Determinação da influência do radomo no diagrama de radiação de antena de Radar Meteorológico

Abstract

Resumo: O equipamento de Radar Meteorológico, inicialmente se defrontou com uma dificuldade inerente à concepção de seu principal elemento, a antena, que até os dias de hoje é algo desejável de melhorias. O indesejável 'lóbulo lateral' se faz presente, em função de ser parte da física imutável na concepção de um refletor parabólico. Com o propósito único de proteção à degradação ambiental e neutralizar a carga de vento no refletor parabólico, instala-se sobre a antena o radomo, que se comporta como um anteparo à propagação de ondas eletromagnéticas, acarretando alterações nos sinais detectados e conseqüentemente nos produtos gerados. O Instituto Tecnológico SIMEPAR - Sistema Meteorológico do Estado do Paraná - Brasil, opera um Radar Meteorológico Doppler - DWSR-95-S, instalado no município de Teixeira Soares - PR, à 110 km à oeste da região metropolitana de Curitiba-PR, com refletor parabólico de 8,20m com alimentação central. O diagrama de radiação da antena fornecido pelo fabricante do equipamento Enterprise Electronics Corporation (Alabama/USA) foi obtido sem a instalação do radomo de 10,62m que protege o conjunto pedestal e antena. A importante informação, qualificativa de eficiência do radar, ficou totalmente prejudicada, pois não foi devidamente quantificada. A influência do radomo no padrão de radiação da antena foi desconsiderada. Esta dissertação evidencia com clareza os efeitos indesejáveis ocasionados pelos lóbulos laterais incrementados pela influência do radomo no diagrama de radiação do refletor do radar meteorológico Doppler DWSR-95-S. Detalha a metodologia utilizada nas medidas do padrão de radiação em campo próximo e campo distante, apresentando a real influência do radomo no nível relativo do lóbulo lateral (RSLL); na abertura do feixe; no espalhamento da energia radiada e conseqüente deficiência na capacidade de detecção do radar. Os resultados obtidos comprovam a dispersão no padrão de radiação da antena; incremento de 6,9 dB no RSLL; incremento em função da distância na altura da base, do topo e na altura da coluna vertical, bem como na refletividade final dos volumes detectados.

Abstract: The Weather Radar initially was confronted with an inherent difficulty to related of its main element, the antenna that until the present is something desirable of solution or at the very least of improvements. The theories and technologies used in the construction of an antennas have evolved, but the undesirable side lobes are always presents since it is a part of the invariant physics in the conception of a parabolic reflector, aggravated in that they use central feeding. Designed to protect ambient degradation and to neutralize the wind load on the parabolic reflector, a radome is used, it bulkhead that behaves as affect the electromagnetic propagation, causing changes in the detected signals and consequently the generated products. The Meteorological System of Parana State in Brazil (SIMEPAR) operate one Doppler Weather Surveillance Radar S band (DWSR 95-S), instaled in Teixeira Soares city at 110 km west of Curitiba, Paraná State, Brazil. It was a parabolic reflector antenna with 27 feet. The radiation patterns of the antenna supplied by the manufacturer Entherprise Electronics Corporation (Alabama/USA) verified without the 35 feet radome installed only when at the final assembly of the radar system in Parana without any verifications of its affect in the radar signal. This manuscript details methodology used in to measure the near-field and far-field standard irradiation that indicates the influence of the radome on the antenna diagram. That consequents effects the capacity of detection of the weather radar.