Radar

Dësen Artikel beschäftegt sech mat den Erkennungs- an Detektiounsmethoden op Basis vun elektromagnéitesche Wellen: Radar. Fir aner Bedeitungen, kuckt wgl. Radar (Homonymie).

Radar ass d'Ofkierzung fir radio detection and ranging (fräi iwwersat "funkgestëtzt Detektéier- an Ofstandsmiessung") oder radio direction and ranging (fräi iwwersat "funkgestëtzt Richtungs- an Ofstandsmiessung“), tëschenzäitlech radio aircraft detection and ranging (fräi iwwersat "funkbaséiert Fligerortung an -ofstandsmiessung") an ass d'Bezeechnung fir verschidden Erkennungs- an Detektiounsmethoden an -instrumenter op Basis vun elektromagnéitesche Wellen am Radiofrequenzberäich (Funkwellen).

Radarantenn

Allgemenges

Radarmonitor an der Fluchiwwaachung vun engem Fligerdréier

E Radarinstrument ass en Instrument, dat elektromagnéitesch Welle gebëndelt als sougenannt Primärsignal sent an dann déi vun den Objete reflektéiert "Echoen" als Sekundärsignal empfänkt an no verschiddene Krittären auswäert. Sou kënnen Informatiounen iwwer d'Objete gewonne ginn. Meeschtens handelt et sech ëm eng Detektioun (Bestëmmung vun Distanz a Wénkel). De Radar ka fir verschidden Zwecker benotzt ginn, wéi z. B. de Wiederradar, den Harmonesche Radar an den Iwwerhorizontradar.

Aus de Wellen, déi den Objet reflektéiert, kënnen ë. a. follgend Informatioune gewonne ginn:

• de Wénkel resp. d'Richtung zum Objet
• d'Distanz zum Objet (aus der Zäitverrécklung tëscht Senden an Empfank)
• d'Relativbeweegung tëscht Sender an Objet – si kann duerch den Doppler-Effet aus der Verrécklung vun der Frequenz vum reflektéierte Signal berechent ginn
• d'Uneneereie vun eenzele Miessunge liwwert d'Weestreck an d'absolut Vitess vum Objet
• bei gudder Opléisung vum Radar kënnen d'Konture vum Objet erkannt ginn (z. B. de Fligertyp) oder souguer Biller gewonne ginn (Äerd- a Planéitefuerschung).

Geschicht

  Haaptartikel zu dësem Theema: Geschicht vum Radar 

Entdeckung

De Radom mam Radar vun der Fraunhofer-Gesellschaft (fréier FGAN) zu Wachtberg

Radarkuppel, deen de Radar vun engem franséische Krichschëff séchert (1998)

1886 hat den Heinrich Hertz beim experimentellen Nowäis vun elektromagnéitesche Welle festgestallt, datt Radiowelle vu metallesche Géigestänn reflektéiert ginn.

Déi éischt Versich fir d'Ortung mat Hëllef vu Radiowellen huet den däitschen Héichfrequenztechniker Christian Hülsmeyer am Joer 1904 gemaach. Hien hat erausfonnt, datt elektresch Wellen déi vu Metallflächen zeréckgeworf ginn, benotzt kënne ginn, fir Metallobjeten ze detektéieren. Säin Telemobiloskop fir Erkennung vu Schëffer gëllt als Virleefer vun haitege Radarsystemer a gouf den 30. Abrëll 1904 als Patent ugemellt. Den Notze vun der Radartechnik gouf am Ufank net erkannt a sou gouf d'Erfindung virleefeg vergiess.

