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Entfernungsauflösung

Auflösungsvermögen ist die Fähigkeit eines Radargerätes, zwei nah beieinander befindliche Ziele auch als zwei verschiedene Objekte zu erkennen und darzustellen. Es wird unterschieden in eine radiale Entfernungsauflösung und in seiten- und höhenwinkelmäßiges Winkelauflösungsvermögen.

Entfernungsauflösungsvermögen

Das Entfernungsauflösungsvermögen eines Radargerätes ist abhängig von der entfernungsmäßigen Ausdehnung des Sendeimpulses. Die längenmäßige Ausdehnung L des Sendeimpulses ergibt sich aus der Gleichung L = c₀ · τ. Sind zwei Ziele radial so nah hintereinander, dass deren Echosignale verschmelzen, so kann der Empfänger sie nicht mehr trennen und beide Ziele werden als ein Ziel auf dem Sichtgerät dargestellt. Bei der Entfernungsauflösung handelt es sich um den Grenzfall, bei dem zwei Echosignale gerade noch als zwei Zielechos erkannt und verarbeitet werden.

Der minimale Zielabstand S_r (von engl.: Spacing, radial) ergibt sich aus den Größen Sendeimpulsdauer τ, Lichtgeschwindigkeit c₀, und Faktor ½ (Hin- und Rückweg des Sendesignales):

Sr ≥	c0 · τ	(1)
	2

Obwohl Bild 1 die längenmäßige Ausdehnung des Sendeimpulses mit dem Zeitstrahl ins Verhältnis setzt, bitte daran denken, dass der Maßstab in einem Radargerät generell t ∼ 2·R beträgt. Die folgende Abbildung zeigt die einzelnen Reflexionsstufen des Sendeimpulses für den Fall, dass der Abstand der Ziele nicht ausreichend ist und die Echosisnale verschmelzen. Die Ausdehnung des Echosignals beträgt hier schon etwa 500 m!

Für eine gute Entfernungsauflösung wird also ein möglichst kurzer Sendeimpuls gebraucht, der aber für gute Reichweiten eine extrem hohe Impulsleistung aufweisen muss.

Im Bild 3 ist der Abstand der Flugzeuge groß genug, um eindeutig zwei Echoimpulse zu erhalten.

Radargeräte mit Intrapulsmodulation

Bei Radargeräten mit Pulskompression wird die Entfernungsauflösung nicht mehr durch die Sendeimpulsdauer, sondern durch die Länge der Ausgangsimpulse nach der Pulskompression bestimmt. Diese ist abhängig von der Bandbreite BW_tx des Sendeimpulses (und der folglich notwendigen mindestens gleich großen Empfängerbandbreite).

Sr ≥	c0	(2)
	2 · BWtx

Somit erreichen diese Radargeräte eine sehr viel bessere Entfernungsauflösung bei langen Sendeimpulsen, das heißt mit kleineren Impulsleistungen kann das Radar eine größere Entfernung abdecken. Bild 4 zeigt den Zusammenhang zwischen der Entfernungsauflösung und der Empfängerbandbreite. Eine Entfernungsauflösung von 1,5 m wird theoretisch mit einer Empfängerbandbreite von 100 MHz erreicht.