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Universelles Blockschaltbild eines Impulsradars

Bild 1: Universelles Blockschaltbild eines Impulsradars

Synchronizer Waveform Generator Modulator Sender Duplexer STC Empfänger Radarsignalprozessor Radardatenprozessor Sichtgeräte

Bild 1: Universelles Blockschaltbild eines Impulsradars (interaktives Bild)

Dieses Blockschaltbild darf für den eigenen Unterricht verwendet werden. In der Animation sind keine Blockbezeichnungen enthalten.
Diese Blockbezeichnungen können zum Beispiel in PowerPoint mit Textfeldern in einer eigenen Sprachversion über die Animation gelegt werden.
Für eine Präsentation mit hellem Hintergrund können Sie diese Animation verwenden: pulseradar-bright.gif (940×650px, 683 kByte).

Beschreibung der Baugruppen des Blockschaltbildes
Synchronizer

Die Radartriggererzeugung (auch Radartaktgenerator oder Synchronisatorblock) stellt alle Zeitmarken, Anlassimpulse und Schalt-Tore zur Verfügung. Mit dem Sender-Anlassimpuls legt er den Startpunkt des Aussendens der Energie fest.

Waveformgenerator

Der Waveformgenerator erzeugt in modernen Radargeräten das komplexe Sendesignal auf der Zwischenfrequenz. Dazu gehört auch die Dauer des Sendesignals. In früheren, einfachen Impulsradargeräten war er als Laufzeitkette in den Modulator integriert.

Modulator

Der Modulator hat in moderneren Radargeräten die Funktion, das Sendesignal in die Trägerfrequenz des Senders hoch zu mischen. In älteren Radargeräten erzeugte er nur einen Hochspannungsimpuls definierter Länge als Anodenspannung für die selbstschwingende Senderöhre.

Sender

Der Sender erzeugt die Energie des Sondierungsimpulses. Komplexere Sendesignale werden in einem Hochleistungsverstärker auf die notwendige Leistung gebracht. Einfache, intern nicht modulierte Sendeimpulse wurden in einer selbstschwingenden Hochleistungsröhre (zum Beispiel einem Magnetron) erzeugt.

Duplexer

Der Duplexer ist ein Sende-Empfangs-Umschalter. Er schaltet die Antenne im Sendemoment an den Sender und schützt den Empfänger vor Überlastung durch die hohe Sendeleistung. In der Empfangszeit leitet er die Echosignale möglicht verlustarm zum Empfänger.

Sensitivity Time Control

Die Sensitivity Time Control ist eine zeitabhängige Verstärkungsregulierung. Im Nahbereich sind die Echosignale sehr stark, benötigen also nur eine geringe Verstärkung. In großen Entfernungen sind die Echosignale extrem schwach, die Verstärkung muss auf ein Maximum geregelt werden. Um den Empfänger nicht zu übersteuern, muss diese Regelung möglichst schon im Hochfrequenzbereich vorgenommen werden. Meist ist hier auch noch ein Limiter (Begrenzer) integriert, um die empfindlichen rauscharmen Vorverstärkerstufen im Empfänger zu schützen.

Empfänger

Der Empfänger setzt die hochfrequenten Signale in eine tiefere Zwischenfrequenz um, die leichter zu verarbeiten ist. Auf dieser Zwischenfrequenz wird der wesentlichste Teil der Verstärkung der Echosignale geleistet. Um eine möglicht gute Dynamik zu erhalten, werden meist logarithmische Verstärker eingesetzt.

Radar Signal Prozessor

Der Radar Signal Prozessor verabeitet die Echosignale noch in Echtzeit. Sie können hier schon digitalisiert sein, stehen aber immer noch in einem zeitlichen Kontext zum Anlassimpuls des Senders. Hier können viele Filter parallel eingesetzt werden, von deren Ausgangssignal nur das weiterverarbeitet wird, welches den größten Signal-Rausch-Abstand hat. Zur Weiterverarbeitung muss aber der Name des verwendeten Filters mit weitergeleitet werden, da er ein wichtiges Indiz in der Ziel-Identifizierung ist.

Radar Daten Prozessor

Der Radar Daten Prozessor verarbeitet nur noch die digitale Beschreibung des Echosignals. Da durch unterschiedlich lang dauernde Verarbeitungsprozeduren kein fester Bezug zum Anlassimpuls des Senders mehr besteht, sind diese Daten nicht mehr in Echtzeit. Dafür erhält der Datensatz zu Beginn der Verarbeitung einen Zeitstempel, so dass die Daten in korrektem Zeitbezug dargestellt werden können.

Radarsichtgerät

Stellvertretend für eine Vielzahl von Radarsichtgeräten wird hier ein einfaches Oszilloskop als analoges A-Scope gezeigt. Die lineare X-Auslenkung ist maßstabsgerecht zur Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen im Raum. Auch der Sendeimpuls schlägt durch den Empfangsweg durch. Damit werden auf dem Oszilloskop zeitliche Verzögerungen in den internen Schaltungen kompensiert: Die Laufzeit (und somit die Entfernung) wird vom Beginn des gezeigten Sendeimpulses bis zum Beginn des gezeigten Echosignals gemessen.