Entwécklung vu moderne Radarsystemer am Zweete Weltkrich

De schottesche Physiker Sir Robert Alexander Watson-Watt, FRS FRAeS (1892–1973) gëllt als ee vun den Erfinder vum Radar. De Watson-Watt war ufanks Assistent um Institut fir Naturphilosophie um Universéitscollege zu Dundee, deemools en Deel vun der Universitéit St Andrews. 1927 gouf hien Direkter vun der 'Radio Research Station' zu Ditton Park bei Slough. Vun 1936 war hien Direkter am Air Ministry. Hien huet iwwer d'Reflexioun vu Radiowellen an der Meteorologie gefuerscht. 1919 huet hie sech eng Method fir d'Ortung vun Objete mat Radiowellen (Radar) patentéiere gelooss, dat no Weiderentwécklungen (Entwécklung vum Siicht- oder Kuerzzäitpeiler; Watson-Watt-Peiler) 1935 fir d'éischt fir Positiounsdetektioun mat Radar vu Fligeren am Meterwelleberäich agesat konnt ginn. De 26. Februar 1935 war et him gelongen, eng Handley Page H.P.50 déi d'Uertschaft Daventry ugeflunn ass mam Radar z'entdecken. De Watson-Watt war haaptsächlech un der Entwécklung vun de brittesche Radaranlagen am Zweete Weltkrich bedeelegt.

Den Duerchbroch vun der Radartechnik koum kuerz virum a wärend dem Zweete Weltkrich. Wärend der militärescher Oprëschtung an där Zäit goufe vu Mëtt der 1930er Joren un, an en ettleche Länner onofhängeg vuneneen intensiv Radarinstrumenter a -systemer entwéckelt, besonnesch vun Däitschen a Britten. Bei Krichsufank 1939 gouf et och an den USA, an der Sowjetunioun, Frankräich, Japan, Italien a bei den Hollänner Radaranlagen.

Op däitscher Säit hat de Rudolf Kühnhold als wëssenschaftlechen Direkter vun der Noriichteversuchssektioun Reichsmarine e groussen Deel zu der Entwécklung bäigedroen. Ee vun him entwéckelt Radarinstrument, zur Tarnung DeTe-Gerät (Dezimeter-Telegraphie) genannt, gouf 1934 fir d'éischt am Kieler Hafe fir d'Erkenne vu Schëffer getest. D'Britten hunn de 26. Februar 1935 en éischte Feldversuch gemaach, bei deem Fligere bis zu enger Distanz vun 13 km verfollegt konnte ginn. Am September 1935 presentéiert d'GEMA vu Berlin als éischt e komplett funktiounsfäegt Funkmiessinstrument.

Nieft der GEMA, déi Systemer wéi Freya, Mammut, Wassermann a Seetakt entwéckelt huet, war och Telefunken mat de Systemer Würzburg a Würzburg-Riese haaptsächlech un der däitscher Radartechnik bedeelegt. Den 18. Dezember 1939 ass d'Loftwaff, beim britteschen Ugrëff op Wilhelmshaven hiren éischte radargeleeten Asaz géint 22 brittesch Bombere geflunn. Beim Loftgefecht iwwer der Däitscher Bucht war et hir gelongen, 12 dovun ofzeschéissen an 3 schwéier ze beschiedegen. Dat däitscht Ofwiersystem géint Bommegeschwader, d'Kammhuber-Linn, hat eng Längt vu méi wéi 1000 km an huet vun Dänemark bis Nordfrankräich gefouert.

D'Britten hu vun 1936 mat Chain Home och eng Kette vu Radarstatiounen op der Ostküst, déi op enger anerer Wellelängt wéi déi däitsch geschafft hunn a vun deenen am Ufank net erkannt goufen. Scho vun 1939 un, gouf d'System mat engem Frënd-Feind-Erkennungsinstrument an de Fligere verbessert. E Meilesteen an der Radarentwécklung war Ufank 1940 d'Erfindung vum Magnetron op der Universitéit Birmingham, dat d'Kärinstrument vun alle spéidere Radarasätz sollt ginn.

Enn Januar 1943 setzen d'Britten bei engem Ugrëff op Hamburg fir d'éischt e mobilt Radarsystem an de Fligeren an, dat fir d'Navigatioun benotzt gouf (H2S). Béid Säiten hu sougenannt Düppel entwéckelt, einfach Metallfoliesträifen, fir d'géigneresch Radarsystemer ze stéieren. Séier goufen awer verbessert Systemer entwéckelt, déi dës Stéierungen erausfiltere konnten.

