Radar




HIT - Referat


RADAR
V1.0 - 08.04.98 17:38



Inhaltsverzeichnis








RADAR → RAdio Detection And Ranging

Das Radar ist ein Ortungssystem und dient zur Erfassung von Objekten beziehungsweise zur Bestimmung ihrer Parameter (Lage, Bewegungszustand, Beschaffenheit). Es bedient sich sehr kurzen elektromagnetischen Wellen (Dezimeter - und Millimeterwellen).
Durch das Radar ist es möglich, die Fähigkeiten der menschlichen Sinne hinsichtlich Beobachten und Betrachten zu erweitern. Im Gegensatz zum Auge kann es zwar keine vergleichbaren Einzelheiten wie z.B. die Farbe des Objekts erkennen, aber es ist in der Lage, auch dann noch Informationen zu liefern, wenn es dem Auge nicht mehr möglich ist (bei Dunkelheit, Nebel, Schnee, ...)

Anwendung des Radars

Radarverfahren werden zur Navigation von Flugzeugen auf Luftstra√üen, von Schiffen im k√ľstennahen Bereich und neuerdings auch im Landverkehr eingesetzt. Neben der Positionsbestimmung geht es dabei meistens um die Kollisionsverhinderung bzw. die Feststellung, ob bestimmte Bereiche frei von Hindernissen sind. Mit Hilfe des Radars k√∂nnen weiterhin Niederschlagsgebiete entdeckt und in ihrer zeitlichen Ver√§nderung verfolgt sowie Aussagen √ľber Niederschlagsmengen getroffen werden. Weiters dienen Radaranlagen zur Geschwindigkeits√ľberwachung z.B. von Landfahrzeugen, in Form von Bewegungsdetektoren, zur Raumsicherung und in der industriellen Me√ütechnik zur ber√ľhrungslosen Messung von Gr√∂√üen wie F√ľllstand, Entfernung oder Umdrehungsgeschwindigkeit.
Auch k√∂nnen - √§hnlich Luftaufnahmen - aus den Radarbildern Karten der Erdoberfl√§che erstellt werden, die auch Aussagen √ľber den Zustand der Vegetation und √ľber Bodensch√§tze zulassen. Im Bereich der Meeresforschung k√∂nnen Aussagen √ľber Meeresstr√∂mungen, Windrichtung und Zustand der Meeresoberfl√§che getroffen werden.
Im milit√§rischen Bereich werden Radarverfahren √ľber die zivilen Anwendungen hinaus zur Entdeckung, Ortung und √úberwachung m√∂glicher Ziele und in Form des Feuerleitfadens zur Steuerung von Waffen eingesetzt. Ebenso k√∂nnen Flugzeuge in geringer H√∂he √ľber den Erdboden gef√ľhrt werden.
Im wissenschaftlichen Bereich werden Radarverfahren zur Erkundung der Erdatmosphäre eingesetzt (Niederschlagsparameter wie Regentropfengröße und Verteilung). Auch können Himmelskörper abgebildet werden.

Prinzip

Es wird vom Sender (=Quelle) eine hochfrequente Leistung - meist in geb√ľndelter Form - in den Raum abgestrahlt. Von dieser Leistung gelangt nur ein Teil in den Radarempf√§nger zur√ľck (gesetzt dem Fall, es findet eine Verkopplung √ľber ein reflektierendes Objekt statt). Die Reflexion kann je nach geometrischer, struktureller und stofflicher Beschaffenheit der Zieloberfl√§che mehr oder weniger stark, diffus oder total ausfallen.
Die empfangenen Daten werden dann durch eine entsprechende Zielsignalauswertung verarbeitet.

