamento vetorial MTI;

4. Compreender como as fases cegas são eliminadas e o efeito na melhoria da capacidade de

detecção do receptor;

5. Compreender o efeito do circuito MTI sobre alvos fixos e móveis no indicador PPI usando

o processamento de fase ou o processamento vetorial MTI.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 1-2 da referência 29, e os

procedimentos são os de número 15 a do mesmo exercício.

134

4.2.5.4 Utilização de FRP Variável para Supressão de Velocidade Cega

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com as velocidades cegas em um

radar MTI, com as ambigüidades em distância resultantes do clutter de eco de segunda

recorrência e com o efeito da variação da FRP nestes fenômenos. Ao final do exercício

espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Medir a freqüência Doppler relacionada a velocidade radial de um alvo móvel;

2. Compreender o conceito de velocidade cega e seu efeito sobre a capacidade de detecção

do receptor;

3. Compreender o conceito de FRP variável aplicado ao radar;

4. Determinar a resposta em freqüência do circuito MTI no modo de FRP variável;

5. Compreender o efeito na visualização PPI pelo uso de FRP variável na supressão das

velocidades cegas;

6. Compreender o efeito na visualização PPI pelo uso da FRP variável na supressão de ecos

de segunda recorrência;

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 1-3 da referência 29 e os

procedimentos são os de número 1 a 20 do mesmo exercício.

4.2.5.5 Medida da Performance do Sistema MTI

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com os fatores que limitam a

eficiência do MTI e com os parâmetros usados na medida da performance dos sistemas MTI.

Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender o efeito da instabilidade de freqüência do oscilador coerente sobre os ecos

de alvos fixos e na operação do circuito MTI;

2. Compreender o conceito de fator de melhoria MTI;

3. Compreender os conceitos de rejeição de clutter e fator de melhoria de alvo, bem como da

relação destes com o fator de melhoria MTI;

4. Compreender o conceito de subclutter visibility;

5. Calcular a taxa de cancelamento de ecos fixos do circuito MTI;

6. Compreender o efeito do clutter meteorológico na taxa de cancelamento de ecos fixos do

circuito MTI;

7. Compreender o efeito do circuito MTI na visualização PPI de ecos de clutter não-

estacionário (clutter meteorológico);

135

8. Compreender o efeito da modulação de varredura da antena na visualização PPI com o

circuito MTI habilitado; e

9. Compreender a dificuldade de eliminar o eco de segunda recorrência em um radar MTI.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 1-4 da referência 29 e os

procedimentos são os de número 1 a 15 do mesmo exercício.

4.2.5.6 Aplicação da Integração de Pulsos na Detecção Radar

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com a função da integração de pulso

na detecção radar e com a operação do integrador de realimentação. Ao final do exercício

espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender o efeito do integrador de vídeo sobre os sinais aleatórios ou não

sincronizados com a FRP do sistema radar;

2. Compreender o efeito do integrador de vídeo na detecção de alvos em ambiente ruidoso;

3. Determinar o fator de melhoria de integração para integração de 8 pulsos; e

4. Compreender o efeito na visualização PPI com o uso do integrador de vídeo na supressão

de ruído e interferência.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 2-2 da referência 29 e os

procedimentos são os de número 1 a 19 do mesmo exercício.

4.2.5.7 Aplicação do STC na Rejeição de Clutter

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com a operação do sensitive time

control (STC) no radar pulsado e com o uso do STC para redução dos efeitos do clutter

marítimo. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Determinar a relação entre o ganho dos amplificadores STC e o alcance radar usando a

tensão de saída do AMPLIFIER GAIN CONTROL do Analog MTI Processor;

2. Compreender o efeito do circuito STC sobre o eco de alvos situados em diferentes

distâncias;

3. Compreender o efeito do circuito STC na supressão do clutter marítimo; e

4. Compreender o efeito do circuito STC na visualização PPI da supressão do clutter

marítimo.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 2-3 da referência 29, e os

procedimentos são os de número 1 a 22 do mesmo exercício.

136

4.2.5.8 Aplicação do IAGC na Rejeição de Clutter

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com a técnica Instantaneous

Automatic Gain Control (IAGC) usada em alguns receptores lineares de radar. Ao final do

exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender o efeito do amplificador IAGC sobre ecos de alvos de vários tamanhos, sua

operação e sua resposta no tempo;

2. Compreender o efeito do amplificador IAGC sobre o clutter meteorológico;

3. Compreender a utilidade do IAGC no domínio do tempo; e

4. Compreender o efeito do IAGC na supressão de clutter na visualização PPI .

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 2-4 da referência 29, e os

procedimentos são os de número 1 a 13 do mesmo exercício.

4.2.5.9 Aplicação do Receptor log-FTC na Rejeição do Clutter Meteorológico

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com o princípio de funcionamento do

receptor log-FTC e com o efeito do receptor log-FTC na detecção de alvos na presença de

clutter meteorológico. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender as vantagens do uso do receptor logaritmo;

2. Compreender a operação do circuito log-FTC, avaliar sua constante de tempo e o seu

efeito sobre ecos de alvos de vários tamanhos;

3. Compreender como o circuito log-FTC mantém a taxa de falso alarme constante quando

um eco de clutter com função densidade de probabilidade Rayleigh é injetado na sua

entrada;

4. Compreender o efeito do circuito log-FTC sobre ecos de clutter meteorológico que o

circuito MTI não é capaz de rejeitar; e

5. Compreender o efeito na visualização PPI do circuito log-FTC na supressão do clutter

meteorológico.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 2-5 da referência 29 e os

procedimentos são os de número 1 a 19 do mesmo exercício.

4.2.5.10 Aplicação do Processamento CFAR na Rejeição de Clutter

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com a técnica de threshold adaptativa

usada para obter uma taxa de falso alarme constante (CFAR). Ao final do exercício espera-se

que o aluno seja capaz de:

137

1. Compreender o efeito do circuito log-CFAR sobre o eco de alvos de vários tamanhos;

2. Compreender a operação do circuito log-CFAR;

3. Estimar o número de células de distâncias usadas no processo de estimação realizado pelo

filtro de média das células;

4. Compreender o efeito do circuito log-CFAR na supressão do clutter meteorológico;

5. Compreender o efeito do circuito log-CFAR sobre a taxa de falso alarme na presença de

clutter marítimo com função densidade de probabilidade log-normal ou Rayleigh; e

6. Compreender o efeito na visualização PPI do uso do circuito log-CFAR na supressão de

clutter marítimo.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 2-6 da referência 29, e os

procedimentos são os de número 1 a 16 do mesmo exercício.

4.2.5.11 Mapeamento de Células no Radar Digital

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com as vantagens de mapear-se as

informações dos alvos através da divisão do volume de cobertura em células de distância-

azimute e com os diferentes tipos de células usadas no processo de detecção em radares com

processamento digital. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender o sistema de divisão de parâmetros dentro de células usado no radar MTD;

2. Compreender como as informações sobre os alvos são mapeadas através das células;

3. Compreender a operação das funções do Digital MTD/PPI Processor relacionadas ao

mapeamento das células

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 2-1 da referência 27 e os

procedimentos são os de número 1 a 13 do mesmo exercício.

4.2.5.12 Processamento de Sinais Radar com FFT

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com o processamento necessário para

detectar as freqüências Doppler , com a ambigüidade Doppler e com velocidades cegas. Ao

final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender como obter os resultados do processamento FFT usando o MONITOR DE

DADOS do Digital MTD/PPI Processor;

2. Compreender como trabalha um filtro digital;

3. Compreender como são formados os filtros digitais no radar digital;

4. Compreender o uso da transformada de Fourier no projeto de filtros digitais;

138

5. Compreender as vantagens do uso da transformada rápida de Fourier no processamento

digital;

6. Compreender o espectro do sinal de um radar pulsado coerente;

7. Compreender o conceito de velocidade cega aplicada aos radares digitais (dim speeds); e

8. Compreender o uso da FRP variável aplicado ao radar digital.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 2-2 da referência 27, e os

procedimentos são os de número 1 a 19 do mesmo exercício.

