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Erster virtueller RK-Vortragsabend: Radartechnik




Radargerät "Würzburg" an der Kanalküste

Bildautor: Bundesarchiv, Bild 101I-621-2930-32 / Walther / CC-BY-SA 3.0

Der anhaltende Lockdown zwingt uns neue Wege zu gehen, wenn auch ein Treffen in einer virtuellen Welt den persönlichen Austausch in keinster Weise ersetzen kann. Nichtstun ist jedoch keine Alternative. So reifte im Vorstand seit Dezember 2020 der Gedanke, bestimmte Dinge des Vereinslebens wie beispielsweise einen Vortrag „corona-konform“ durchzuführen.

Glücklicherweise war dann auch der erste Referent für den ersten virtuellen Vortrag schnell gefunden: unser Mitglied Markus Heller M.A. bot sich sofort an, einen Vortrag über Radartechnik zu halten. Im Zivilberuf beschäftigte sich der Vortragende unter anderem mit der Steuerung von Radarsystemen an Küsten zur Überwachung des Schiffsverkehrs.

Obwohl das RADAR keine neue Technik ist, unter anderem kann man Radar als eine Schlüsseltechnologie für den Ausgang des Zweiten Weltkriegs bezeichnen, ist sie auch in einem modernen Krieg nicht wegzudenken.

Zu Land, Wasser, in der Luft und auch im Weltraum, dient RADAR (RAdio Detection And Ranging) zur Identifizierung und Lokalisierung potenzieller Gegner. Heute finden zwei Radartechnologien Verwendung: das Pulsradar und das FMCW-Radar.

Prinzipiell besteht ein Pulsradar aus mehreren Komponenten: Als erstes einer Einheit aus Sender und Empfänger, die über einen Hohlleiter mit einer rotierenden Antenne verbunden sind. Des Weiteren einer Steuerungseinheit, die Puls und Rotation der Antenne aufeinander abstimmt, und einem Magnetron, das die Frequenz erzeugt. Außerdem gibt es noch ein Interface, das das Radarecho an eine Darstellungskomponente weitergibt, in der Regel einem Bildschirm. Ein Puls ist eine Welle von kurzer Dauer, der in einer bestimmten Wiederholfrequenz gesendet wird. Je länger der Puls, desto besser kann ein Objekt erkannt werden, je kürzer der Puls, desto besser kann die Entfernung eines Objekts festgestellt werden. Daraus ergaben sich in der Praxis folgende übliche Werte: Pulsdauer 40 bis 1000 ns und Pulsfrequenz 2000 bis 4000 Hz. Der Vorteil dieser Technologie ist ihre Robustheit, der Nachteil die hohe Sendeleistung und damit eine sehr hohe Entdeckungsgefahr. Ein weiterer Nachteil ist die eingeschränkte Möglichkeit der Verfolgung eines möglichen Ziels.

Ein FMCW-Radar (mit FrequenzModulierter Continuierlicher Welle) sendet kontinuierlich (d.h. nicht pulsartig) und benötigt keine hohe Sendeleistung; die Radarantenne rotiert nicht. Die Strahlschwenkung erfolgt mittels Phasenverschiebung. Auf dies Weise kann der Winkel der Wellenfront verändert werden. Da die Antenne aus vielen kleinen Elementen besteht, können Teile unterschiedliche Aufgaben erfüllen, unter anderem mehrere Ziele gleichzeitig verfolgen.

Radare sind gut in der radialen Auflösung, das heißt man kann sehr gut die Entfernung eins Objekts feststellen. Sie sind schlecht in der Winkelauflösung, was bedeutet, dass zum Beispiel mehrere eng beieinander befindliche Objekte in größerer Entfernung nur als eines auf dem Schirm erscheinen. Auch kann die Höhe beispielsweise eines Flugzeugs nicht erkannt werden, in der Zivilluftfahrt sendet diese (zusammen mit anderen Infos wie Kurs, Geschwindigkeit) daher ein Transponder.

Mit zunehmender Entfernung nimmt die Sendeleistung im Quadrat ab. Somit ergeben sich neben der Sendeleistung folgende Einflussfaktoren für ein RADAR: die Radarrückstrahlfläche des Objekts, die Umweltbedingungen und das Video Processing. Moderne Stealth-Technologie versucht genau jene Radarrückstrahlfläche zu verringern, z.B.: auf den Wert eine kleinen Vogels oder gar Insektes.

Für ein großes Lagebild ist die Vernetzung mehrerer Radarsensoren notwendig. Da jedes Radar ein Objekt unter Umständen an unterschiedlichen Orten lokalisiert, ist die Synchronisierung der Sensoren ein wesentlicher Faktor.

Bis zu 12 Zuhörer verfolgten den hochinformativen Vortrag und gewannen einen guten Einblick in die Fähigkeiten, aber auch Limitierung moderner Radartechnologie. Eine Frage und Antwortrunde schloss den Abend.
Unser Dank gilt dem Referenten Markus Heller, der es verstand, dieses technische Thema sehr anschaulich und gut verständlich darzustellen.

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