Es ergeben sich je nachdem, welcher Frequenzbereich gew√§hlt wird und wie weit das Ziel vom Empf√§nger entfernt ist, sehr hohe Leistungen als erforderlich, um das schwache reflektierte Signal √ľberhaupt wahrzunehmen. Denn durch die D√§mpfung in der Atmosph√§re und auch im Empf√§nger wird die Erkennung des Signals bei zu geringer Leistung eingeschr√§nkt bzw. erst gar nicht m√∂glich gemacht.
Beträgt der Abstand zwischen Ziel und Empfänger etliche 100 Kilometer, so sind z.B. Megawatt von Nöten, wohingegen bei Verwendung des Radars zur Messung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen (wo ja der Abstand nur um die 100 Meter beträgt) bereits einige Watt ausreichen.

Handelt es sich um ein monostatisches System (Sender und Empf√§nger in einem), so muss zwischen Senden und Empfang umgeschaltet werden. Die Antenne sendet einen kurzen Impuls aus (ein Impuls besteht in Wirklichkeit aus einer Sinuswelle mit etlichen Perioden). Danach wird auf Empfang umgeschaltet. Je nachdem, wie weit das Ziel entfernt ist, muss entsprechend lang gewartet werden, bis das (eventuell) reflektierte Signal zur√ľckkommt. Erst danach darf wieder auf Senden zur√ľckgeschaltet werden. Die Pause zwischen zwei Impulsen ergibt sich also aus der Reichweite, f√ľr die das Radar ausgelegt ist.

Beispiel: Die Distanz Wien - Salzburg beträgt zirka 300km. Da sich die elektromagnetische Welle mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, ergibt sich nach der Formel
eine Zeit von 2s f√ľr den Hin - und R√ľckweg des Impulses.

Bei der Anwendung des Radars zur Flugsicherung beträgt die Reichweite zumindest 200km (Wien - Linz). Am Bildschirm kann man nicht nur die Entfernung des Objekts feststellen, es werden auch noch Zusatzinformationen - wie z.B. die Flugnummer zwecks Identifizierung - dargestellt. Dies geschieht mittels eines Transponders im Flugzeug (siehe Sekundärradar).




Die Zielkoordinaten in diesem 3D - Bild lauten:
    Azimut α Elevation ε Entfernung R Geschwindigkeit vz bzw. Radialgeschwindigkeit vr H√∂he Hz

Die Zielentfernung kann aus der Laufzeit des Radarsignals vom Sender √ľber das Ziel zum Empf√§nger, die radiale Zielgeschwindigkeit aus der Frequenzverschiebung zwischen Sende - und Empfangssignal infolge des Dopplereffekts und die Zielrichtung aus der Orientierung der empfangenen Welle bestimmt werden.
Die von der Sendeantenne abgestrahlte Energie unterliegt auf ihrem Weg zum Ziel und zur√ľck wie bereits erw√§hnt dem Einflu√ü der Atmosph√§re (Regen, Wolken, Nebel, Schnee) und Erdoberfl√§che (Boden, Wasser). Die Atmosph√§re hat je nach Zustand eine unterschiedlich starke d√§mpfende, brechende und reflektierende Wirkung. Die D√§mpfung bewirkt eine Reichweitenverminderung des Radars, wohingegen durch die Brechung √úberreichweiten m√∂glich sind. Weiters werden durch die Brechung verf√§lschte Informationen √ľber Zielrichtung und Entfernung vermittelt. Bei Reflexion kommt es zu einer Verminderung der Zielreichweite.
√úber den Erdboden k√∂nnen (abh√§ngig von der Stellung der Sende - und Empfangsantenne) sogenannte "Cluttersignale" eine st√∂rende Wirkung haben. Clutter entstehen durch Reflexion beziehungsweise Streuung von auf die Erdoberfl√§che eingestrahlter Energie, die sowohl vom Radar selbst als auch vom Ziel herkommen kann. Dadurch werden die eigentlich gew√ľnschten Signale √ľberlagert oder sogar verdeckt. Die Folge ist eine fehlerbehaftete Zielinformation, welche sogar ausfallen kann. Eine solche "Maskierung des Zieles" kann aber auch bei Reflexionen in der Atmosph√§re entstehen.
Neben diesen Problemen hat das Radar aber auch mit der von elektronischen Störsignalen verseuchten Umgebung zu kämpfen. Die Störungen können durch benachbarte Radarstationen oder Funkanlagen verursacht werden. Sie können aber auch wie bei militärischen Anwendungen zur absichtlichen Informationsverfälschung oder gar Verhinderung einer Informationsgewinnung gewollt sein.