4.2.5.13 Aplicação do Processamento CFAR no Sistema Radar Digital

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com os princípios da detecção de

alvos por threshold e com o processamento usado para manter a taxa de falso alarme

constante. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender como a detecção por threshold fixo é implementada no Digital MTD/PPI

Processor;

2. Compreender como a detecção CFAR é implementada no Digital MTD/PPI Processor;

3. Compreender o conceito de clutter-map CFAR;

4. Compreender o conceito de cell-average CFAR;

5. Compreender o conceito de range-average CFAR;

6. Compreender o conceito de residue maps;

7. Compreender o efeito do sistema CFAR sobre a probabilidade de falso alarme no radar

digital;

8. Compreender como controlar os valores de threshold no Digital Radar Training System; e

9. Compreender o uso da função ALCTR (alarm counter) do Digital Radar Training System.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 2-3 da referência 27, e os

procedimentos são os de número 1 a 21 do mesmo exercício.

4.2.5.14 Processamento de Correlação e Interpolação (C&I) no Sistema Radar Digital

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com os métodos utilizados no

processamento de uma grande quantidade de reportes primitivos do alvo, de forma a realizar a

discriminação individual de alvos e determinar suas coordenadas com a maior precisão

possível. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender o conceito de reporte primitivo do alvo;

2. Compreender o processo correlação;

139

3. Compreender como é realizado o teste de resolução em distância;

4. Compreender o processo de interpolação em distância; e

5. Compreender o processo de interpolação em azimute.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 3-1 da referência 27 e os

procedimentos são os de número 1 a 15 do mesmo exercício.

4.2.5.15 Processamento Radar no Modo de Vigilância (Track-While-Scan)

O objetivo deste exercício é familiarizar o aluno com os métodos de processamento

dos reportes de alvos, de forma a rastrear alvos móveis simultaneamente enquanto a antena

esta girando. Ao final do exercício espera-se que o aluno seja capaz de:

1. Compreender o processo de associação aplicado à vigilância radar;

2. Compreender o processo de correlação aplicado à vigilância radar;

3. Compreender o processo de atualização de rastreio aplicado à vigilância radar;

4. Compreender o processo de outputting aplicado à vigilância radar;

5. Compreender o processo de inicialização de rastreio aplicado à vigilância radar;

6. Compreender o processo de trace corem usado no Digital MTD/PPI Processor; e

7. Compreender o processo de coasting usado no processo de vigilância radar.

A teoria e equipamentos necessários são os do exercício 3-2 da referência 27 e os

procedimentos são os de número 1 a 12 do mesmo exercício.

140

5 LABORATÓRIO DE PROCESSAMENTO DE SINAIS ELETROMAGNÉTICOS:

POTENCIAL DE AUTOMAÇÃO

O laboratório é uma parte muito importante de um curso de GE, pois permite aos

estudantes aprenderem a usar os equipamentos de teste em microondas e desenvolverem sua

intuição sobre os conceitos físicos e matemáticos envolvidos na geração e recepção de

microondas, bem como no processamento dos sinais de radar.

O desenvolvimento de ferramentas pedagógicas tecnológicas para as instituições de

ensino militar especializado tem por objetivo a operacionalização do conceito de educação

como processo de formação da competência humana e do conceito de competência como a

condição de não apenas fazer, mas de saber fazer e sobretudo de refazer[39].

A prática e o trabalho desenvolvido pelos próprios estudantes são à base do processo

de aprendizado em áreas de alta tecnologia como a Guerra Eletrônica. O Centro Técnico

Aeroespacial e em especial o Laboratório de Pesquisa em Guerra Eletrônica e Vigilância

Eletromagnética da Amazônia do Instituto Tecnológico de Aeronáutica possuem uma notável

infra-estrutura para este tipo de aprendizado representada pelas suas bibliotecas e laboratórios.

Um aumento na qualidade e produtividade do trabalho dos estudantes passa pela

internalização do laboratório como uma atitude cotidiana, desfazendo a expectativa arcaica de

que pesquisa em laboratório é algo notável. Deve-se tornar as práticas laboratoriais mais

freqüentes, simples, modernas e prazerosas para que exista na instituição de ensino militar

especializado um ambiente positivo para se conseguir do estudante participação ativa,

presença dinâmica, interação e motivação para unificar a teoria e a prática através de um

questionamento reconstrutivo, que busque na pesquisa a renovação da teoria através da prática

e a renovação da prática através da teoria.

Nos laboratórios modernos existe todo um conjunto de aparelhos, desde os tradicionais

multímetros, geradores de formas de onda, osciloscópios, até outros mais sofisticados tais

como fontes digitais programáveis, analisadores de espectro, analisadores de quadripólos,

osciloscópios digitais, controladores de temperatura e muitos outros. Estes aparelhos,

trabalhando de uma forma isolada ou interligados em sistemas de medida, todos eles

executam funções idênticas: adquirem, analisam e apresentam dados[40].

Através das evoluções decorridas no campo da informática nas duas últimas décadas,

foi possível concretizar a união entre os aparelhos existentes (hardware) e os novos programas

desenvolvidos (software), os quais possibilitam a comunicação com os aparelhos de uma

forma interativa. Esta nova classe de aparelhos foi designada por instrumentos virtuais (VI -

141

virtual instruments). Estes VIs, para além das três funções descritas atrás, vieram introduzir

uma quarta função até aqui inexistente: a flexibilidade. Esta flexibilidade é conseguida pelo

utilizador, uma vez que este pode criar bancadas de medida de acordo com os seus objetivos,

combinando a plataforma de computação, o hardware, o software e os acessórios necessários,

de forma a completar a sua aplicação específica. Atualmente, cientistas e engenheiros em todo

o mundo, usam instrumentos virtuais como forma de medir e controlar sinais elétricos,

conseguindo desta forma uma maior eficiência no trabalho desenvolvido.

Em 1965, a Hewlett-Packard desenvolveu o Hewlett-Packard Interface Bus (HP-IB)

como uma forma de ligar a sua linha de instrumentos programáveis aos seus computadores.

Dada a sua elevada taxa de transferência na época (cerca de 1 Mbyte/s), esta interface

rapidamente ganhou uma enorme popularidade. Mais tarde, em 1975, foi aceita como sendo o

standard IEEE 488, tendo evoluído para o standard ANSI/IEEE 488.1 em 1987. Hoje em dia,

esta interface é conhecida normalmente como General Purpose Interface Bus (GPIB) e não

como HP-IB.

Também em 1987 surgiu uma nova atualização, tendo-se criado o standard

ANSI/IEEE 488.2, fazendo com que o standard inicial, como que fosse "estrangulado", uma

vez que agora eram definidas com precisão as formas como os controladores e os

instrumentos comunicavam. O consórcio Standard Commands for Programmable Instruments

(SCPI) pegou nas estruturas de comandos definidos na norma IEEE 488.2 e criou um único

set de comandos de programação compreensíveis que passariam a ser usados em qualquer

instrumento SCPI.

A aplicação da automação de medidas no Laboratório de Processamento de Sinais

Eletromagnéticos (Figura 5.1) pode ser visto como um passo inicial para o desenvolvimento

de um projeto de Laboratório de Acesso Remoto para Ensino de Guerra Eletrônica (Figura

5.2).

Figura 5.1 Automação do Laboratório de Processamento de Sinais Eletromagnéticos.

142

Um dos primeiros passos para a implementação do projeto seria uma avaliação do

material disponível, principalmente o originário do projeto radar SCP-01/RWR, visando

mensurar o investimento material necessário ao projeto.

Figura 5.2 Laboratório de Acesso Remoto para Ensino de Guerra Eletrônica.