Fuerschung nom Zweete Weltkrich

An Däitschland koum d'Fuerschung um Radargebitt nom Krich komplett zum Stëllstand. Déi Alliéiert haten dat bis 1950 verbueden. Grouss Fortschrëtter huet d'Fuerschung an der Nokrichszäit an den USA gemaach, wou vill nei theoreetesch Usätz an innovativ Baudeeler wéi Hallefleeder entwéckelt goufen. Als e Beispill ass de Synthetic Aperture Radar aus dem Joer 1951 genannt.

Och u Bord vun ziville Fligeren a Schëffer gehéiere Bordradaren haut zu der Standardausrëschtung. Eng vun den éischten a bis haut wichtegste zivillen Uwendungen ass d'Iwwerwaachung vum Loftverkéier mam Air Traffic Control (ATC).

Schonn um Enn vun den 1970er Joren entstoungen éischt Systemer vun Distanzwarnradare fir den Automobilberäich. An der Raumfaart gëtt d'Radartechnik zanter Mëtt vun de 1990er virun allem fir d'Vermoosse vun der Äerd an anere Planéite benotzt. Fir d'Erfaassung vu Wiederdate ginn dernieft Wiederradaren agesat.

Asazgebidder

Rondsiichtradar op engem Schëff; Positioun: Elbe westlech vun Hamburg

Sea-Based X-Band Radar (SBX) (USA) dat weltgréisst X-Band-Radar, hei wärend Moderniséierungsaarbechten zu Pearl Harbour am Januar 2006. Zanter 2007 déngt et dem US-Rakéitenofwiersystem National Missile Defense an ass op den Aleuten bei Alaska stationéiert.

Radarinstrumenter goufe fir verschidde Uwendungszwecker entwéckelt:

• Ronnsiichtradar; Iwwerwaachung vu Schëffs- a Fluchverkéier (och Fréiwarnstatiounen, z. B. de Freya-Radar), entweeder als fest Statioun wéi beim Fluchsécherungsradar oder bei der Schëfffaartsverkéierssécherung, oder mobil op Gefier a Fliger (AWACS) souwéi op Schëffer (ARPA-Anlag).
  Booter kënnen och fir besser Siichtbarkeet mat engem Radarreflekter ausgerëscht ginn.
• Radarinstrumenter fir Zilverfollegung (Ground Control Intercept) als Radarstellung bei der Loftverdeedegung, buedemgebonnen (z. B. Würzburg, Würzburg-Riese) oder u Bord vu Gefierer a Fliger, Schëffer a Rakéiten
• Bordradar op Fligeren (Radarnues), fir Wiederfronten z'entdecken (Wiederradar) oder aner Fligeren a Rakéiten z'entdecken (Antikollisiounssystemer, Zilsichradar)
• Buedemradar (Fluchfeldiwwerwaachungsradar) fir d'Iwwerwaachung vun de Positioune vu Fligeren a Gefierer op de Rullweeër vun engem Fluchhafen
• Radar fir Distanzerfaassung a militäresch Opklärung, fir um Buedem bei schlechter Siicht Eenzelheeten erkennen ze kënnen
• Wiederradar, Erkennung an Ortung vu Schlechtwiederfronten, Miessung vu Wandvitessen
• Artillerieradar, fir Feierkorrektur vun der eegener Artillerie a Rakéiten souwéi fir d'Ortung vu feindlechen Artilleriestellungen
• Radar-Beweegungsmelder fir d'Iwwerwaache vu Gebaier an Terrainen, z. B. als Diereschléisser oder Liichtschalter
• Radarinstrumenter fir d'Miessung vun der Vitess am Strosseverkéier.
• Kfz-Technik: radarbaséiert Distanzhaler ACC (Adaptive Cruise Control) resp. ADC, Kopplung mat Noutbremsfunktioun a PSS1 bis PSS3 (Predictive Safety System), Noberäichsfunktioune wéi Distanzwarner an automatescht Aparken (24 GHz, Kuerzpuls am Beräich 350–400 Pikosekonnen, souwéi am 77–79-GHz-Band).
• Och Zich moossen Weestreck a Vitess mat Doppler-Radarinstrumenter (am ISM-Band ëm 24 GHz).
• Radarsensoren als Beweegungs- oder Fëllstandsmelder
• Astronomie: Kartéierung vu Planéiten (z. B. Venus, Mars), vun der Äerd aus oder vu Bord vun enger Raumsond aus, Vermiessung vu Planéitebunnen, Asteroiden a Raumsonden souwéi vu Weltraumschrott
• Bioradar fir d'Detektioun vu liewende Persounen an hirer Kierperbeweegung, wéi beispillsweis bei verschotte Leit a Lawinen, op Distanze vun e puer Meter.
• Wandenergie: fir Detektéierung vu Loftgefierer. Geplangt ass den Asaz vu gepulste L- an X-Band Radarsystemer.

