Den radar horisonten er det geometriske sted for de punkter hvor de stråler som kommer fra en radarantenne er tangent til jordens overflate. Et mål som er i en avstand under radarens maksimale område, men under radarens horisont, kan ikke oppdages, det er i "skyggesonen".
Radarhorisonten er større enn den optiske horisonten med rett linje fordi variasjonen av brytningsindeksen med høyde i atmosfæren gjør at radarbølgen kan bøyes. På åpent hav er dette geometriske stedet horisontalt; på land, avhenger det av landets topografiske egenskaper.
De elektromagnetiske bølgene til en radar følger reglene for optikk for høye frekvenser (> 100 MHz ). Selv strålen til en radar som peker mot den optiske horisonten, vil bevege seg bort fra jordens overflate fordi den har krumning. Uten atmosfæren ville horisonten til en radar være den geometriske avstanden beregnet med høyden over bakken der antennen befinner seg (H) og krumningen på jorden på 6,4 × 10 6 m med formelen:
.Radarstrålen som passerer gjennom atmosfæren gjennomgår imidlertid en krumning. Dette er fordi brytningsindeksen for luft endres med trykk, temperatur og fuktighet, og disse variablene endres med høyde og bjelken passerer gjennom forskjellige høyder langs banen. I en standardatmosfære avtar indeksen med høyde som kurver strålen oppover og gir den en krumningsradius som tilsvarer , noe som gir 8,5 × 10 6 m . Krumningsradien til bølgestien er således større enn Jordens, som gjør at radarstrålen kan overskride den direkte synslinjen og dermed redusere skyggesonen. blir til :
.Den brytningsindeks (n) i vakuum er 1, men den varierer i luft med temperatur (T), trykk (p) og vanndamptrykk (e) i henhold til formelen:
.Det antas at radarstrålen vil bevege seg i en standardatmosfære der temperatur, fuktighet og trykk synker i en normal kurve med høyde. Beregningen av ekkos posisjon og høyden deres avhenger av denne antagelsen, og et stort avvik fra denne lagdelingen vil gi en unormal forplantning .
OverfraksjonDet hender ofte at temperaturinversjoner oppstår på lavt nivå ved nattkjøling under klar himmel, eller i høyde ved nedsenking . Fuktighet kan også fanges nær bakken og reduseres raskt med høyde i en kald dråpe under tordenvær, når varm luft passerer over kaldt vann eller i en temperaturinversjon.
Disse forskjellige tilfellene endrer stratifiseringen av luften. Brytningsindeksen avtar deretter raskere enn normalt i temperatur- eller fuktighetsinversjonslaget, noe som får radarstrålen til å bøye seg nedover. Hvis de atmosfæriske forholdene og tykkelsen på det overbrytende laget er optimale, kan radarstrålen til og med bli fanget i laget som i en bølgeleder og gjennomgå flere indre refleksjoner i laget. Alle tilfeller med overbrekning øker rekkevidden, og er derfor nyttige for vinkler over den geometriske horisonten, noe som kan øke radarhorisonten eller ikke.
InfrarødHvis lufttemperaturen synker raskere enn i standardatmosfæren, for eksempel i en ustabil luftsituasjon ( konveksjon ), oppstår motsatt effekt. Radarstrålen er da høyere enn man tror. Denne situasjonen reduserer det nyttige området for vinkler over den geometriske horisonten, fordi de stiger for raskt mot rommet. Dette kan teoretisk redusere radarhorisonten hvis negative vinkler ikke er tilgjengelige.
Nær bakken er det mange blokkeringskilder for radarstrålen: bygninger, trær, vindturbiner osv. Hver gang lavnivåstrålen treffer en slik gjenstand, mister den noe av energien. I noen tilfeller kan strålen ha forsvunnet helt lenge før den har nådd den optiske eller radarhorisonten.