5.1 AVALIAÇÃO INICIAL DOS RECURSOS DISPONÍVEIS

O laboratório possui, além do Lab-Volt Radar Training System e sistemas

complementares abordados no capítulo 2, os seguintes equipamentos com potencial para

implementação de medidas automatizadas:

5.1.1 Emulador de Guerra Eletrônica – TS100+ Excalibur

Este equipamento possui hardware e software dedicados que permitem o controle da

geração de múltiplos sinais de microondas na faixa de 0,5 à 18 GHz com compartilhamento

de recursos através de rede local Ethernet[41]. Possui também incorporado ao sistema, um

freqüencímetro e um medidor de potência cujo controle e coleta de dados é realizado através

de interface GPIB (Figura 5.3).

143

Figura 5.3 Excalibur TS100+[41].

5.1.2 Analisador de Rede Agilent – Modelo 8714ES

O analisador de Rede Agilent 8714ES realiza uma série de testes de parâmetros “S” de

dispositivos usando dois canais independentes (Figura 5.4). A faixa de atuação do

equipamento é de 300 kHz à 3 GHz. Possui interface GPIB[42].

Figura 5.4 Analisador de Rede – Modelo 8714ES[42].

5.1.3 Analisador de Espectro Agilent – Modelo E4407B

Este analisador de espectro possui uma faixa de atuação que vai de 9 kHz à 26,5

GHz[42] (Figura 5.5a). O processo de aquisição da interface GPIB para o equipamento

existente no laboratório já foi iniciada. Existe um pacote de programas fornecido

144

opcionalmente pelo fabricante para disponibilizar o controle e aquisição de dados através da

Internet ou Intranet[43] (Figura 5.5b)

(a) Painel Frontal[42].(b) Software de Controle e Aquisição de Dados através

da Internet / Intranet[43].

Figura 5.5 Analisador de Espectro – Modelo E4407B.

5.1.4 Osciloscópio Agilent – Modelo 54622A

O osciloscópio modelo 54622A tem uma largura de banda de 100 MHz, dois canais,

velocidade de varredura de 5 s/div até 2 ns/div, e tem uma taxa de atualização de tela de 1.5

milhões de pontos por segundo. Possui interface serial RS-232C inclusa e opção para

interface GPIB[44] (Figura 5.6).

Figura 5.6 Osciloscópio – Modelo 54622A[44].

145

5.1.5 Medidor de Potência HP – Modelo E4418B

O power meter HP, modelo E4418B, é um medidor de potência programável

compatível com a série “E” de power sensors, que com o sensor E4413A disponível no

laboratório é capaz de medir potências que vão de –70 dBm à +20 dBm na faixa de

freqüências de 50 MHz à 25.5 GHz[45] (Figura 5.7).

Figura 5.7 Power Meter – Modelo E4418B[45].

5.1.6 Gerador de Sinal – Modelo E4433B

O Gerador de Sinal, modelo E4433B, possui uma faixa de freqüência de 250 kHz à 4

GHz, largura de banda da modulação de RF superior a 35 MHz (Figura 5.8). Possibilita

geração de sinais em quadratura de fase (I e Q) em banda-base e tempo real. A Taxa de

amostragem é de 40 MHz e a resolução é de 14 bits. Possui interface GPIB e serial RS-232[46]

Figura 5.8 Gerador de Sinal – Modelo E4433B[46].

146

5.1.7 Modulador de Pulso HP / Agilent – Modelo 11720A

O Modulador de Pulso HP, modelo 11720A adiciona modulação de pulso em fontes de

microondas na faixa de 2 a 18 GHz[47].

Figura 5.9 Modulador de Pulso HP / Agilent – Modelo 11720A[47].

5.1.8 Atenuador / Excitador de Chaveamento HP / Agilent – Modelo 11713A

O Atenuador / Excitador de Chaveamento provê controle “local” ou GPIB para

atenuadores programáveis ou chaves eletromecânicas[48].

Figura 5.10 Atenuador / Excitador de Chaveamento HP / Agilent – Modelo 11713A[48].

5.1.9 Medidor de Potência de RF HP / Agilent – Modelo 437B

O RF Power Meter modelo 437B é duas vezes mais rápido que o modelo 436A. Possui

calibração automática que simplifica o uso. Possui 10 posições de memória não-voláteis,

resolução selecionável até 0,001dB de 100 kHz até 110 GHz, sensibilidade de –70 à +44 dBm

(dependendo do sensor). Utiliza a série 8480 de Power Sensors. Ajuste automático de faixa,

medida de potência absoluta ou relativa. Dispõe de interface GPIB[49].

147

Figura 5.11 Medidor de Potência de RF HP / Agilent – Modelo 437B[49].

5.1.10 Gerador de Sinal HP / Agilent – Modelo 8648A

O Gerador de Sinal Agilent modelo 8648A tem faixa de operação de 100kHz à 1 GHz

com 0,001 Hz de resolução. A saída varia de +10 à –136 dBm com ± 1 dB de precisão e

resolução do apresentação de 0,1 dB. Possui proteção de potência reversa de 50 watts e

modulação AM/FM e de fase. Possui interface GPIB[50].

Figura 5.12 Gerador de Sinal HP / Agilent – Modelo 8648A[50].

5.1.11 Gerador de Varredura HP - Modelo 8350

O Gerador de Varredura HP modelo 8350 é uma fonte de uso geral para medidas de

varredura em microondas, geração de sinais CW e testes automáticos. A combinação do corpo

principal formado pelo HP 8350B com quaisquer dos RF Plug-Ins da série HP 83500

configura uma fonte que une requisitos de potência e freqüência[51].

Figura 5.13 Gerrador de Varredura HP – Modelo 8350[51].

148

5.1.12 RF Plug In HP / Agilent – Modelo 83592B

O RF Plug-in gerador de varredura HP 83592B fornece precisão em banda estreita

enquanto cobre uma varredura de banda larga. Ele varre uma faixa de freqüência de 0,01 a 20

GHz (13 dBm)[52].

Figura 5.14 RF Plug In HP / Agilent – Modelo 83592B[52].

5.1.13 Gerador de Função / Pulso – Modelo HP 8116A

O gerador de função HP 8116A possui faixa de freqüência de 1 mHz a 50 MHz.Gera

funções seno, triangular, rampa, quadrada, pulso e DC. A saída é de 32 Vpp (16 Vpp em 50

ohms) para todas as formas de onda. A largura de pulso é ajustável em transições de 6 ns com

largura mínima de 10 ns. Gera modulação AM, FM e por largura de pulso. Possui interface

GPIB[54].

Figura 5.16 Gerador de Função de Pulso – Modelo HP8116A[54].

149

5.1.14 Amplificador de Microondas HP – Modelo 8349B

O amplificador de microondas HP modelo 8349B possui faixa de freqüência de 2 à 20

GHz e potência mínima de saída para um entrada de +5 dBm de 19 dBm a 20 dBm na faixa

de 2,0 a 18,6 GHz e de 17 dBm a 18 dBm na faixa de 18,6 a 20,0 GHz[55].

Figura 5.17 Amplificador de Microondas HP – Modelo 8349B [55].

5.1.15 Osciloscópio Digital HP – Modelo 54200A

O osciloscópio digital HP modelo 54200A possui largura de banda de 50 MHz e dois

digitalizadores de 200 milhões de amostras por segundo. Possui visualização com pré-disparo

e medida automática de forma de onda. Possui interface GPIB[56].

Figura 5.18 Osciloscópio Digital HP – Modelo 54200A[56].

5.1.16 Fonte de Alimentação Programável HP – Modelo 6038A

A fonte de alimentação programável HP modelo 6038A é uma fonte de alimentação

CV/CC DC programável através da interface GPIB. A saída pode ser programada entre 0 a 60

150

Volts e de 0 a 10 Amperes. Permite leitura da saída de tensão e corrente, possui proteção

contra sobre tensão e sobrecorrente, autoteste e diagnóstico e total controle local[57].

Figura 5.19 Fonte de Alimentação Programável HP – Modelo 6038A[57].