Nom Zweete Weltkrich koum och d'Steierung vu radargesteierte Waffen wéi Fluchofwierrakéiten derbäi. Ausserdeem gouf de Radar och fir die zivil Schëff- a Loftfaart agesat. Déi haiteg Passagéierloftfaart wier ouni Loftraumiwwerwaachung mam Radar net méi denkbar. Och Satellitten a Weltraumschrott ginn haut mat Radar iwwerwaacht.

Wéi d'Radarinstrumenter méi leeschtungsfäeg goufen, huet och d'Wëssenschaft déi Technik entdeckt. Wiederradarinstrumenter hëllefen an der Meteorologie oder u Bord vu Fligere bei der Virausso vum Wieder. Mat grousse Statioune kënne vum Buedem aus Radarbiller vum Äerdmound, der Sonn souwéi Planéite gemaach ginn. Ëmgekéiert kann och d'Äerd vum Weltraum aus mat satellittegestëtzte Radarinstrumenter vermooss an erfuerscht ginn.

• 
  Däitscht Feierleetradar Würzburg-Riese FuMG 65, ongeféier 1940–1943
• 
  Doppler-Radarantenn fir den Kfz-Asaz
• 
  Stuermfront op engem Doppler-Radar-Schierm
• 
  Radartuerm Hooksielplate ausgerëscht mat Radar- a Peilanlag, ass en Deel vun der Schëfffaarts­verkéiers­sécherungs­systemer Jade an Deutsche Bucht
• 
  Bordradar RP-21 Sapfir vun enger MiG 21

Andeelung a Funktiounsweis

Aktiv Radarinstrumenter ginn an där déi Biller kënne liwweren an an där déi keng Biller kënne liwweren agedeelt. Weider ënnerscheet een tëscht Impuls- an Dauerstréchradarinstrumenter souwéi tëscht mono- a bistateschen Anlagen. Bei bistateschen Anlage sinn de Sender an den Empfänger raimlech getrennt, wat op astronomesch Distanz eng méi héich Empfindlechkeet erlaabt. Radarsender si mat Peilempfänger erkenn- an ortbar.

Als Primärradar gi Pulsradar-Instrumenter bezeechent, déi nëmmen de passiv reflektéierten Echo ermëttelen. D'Auswäertung vu reflektéierten Uewerwellen erlaabt Réckschlëss op de Fligertyp.

E Sekundärradar ëmfaasst och en Impulsradarinstrument, op den Zilobjete sinn awer Transponder, déi op d'Pulse reagéieren an hirersäits e Signal zerécksenden. Domat erhéicht sech d'Reechwäit, d'Objete sinn identifizéierbar a kënnen och weider Daten zerécksenden.

Peilempfänger, déi d'Quell vu Funkwellen (vu Radar- an aneren Instrumenten an hir Stéierofstralung) fir militäresch Zwecker orte kënnen, nennt een och passive Radar. E passive Radar ass dofir net duerch seng Funkwellesendung z'entdecken.