Radararten

Monostatisches Radar

In den meisten Anwendungen wird eine Antenne f√ľr Senden und Empfangen benutzt.
√Ąquivalent dazu ist eine Anordnung mit zwei Antennen, wenn der gegenseitige Abstand derselben im Vergleich zur Entfernung zum Ziel klein ist.

Bistatisches Radar

Hier ist der Abstand zwischen den beiden Antennen wesentlich größer.

Multistatisches Radar

Das Konzept des bistatischen Radars ist erweiterbar, wenn einem Sender anstelle eines gleich mehrere voneinander getrennte Empfänger zugeordnet werden.

Primärradar

Diese eben genannten drei verschiedenen Typen von Radar gehören zur Gruppe des Primärradars. Dieses wertet Signalechos eines passiven Zieles aus. Das Primärradar ist der am häufigsten verwendete Anlagentyp.

Sekundärradar

Das Zielecho wird durch das Sendesignal ausgelöst und durch einen Sender - den sogenannten Transponder - im Ziel selbst erzeugt. Anwendung finden solche Radartypen fast ausschließlich in der Flugsicherung und im militärischen Bereich zur Zielidentifizierung und Übertragung der Höheninformationen.

Eindimensional (1D)

Es vermag nur eine Zielkoordinate anzugeben; zumeist als Entfernungsmesser in Verwendung.

Zweidimensional (2D)

Es werden zwei Zielkoordinaten vermessen; typisch sind Entfernung und Azimut.

Dreidimensional (3D)

Entfernung, Azimut und Elevation.



Radarfrequenzen

Der Radarfrequenzbereich erstreckt sich von ca. 30 MHz bis 300 GHz; dies entspricht in etwa 13 Oktaven. Derzeit sind im wesentlichen Frequenzen zwischen 1 GHz und 100 GHz in Verwendung.
Die untere Grenze ergibt sich aus dem Zusammenhang zwischen Winkelaufl√∂sung, Wellenl√§nge und den Antennenabmessungen. Da die zu verwendenden Antennen oftmals drehbar sein sollen, d√ľrfen bestimmte mechanische Abmessungen nicht √ľberschritten werden. Daher werden Radarsysteme in der Regel oberhalb von 1 GHz realisiert, wobei geringere Frequenzen gleichbedeutend sind mit einer geringeren Aufl√∂sung.






Ein weiterer Grund der Verwendung solch hoher Frequenzen liegt in der Verf√ľgbarkeit von freien Frequenzb√§ndern.
Allerdings kann mit der Frequenz nicht beliebig hoch gegangen werden - abgesehen von der technischen Realisierung -, da die D√§mpfung der Atmosph√§re mit dem Quadrat der Wellenl√§nge zunimmt. Der Verlauf der D√§mpfung, welcher durch die Molek√ľlresonanzen der Gase in der Atmosph√§re zustande kommt, kann dem Bild rechts entnommen werden.
Es bilden sich jedoch bestimmte lokale Dämpfungsminima, sogenannte Ausbreitungsfenster, in welchen nun die Radaranlagen im Millimeterbereich vorwiegend arbeiten (diese Fenster liegen bei 35GHz und 94GHz).

Signalauswertung

Eine wesentliche Aufgabe eines Radarempfängers besteht in der Entdeckung der Zielechos auch bei Gegenwart von starken Störsignalen. Dabei spielt im Gegensatz zur normalen Nachrichtentechnik der zeitliche Verlauf der Signale eine sekundäre Rolle. Wichtig ist zunächst vielmehr zu entscheiden, ob ein Zielecho vorhanden ist oder nicht.

