Como funcionam os radares que detectam aviões

Origem e funcionamento 

Radar é, na verdade, a sigla para Radio Detecting And Ranging (Detecção e determinação de distância por rádio, em inglês). Ele foi inventado em 1904 pelo alemão Christian Hülsmeyer, mas só começou a ser usado em 1935, em um navio. Sua função era de detectar possíveis obstáculos. 

O sistema passou a ter uso militar durante a Segunda Guerra Mundial, em 1939, para a detecção de aeronaves —em especial pelos ingleses, que utilizavam a tecnologia para avisar com antecedência a população em caso de bombardeios nazistas.

Os radares são, de forma resumida, antenas emissoras e receptoras que funcionam ao emitir ondas eletromagnéticas de super alta frequência (SHF) em uma determinada direção. Caso essas ondas encontrem um objeto — um avião, por exemplo —, o sistema é capaz de ler e interpretar o padrão de reflexo dessas ondas e determinar variáveis como tamanho do objeto, velocidade e mudanças de altitude. 

Isso ocorre pelo chamado Efeito Doppler, a defasagem de frequência entre o sinal emitido e o recebido de volta.

Esse é o conceito básico dos radares, mas, dependendo da aplicação, a antena pode ser giratória, para cobrir 360 graus, ou fixa. Em alguns casos, há uma combinação desses dois sistemas. 

Os radares militares para controle aéreo têm funções específicas, como rastreamento, cálculo de trajetória e ainda para auxiliar na mira para disparo de armas guiadas por radar.

Além da finalidade militar, os radares têm sido utilizados em outras situações, como o controle de velocidade dos carros em uma rodovia e até como ferramenta para análise meteorológica. 

Os radares podem ser fixos ou portáteis e serem carregados, por exemplo, por aviões. Vale salientar que, caso um avião militar esteja com o radar ativo, ele se torna, automaticamente, um alvo mais fácil de ser localizado por outros radares, presentes tanto em terra quanto instalados em veículos e aeronaves.

Dúvidas comuns

Como um radar é capaz de identificar se um avião é aliado ou inimigo?

A identificação de aeronaves se dá, principalmente, pelos protocolos de detecção e comunicação. O alvo recebe o sinal, decodifica e responde de forma também codificada, identificando-se. Se não rolar essa "conversa", a aeronave pode ser considerada hostil. 

Sendo assim, o mesmo modelo de aeronave pode ter protocolos de detecção e identificação distintos, o que faria um Su-27 ucraniano, por exemplo, ser identificado como tal, não com uma aeronave russa.

No caso da aviação civil, há ainda um equipamento chamado transponder, que calcula sua posição por meio de GPS e a transmite para outras aeronaves e sistemas de monitoramento do trafego aéreo. Com isso, é possível saber onde cada aeronave está e, assim, traçar planos de voo e evitar situações de risco que possam culminar em colisões.

Qual é o alcance de um radar?

Radares de boa qualidade são capazes de detectar objetos a centenas de quilômetros. Há, porém, algumas limitações.

Considerando o método de funcionamento de um radar, que precisa que as ondas emitidas alcancem um objeto e retornem com uma clareza mínima, sem que ruídos eletromagnéticos causem detecções falsas, a curvatura da Terra pode atrapalhar. Especialmente se o objeto a ser detectado esteja próximo ao chão, como um avião voando em altitude baixa.

Nesse caso, essa aeronave só seria detectada quando estivesse muito próxima da origem do sinal de radar do solo.

Uma solução usada por forças aéreas é ter aviões — que podem, inclusive, ser jatos comerciais — transformados em "radares aéreos". Com isso, elimina-se essa limitação dos equipamentos instalados no solo.

O que são aviões "invisíveis"?

O F-117 em ação: primeiro caça stealth teria participado de ataque na Síria em 2017 (Foto: USAF)

Durante os anos 1970, a força aérea norte-americana começou a desenvolver um avião capaz de ser quase indetectável por radares — o que popularmente ficou conhecido por "avião invisível". Tratava-se do F-117, que ganhou notoriedade durante a Guerra do Golfo, em 1991.

Para diminuir ao máximo a sua detecção e identificação em radares, o avião usa uma combinação de superfícies geométricas planas, capazes de refletir as ondas de radar em poucas direções, dificultando o trabalho dos radares. 

Além disso, a fuselagem é coberta por materiais capazes de absorver, e não refletir, as ondas eletromagnéticas. Esse combo de tecnologias é complementado por sistemas ativos que geram interferência eletromagnética e, assim, "embaralham" o sinal emitido por radares inimigos.

É importante notar que esses aviões não são completamente invisíveis aos radares, apenas têm uma assinatura muito pequena. Assim, em determinadas condições, essas aeronaves podem ser detectadas.

Via Rodrigo Lara (Tilt/UOL) - Fonte: Renato Giacomini, coordenador e professor do departamento de engenharia elétrica do Centro Universitário FEI