5.1.17 Freqüencímetro Digital HP – Modelo 5334B

O freqüencímetro digital HP modelo 5334B possui interface GPIB, dois canais de

entrada casados em 100 MHz e nove dígitos por segundo de resolução na faixa de 1 Hz a 1,3

GHz. Tempo interno de resolução de 2 ns ou 200 ps no modo de média[58].

Figura 5.20 Freqüencímetro Digital HP – Modelo 5334B[58].

5.1.18 Freqüencímetro Digital HP – Modelo 5328B

O freqüencímetro digital HP modelo 5328B possui faixa de freqüência que vai de DC

a 100 MHz com resolução de tempo de 10 ns ou 10 ps com média. Possui interface GPIB[59].

151

Figura 5.21 Freqüencímetro Digital HP – Modelo 5328B[59].

5.1.19 Interface Programável Multifunção Tektronix – Modelo MI5010

A interface programável multifunção Tektronix modelo MI5010 consiste de uma

interface multifunção e seis cartões de função diferentes. Estes cartões são capazes de uma

variedade de funções típicas em equipamentos de teste automático e interfaceamento de

sistemas de teste funcional, aquisição de dados e controle e geração de processos[60].

Figura 5.22 Interface Programável Multifunção Tektronix – Modelo MI5010[60].

5.1.20 Scanner Programável Tektronix – Modelo SI5010

O scanner programável Tektronix modelo SI5010 provê o chaveamento e roteamento

de dezesseis sinais de entrada e/ou saída em alta freqüência. Ele sempre mantém um ambiente

limpo de 50 ohms através do uso de reed relays coaxiais. A largura de banda dos canais é de

350 MHz. Possui interface GPIB[61].

152

Figura 5.23 Scanner Programável Tektronix – Modelo SI5010[61].

5.1.21 Fonte de Alimentação Programável Tektronix – Modelo PS5010

A fonte de alimentação programável Tektronix modelo PS5010 consiste de duas fontes

em flutuação e uma fonte lógica. As fontes em flutuação provêm de 0 a ± 32 V com 0,75 A e

1,6 A em 15 V. A fonte lógica provê +4,5 V a +5,5 V com 3 A. A unidade tem precisão de ±

0,5 % . Possui interface GPIB[62].

Figura 5.24 Fonte de Alimentação Programável Tektronix – ModeloPS5010[62].

5.1.22 Repetidor HP – Modelo 59306A

Seis repetidores no formato C para 28 VDC ou 115 VAC em 0,5 A controlados

através da interface GPIB[63].

153

Figura 5.25 Repetidor HP – Modelo 59306A[63].

5.1.23 Osciloscópio Digital HP / Agilent – Modelo 54645A

O osciloscópio digital Agilent modelo 54645A possui uma largura de banda repetitiva

de 100 MHz. Largura de banda para feixe único de 20 MHz, dois canais de entrada e taxa de

amostragem de 200 Mas/s por canal. A sensibilidade pode variar de 1 mV a 5 V/div e base de

tempo de 2 ns a 50s/div. A resolução da base de tempo é de 40 ps e a resolução vertical é de 8

bits. Taxa de atualização de 3 milhões de pontos por segundo. Ele realiza 12 medidas

automáticas e possui interface GPIB e RS-232[64].

Figura 5.26 Osciloscópio Digital HP / Agilent – Modelo 54645A[64].

5.1.24 Gerador de Sinal de RF Agilent – Modelo E4422B

O gerador de sinal de RF Agilent modelo E4422B possui faixa de freqüência de 250

kHz a 4 GHz. Possui interface GPIB[65].

154

Figura 5.27 Gerador de Sinal de RF Agilent – Modelo E4422B – Modelo E4433B[65].

5.1.25 Placa de Aquisição de Dados da National Instruments – Modelo NI6052E

A placa de aquisição de dados da National Instruments modelo NI PCI-6052E possui

taxa de amostragem de 333 mil amostras por segundo, processamento de 16 bits, 16 entradas

analógicas multifunção DAQ, duas saídas analógicas de 16 bits, 8 linhas de entrada / saída,

dois contadores de 24 bits e disparo analógico[66].

Figura 5.28 Placa de Aquisição de Dados da National Instruments – Modelo NI6052E[66].

5.1.26 Software LABVIEW da National Instruments

O LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench), foi

desenvolvido pela National Instruments Corporation. Esta aplicação é uma ferramenta de

programação para instrumentação e análise com enormes potencialidades, a qual pode correr

sobre as mais populares plataformas (Microsoft Windows, Sun, Apple Macintosh,

Workstations HP-UX, etc.). O LabVIEW, parte da natureza seqüencial das linguagens de

programação tradicionais e introduz um ambiente de programação gráfico, bem como todas as

ferramentas necessárias para aquisição de dados, análise e apresentação. Com esta linguagem

de programação gráfica, a qual foi designada por “G”, a programação é desenvolvida dentro

155

de um diagrama de blocos. Notação normalmente usada por cientistas e engenheiros. Criado o

diagrama de blocos, o LabVIEW irá proceder à compilação para código máquina[40].

O LabVIEW consegue integrar a aquisição de dados, a análise e a apresentação num

só sistema. Para a aquisição de dados, este suporta diversas normas; RS-232/422, IEEE-

488(GPIB), e VXI (VME eXtensions for Instrumentation (barramento)), incluindo funções

VISA (Virtual Instrument Software Architecture), bem como placas plug-in para aquisição de

dados DAQ (Data Acquisition). Uma biblioteca de instrumentos com centenas de

instrumentos simplifica as aplicações de controle de instrumentos. Para a análise de dados, o

LabVIEW inclui uma extensa biblioteca de análise, contendo funções para geração de sinais,

processamento de sinais como filtros, janelas, estatística, regressão linear e aritmética

matricial.

Dado que o LabVIEW é, por natureza, uma aplicação gráfica, está inerente a este, um

pacote de apresentação de dados. O LabVIEW consegue gerar diagramas, gráficos, bem como

gráficos definidos pelo utilizador.

O ambiente de programação desta aplicação é composto por dois planos: o diagrama

de blocos e o painel. O painel é a parte visível do programa para o utilizador. É no painel que

estão todos os controladores, indicadores, botões, campos de preenchimento, etc. No

diagrama está a programação em termos de algoritmo, que vai utilizar e controlar tudo o que

foi colocado no painel, tratar das comunicações com os dispositivos, controlar os ciclos de

execução do programa, etc.

O conjunto painel e diagrama de blocos formam aquilo a que a National Instruments

chamou de Virtual Instrument (VI). Vários VIs podem ser agrupados para formar um arquivo

LLB que é aquilo a que normalmente se chama biblioteca de comandos. Os arquivos LLB que

acompanham o equipamento de laboratório, trazem um conjunto de VIs que desempenham

funções básicas de comunicação com o dispositivo, sendo por isso comum designar tais LLBs

como drivers LabVIEW do equipamento.

Tal como foi referido anteriormente, todos os programas em LabVIEW, ou VIs, são

constituídos por um painel e um diagrama de blocos. As palettes existentes têm como função

dar ao programador opções para criar ou alterar os seus VIs.

O painel frontal é a interface gráfica do VI do LabVIEW. Este interface reúne as

entradas por parte do utilizador bem como apresenta as saídas geradas pelo programa. Este

painel pode conter botões rotativos, botões de pressão, gráficos bem como outros

controladores e indicadores.

156

Um exemplo do aspecto do painel frontal desta aplicação é apresentado na Figura

5.29.

Figura 5.29 Painel frontal (1. Controlador – entrada ; 2. Indicador – saída)[40].

No que diz respeito ao diagrama de blocos, este contém o código fonte do VI sob uma

forma gráfica. É no diagrama de blocos que se procede à programação do VI de forma a

controlar e executar funções sobre os controladores e indicadores criados no painel frontal.