Eng weider Aart vu Radarinstrumenter déi nëmme schwéier z'entdecken ass, ass de Rauschradar dee laang Pulse aussent, déi wéi zoufälleg Stéierstralung ausgesinn.

Impulsradar

Distanzbestëmmung mat der Impulsmethod

Distanzbestëmmung mat der Impulsmethod. D'Pulsradarinstrument sent en Impuls a méisst d'Zäit bis zum Empfang vum Echo.

E Pulsradarinstrument sent Impulse mat enger typescher Dauer am ënneschte Mikrosekonneberäich a waart dann op Echoen. D'Lafzäit $\Delta t$ vum Impuls ass d'Zäit tëscht dem Senden an dem Empfang vum Echo. Si gëtt fir d'Distanzbestëmmung benotzt. Fir d'Distanz $r$ gëllt den Zesummenhank:

$r\;=\;{\frac {c}{2}}\Delta t$

D'Gruppevitess $c$ ass bal d'selwecht wéi d'Liichtvitess am Vakuum, well de Briechungsindex vu Loft fir Radiowellen ganz no bei 1 ass. Jee no Reechwäit vum Radarinstrument gëtt no engem gesenten Impuls e puer Mikro- bis Millisekonne laang empfaangen, ier den nächsten Impuls ausgesent gëtt.

Um klassesche Radarschierm fänkt d'Auslenkung mam Sendeimpuls un. D'Ausbreedungsvitess vun den elektromagnéitesche Wellen am Raum ass moossstafgerecht mat deem wat ugewise gëtt. Wann en Echo empfaange gëtt, dann ass d'Distanz vum Echoimpuls um Siichtinstrument eng Mooss fir d'Distanz vum Objet dee reflektéiert, (hei: vum Fliger) zum Radarinstrument.

Pulsbildung

Fir a Pulsradar-Instrumenter déi héich Sendeleeschtungen am Megawattberäich, déi fir d'Ortung z. B. iwwer e puer 100 km néideg sinn, ze maachen, ginn och haut Magnetrone benotzt. Dozou gëtt e Magnetron z. B. mat Trigatron, Thyratron oder neierdéngs och Hallefleederschalter gepulst bedriwwen.

Well sech d'Sendefrequenz vun engem Magnetron an Ofhängegkeet vun Temperatur a Betribszoustand ännere kann, gëtt bei Miessunge vun der relativer Radialvitess d'Frequenzreferenz beim Empfang aus der Sendefrequenz ofgeleet (kuckt pseudokohärente Radar).

Stationär Pulsradarinstrumenter erreeche Leeschtunge bis zu 100 MW als Spëtzenimpulsleeschtung. Modern Radarinstrumenter brauche fir Reechwäite vun en ettlechen 100 km vill manner Energie a senden deelweis Pulse mat enger Pulsleeschtung vun ënner engem Megawatt.

Beim Gebrauch vu ville klenge Senderen, déi am Verbond schaffen, oder bei Instrumenter mat aktiven Phased-Array-Antennen, kann op d'Schaltréier déi Röntgestralen aussenden, verzicht ginn.

Richtungsbestëmmung

Wann d'Antenn vun engem Pulsradar dréint da kriit een e Ronnsiichtradar. Déi schaarf Richtcharakteristik vun der Antenn wierkt beim Sende wéi och beim Empfank. Aus der Ofhängegkeet vun der Echostäerkt vun der Antennenorientéierung ka ganz genee d'Richtung bestëmmt ginn. Déi bekanntst Uwendungsgebidder vu sou Rondsiichtradare sinn d'Loftraumiwwerwaachung an de Wiederradar.

E Fluchhafen-Ronnsiicht-Radar (ASR, Airport Surveillance Radar) kombinéiert meeschtens e Primärradar mat engem Sekundärradar. Nieft der allgemenger Loftraumiwwerwaachung huet e virun allem d'Aufgab dem Ufluchlotsen e geneet Bild vun der Loftlag ronn ëm de Fluchhafen ze liwweren. Den ASR huet eng Reechwäit vu ronn 60 sm.

