Zweckmäßigkeit von Radarstrahlung

Physikernerd · Anmeldungsdatum: 06.09.2024 Beiträge: 1

Meine Frage:
Mich beschäftigen gerade folgende Fragen:

1. Warum eignen sich gerade Radarstrahlen besonders gut um Abstände zu messen?

2. Auch die Frage wie Radarstrahlen überhaupt erzeugt und detektiert werden?

3. Und warum wurde die Technik erst so spät entwickelt? Der kommerzielle

Durchbruch gelang nämlich erst Mitte bzw. gegen Ende des 2. WK. Erste

Andwendungen gab es zunächst in der Wehrtechnik zur Ortung. Erst viel

später folgten Radioteleskope, Radarfallen und ähnliches. Die Technik

scheint also doch etwas komplizierter zu sein.

Meine Ideen:
Meine Ideen dazu:

Radarstrahlen sind natürlich extrem langwellig, die Frequenzen liegen also schnell im Bereich von einigen dutzend Gigahertz.

Das sorgt für einen Haufen Probleme: Der Skineffekt würde dafür sorgen, dass bei hohen Frequenzen der Leiter quasi völlig unbrauchbar wird. Auch der Proximity-Effekt ist für die Signalübertragung alles andere als hilfreich, weil hochfrequente Signale auf benachbarte Kabel übersprechen. Man müsste also die Felder gut abschirmen.

Weitere Ideen und Erklärungen zu den Fragen?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21442

Der erste wesentliche Punkt ist die Reflexion durch Metalle, der zweite maßgebliche Aspekt ist die Transparenz der Atmosphäre – beides zusammen im selben Wellenlängenbereich. Das zusammen ermöglicht die Erkennung bzw. Ortung von Objekten über sehr große Distanzen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_window
https://en.wikipedia.org/wiki/Radio_window

ChristianS · Anmeldungsdatum: 11.05.2023 Beiträge: 33 Wohnort: Antarktis

Ja, schon mal gut danke. Ich lese dann wie sich die Transmitter-Schaltungen unterscheiden damit das Signal eine möglichst schmale Bandbreite hat. Je nach Schaltung wird bestimmt der eine oder andere Filter benutzt. Auch die Antennen dürften bei Mikrochips sehr klein sein, also kleiner als 1 mm schätze ich.

A-Freak als Gast · Gast

Man könnte jetzt sehr einfach sagen, Radarwellen hat man danach ausgesucht daß man damit sinnvolle Radargeräte bauen kann

Historisch hat ja Heinrich Herz die meisten Experiemente mit Dezimeterwellen, also einige hundert MHz gemacht weil er bei diesen die Brechung; Polarisation; Reflektion und Interferenz am besten untersuchen konnte. Allerdings mit inkonstantem Gespratzel von Funkenstrecken.

Das praktische Problem war es höhere Frequnzen mit kohärenter Schwingung mit nennensweter Leistung zu erzeugen. Die Briten sagten dazu einmal "ein Königreich für ein Kilowatt"

Bis in die 1930er Jahre konnte man nennenswerte Leistungen nur mit gittergesteuerten Röhren erzeugen, die über 30Mhz = 10 Meter durch Laufzeiteffekte stark nachliesen und bei ein paar hundert MHz am Limit waren.

Der technische Durchbruch kam als man nicht mehr mit Spannungen und Strömen entlang von Bauteilen und Drähten arbeiten mußte, sondern Laufzeiteffekte von Elektronenstrahlen in Wechselwirkung mit elektromagnetischen Wellen nutzbar machen konnte. Das führte zur Vielschlitz-Magnetron-Röhre in der eine rotierende Elektronenwolke sozusagen ein elektromagnetisches Feld von einem Resonantor zum nächsten anschiebt.

Damit konnte man Pulsleistungen von mehreren hundert Kilowatt erzeugen, die auch nach mehreren zehn Kilometern an einem Flugzeug o.ä.reflektiert noch mit erkennbarer Energie zurück kommen.

Die Empfangsseite war mit dem Superhet-Prinzip nicht schwierig, man hat die reflektierte Schwingung mit einem Hilfsoszilator gemischt in einen Frequenzbereich gebracht den leicht verstärken unddetektieren konnte. Die Fernsehtechnik hatte damals gerade zuvor die passenden Beuteile und Betriebswerfahrungen geliefert.

Für Laufzeitmessungen von Sende- zu Empfangspuls waren Osziloskope damals ebenfalls schon bekannte Technik. Also mußte man nur noch ein Lineal vor die Skopröhre halten um die Entfernung des angepeilsten Ziels zu sehen.

Wer mehr von der Radarentwicklung im Krieg lesen möchte, für den finden sich auf cdvandt.org viele viele Untersuchungsberichte, z.B. auf /cm-technik.htm

Außerdem gibt es ein interrsante Zusammenfassung "Das Problem der Schwingungserzeugung" von Prof. Barkhausen selbst