Este diagrama pode incluir funções e estruturas da biblioteca de VIs do LabVIEW. Pode

também conter terminais que estão associados com controladores e indicadores criados no

painel frontal. Podemos observar o seu aspecto através da Fig. 5.30.

Figura 5.30 Diagrama de blocos (1. Função ; 2. Estrutura ; 3. Terminais do painel frontal)[40].

5.2 INVESTIMENTO EM RECURSOS HUMANOS

A implementação do projeto de automatização do Laboratório de Processamento de

Sinais Eletromagnéticos poderia ser iniciada com um plano de estudos de mestrado

profissionalizante em Guerra Eletrônica e uma sugestão para um conjunto básico de

disciplinas a serem cursadas seria:

157

• EC-213 – ENGENHARIA DE MICROONDAS;

• EC-214 – MEDIDAS EM MICROONDAS;

• EA-124 – MICROPROCESSADORES;

• EA-126 – CIRCUITOS DE INTERFACEAMENTO DIGITAL;

• EA-274 – TRANSDUTORES, SENSORES E DETETORES;

• EA-290 – SISTEMAS MULTIMÍDIA E INTERFACE HOMEM-MÁQUINA;

• ET-189 – REDES DE COMPUTADORES;

• ET-200 – REDES E SERVIÇOS;

• ET-202 – TRANSMISSÃO DE SINAIS MULTIMÍDIA;

• CE-224 – PROGRAMAÇÃO ORIENTADA A OBJETOS;

• CE-225 – TEORIA DE LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃO;

• CE-276 – PROGRAMAÇÃO PARA INTERNET.

158

6 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

O Lab-Volt Radar Training System foi adquirido para o Laboratório de Pesquisa em

Guerra Eletrônica e Vigilância Eletromagnética da Amazônia do ITA com o objetivo de

proporcionar melhores condições para a implementação de uma educação profissional militar

que atenda a demanda do Sistema de Guerra Eletrônica da Aeronáutica.

O Lab-Volt Radar Training System possui uma concepção modular que destaca o

caráter multidisciplinar dos sistemas de radar, e por extensão, os sistemas de Guerra

Eletrônica em geral. A aquisição, em andamento, de sistemas complementares do mesmo

fabricante, evidencia o esforço do SISGEA em prover as instituições de ensino com um

ferramental que possua um potencial efetivo para proporcionar uma educação profissional

que permita tornar nossos militares e civis em verdadeiros “guerreiros técnicos” capazes de

gerenciar as mudanças características do ambiente de Ciência e Tecnologia que permeia as

atividades de GE.

Este trabalho foi concebido com a finalidade de atingir dois objetivos que se

completam, quais sejam, conhecer o equipamento (qualidades e limitações) e desenvolver

subsídios para que o mesmo seja aproveitado dentro do SISGEA no máximo de sua

potencialidade como ferramenta de ensino e pesquisa.

O primeiro passo na execução destes objetivos foi o estudo dos manuais de

funcionamento dos módulos individuais que formam o sistema. Este processo demandou mais

da metade do tempo disponibilizado para a conclusão dos trabalhos e envolveu o estudo de

textos em inglês e a necessidade de consultar bases complementares de informação nas áreas

de Guerra Eletrônica[33], geração de microondas[34], recepção e processamento de sinais[35], [36]

e controle de servomecanismos[37]. Esta multidisciplinaridade do sistema radar tornou-se

então uma “linha de norte” que se refletiu no segundo bloco de trabalho, onde se procurou

evidenciar o potencial de uso do equipamento de forma a abranger a formação profissional

militar em GE de forma ampla e sistemática.

A concepção de que o equipamento poderia ser utilizado em toda a formação técnica

em Guerra Eletrônica, levou ao estudo do potencial de desenvolvimento de práticas

laboratoriais utilizando o Radar Training System nas várias disciplinas do módulo técnico do

CEAAE, além evidentemente, da análise da adequação do equipamento para o conteúdo

programático da disciplina de Processamento Radar

159

6.1 CONCLUSÕES DA ANÁLISE TÉCNICA

No que se refere a características comum aos módulos do equipamento, destaca-se o

peso de alguns módulos. A concepção modular prevê que os módulos fossem guardados

individualmente e que fossem empilhados de acordo com a prática específica a se realizar.

Entretanto, dois fatores contribuem para que os módulos sejam empilhados de uma forma

“semipermanente” e que os módulos que não serão aproveitados para um experimento

específico permaneça na pilha de módulos, não sendo apenas conectados. O primeiro é o alto

custo do equipamento, que gera um grande receio no operador no que se refere a realizar

constantes procedimentos de movimentação física dos módulos e o conseqüente risco inerente

a este processo. O outro fator que complementa o anterior é o elevado peso de alguns módulos

tais como a fonte de alimentação e o processador digital, o que torna a manipulação dos

módulos cansativa e perigosa (no que se refere a possíveis quedas).

No período de realização da monografia foram experimentadas várias disposições do

conjunto na sala do Laboratório de Processamento de Sinais Eletromagnéticos, e ficou

evidente que a operação adequada do equipamento exigirá a retirada de objetos refletores

atualmente existentes nesta sala, tais como armários metálicos, equipamentos eletrônicos,

fonte de força (de grande porte com estrutura metálica existente no laboratório), ou a

aquisição de placas de material absorvedor de radiação de forma a criar um ambiente livre de

reflexões espúrias (anecóico). Este fato se tornou mais evidente durante a visita realizada as

instalações do Laboratório de Radar e Microondas da Escola dos Cursos de Qualificação

Técnica Especial do Centro de Instrução Almirante Alexandrino, da Marinha do Brasil. Neste

laboratório possui um conjunto do Lab-Volt Radar Training System com a mesma

configuração do atualmente disponível no ITA, entretanto, não existem obstáculos na sala do

laboratório, nem superfícies de alta reflexão. O efeito destas características é evidente na

apresentação PPI do equipamento, que se apresenta muito mais “limpa” de clutter que a

obtida em nosso laboratório.

Outra característica comum aos vários módulos, e que reduz a flexibilidade do

conjunto para a utilização em projetos mais sofisticados, é a inexistência de qualquer tipo de

interface digital que permita o controle e a aquisição de dados para o desenvolvimento de

sistema automatizado de medidas[38] ou para a implementação do conceito de laboratório de

acesso remoto para ensino orientado a experimentos[39].Entretanto, a implementação destes

conceitos utilizando o Lab-Volt Radar Training System não está descartado, o Laboratório de

Processamento de Sinais Eletromagnéticos dispõe de uma grande quantidade de instrumentos

160

de medida que possuem interface GPIB adquiridos especificamente para as atividades de GE

do laboratório e outros oriundos do projeto Radar SCP-1/RWR. Estes equipamentos permitem

vislumbrar, numa análise inicial, o desenvolvimento de projetos desta natureza. Entre os

vários equipamentos com interface GPIB disponíveis, pode-se citar: Analisador de Rede,

Analisador de Espectro, Gerador de Varredura, Gerador de Função, freqüencímetro, Power

Meter, Voltímetro Digital, Fonte de Alimentação Programável, Scanner Programável, etc.

Soma-se a isto, o fato de alguns sistemas complementares em fase de aquisição possuírem o

interfaceamento para controle de experimentos e aquisição de dados, como é o caso do

Antenna Training and Measuring System e do RCS Measurement System. Além destes

sistemas, o Radar Jamming Pod possui um sistema de controle remoto através de comando

infravermelho, através do qual pode ser desenvolvido um projeto de hardware/software para

criação de uma interface wireless que permita o controle das funções do interferidor através

de um computador, o que permitiria um grande avanço na implementação do conceito de

laboratório de Guerra Eletrônica de acesso remoto através de redes de computadores.

Ao analisar-se o módulo transmissor de radar individualmente, nota-se que a faixa de

freqüência utilizada, de 8,0 a 10,0 GHz, é adequada a finalidade de instrução em GE, uma vez

que se situa em uma posição intermediária dentro da faixa de uso geral em Guerra Eletrônica

(de 2 a 18 GHz), bem como é condizente com a faixa utilizada pela maioria dos sistemas de

treinamento em microondas. Com um comprimento de onda nas proximidades de 3 cm, é

possível realizar os experimentos na região de campo distante com relativa facilidade.