En Ufluchradar besteet aus jee enger horizontal an enger vertikal beweegter Antenn an erméiglecht, Ufluchwénkel, Ufluchrichtung an Ufluchhéicht vu Fligeren, déi landen, ze bestëmmen. De Pilot kritt d'Korrekturhiweiser iwwer Funk vum Buedempersonal oder hien huet en Instrument u Bord, dat Ofwäichunge passiv duerch déi empfaange Radarimpulsen ugëtt. Sou Instrumentelandungen oder Blannlandunge si besonnesch bei schlechter Siicht oder aus militäresche Grënn oder getarnter Landebunn vu Bedeitung. Kuerz virum Opsetzen ass Buedemsiicht erfuerdert.

Dat buedemgestëtzt STCA-System (Short Term Conflict Alert) fir Kollisiounen z'evitéieren, benotzt de Loftraumiwwerwaachungsradar. Et berechent aus der Fluchspuer (Track) vu Loftgefierter d'Warscheinlechkeet vun engem noe Laanschtfluch (near miss) oder souguer Zesummestouss a warnt de Fluchlotsen optesch an akustesch.

D'Schwenke vum Oftaaschtstral vun engem Impulsradar kann amplaz duerch d'Ausriichtung vun der Antenn och elektronesch duerch phasegesteiert Antennenarrays bewierkt ginn. Domat kënnen a séierem Wiessel e puer Objeten ugepeilt a quasi simultan verfollegt ginn.

De Synthetic Aperture Radar erreecht eng héich, distanzonofhängeg Opléisung um Azimut. Déi erfuerderlech Aperturgréisst gëtt rechneresch aus der realer Apertur vun enger klenger, beweegter Antenn zesummegesat. Dozou muss d'Beweegung vun der Antenn relativ zum observéierenden (unbeweeglechen) Objet genee bekannt sinn an d'Phas vun den ausgesenten Impulse kohärent zuenee sinn. Äerdsatellitten a Raumsonde benotze sou Systemer fir d'Vermoosse vu Terrainsprofiller.

Radarbaugruppen am Impulsradar

Radarantennen

Eeleres Impulsmagnetron vun engem Radarsender (zirka 9 GHz, 7 kW, Impulsdauer 0,1 bis 1 µs), lénks ënnen isoléierten Heiz- a Kathodenuschloss, riets uewen Huelleederflansch

De Sender (PAT-Konzept), d'Empfänger a Signalprozesser vum polarimetresche Wiederradar „Meteor 1500 S“

D'Antenn ass ee vun den opfällegsten Deeler vun der Radaranlag. D'Antenn séchert duerch den Antennendiagramm un ggf. eng Dréibeweegung déi erfuerderlech Verdeelung vun der Sendeleeschtung am Raum. D'Antenn gëtt meeschtens am Zäitmultiplexbetrib benotzt. Wärend der Empfangszäit empfänkt se dann déi reflektéiert Energie.

Den Antennendiagramm muss ganz staark bëndelen, fir datt e gutt lateraalt a vertikaalt Opléisungsverméigen erreecht gëtt. D'Distanz-Opléisungsverméige gëtt dogéint iwwer d'Impulsdauer bestëmmt. Am Fall vun enger mechanescher Raumoftaschtung gëtt d'Antenn gedréit oder hin an hier geschwenkt. Déi Beweegung kann e grousse mechanesche Problem bereeden, well d'Antennereflektere bei grousse Wellelängten resp. héijer Bëndelung ganz grouss Dimensiounen erreechen. Bei Radarinstrumenter si follgend Antennebauformen normal:

• Passiv Phased-Array-Antennen (kuckt och Gruppenantenn, Panelantenn)
• Active Electronically Scanned Array (AESA), wéi déi virdrun, awer mat aktiver elektronescher Usteierung vun den Eenzelelementen, elektronesch Stralschwenkung, Zilverfollegung
• Parabolantennen

Modern Radarinstrumenter mat Multifunktiounseegenschaften benotzen ëmmer eng Phased-Array-Antenn, méi eeler Instrumentesystemer meeschtens d'Parabolantenn, déi fir d'Fabrikatioun vun engem Cosecans²-Diagramm vun der idealer Parabolform ofwäicht.

