Die von einem Primärradar-Sensor (engl. Primary Radar Sensor, PSR) oder Sekundärradar-Sensor (engl. Secondary Surveillance Radar, SSR) und IFF (engl. Identification Friend or Foe) erzeugten, hochfrequenten Signale werden je nach Typ und Verwendungszweck des Radarsensors, mittels einer oder mehreren Antennen und/oder mittels unterschiedlichen Antennendiagramme abgestrahlt.
Der Empfang der passiven Echos von Zielobjekten bei PSR-Radar-Sensoren und bei SSR- und IFF-Radar-Sensoren der Empfang von aktiven Antwort-Telegramme (engl. Reply) von SSR- oder IFF-Transpondern erfolgt, je nach Typ und Verwendungszweck des Radarsensors, mittels einer oder mehreren Antennen und/oder mit Hilfe von unterschiedlichen Antennendiagramme.
Je nach Verwendungszweck des Radarsensensors unterscheiden sich die Antennen darin, ob sie fest eingebaut sind, kontinuierlich um 360° rotieren, oder in einem begrenzten Winkelbereich in Elevation und Azimut hin- und her-scannen.
Bei rotierenden oder scannenden Antennen, ob das Antennendiagramm mittels einer mechanisch gedrehten bzw. geschwenkten Antenne, oder elektronisch, mittels eines Phased-Arrays erzeugt wird. Dies sind: mechanisch-rotierende Antenne, oder mechanical scanning (mscan, dt. mechanisch scannende) Antenne, elektronisch-rotierende Phased-Array-Antenne, electronically scanning (escan, dt. elektronisch scanned) Phased-Array Antenne.
Die Radar-Antennen unterscheiden sich nach Verwendungszweck des Radarsensensors bei Antennendiagramme bzw. Antennengewinne: rundstrahlende Bord-Antennen mit kleinem Antennengewinn von ca. 5 dBi, z. B. bei SSR- und IFF-Transpondern in Luftfahrzeugen in Quadranten mit jeweils 90° Breite aufgeteilte verwendet, mit einem Antennengewinn kleiner 9 dBi, z. B. ACAS (engl. Airborne Collision Avoidance System) an Bord von Luftfahrzeugen gerichtete Antennen mit kleinem Antennengewinn, z. B. Radar-Altimeter (RA) in Luftfahrzeugen mit ein oder zwei Antennen nach unten strahlend,
gerichtete Antennen nit hohem Antennengewinn z. B. um 360° rotierende PSR-Antennen mit Antennengewinnen bis 38 dBi z. B. bei der Flugsicherung (engl. Air Traffic Control, ATC) verwendeten PSR- und/oder SSR-Radarsensoren um 360° rotierende SSR- und IFF-Antennen mit Antennengewinnen zwischen ca. 17 dBi bis 28 dBi z. B. bei der Flugsicherung verwendeten SSR-Radarsensoren. Radare, die in einem kleineren Winkelbereich scannen z. B. dem Präzisionsanflugradar (engl. Precision Approach Radar, PAR)
Allgemeines mini|Radarantennen eines kombinierten Primäradar- und Sekundärradar-Sensors: Es handelt sich um eine Airport-Surveillance-Radar-Anlage (ASR). Erkennbar ist der große Reflektor des Primärradars in der Mitte, die Erregerantenne des Primärradars rechts und das LVA-Antennen-Array des Sekundärradars oben. mini| Radarantenne unter einem Radom: Die Radarantenne besteht hier aus einem Panel aus Patchantennen miniatur|Radom, zum Schutz von einer oder mehreren darin befindlichen Radarantennen. miniatur|Antenne der Radaranlage des Binnenschiffs Kelheim (Hier beim Kraftwerk Melk, Österreich im Jahr 2019) Je nach Typ und Verwendungszweck des Radarsensors werden:
zum Aussenden von PSR- und/oder SSR-Signalen als auch zum Empfang die gleiche Antenne verwendet, z. B. bei PSR-Radar-Sensoren zum Empfang der passiven Echos von Zielobjekten und bei SSR- und IFF-Radarsensoren zum Empfang der aktiven Antwort-Telegramme (engl. Reply) von SSR- oder IFF-Transpondern mehrere Antennen benötigt, um die benötigten Antennendiagramme zu erzeugen, z. B. SSR- oder IFF-Sensoren ein gerichtetes Antennendiagramm für Abfragen und Empfang und ein omnidirektionales Diagramm für die Side Lobe Suppression (SLS, dt. Nebenkeulenunterdrückung) zwei räumlich versetzte Antennen zur Entkopplung zwischen Radar-Sender und Radar-Empfänger benötigt, FM-CW-basierten Radar-Altimeter eine oder mehrere unterschiedlichen Antennendiagramme zum Senden und/oder Empfang verwendet werden die für die Aussendung und Empfang von PSR- und SSR-Radarsignale verwendeten Antennen sind Monostatischen Radaranlagen am gleichen Standort auf- oder eingebaut, z.T auch als Kombination zwischen zwei Radar-Sensoren z. B. kombinierter PSR- und SSR- oder IFF-Radar-Sensors bei einer ASR (engl. Airport Surveillance Radar) oder SRE-M-Radaranlage, Bei Bi- oder Multistatischen Radarsystemen können die Antennen der/des Sender(s) und/oder der Empfänger an verschiedenen Standorten auf- oder eingebaut ein oder mehrere unterschiedliche Antennendiagramme bei Aussendung der