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Richtungsbestimmung mit Radar

Bild 1: Seitenwinkelbestimmung.

Bild 1: Seitenwinkelbestimmung.

Richtungsbestimmung mit Radar

Eine Bestimmung des Seiten- und Höhenwinkels des Zieles ist durch die Bündelung der gesendeten und empfangenen Energie durch die Antenne möglich. Diese Bündelung ist ein richtungsabhängiger Antennengewinn. Eine Antenne mit einer hohen Bündelung wird auch Richtantenne genannt. Die Winkelmessung wird dadurch möglich, dass die Antenne genau in die Richtung zeigen muss, aus der sie das Echosignal empfängt. Diese Winkel können als Höhen- und Seitenwinkel am Antennendrehtisch gemessen werden. Die Genauigkeit ist ein Maß der Richtwirkung bzw. des Antennengewinns und nimmt mit der steigenden geometrischen Antennengröße zu.

Radar- Geräte arbeiten meist mit sehr hohen Frequenzen. Gründe dafür sind:

Radarantennen drehen sich im Regelfall horizontal, um die Radarerfassung auf eine große Fläche auszudehnen. Dieser Drehbewegung werden Winkelwerte von 0° bis 360° zugeordnet. Die Bezugsrichtung ist geografisch Nord mit einem (Seiten-)Winkel von 0°. Die Erhöhung des Seitenwinkels erfolgt im Uhrzeigersinn (Drehrichtung einer rundumsuchenden Antenne). Der Seitenwinkel kann auch im Uhrzeigersinn relativ zum eigenen Kurs dargestellt werden. Dies ist eine auf Schiffen oder in Flugzeugen häufig gewählte Art der Darstellung.

Bild 2: Die Amplitude des Echosignals ist in der Mitte des Antennendiagramms am größten.

Bild 2: Die Amplitude des Echosignals ist in der Mitte des Antennendiagramms am größten.

Bild 2: Die Amplitude des Echosignals ist in der Mitte des Antennendiagramms am größten.

Die Volle Umdrehung entspricht einem Winkel von 360°. Der häufig benutzte englische Begriff für Seitenwinkel lautet Azimut (Az). Seitenwinkel werden durch die Winkelübertragung von der Antenne zum Sichtgerät übertragen.

Zur genauen Bestimmung des Seitenwinkels ist eine genaue Vermessung der Nordrichtung nötig. Ältere Radargeräte müssen deshalb entweder magnetisch oder nach bekannten Geländepunkten geografisch aufwändig eingemessen werden. Modernere Radargeräte übernehmen diese Aufgabe selbst und bestimmen mit Hilfe der GPS- Satelliten die Richtung geografisch Nord selbst.

Das didaktische Rauschradar benötigt aufgrund der geringen Messentfernungen nur einen elektronischen Kompass, der jede Bewegung des Radars automatisch korrigiert. Der Messfehler, der bei diesem Radar durch die Abweichung von magnetisch Nord zu geografisch Nord auftreten könnte, ist innerhalb eines Klassenraumes sehr viel kleiner als die Winkelgenauigkeit in der maximalen Entfernung.

Winkelübertragung

Die Winkelübertragung drehender Antennen kann mittels:

vorgenommen werden.

Während das Servofolgesystem nur in älteren analogen Radargeräten mittels Drehmeldegebern und Drehmeldeempfängern verwendet wird, hat das Verfahren der Azimut-Change-Pulses sich in moderneren Geräten durchgesetzt.

Neueste Radargeräte verzichten teilweise oder völlig auf eine mechanische Bewegung. Hier erfolgt eine Zuordnung zum Seitenwinkel durch eine elektronisch gesteuerte Strahlschwenkung (Phased Array Antenne).