Radarsender

Eng an eelere Radarinstrumenten, awer och haut nach gebraucht Senderbauaart sinn eegeschwéngend Impuls-Oszillatoren, déi aus engem Magnetron bestinn. De Magnetron gëtt duerch een Héichspannungsimpuls gespeist a fabrizéiert en Héichfrequenz-Impuls vun héijer Leeschtung (0,1…10 µs, Leeschtung e puer kW bis ettlech MW). Den Héichspannungsimpuls fir de Magnetron gëtt duerch e Modulator (Schaltrouer oder haut och Hallefleederschalter mat MOSFET) bereetgestallt. Dëse Sendesystem gëtt och POT (Power-Oszillator-Transmitter) genannt. Radarinstrumenter mat engem POT sinn entweeder net kohärent oder pseudokohärent.

Een a moderne Radarinstrumenter benotzt Konzept ass de PAT (Power-Amplifier-Transmitter). Bei deem Sendersystem gëtt an engem Generator de fäerdege Sendeimpuls mat klenger Leeschtung fabrizéiert an da mat engem Héichleeschtungsverstäerker (Amplitron, Klystron, Wanderfeldrouer oder Hallefleeder-Sendermodulen) op déi néideg Leeschtung bruecht. Radarinstrumenter mat engem PAT sinn an de meeschte Fäll vollkohärent a kënnen dofir besonnesch gutt fir d'Erkennung vu beweegten Objeten duerch Ausnotze vun der Doppler-Frequenz agesat ginn.

Empfänger

Den Empfänger benotzt meeschtens d'Sendeantenn a muss dofir virum Sendeimpuls geséchert ginn. Dat geschitt mat Zirkulatoren, Richtkoppler an Nulloden. Den Empfang erfollegt mam Iwwerlagerungsprinzip, fréier gouf als Oszillator e Reflexklystron benotzt, d'Mëschung an d'Demodulatioun gouf vu koaxial opgebauten, an Huelleeder ageschraufte Spëtzendiode gemaach. Haiteg Empfänger schaffe vollstänneg mat Hallefleederen a sinn an der Sträifeleedertechnik opgebaut.

Dauerstréchradar (CW-Radar)

  Haaptartikel zu dësem Theema: Dauerstréchradar 

En CW-Radar (CW fir engl. continuous wave – Dauersender) mat konstanter Frequenz ka keng Distanze miessen, awer iwwer d'Richtwierkung vu senger Antenn den Azimut zu engem Zil. E gëtt fir d'Vitessmiessung benotzt. Dobäi gëtt déi iwwer eng Antenn ofgestralt Frequenz vum Zil (beispillsweis engem Auto) reflektéiert a mat enger gewëssener Doppler-Verrécklung, also begrenzt geännert, nees empfaangen. Well nëmme beweegt Objeten erkannt ginn, feele stéierend Aflëss vu Festziler. Duerch e Verglach vun der gesenter mat der empfaangener Frequenz (Homodyne Detektion) kann d'radial Vitesskomponent bestëmmt ginn, déi ëm ee Kosinusfacteur méi kleng ass wéi de Betrag vum Vitessvektor.

• U Schinnengefierter gi Vitesssensoren no deem Prinzip agesat, si strale schréi an d'Gleisbett. Déi erfuerderlech Sendeleeschtunge si ganz kleng a ginn dacks mat Gunn-Diode gemaach.
• Éischt Radarinstrumenter vun der Verkéierspolizei waren och Dauerstréchradar-Instrumenter. Well se keng Distanz miesse konnten, hu se nach net automatesch geschafft.
• Fluchofwier-Radarinstrumnter mat Doppler-Erfaassungsradar, wéi den AN/MPQ-55 (CWAR), erkennen hiert Zil och bei staarker Düppelstéierung.
• Radar-Beweegungsmelder schaffen och no deem Prinzip, se mussen awer dofir och lues Ännerunge vun der Empfangsfeldstäerkt wéinst sech ännerender Interferenzverhältnesser registréiere kënnen.