Houve grande preocupação do fabricante em garantir que a densidade de potência

máxima na saída da antena transmissora não ultrapassasse os padrões de segurança

preconizados pelos órgãos internacionais de controle de radiações, tais como o American

National Standard Institute – ANSI e o International Radiation Protection Association. Nas

várias montagens realizadas durante os trabalhos de desenvolvimento dos experimentos para

as disciplinas do módulo técnico do CEAAE, a potência fornecida pelo equipamento não

chegou a atingir sequer o valor mínimo de –1,5 dBm informado pelo fabricante. Entretanto

não foi notada nenhuma dificuldade do receptor em captar e processar os níveis de potência

do eco dos alvos no laboratório, de tal forma que o rendimento transmissor/receptor foi

suficiente para a realização dos experimentos.

O Radar Transmitter possui duas deficiências que diminuem a sua flexibilidade para

uso pesquisa. A primeira é a inexistência de um atenuador variável que permita variar a

potência do sinal de saída, a outra é a não disponibilização de uma entrada de tensão de

controle do VCO (controle externo da freqüência do oscilador de RF). A primeira deficiência

161

pode ser sanada pela utilização dos atenuadores fixos fornecidos pelo fabricante ou pela

utilização de um atenuador variável externo ao sistema. Para a segunda deficiência não se

vislumbra nenhuma solução que não leve a modificações no hardware interno do módulo. É

importante ressaltar que o módulo Radar Jamming Pod possui projeto interno que atende aos

dois requisitos anteriormente comentados, ou seja, possui internamente atenuadores

programáveis que permitem o controle da potência do sinal gerado e disponibiliza entrada de

tensão para controle externo da freqüência do gerador, além de permitir a sua determinação

através de comandos vindos do controle remoto.

O receptor apresentou em todas as montagens realizadas um rendimento condizente

com o previsto nos manuais, entretanto, constatou-se que a sua figura de ruído de 18 dB

dificulta a realização de medidas com alvos de pequena RCS. Por se tratar de um sistema

homodino, o receptor não permite que se desenvolvam práticas trabalhando os conceitos

específicos dos receptores heterodinos. Entretanto, utilizando o analisador de espectro é

possível abordar o conceito de conversão de freqüência em banda base.

O sistema de amostragem dos canais I e Q para a viabilização do desenvolvimento do

conceito de radar em laboratório associado à discriminação de fase realizada pelo detector de

quadratura (Radar Receiver) permite avaliar através da tela do osciloscópio variações

provocadas pelo meio na fase da onda eletromagnética transmitida no seu desenvolvimento

pelo espaço livre. Isto gerou a oportunidade do desenvolvimento do experimento para

medição do comprimento de onda usando o indicador A-scope, e permite vislumbrar o

desenvolvimento de outras práticas de interferometria em microondas, tais como

interferômetro de Fabry-Perot e interferômetro de Michelson.

2Durante as várias montagens realizadas para a familiarização com o sistema e

desenvolvimento das novas práticas foi possível notar que o sistema de posicionamento da

antena radar é pouco prático no que se refere ao apontamento da antena para uma direção

específica usando o modo manual do Antenna Controller. O uso do controle de velocidade

para o posicionamento da antena torna a tarefa cansativa e estressante, pois dificilmente se

consegue fazer a antena parar na direção exata que se deseja, e o procedimento sugerido pelo

fabricante de desconectar o plug de alimentação do motor da antena e fazer o apontamento

atuando manualmente sobre a antena é bastante “desajeitado” para um sistema com o custo do

Lab-Volt Radar Training System. O rendimento dos experimentos seria muito melhor se o

sistema servo permitisse o controle da posição angular da antena nos mesmos moldes do

controle de posição linear disponibilizado para os eixos X e Y da Movable Target Table.

162

Com exceção do circulador de ferrite do Rotating Antena Pedestal, vários dispositivos

de microondas importantes, cujas medidas de parâmetros seriam muito importantes para

efeito de instrução técnica especializada, não tem todos os terminais de entrada e saída

disponibilizados para medida, seja no painel frontal, ou no interno. Isto inviabiliza o

desenvolvimento de experimentos para a caracterização de dispositivos de microondas, tais

como: o isolador, a junção híbrida, os misturadores, os divisores de potência, o acoplador

direcional, os filtros (passa baixa, passa alta e banda larga), etc.

O Target Positioning System demonstrou ser um instrumento valioso para o

desenvolvimento de uma gama enorme de experimentos envolvendo a componente espacial.

Possui entradas para as tensões de controle dos servos dos eixos X e Y, o que permite o fácil

desenvolvimento de uma interface para controle externo automatizado do carro móvel. A

mesa de alvo é a chave para a implementação de um teatro de operações de GE em

laboratório. O Target Controller permite um perfeito controle da velocidade e posição do alvo

sem que o aluno necessite se deslocar da bancada de trabalho. O seu conceito poderia ser

melhorado, entretanto, se fosse utilizada tecnologia wireless ao invés do cabo multivia

utilizado atualmente, bem como a disponibilização de uma interface para controle direto das

funções através de computador (o que vale para todos os outros módulos).

O Analog MTI Processor não apresentou deficiências evidentes durante a realização

das práticas, atendendo adequadamente as necessidades instrucionais relativas ao

processamento analógico de sinais de radar. Possui vários pontos de medida no painel frontal

que permitem um acompanhamento adequado do processamento dos sinais para instrução.

O Digital MTD/PPI Processor atende adequadamente as necessidades instrucionais.

Entretanto, é neste módulo que fica mais evidente a necessidade de uma interface digital. O

processador MTD realiza um processo de amostragem e mapeamento digital dos sinais de

vídeo analógico dos canais I e Q. Isto significa que o processador manipula dados que

representam os sinais de vídeo radar com o objetivo de realçar as informações dos alvos úteis

além de outras funções de rastreio. Com a disponibilização de uma interface para comando e

compartilhamento de dados, seria possível desenvolver algoritmos de processamento de sinais

radar usando dados coletados em tempo real ao invés de sinais simulados. Isto permitiria

acompanhar a efetividade dos recursos de processamento em tempo real (ou o mais próximo

possível dele).

Tendo em vista que alguns sistemas que farão parte do Laboratório de Processamento

de Sinais Eletromagnéticos ainda não estão disponíveis, bem como os seus manuais, existem

algumas dúvidas quanto as reais capacidades destes sistemas.

163

Como o Radar Jamming Pod ainda não foi recebido e o manual do estudante

disponibilizado por cortesia pela LabSis (representante da Lab-Volt no Brasil) não detalha o

hardware do controle remoto do Jamming Pod, não foi possível identificar se existe no mesmo

uma interface serial que permita a troca de informações com um computador, que permitiria

implementar o conceito de Laboratório Virtual mencionado anteriormente.

Foi constatado que toda vez que o Dual-Channel Sampler é desligado, é necessário

refazer a calibração dos indicadores de distância. Fato este que deve ser levado em

consideração na análise da coerência entre dados coletados em oportunidades diferentes

relativas ao mesmo experimento.

6.2 CONCLUSÕES DA ANÁLISE PEDAGÓGICA

Como não foi possível ter acesso ao material técnico do fabricante relativo aos

sistemas de medidas de antenas, de medidas de RCS e das antenas Phased Array, não foram

planejados experimentos utilizando estes equipamentos.

A análise do conteúdo programático do módulo operacional e da proposta

metodológica do curso permite concluir, salvo melhor juízo, que o Lab-Volt Radar Active

Target (RAT) será mais intensamente aproveitado se for disponibilizado para uso no módulo

operacional no GITE. Ressalta-se também que o Laboratório de Processamento de Sinais

Eletromagnéticos dispõe do Emulador de Guerra Eletrônica Excalibur, que poderá ser usado

em experimentos que envolvam a emulação de um teatro de combate eletromagnético para

fins de ensino e pesquisa no ITA (usado em conjunto com os sistemas Analógico, Digital e de

Rastreio da Lab-Volt atualmente disponíveis).