Rauschen

Die Rauscheigenschaften eines Radarempfängers beeinflussen wesentlich die zur Zieldetektion erforderliche minimale Empfangsleistung und die Empfängerempfindlichkeit.

Rauschspannung

k ... Boltzmann - Konstante (k = 1,38062·10- 23J/K)

T ... Temperatur / Kelvin
Δf ... Betrachteter Frequenzbereich
R ... Widerstand

Effektive Rauschtemperatur Te

Sie ist definiert als diejenige Temperatur am Eingang des Empf√§ngers, die f√ľr eine zus√§tzliche Rauschleistung ΔN am Ausgang desselben verantwortlich ist.

Grunds√§tzlich kann man drei Rauscheinfl√ľsse unterscheiden:
- Durch die Antenne aufgenommenes Rauschen externer Quellen
- Rauschen von dämpfungsbehafteten Zuleitungen zwischen Antenne und Empfänger
- Eigenrauschen des Empfängers

Die Gesamtrauschtemperatur im Empfänger ergibt sich aus diesen drei Faktoren:


Ta ... die Rauschtemperatur der Antenne

Lz ... die Dämpfung der Zuleitung zwischen Antenne und Empfänger
Tz ... die Rauschtemperatur der Zuleitung
Te ... die Rauschtemperatur des Empfängers

Signal/Rausch - Verhältnis

Die zu l√∂sende Aufgabe besteht nun darin, das Signal/Rausch - Verh√§ltnis zu bestimmen, welches im Radarempf√§nger erforderlich ist, um ein Ziel mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zu entdecken, ohne dass eine bestimmte Wahrscheinlichkeit an Falschalarmen √ľberschritten wird.

Falschalarm ( - meldung)

Darunter versteht man das durch Rauschen verursachte √úberschreiten einer zur Zielentdeckung eingestellten Schwelle.
Die Zeit zwischen zwei Falschalarmen, bei denen also der Schwellenwert √ľberschritten wird, hei√üt "Falschalarmzeit". Diese Zeit schwankt allerdings, wodurch sie nur als linearer Mittelwert angegeben wird.

Da die Schwellenempfindlichkeit sehr hoch ist, muss aus Stabilit√§tsgr√ľnden der Schwellenwert sehr genau dimensioniert werden.

Entdeckungswahrscheinlichkeit

Sie gibt an, wie gro√ü die Wahrscheinlichkeit ist, dass ein Signal entdeckt wird. Sie h√§ngt von der H√∂he der Schwelle ab, die bei Anwesenheit von Zielsignal und Rauschen √ľberschritten werden muss.

Signalentdeckung

Sie erfolgt normalerweise √ľber die vorher beschriebene Schwellenentdeckung. Die Schwellenspannung, mit der das Signal verglichen wird, wird hier Vs genannt.



t01: Das Rauschen alleine √ľberschreitet die Schwellenspannung Vs → Fehleralarm
t02: Signal und Rauschen liegen √ľber der Schwelle → Signal entdeckt
t03: Signal und Rauschen √ľberschreiten die Schwelle nicht →
→ Entdeckungswahrscheinlichkeit <100%

Der Radarempf√§nger ist also so auszulegen, dass die Schwelle Vs bei Vorhandensein eines Nutzsignals mit m√∂glichst gro√üer Wahrscheinlichkeit √ľberschritten wird - und sei es nur f√ľr ein kleines Zeitintervall.

R√ľckstrahlen von K√∂rpern

Bei der Bestrahlung eines Zieles mit elektromagnetischer Energie wird ein Teil der einfallenden Strahlung absorbiert und in Wärme umgewandelt, der verbleibende Rest wird mit unterschiedlicher Stärke wieder in die verschiedensten Richtungen abgestrahlt.

