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Empfängerbandbreite

Frequenz (MHz)
B = 1,6 MHz

Bild 1: Größenänderung eines Signals in einem Bandpass mit einer –3 dB Bandbreite

[dB]
Frequenz (MHz)
B = 1,6 MHz

Bild 1: Größenänderung eines Signals in einem Bandpass mit einer –3 dB Bandbreite

Größenänderung eines Signals in einem Bandpass mit einer -3 dB Bandbreite
Frequenz (MHz)
B = 1,6 MHz

Bild 1: Größenänderung eines Signals in einem Bandpass mit einer –3 dB Bandbreite

Empfängerbandbreite

Bandbreite

Die Bandbreite B, BW oder Δf ist die Differenz zwischen einer oberen und einer unteren Grenzfrequenz in einem Radarempfänger und wird in Hertz angegeben. Im Falle eines Basisbandsignals ist die Bandbreite gleich der oberen Grenzfrequenz. Im Radarempfänger wird die Bandbreite meist durch die Bandfilter des Zwischenfrequenzverstärkers bestimmt. Der Empfänger muss die gesamte Bandbreite des empfangenen Echosignals verarbeiten können.

Doch je größer die Bandbreite, desto größer ist auch der Anteil des Grundrauschens, der durch diesen Empfänger ebenfalls empfangen wird. Da dieses Grundrauschen auf alle Frequenzen statistisch verteilt ist, wird bei größerer Bandbreite mehr davon empfangen. Das wird das Signal-Rausch-Verhältnis ungünstiger gestalten und somit die maximal mögliche Empfindlichkeit des Empfängers verringern.

Die Bandbreite ist etwa proportional zu dem Informationsinhalt eines übertragenen Signals. Um einen Rechteckimpuls mit Hilfe der Fast Fourier Transformation (FFT) zu analysieren muss die Empfängerbandbreite die höchste Teilfrequenz des Rechteckimpulses einschließen. Je höher also die Bandbreite ist, desto kürzer und steiler sind die Flanken des Impulses und desto geringer ist die Welligkeit des Impulsdaches.

Allgemein ist die notwendige Bandbreite B eines Impulses in Form einer Halbwelle einer Sinusschwingung mit der Impulsdauer τ:

B = 1 (1)

τ

Der Einfluss des Doppler Effekts auf das reflektierte Signal wird dessen Impulsdauer und dessen Signalbandbreite verändern. Bei Zielen, die sich auf das Radar zubewegen, wird sich die Impulsdauer verringern und die Signalbandbreite vergrößern. Deshalb ist die Empfängerbandbreite immer etwas größer als die Signalbandbreite des gesendeten Impulses.

Bei Radarsystemen mit Intrapulse Modulation des Sendeimpulses ist die Empfängerbandbreite sehr viel größer als der Reziprokwert der Impulsdauer. Hier ist die notwendige Bandbreite des Empfängers abhängig von der Art der Intrapulse Modulation, der Wichtungsfunktion und von der Impulsdauer des komprimierten Impulses. Je höher die Bandbreite bei einer linearen Frequenzmodulation ist, desto kleinere Rangecells und desto besseres Entfernungsauflösungsvermögen kann das Radargerät erzielen, ohne dass die Nebenzipfel (Time-Side-Lobes) bei der Pulskompression zu groß werden. Mit heute möglichen Technologien sind in der Praxis Empfängerbandbreiten um 200 MHz möglich. Sehr aufwändige Empfänger haben eine durch den Radar-Signal-Prozessor stetig regelbare Bandbreite.

Time-Bandwidth Produkt

Eine oft verwendete Größe, welche für die Charakterisierung einer Pulskompression herangezogen wird, ist das Time-Bandwidth Produkt τ·B (in µs·MHz) als Produkt aus der Impulsdauer und der Bandbreite. In verschiedenen Radargeräten kann das τ·B Werte zwischen 5 und 1000 annehmen. Für relativ kleine Werte von zum Beispiel 5 bis 15 wird mit derzeitigen Schaltungstechnologien eine Dämpfung der Time-Side-Lobes um bis zu 35 dB erreicht. Höhere Werte von 15 bis 500 erreichen hier in Abhängigkeit von der zu erwartenden Dopplerfrequenz und der Größe der Zwischenfrequenz eine Dämpfung von bis zu 45 dB.

Wenn das Time-Bandwidth Produkt von bis zu 1000 in der Pulskompression Impulse von wenigen Nanosekunden erreicht, dann ist mit diesem Radar sogar eine Entfernungsauflösung von nur einem Meter und somit eine zusätzliche Höhenbestimmung durch Messung des Laufzeitunterschiedes bei gleichzeitigem Empfang des direkten und durch ein an der Erdoberfläche reflektiertes Signal möglich.