Grundlagen der Radartechnik

Wetterradar- Störechos

Nicht jedes Radarecho am Empfängerausgang ist erwünscht. Es gibt viele Signale, die gemessen am jeweiligen Zweck, nur stören. Im englischen Sprachgebrauch habe sich dafür der Begriff „Clutter“ eingebürgert. Dieser Begriff unterteilt sich u.a. noch einmal nach der Herkunft in „Ground- Clutter“, also Störechos, die von festen, sich am Boden befindenden Objekten herrühren (und „Weather- Clutter“ - für Flugsicherungs- und Luftverteidigungsradar ist das Echosignal von Wolken auch eine Art Störung).

Einige Ursachen von Störechos können sein:

• Insekten (vielmehr deren Schwärme - man denke nur an die Wanderheuschrecke!).
  Besonders in niedrigen Luftschichten können Insekten ein Radarecho erzeugen. Dies kann auch sehr nützlich sein, da diese Insekten somit eine Information über auch schwache Winde, wie etwa leichte Meeresbrisen, geben. Störechos von Insekten treten meist nur in der Nähe des Wetterradars auf.
• trockene Luftverwirbelungen in Grenzschichten (dieses Phänomen ist hauptsächlich nur durch den Empfang von Störechos von Insekten und Vögeln feststellbar)
  Unter ganz bestimmten Bedingungen können „trockene Thermikblasen“ von aufsteigender warmer feuchter Luft in den untersten wenigen hundert Metern der Atmosphäre auftreten. Diese bilden sich oft in langen „Rollen”. Sie sind sehr schwierig aufzufassen (es sei denn, es treten wiederum Störechos von Insekten und Vögeln auf).
• „Sea Clutter”. (Störechos von Festzielen auf hoher See)
  Unter bestimmtem Windverhältnissen (und auch anderen atmosphärischen Bedingungen) können steil aufsteigende Wellen die elektromagnetische Energie zum Radar reflektieren; dieses Phänomen ist bekannt als „Sea Clutter”. „Sea Clutter“ reicht von bescheidenen bis zu großem Reflexionsvermögen und zu erstrecken sich dann über relativ größe Flächen. Da sich die auftretenden Dopplerfrequenzen der Wellen und des Windes überlagern, kann sich die Berechnung von Geschwindigkeiten aus der Dopplerfrequenz verkomplizieren. „Sea Clutter“ wird von atmosphärischer Brechung verursacht wird, und die klimatischen Bedingungen nahe der Küste sind für dieses besonders anfällig.
• Schiffe.
  Und mittendrin in dem „Sea Clutter“ befinden sich auch noch die Echos von all den Schiffen der Christlichen Seefahrt!
• Zugvogelschwärme.
  Logisch: die Radarechos von Schwärmen von Zugvögeln tauchen auch auf den Monitoren von Wetterradarsystemen auf (dieses Phänomen wurde früher oft „Engelsecho“ genannt). Vogelschwarmechos können in der Radarmeteorologie ziemlich lästig sein. Es braucht sich nur ein Vogel pro Kubikmeter befinden, um ein großes, sich bewegendes Radarecho zurückzugeben. Während der Migrationszeiten kann die Störwirkung ziemlich ernst sein. Bei der Verwendung von Dopplerradarmethoden fällt die gemessene radiale Geschwindigkeit bei der Ortung von Zugvogelschwärmen in eine eigene Kategorie.
• Anomale Wellenausbreitung.
  Unter bestimmten atmosphärischen Bedingungen kann sich der Brechungsindex einzelner Luftschichten derart ändern, dass sich die elektromagnetischen Wellen eben nicht mehr geradlinig ausbreiten. Dieser Vorgang ist als Anomale Wellenausbreitung bekannt und detailliert im Abschnitt Wellenausbreitung beschrieben.
• Düppel (Chaff).
  Militärisches System der elektronischen Kampfführung (EloKa), es werden viele kleine stark reflektierende Partikel (Aluminiumfolienstreifen oder metallisch bedampfte Glasfasern) in die Atmosphäre verbracht. Diese verteilen sich zu ausgedehnten Wolken stark reflektierenden Materials und schweben langsam in Richtung Boden. Diese Störform soll die Ortung von Kampfflugzeugen erschweren.
• Flugzeuge
  So, wie eine Rose im Getreidefeld ein Unkraut ist, sind Echos von Flugzeugen in einem Wetterradar auch nur ein Störecho.
• Störungen durch ein Radom.
  Der allgemeine Störpegel wird durch ein Radom prinzipiell verstärkt. Das Nutzecho wird generell bedämpft und es treten zusätzliche Reflexionen an der Radomhülle auf, die zu Interferenzen führen.
• etc.