www.radartutorial.eu Grundlagen der Radartechnik

Maximale eindeutige Messentfernung

Bild 1: Das Echo aus einer Überreichweite wird in einer falschen Entfernung dargestellt.

Bild 1: Das Echo aus einer Überreichweite wird in einer falschen Entfernung dargestellt.

Bild 1: Das Echo aus einer Überreichweite wird in einer falschen Entfernung dargestellt.

Was sind Überreichweiten bei einem Radar?

Maximale eindeutige Messentfernung

Die maximale eindeutige Messentfernung Rmax eines Radargerätes orientiert sich nicht nur an dem in der Radargleichung energetisch bedingten Wert, sondern ebenfalls zeitlich bedingt an der Dauer der Empfangszeit. Für den Empfang der durch die Laufzeit verzögerten Echosignale muss ausreichend Zeit vorgesehen werden.

Nach der Empfangszeit eintreffende Echosignale fallen entweder in die

Diese weitentfernten Echos von einem früheren Radarimpuls werden zusammen mit den Echos aus dem aktuellen Puls empfangen und dargestellt (sogenannte „Entfernungsfaltung”). Moderne digitale Empfänger versuchen allerdings diese Echos zu entfalten. Die maximale eindeutige Messentfernung (engl.: unambiguous range) berechnet sich nach:

Rmax = c0 ·( PRT - PW ) (1)

2

 
Rmax ( PRT - PW ) in [ µs ] in [ km ] (2)

6.66 µs

Mit c0 als die Lichtgeschwindigkeit 3·108 m/s und PRT als die Impulsfolgeperiode. Die Größe Pulsewith (PW) in dieser Formel beruht darauf, dass erst die gesamte Dauer des Echoimpulses empfangen werden muss, um ein Zielzeichen zu erzeugen! Ist dieser Sendeimpuls mit etwa 1 µs gegenüber der Empfangszeit (mehr als 1000 µs) sehr klein, dann kann er ignoriert werden. Aber manche Radargeräte verwenden sehr lange Sendeimpulse die dann im Empfänger komprimiert werden.

Bild 2: bei einer sich ständig ändernden Impulsfolgefrequenz hat ein Zielzeichen aus einer Überreichweite keine stabile Position zum folgenden Sendeimpuls.

Bild 2: bei einer sich ständig ändernden Impulsfolgefrequenz hat ein Zielzeichen aus einer Überreichweite keine stabile Position zum folgenden Sendeimpuls.

Bild 2: bei einer sich ständig ändernden Impulsfolgefrequenz hat ein Zielzeichen aus einer Überreichweite keine stabile Position zum folgenden Sendeimpuls.

Ein einfaches PPI-Sichtgerät beginnt bei jedem Sendeimpuls seine Auslenkung wieder in der Bildschirmmitte. Wenn also ein Echo aus sehr großer Entfernung erst nach dem nächsten Sendeimpuls eintrifft, wird auf dem Sichtgerät dieses Zielzeichen mit einer falschen Entfernung dargestellt.

Die angezeigte Entfernung auf dem Sichtgerät sollte also die maximale Messentfernung nach der Radargleichung übersteigen. Die Darstellung sollte aber noch vor dem nächsten Sendeimpuls beendet sein.

Bei einer sich ständig ändernden Impulsfolgefrequenz (staggered PRF) wird das Zielzeichen aus einer Überreichweite nicht mehr als kleiner Kreisbogen dargestellt. Durch die ständig von Impuls zu Impuls geänderten Empfangszeiten wird dieses Echo nur als eine Ansammlung von Punkten in einem bestimmten gerätetypischen Muster dargestellt. Durch dieses Unterscheidungsmerkmal könnte eine prozessorgesteuerte Signalverarbeitung die richtige Entfernung errechnen. (Dieser Vorgang wird „Entfaltung” genannt.)

eindeutiges Zielzeichen
Überreichweite

Bild 3: normales Zielzeichen (mit IFF- Antwort) und eine Überreichweite

eindeutiges Zielzeichen
Überreichweite

Bild 3: normales Zielzeichen (mit IFF- Antwort) und eine Überreichweite

Das normale Zielzeichen eines Primärradars ist ein kleines helles Kreissegment. Dahinter wird als weiteres Kreissegment oft die etwas dünnere Antwort des Sekundärradars dargestellt. Daneben ist ein Echo aus einer Überreichweite bei Verwendung einer sich ständig ändernden Impulsfolgefrequenz. Dieses wird als Ansammlung von dicht beieinanderliegenden Punkten angezeigt.
eindeutiges
Zielzeichen
Überreichweite

Bild 3: normales Zielzeichen (mit IFF- Antwort) und eine Überreichweite.

Modernere 3D-Radargeräte mit einer Phased Array Antenne (wie etwa das RRP-117) kennen dieses Problem der Überreichweiten nicht, da hier der Systemcomputer nach einem festgelegten Schema praktisch jeden Sendeimpuls in eine andere Richtung aussendet. In der relativ langen Totzeit ist die Antenne nicht empfangsbereit, da ihre Phasenschieber gerade umprogrammiert werden. Sollte ein Echo in der folgenden Empfangszeit eintreffen, dann zeigt das Antennendiagramm längst in einen ganz anderen Höhenwinkel.

Bild 3 zeigt ein normales Zielzeichen mit einer IFF- Antwort und daneben eine Überreichweite des IFF bei Nutzung einer sich ständig ändernden Impulsfolgefrequenz. Hier ist zusätzlich zur staggered PRT auch zu beobachten, dass das IFF nicht jeden Synchronimpuls des Primärradars benutzt. (Bei einem zu starken Auftreten solcher störenden IFF-Überreichweiten sollte doch versucht werden, die Sendeleistung des Abfragesenders zu reduzieren.)