PSR-, SSR- und IFF-Radarsignale und ein oder mehrere unterschiedliche Antennendiagramme zum Empfang der passiven Radar-Echos an Zielobjekten bei PSR-Radar-Sensoren und bei SSR- und IFF-Radarsensoren der Empfang von aktiven Antwort-Telegramme (engl. Reply) von SSR- oder IFF-Transpondern verwendet werden in Azimut und Elevation unterschiedlich geformte Antennendiagramme verwendet werden, z. B. in der Elevation bezogen auf die Horizontal-Ebene Hogtrough oder cosec²-geformte Antennendiagramme bei SSR und IFF-Radarsensoren unterschiedliche Winkel-Breite und Gewinn der Hauptkeule (engl. Main Beam) der Radarantenne erfordern, abhängig von den betrieblichen Anforderungen der Flugsicherung an die benötigte Zielauflösung in Azimut und/oder Elevation unterschiedliche Frequenzbereiche genutzt werden, z. B. L-, S-, C- oder X-Band, wodurch die Größe der Radarantenne bei gleichem Gewinn der Antenne mit zunehmend kleiner werdenden Wellenlänge, bei gleichem Gewinn, auch kleiner werden je nach betrieblich geforderter Anzahl von Zielbestätigungen pro Minute, sowie der geforderten Erfassungsreichweite von Radarsensoren, drehen oder scannen in Azimut- und/oder Elevation-Winkeln die Radarantennen unterschiedlich schnell. Die maximal mögliche Zielerneuerungsrate ist aufgrund der für die Laufzeit pro Nautischer Meile (NM) Reichweite auf dem Hin- und Rückweg mit 12,36 µs pro NM begrenzt, z. B. 714,6 µs bei einem ASR-Radarsensor und 2,47 µs bei einem SRE-M-Radarsensor mit 200 NM Erfassungsreichweite. Hinzu kommen die für die Aussendung von PSR-, SSR- und IFF-Radarsignalen benötigten Zeiten, und der zum Empfang und Auswertung von Radarsignalen zusätzlich benötigten Zeiten, sowie die bei SSR- und IFF-Transponder definierten Antwortverzögerungen (engl. Reply-Delay). Radarantennen können sowohl mit linear horizontal oder vertikal polarisierte Polarisation verwendet werden und/oder fest eingebaute oder zuschaltbare Zirkulatoren für die Erzeugung von zirkular oder elliptischer Polarisation. Ein PSR bietet bei zirkularer Polarisation eine bessere Zielentdeckung in Regenwolken.
Zu einer Radarantenne gehörende Komponenten Mechanisch drehende und scannende Radarantennen benötigen zusätzlich zu der PSR-, SSR- oder IFF-Antennen
zwei oder mehr Antriebsmotoren mit Drehzahlstabilisierung, um auch bei hoher Windlast, ohne Nutzung eines Radoms, eine stabile Drehzahl der Radarantennen zu ermöglichen Antennenlager zwei- bis neun-kanalige Hohlleiterdrehkupplung zur Übertragung der PSR-, SSR- oder IFF-Signale, optional auch mit Slipring (dt. Schleifringübertrager) Hohlleiterund/oder Koaxialkabel von den Sendern und Empfängern des Radarsensoren zur Hohlleiterdrehkupplung und von der Hohlleiterdrehkupplung zu den PSR-, SSR- oder IFF-Antennen Drehwinkelgeber die den Azimutwinkel, d. h. die Ausrichtung der Radarantenne oder Radarantennen bezogen auf geographisch Nord liefern Azimut- und Elevations-Winkelgeber bei PAR-Anlagen die den Azimut und Elevationswinkel bei horizontal- und/oder vertikal-scannend Radarantennen liefern, z. B. PAR optional, ein Radom zum Schutz der Radarantenne, bzw. Radarantennen vor Wind und Regen, Schnee- und Eisablagerung
Radarantennentypen Antennen-Arrays aus (bi-)direktionalen Antennen, z. B. Freya Phased Antenna Arrays aus direktionalen Antennen, z. B. Überhorizontradar (en. Over The Horizon Radar, OTHR) parabolförmige Reflektoren mit einem oder mehren Hohlleiter-Erregern oder Dipolen, die elektromagnetische Wellen mit linearer horizontaler oder vertikaler Polarisation erzeugen, und/oder fest eingebaute oder zuschaltbare Zirkulatoren für die Erzeugung von zirkularer oder elliptisch polarisierten Wellen Anmerkung: Bei PSR erlaubt die Nutzung von zirkular polarisiert abgestrahlten Radarsignalen eine verbesserte Entdeckung von Zielen in Regenwolken
Hogtrough-Antennen-Arrays für SSR oder IFF mit symmetrisch, um die Horizontale verteilten Elevationsantennendiagramm, z. B. bestehend aus Hornstrahlern, oder LPD-Antennen (engl. Logarithmic Perodic Antenna) LVA-Antennen (engl. Large Vertical Array) der SSR- und IFF-Systeme
Siehe auch Portal:Radartechnik Radar Primärradare der Flugsicherung: Surveillance Radar Equipment Medium-range, SRE-M Airport Surveillance Radar, ASR Bodenradar (Flugsicherung), Surface Movement Radar (SMR) bzw. Airport Surface Detection Equipment (ASDE) Präzisionsanflugradar Sekundärradar Flugsicherungsradar Weblinks
Airport Surveillance Radar (ASR-11), abgefragt am 25. November 2010
Einzelnachweise
Kategorie:Radarbaugruppe