Moduléiert Dauerstréchradar (FMCW-Radar)

Industriell fabrizéierte 61-GHz-FMCW-Radar fir Distanzmiessung

Eng weiderentwéckelt Aart sinn d'FMCW (frequency modulated continuous wave) Radarinstrumenter, och "Modulated CW-Radar" oder "FM-Radar". Si senden mat enger sech stänneg ännerender Frequenz. D'Frequenz klëmt entweeder linear un, fir bei engem bestëmmte Wäert séier nees op den Ufankswäert erofzefalen, oder si klëmt a fällt ofwiesselend mat konstanter Ännerungsvitess. Duerch déi linear Ännerung vun der Frequenz an duerch dat stännegt Senden ass et méiglech, nieft der Differenzvitess tëscht Sender an Objet och gläichzäiteg deenen hir absolut Distanz vuneneen z'ermëttelen. "Radar-Falen" vun der Verkéierspolizei schaffen op dës Aart a Weis a léise bei Vitessiwwerschreidung bei enger bestëmmter Distanz zum Zil de Fotoblëtz aus. Radar-Héichtemiesser vu Fliger an Distanzwarninstrumenter an Autoe schaffen no deem Prinzip. Déi Technologie gëtt och fir Rondsiichtradar am marine Beräich agesat ("Broadband Radar"). Eng Notzung vun dësem "Broadband Radar" zu der Loftraumopklärung ass net méiglech, well d'Dopplerfrequenz vu Fliger ze grouss ass an doduerch Moossfeeler vu bis zu e puer Kilometer entstinn. Ursaach dofir ass déi ugewandte seezännfërmeg Modulatioun, wéinst där d'"Broadband Radar" net tëscht Frequenzdifferenz verursaacht duerch Lafzäit a Frequenzdifferenz verursaacht duerch den Doppler-Effet ënnerscheede kann.

FMCW-Radare ginn ausserdeem an industriellen Uwendungen zu der Ofstandsmiessung an zu der Miessung vun Fëllstandhéicht an Tanken agesat.

Gesondheetsschied duerch Radar

Déi an de Schaltréier entstoend Röntgenstralung war bis op d'mannst an d'1980er Jore bei militäresche Radaranlagen heefeg net genuch ofgeschiermt. Doriwwer eraus hu missen Ënnerhalts- a Justéieraarbechten dacks um oppenen Instrument duerchgefouert ginn. Dat huet zu Stralenschied bei ville Uwendungs- an Wartungszaldoten bei der Arméi gefouert. Eng grouss Zuel vun Zaldote, virun allem fréier Radartechniker, sinn doduerch spéider un Kriibs erkrankt, vill si schonn a relativ jonkem Alter gestuerwen. D'Zuel vun de Geschiedegten (Radaraffer) gëtt iwwer e puer Dausend geschat.

Literatur

• David K. Barton (Hrsg.): Radar evaluation handbook. Artech House, Boston MA 1991, ISBN 0-89006-488-1, (Artech House radar library).
• Guy Kouemou (Hrsg.): Radar Technology. InTech, 2010, ISBN 978-953-307-029-2, (online)
• Jakov D. Schirman: Theoretische Grundlagen der Funkortung. Militärverlag der DDR, Berlin 1977.

Um Spaweck

Commons: Radar – Biller, Videoen oder Audiodateien

• Einführung in die Radargrundlagen. op radartutorial.eu
• Die Geschichte des Radars op 100-jahre-radar.de
• Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR
• Weltraumobservatiounsradar TIRA (Tracking and Imaging Radar) vum Fraunhofer FHR

Kuckt och

• Verkéiersradar