Radome per Antenne: Scopo, Materiali e Applicazioni
Un radome (radar + cupola) è un involucro strutturale resistente alle intemperie che protegge un'antenna rimanendo trasparente alle onde radio. È essenziale per qualsiasi antenna esposta agli agenti atmosferici.
Funzioni Principali
- Protezione ambientale: scherma da pioggia, neve, grandine, sale, sabbia, raggi UV, impatti di uccelli e detriti trasportati dal vento.
- Supporto strutturale: distribuisce i carichi di vento e neve, riduce le vibrazioni e consente una costruzione dell'antenna più leggera.
- Mitigazione di ghiaccio e neve: impedisce l'accumulo sugli elementi irraggianti, evitando lo scollamento della risonanza e la distorsione del diagramma di radiazione.
- Schermatura EMI/RFI (opzionale): rivestimenti conduttivi possono attenuare le interferenze fuori banda.
Materiali e Trasparenza RF
I radome utilizzano dielettrici a bassa perdita e bassa permittività:
- Fibra di vetro (GFRP): il più comune. Tessuto di vetro intrecciato + resina epossidica/poliestere. Buona resistenza meccanica, spessore regolabile per l'adattamento λ/4 alla frequenza target.
- PTFE (Teflon) / PTFE caricato ceramica: perdita minima (tan δ ≈ 0,0004), utilizzato in applicazioni high-power, satellitari e militari. Costoso.
- Policarbonato / Acrilico: costo inferiore, perdita maggiore, per applicazioni a corto raggio/commerciali.
- Tessuto (struttura spaziale / gonfiabile): tessuto PTFE tensionato su telaio geodetico. Utilizzato per grandi radar terrestri.
Lo spessore della parete è spesso progettato come strato di adattamento a mezza onda (λ/2) o quarto d'onda (λ/4) alla frequenza centrale per minimizzare le riflessioni (VSWR < 1,1:1 tipico).
Tipi per Forma
- Sferico / Geodetico: radar terrestre, tracciamento.
- Conico / Ogivale: coni di prua per missili e aeromobili.
- Piano / Planare: radar a scansione elettronica, terminali satcom.
- Cilindrico: antenne montate su fusoliere di navi e aerei.
- Idrodinamico: pod aeroportati (EW, SIGINT).
Applicazioni Chiave
- Controllo del traffico aereo / Radar meteorologico (ASR, NEXRAD)
- Comunicazioni satellitari (stazioni di terra, VSAT, terminali mobili)
- Radar militare (controllo del fuoco, allarme precoce, AESA)
- Navigazione (ILS, MLS, stazioni di riferimento GPS)
- Telecomunicazioni (backhaul microonde, small cell 5G)
- Automotive (cover per sensori radar ADAS)
- Marino (satcom, radar su imbarcazioni)
Considerazioni di Progettazione
Banda di frequenza, gestione della potenza, carichi vento/ghiaccio, cicli termici, vibrazioni, accesso per la manutenzione e costo guidano le scelte di materiale e geometria. Un radome mal progettato degrada il guadagno, aumenta i lobi secondari e può causare nulli nel diagramma di radiazione.