R√ľckstrahlquerschnitt

(= Reflexionsfläche = äquivalente Echofläche = Radarquerschnitt)
Er hängt von verschiedenen Parametern ab:
    Zielaspekt Zielgröße Zielgestalt Oberflächenstruktur Wellenlänge Polarisation

Vergleicht man die Wellenlänge mit der Zielabmessung, ergeben sich drei verschiedene Fälle:
    Rayleigh - Bereich Wellenl√§nge gro√ü gegen√ľber Zielabmessung Mie - oder Resonanz - Bereich Wellenl√§nge vergleichbar mit Zielabmessung Optischer Bereich Wellenl√§nge klein gegen Zielabmessung (es
gelten die Gesetze aus der Optik)

In den Rayleigh - Bereich fallen z.B. die R√ľckstrahlquerschnitte von Regentropfen. Diese erzeugen oft nicht unerheblich st√∂rende Cluttersignale.

Als Beispiel sei hier ein B26 - Bomber angef√ľhrt:





Das Bild zeigt den R√ľckstrahlquerschnitt des Flugzeuges in Abh√§ngigkeit vom Aspektwinkel bei einer Frequenz von 3 GHz. Der Maximalwert ergibt sich normal zur Breitseite, wo auch die sichtbare Fl√§che am gr√∂√üten ist.







Clutter

Hierbei handelt es sich um St√∂rsignale, die den Nutzsignalen √ľberlagert sind. Bei der Detektion von bewegten Zielen z.B. gelten als st√∂rend alle Signale, die von Festzielen stammen, wie Boden -, See - und Wolkenclutter. Problematisch erweisen sich hier eher gro√üe Objekte. Sie schr√§nken unter Umst√§nden das Radar stark ein, da ihr totaler R√ľckstrahlquerschnitt sehr gro√ü sein kann. Allerdings k√∂nnen Clutter durchaus auch vom gleichem Zielobjekt stammen, welches gerade geortet wird.

Kontrast

Es ist von Interesse, wie groß die Reichweite eines Radars gegen Nutzziele bei gleichzeitigem Vorhandensein von Nutz - und Cluttersignalen aus der selben Auflösungszelle ist.
Das Verhältnis der empfangenen Nutzleistung zur Clutterleistung nennt man Kontrast.

Informationsgewinnung

Entfernungsmessung beim Pulsradar

Die zur Ermittlung der Zielentfernung R meist benutzte Signalform besteht aus (theoretisch!) rechteckf√∂rmigen Impulsen (→ Pulsradar) konstanten Abstandes - tats√§chlich aber Sinuswellen. Es wird die Impulslaufzeit Δt gemessen, d.h. die Zeit, die ein Impuls ben√∂tigt, um nach dem Aussenden √ľber das Ziel wieder zur√ľck zum Radar zu gelangen.
Die Entfernungsme√ügenauigkeit ist die Genauigkeit, mit der die Schr√§gentfernung eines Objektes ermittelt werden kann. Bei vielen Radarsystemen spielt dieser Parameter eine untergeordnete Rolle, weil es in einer Mehrzielumgebung vorwiegend auf die F√§higkeit, mehrere Ziele voneinander unterscheiden zu k√∂nnen, ankommt. Dieser Parameter wird als Aufl√∂sungsverm√∂gen bezeichnet und gibt den kleinsten Abstand Δr zweier Objekte gleicher Amplitude an, die im Grenzfall gerade noch voneinander unterschieden werden k√∂nnen. Me√ügenauigkeit und Aufl√∂sungsverm√∂gen sind begrifflich streng voneinander zu trennen.

Die Entfernungsme√ügenauigkeit kann nach diesem Bild aus der Genauigkeit bestimmt werden, mit der die Ankunftszeit des Empfangsimpulses gemessen werden kann. Als Ankunftszeit wird der Zeitpunkt definiert, zu dem das Empfangssignal einen vorgegebenen Schwellwert (hier SW) √ľberschreitet. Dieser Zeitpunkt wird durch das immer vorhandene Empf√§ngerrauschen mit der Rauschleistung N verf√§lscht.