O uso de VCO para síntese de freqüência é interessante no que se refere a tecnologias

usadas em equipamentos mais versáteis e modernos. Entretanto, não aborda as características

dos dispositivos de geração de microondas de potência, tais como as válvulas Magnetron,

Klystron e o tubo de ondas Propagantes.

O modulador de freqüência usado para o Radar FM-CW mostrou-se muito útil para a

geração de varredura necessária a implementação da prática usada para a obtenção da resposta

de freqüência de um dispositivo de microondas tal como o circulador de ferrite do Antenna

Pedestal.

Não foi possível abordar as técnicas de MAGE com o equipamento disponível.

Entretanto vislumbra-se a possibilidade de implementar este estudo usando o equipamento de

medida de antenas que se encontra em fase de aquisição.

164

6.3 RECOMENDAÇÕES

Tendo em vista as conclusões deste trabalho recomenda-se que:

Após o recebimento dos novos equipamentos seria interessante um novo estudo sobre

a potencialidade destes sistemas no ensino de técnicas de Guerra Eletrônica, principalmente

no que se refere às Medidas de Apoio a Guerra Eletrônica e imageamento radar.

Seja avaliada a possibilidade do Radar Jamming Pod ser disponibilizado para o GITE

em virtude do melhor aproveitamento das suas qualidades.

Seja providenciado um espaço maior para o laboratório radar ou a implementação de

uma pequena câmara anecóica com material absorvedor.

Seja treinado e mantido um graduado para atuar como monitor para o Laboratório de

Processamento de Sinais Eletromagnéticos, como o objetivo de garantir a manutenção do

sistema e instrumentos de medida, bem como para agilizar a preparação das montagens a

serem utilizadas nas aulas práticas.

Seja providenciado mobiliário específico (bancadas de trabalho), visando à garantia da

integridade do equipamento, bem como a organização do ambiente visando um incremento da

eficiência e ergonomicidade.

Sugere-se ainda, que sejam desenvolvidos trabalhos no sentido de implementar os

conceitos de automação de medidas em Guerra Eletrônica e do Laboratório de Guerra

Eletrônica de Acesso Remoto, visando o domínio dos conceitos de controle de processos a

distância no âmbito da GE, bem como maximizar o retorno do investimento feito no

equipamento e nos instrumentos de medidas em proveito do SISGEA, podendo esta

implementação ser iniciada em projetos do Mestrado Profissionalizante em Guerra Eletrônica.

165

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Inaugurado Laboratório de Pesquisa em Guerra Eletrônica e VigilânciaEletromagnética da Amazônia: Página da Internet. Disponível em: <http://www.sivam.gov.br/INFO/ un_10.htm>. Acesso em: 20 mai. 2003.

2. BRASIL. Ministério da Aeronáutica. A Guerra Eletrônica na FAB. Brasília, 1998.(Estudo nº 006).

3. BRASIL. Ministério da Aeronáutica. Portaria Nº 304 / GM3, DE 07.05.98. Cria, noInstituto Tecnológico de Aeronáutica, o Curso de Especialização em Análise de AmbienteEletromagnético – CEAAE, e dá outras providências.

4. BRASIL. Ministério da Defesa. Portaria Nº 941 / GC3, de 11.11.01. Cria, no InstitutoTecnológico de Aeronáutica, o Programa de Pós-Graduação em Aplicações Operacionais, nosníveis de Mestrado e Doutorado, nas áreas de Comando e Controle, Guerra Eletrônica,Análise Operacional e Armamento Aéreo e dá outras providências.

5. SKOLNIK, Merrill L. Introduction to Radar Systems. 2sd. ed. McGraw-Hill Col., NewYork, 1980. ISBN: 0-07-057909-1

6. LAB-VOLT LTD. Radar Volume 1: Principles of Radar Systems. 2sd. ed. Ste-Foy,Quebec, 1999. 422 p.

7. MARIANO, Paulo Tavares. Teoria Radar: Apostila do Curso CB-16/116 – IPV. SãoJosé dos Campos, 2000.

8. LAB-VOLT SYSTEMS INC. Training Systems: Radar Training System (8095): páginade catálogo comercial. Disponível em: <http://labvol.com/product_print.asp?id=323>. Acessoem: 14 mar. 2003.

9. LAB-VOLT LTD. Target Positioning System, Model 9607-1: instructional manual.Quebec, 1999. 52 p.

10. LAB-VOLT LTD. Power Supply and Antenna Motor Driver, Model 9601-1:instructional manual. Quebec, 2001. 23 p.

11. LAB-VOLT LTD. Radar Antenna, Model 9604: instructional manual. Quebec, 1991. 14p.

12. LAB-VOLT LTD. Rotating-Antenna Pedestal, Model 9603: instructional manual.Quebec, 1991. 16 p.

13. LAB-VOLT LTD. Radar Synchronizer / Antenna Controller, Model 9602:instructional manual. Quebec, 1995. 34 p.

14. LAB-VOLT LTD. Radar Transmitter, Model 9620: instructional manual. Quebec,2001. 25 p.

166

15. LAB-VOLT LTD. Radar Receiver, Model 9621: instructional manual. Quebec, 1995. 19p.

16. LAB-VOLT LTD. Dual-Channel Sampler, Model 9605: instructional manual. Quebec,1995. 24 p.

17. LAB-VOLT LTD. Clutter Generator, Model 9606: instructional manual. Quebec, 1994.30 p.

18. LAB-VOLT LTD. PPI Scan Converter, Model 9623: instructional manual. Quebec,1992. 32 p.

19. LAB-VOLT LTD. Analog MTI Processor, Model 9622: instructional manual. Quebec,1995. 27 p.

20. LAB-VOLT LTD. Digital MTD / PPI Processor, Model 9624: instructional manual.Quebec, 2001. 89 p.

21. LAB-VOLT LTD. Radar Target Tracker, Model 9625: instructional manual. Quebec,2001. 41 p.

22. LAB-VOLT LTD. Radar Volume 5: Radar in an Active Target Environment. 1st. ed.Quebec, 2001. 207 p.

23. LAB-VOLT SYSTEMS, INC. Training Systems: Antenna Training and MeasuringSystem (8092): página de catálogo comercial. Disponível em: <http://labvol.com/product_print.asp?id=164>. Acesso em: 14 mar. 2003.

24. COMLAB TELECOMMUNICATIONS, INC. Comlab News: RCS MeasurementSystem: homepage da empresa. Disponível em: <http://www.comlab.com/news_rcs_e.html>.Acesso em: 14 mar. 2003.

25. COMLAB TELECOMMUNICATIONS, INC. Comlab News: Lab-Volt Multi-BeamPhased Array Antenna, model 9556: datasheet. Disponível em: <http://www.comlab.ca/download/ds9556.zip>. Acesso em: 14 mar. 2003.

26. COMLAB TELECOMMUNICATIONS, INC. Comlab News: Lab-Volt Radar PhasedArray Antenna, model 8095-60: datasheet. Disponível em: <http://www.comlab.ca/download/dsa8095-60.pdf>. Acesso em: 14 mar. 2003.

27. LAB-VOLT LTD. Telecommunications Radar: Digital MTD Processing. 1st. ed.Quebec, 2001. 167 p.

28. LAB-VOLT LTD. Telecommunications Radar: Tracking Radar. 2sd. ed. Quebec, 2000.196 p.

29. LAB-VOLT LTD. Telecommunications Radar: Analog MTI Processing. 1st. ed.Quebec, 2000. 460 p.

167

30. BONFIN, Mário. Medidas Elétricas: Apostila. Curitiba: UFPR, 2003. p. 61-68.Disponível em <www.elétrica.ufpr.br/marlio/medidas/apostila/apostila4a.pdf>. Acesso em 18mai. 2003.

