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Wie wird ein FMCW Radar gebaut?

Selbstbau eines Radargerätes

Vorweg: dieser Abschnitt ist keine Bauanleitung, die zum Nachbau geeignet ist. Es ist ein Konzept für den Bau eines Radargerätes, das zum Nachdenken und zu eigenen Lösungen anregen soll. Trotzdem sind einige Teile auch für einen Nachbau interessant, da sie sich auch für andere Projekte einsetzen lassen.

Ich erhalte oft Anfragen von jungen Menschen, die sich vorgenommen haben, ein eigenes Radar aufzubauen. Natürlich möglichst als Phased-Array… Wahrscheinlich im Rahmen einer geplanten Bachelor-Arbeit, aber da bin ich mir nicht sicher, denn hier müssten ja schon die Betreuer bremsend einwirken, weil diese Aufgabe für einen Studenten in den seltensten Fällen finanziell erschwinglich ist. Schon die einfachste Konfiguration wird einen finanziellen Einsatz um die 500 Euro verlangen. Bei einem Phased-Array wäre man schnell im Bereich von einigen Tausend Euro.

Ich möchte jetzt hier ein Projekt vorstellen, wie ein eigenes Radar aufzubauen ist, möglichst mit frei im Handel erhältlichen Bauteilen. Ich gehe hier nur auf die Hardware ein. Die Programmierung sollte derjenige, der dieses Projekt nachbauen möchte, schon selbst vornehmen können (oder jemanden kennen, der das kann). Bei der Bewertung von Preisen für Radargeräte sollte bedacht werden, dass die produzierte Stückzahl in der Regel sehr gering ist. Das heißt: alle angefallenen Ingenieurskosten werden nur auf diese geringe Stückzahl aufgeteilt. Das betrifft besonders die Software. Dieser Posten macht bei Radargeräten mehr als die Hälfte des Endpreises aus. Der Materialwert ist dagegen eher gering.

Als Frequenzbereich wird das ohne besondere Genehmigungen nutzbare WLAN-Band von 2,4 bis 2,5 GHz verwendet, da hier viele Baugruppen erhältlich sind, die nur wenig oder gar nicht modifiziert werden müssen. Es sollen vorerst möglichst im Handel erhältliche Baugruppen verwendet werden, so dass die Lötarbeiten sich auf ein Mindestmaß beschränken. Die vorgeschlagenen Bauteile gibt es auch für den Frequenzbereich von 5,725 - 5,875 GHz. Das hat lediglich Einfluss auf die Hochfrequenzbaugruppen und den Bau der Antenne: Bei 2,4 GHz geht noch eine Yagiantenne, bei 5,8 GHz wird schon ein Hornstrahler mit einer Kabeleinspeisung benötigt.

Natürlich werden dabei überall Kompromisse geschlossen werden müssen, weil zum Beispiel der Eigenbau einer Antenne sehr viel günstiger ist als der Kauf von fertigen Produkten. Getrennte Sende- und Empfangsantennen sind immer noch billiger, als ein Ferrit-Zirkulator, auch wenn das Endprodukt nicht so elegant aussehen wird. Allerdings: Ein Selbstbau ist zwar meist billiger, benötigt jedoch sehr viel mehr Zeit.


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