Im Unterschied zur Entfernungsmeßgenauigkeit ist das Entfernungsauflösungsvermögen vom Signal/Rausch - Abstand unabhängig.




Aus der Überlagerung der Empfangsimpulse zweier Objekte gleicher Amplitude kann gerade dann noch auf das Vorhandensein zweier Objekte geschlossen werden, wenn der zeitliche Abstand ihres Eintreffens am Empfänger gleich der Impulsdauer ist.
Das erreichbare Entfernungsauflösungsvermögen eines Radarsystems (nicht nur Pulsradar!) hängt - gesetzt dem Fall einer optimalen linearen Signalverarbeitung - nur von der Signalbandbreite ab.







Ein weiterer Parameter ist der Eindeutigkeitsbereich. Eine Mehrdeutigkeit der Entfernungsinformation kommt beim Pulsradar dadurch zustande, dass bei periodischer Pulsaussendung keine eindeutige Zuordnung des Empfangsimpulses zum vorausgehenden Sendeimpuls m√∂glich ist. Der Empfangsimpuls kann auch von fr√ľheren Sendeimpulsen herr√ľhren. Objekte, f√ľr die sich eine Signallaufzeit ergibt, die nach folgendem Bild gr√∂√üer als der Impulsabstand Tp ist, werden daher mit falscher Entfernung angezeigt.


Winkelmessung

Eine genaue Winkelmessung spielt in der Radartechnik vor allem bei der Zielverfolgung eine wesentliche Rolle. Hierbei m√ľssen √ľber eine gewisse Zeitspanne die Zielkoordinaten mit gro√üer Genauigkeit verf√ľgbar sein. Zur genauen Winkelmessung gibt es amplituden - und phasensensitive Verfahren. Bei Amplitudenverfahren beruht sie auf der Richtwirkung der Radarantennen. Die Charakteristiken sind dann im allgemeinen keulenf√∂rmig. Solche Antennen haben gro√üen Gewinn, wegen der geringen Halbwertsbreite hohes Selektionsverm√∂gen (Trennung von Zielen) und erm√∂glichen eine hohe Winkelme√ügenauigkeit. Winkelme√üverfahren dieser Art zeichnen sich dadurch aus, dass Spannungswerte, f√ľr Azimut und Elevation, entstehen, die Gr√∂√üe und Richtung der Zeitablage bez√ľglich einer Referenz beschreiben. Die Zielablagen sind dabei verfahrensbedingt auf kleine Werte beschr√§nkt.
Grunds√§tzlich gibt es mehrere verschiedene Verfahren, eine Winkelmessung durchzuf√ľhren. Da diese allerdings in ihrer Funktion recht komplex sind (und dies den Rahmen dieses Referats sprengen w√ľrde), seien sie hier nur beim Namen erw√§hnt:
Winkelmessung mit ...
    sequentieller Umtastung konischer Abtastung Amplituden - Monopuls Phasen - Monopuls

Geschwindigkeitsmessung beim Pulsradar

Zus√§tzlich zu den drei Zielkoordinaten Entfernung, Azimut und Elevation besteht mit dem Radar die M√∂glichkeit, auch die radiale Zielgeschwindigkeit zu bestimmen. Die Geschwindigkeitsmessung wird dabei meist auf eine Frequenzmessung zur√ľckgef√ľhrt. Zwischen der Dopplerfrequenz fd, dem durch die Zielbewegung sich einstellenden Unterschied zwischen Empfangs - und Sendefrequenz und der Radial - oder Ann√§herungsgeschwindigkeit des Zieles vr gilt die Beziehung:

,
wenn λS die Wellenl√§nge des Sendesignals ist. Eine Frequenzmessung kann durch einen Z√§hlvorgang durchgef√ľhrt werden. Dabei mi√üt ein sogenannter Frequenzz√§hler die Anzahl der Schwingungen oder Halbschwingungen in einem bestimmten Zeitabschnitt. Die gebr√§uchlichste Methode jedoch benutzt filtertechnische Mittel. Ein Frequenzdiskriminator, der im Prinzip aus zwei frequenzversetzten, sich √ľberlagernden, meist schmalen Bandfiltern besteht, liefert nach Subtraktion der an den beiden Filterausg√§ngen anstehenden Signale eine Fehlerspannung. Es ergeben sich also Ungenauigkeiten bei der Messung (wie auch bei den Messungen der Reichweite und der Winkel).

Reflektorantennen

Sie stellen in dem im Mikrowellengebiet einsetzbaren Antennentypen eine in der Radartechnik häufig angewandte Form dar.




Hier ist der Aufbau des normalen Parabolreflektors mit Erreger im Brennpunkt F skizziert. Der Erreger (2) "leuchtet" den Reflektor (1) aus. Die besonderen Eigenschaften eines Parabols sind, dass im Idealfall die von einem punktförmigen Erreger ausgehenden Strahlen vom Parabol in eine Richtung parallel zur Parabolachse reflektiert werden und damit bis hin zu einer beliebigen Ebene senkrecht zur Parabolachse im Fernfeld praktisch keine Wegunterschiede aufweisen.


Es bildet sich eine sogenannte ebene Welle aus, d.h. ihr Schwingungszustand in einer Ebene senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung ist konstant. Wird die Parabolantenne rotationssymmetrisch ausgef√ľhrt, dann erzielt man ein in Bezug auf die Parabolachse symmetrisches Antennendiagramm mit Keulenform. Die Normalform der Parabolantenne weist jedoch zwei gravierende Nachteile auf:
Der Erreger liegt direkt im Strahlengang des Spiegels, was zu einer Verf√§lschung des Strahlungsdiagrammes f√ľhren kann. Insbesonders die Realisierung von kleinen Nebenzipfeln ist erschwert.
Man benötigt eine lange Zuleitung zum Erreger im Brennpunkt, wodurch zumindest bei großen Antennen und hohen Frequenzen eine zusätzliche Dämpfung und damit ein zusätzlicher Rauschleistungsanteil entsteht.



Der erste Nachteil wird (siehe linkes Bild) durch Verwendung eines exzentrisch angeordneten Ausschnitts eines Parabols als Reflektor vermieden. Erreger und Zuleitung liegen au√üerhalb des Strahlenganges. Dadurch verringert sich ihr Einflu√ü auf das Strahlungsdiagramm wesentlich. Auch kann der Erreger massiver und damit konstruktiv g√ľnstiger gestaltet werden. Diese Ausf√ľhrung ist bei Radaranlagen h√§ufig anzutreffen.







Den zweiten Nachteil vermeidet eine sogenannte "Cassegrain" - Spiegelanordnung (siehe linkes Bild). Dem Hauptparabolspiegel 1 ist ein Nebenhyperbolspiegel 2 so zugeordnet, dass der eine Brennpunkt des Hyperbols mit dem Brennpunkt F des Parabols zusammenf√§llt, w√§hrend im anderen Brennpunkt F‘ des Hyperbols der Erreger sitzt. Die Zuleitung zwischen Erreger und Empf√§nger ist kurz, der Ausblendungseffekt durch den Nebenspiegel allerdings noch gr√∂√üer als beim normalen Parabol. Daher eignet sich eine solche Cassegrain - Anordnung nur, wenn keine harten Forderungen bez√ľglich der Nebenzipfel bestehen oder aber der Nebenspiegel f√ľr die am Hauptparabol reflektierte Strahlung, z.B. nach Polarisationsdrehung, durchl√§ssig ist.

Quellenverzeichnis

    J.Detlefsen: Radartechnik (Schulbibliothek) Unbekannt (TU)

2835 Worte in "deutsch"  als "hilfreich"  bewertet