31. FERNANDES, David. Processamento Radar: Apostila do CEAAE. São José dosCampos: CTA, 2002. 147 p.

32. LAVERGHETTA, Thomas S. Handbook of Microwave Testing. Massachusetts: ArtechHouse, 1981. 515 p.

33. SCHLEHER, D. Curtis. Electronic Warfare in the Information Age. Norwood: ArtechHouse. 1999. 605 p.

34. ISHII, T. Koryu. Practical Microwave Electron Devices. San Diego: Academic Press.1990. 408 p.

35. SCHLEHER, D. Curtis. MTI and Pulsed Doppler Radar. Norwood: Artech House.1991. 639 p.

36. NITZBERG, Ramon. Adaptive Signal Processing for Radar. Norwood: Artech House,1992. 309 p.

37. DOTE, Yasuhiko. Servo Motor and Motion Control Using Digital Signal Processors.New Jersey: Prentice Hall, 1990. 282 p.

38. MULHOLLAND, John E.; NOBLE, Sean P., Microwave Measurements Experience forUndergraduates. IEEE Transactions on Education, v. 37, n. 2, p. 147-150, mai. 1994.

39. SOUSA, Cleonilson P.; FILHO, Tarcísio C. Laboratório de Acesso Remoto paraEnsino Orientado a Experimentos Aplicado em Aprendizado a Distância e Presencialem Engenharia. Disponível em: <www.asee.org/international/INTERTECH2002/520.pdf >.Acesso em: 14 mar. 2003.

40. SILVA, P. J.; ROCHA, J. F.; PEDRO, J. C. et al. Automatização de Laboratórios deMedida de Componentes Ópticos e Eletrônicos através de LabVIEW. Revista doDETUA, V. 2, Nº 4, jan. 1999. p. 449-458. Disponível em: <http://www.av.it.pt/collaborators/personal/pandre/pubs/detua_labview.pdf>. Acesso em: 14 mar. 2003.

41. EXCALIBUR SYSTEM LTD. Excalibur Threatgenerator Product Information.Ontário, 1999. 46 p.

42. Analisador de Rede Agilent – Modelo 8714ES. Site Comercial. Disponível em:http://www.navicpmart.com/redir.cfm/s/BB973B92D4836A29E034080020B4BBE113258952/estore/productstmp.cfm/v/001~~..%2Fsearch%2Fspec.cfm~~NETANA~~AGILEN~~8714ES~~-~~used%7C64.html. Acesso em: 14 mar. 2003.

43. Analisador de Espectro HP / Agilent – Modelo E4407B. Site Comercial. Disponível em:<http://www.testequity.com/products/878/>. Acesso em 14 mar. 2003.

168

44. Software de Acesso Remoto para o Analisador de espectro. Site do fabricante.Disponível em: <http://www.agilent.com/find/web_remote>. Acesso em: 14 mar. 2003.

45. Osciloscópio Agilent – Modelo 54622A. Site comercial. Disponível em:<http://www.navicpmart.com/redir.cfm/s/B0C2A186FEB72915E034080020B4BBE19362202/estore/productstmp.cfm/v/001~~..%2Fsearch%2Fspec.cfm~~DIGOSC~~AGILEN~~54622A~~~~NEW%7C2.html>. Acesso em 14 mar. 2003.

46. Power Meter HP / Agilent – Modelo E4418B. Site comercial. Disponível em :<http://www.testequity.com/products/971/>. Acesso em 14 mar. 2003.

47. Gerador de Sinal Agilent – Modelo E4433B. Site comercial. Disponível em:<http://www.bellnw.com/products/agilent/e4433b.htm>. Acesso em: 14 mar. 2003.

48. Modulador de Pulso HP / Agilent – Modelo 11720A. Site comercial. Disponível em:http://www. testequity.com/products/300/. Acesso em: 14 mar. 2003.

49. Atenuador / Excitador de Chaveamento HP / Agilent – Modelo 11713A. Sitecomercial. Disponível em : http://www.testequity. com/products/822/. Acesso em: 14 mar.2003.

50. Medidor de Potência HP / Agilent – Modelo 437B. Site Comercial. Disponível em:http://www.testequity.com/products/314/. Acesso em: 14 mar. 2003.

51. Gerador de Sinal HP – Modelo 8648A. Site comercial. Disponível em :<http://www.kandelelectronics.com/ItemPages/hp8648a.htm>. Acesso em: 14 mar. 2003.

52. Gerador de Varredura HP / Agilent – Modelo 8350B. Site Comercial. Disponível em :http://www.testequity.com/products/368/ . Acesso em: 14 mar. 2003.

53. RF Plug-Ins HP – Modelo 83592B. Site Comercial. Disponível em:http://www.testequipmentdepot.com/usedequipment/hewlettpackard/signalgenerators/83595a.htm. Acesso em: 14 mar. 2003.

54. Medidor de Potência HP - Modelo 437B. Site comercial. Disponível em :http://www.testequipmentdepot.com/usedequipment/hewlettpackard/powermeters/437b.htm.Acesso em: 14 mar. 2003.

55. Gerador de Função HP – Modelo 8116A. Site comercial. Disponível em:http://www.test-equipment.net/HP/Generators/8116A.htm. Acesso em: 14 mar. 2003.

56. Amplificador de Microondas HP – Modelo 8349B. Site Comercial. Disponível em:http://www.testequipmentconnection.com/template-asp.asp?model=8349B. Acesso em 14mar. 2003.

57. Osciloscópio Digital HP – Modelo 54200A – Site comercial. Disponível em:http://www.inxs-inc.com/cgi-bin/menu.cgi?a=view_prod&id=1685. Acesso em: 14 mar.2003.

169

58. Fonte de Alimentação HP - Modelo 6038A. Site comercial. Disponível em: http://www.testequipmentconnection.com/template-asp.asp?model=6038A. Acesso em: 14 mar. 2003.

59. Freqüencímetro HP – Modelo 5334B. Site comercial. Disponível em:http://www.atecorp.com/Equipment/HP/5334B.htm. Acesso em : 14 mar. 2003.

60. Freqüencímetro HP – Modelo 5328B. Site comercial. Disponível em:http://www.testequipmentconnection.com/template-asp.asp?model=5328B. Acesso em: 14mar. 2003.

61. Interface Programável Multifunção Tektronix – Modelo MI 5010. Site comercial.Disponível em: http://www.tucker.com/java/jsp/controller?event=CUST_PROD_DETAILSEARCH&partNo=TEKPS5010&invID=7052. Acesso em: 14 mar. 2003.

62. Scanner Programável Tektronix – Modelo SI5010. Site comercial. Disponível em:http://www.test-equipment.net/Tek/TM5000/si5010.htm. Acesso em: 14 mar. 2003.

63. Fonte Programável Tektronix – Modelo PS5010. Site comercial. Disponível em:http://www.tucker.com/java/jsp/controller?event=CUST_PROD_DETAIL_SEARCH&partNo=TEKPS5010&invID=7052. Acesso em: 14 mar. 2003.

64. Repetidor HP – Modelo 59306A. Site comercial. Disponível em:http://www.testequipmentconnection.com/Models/HP_59306A.htm. Acesso em: 14 mar.2003.

65. Osciloscópio HP / Agilent – Modelo 54645A. Site comercial. Disponível em:http://www.testequity.com/products/60/. Acesso em: 14 mar. 2003.

66. Gerador de Sinal de RF Agilent – Modelo E4422B. Site comercial.http://www.navair.ca/products/agilent/E4422B.html. Acesso em: 14 mar. 2003.

67. Placa de Aquisição de Dados da National Instruments – Modelo NI PCI-6052E. Sitecomercial. Disponível em: http://sine.ni.com/apps/we/nioc.vp?cid=2601&lang=US. Acessoem: 14 mar. 2003.