Radar

[das; Kurzwort aus englisch radio detection and ranging, „Aufspüren und Orten durch Radiowellen“]

eine Anlage, die mit Hilfe von Radiowellen Gegenstände aufspüren und orten sowie ihren Bewegungszustand ermitteln kann. Ihr Vorteil gegenüber optischen und akustischen Ortungsverfahren liegt in der Fähigkeit von Radiowellen, durch Nebel, Wolken und Rauch zu dringen, sowie in ihrer größeren Reichweite (bis 500 km). Neben militärischen Zwecken dient die Radartechnik heute vor allem der Verkehrssicherung in der Luft, auf See und zu Lande sowie wetterkundlichen Untersuchungen.

Radargeräte bestehen im Wesentlichen aus einem Sende-, einem Empfangs- und einem Anzeigeteil. Die von der Sendeantenne ausgehenden elektromagnetischen Wellen (Radio-, auch Mikrowellen) werden mittels Parabolreflektoren zu einem keulenförmigen Strahlungsfeld gebündelt und auf das abzutastende Raumgebiet gerichtet. Gegenstände, die sich in diesem Strahlungsfeld befinden, werfen die auf sie fallenden Wellen zurück, so dass ein Teil der gesendeten Energie die Empfangsantenne erreicht. Im Empfänger wird diese Strahlung zu einem auswertbaren elektrischen Signal verstärkt und zur Meldung des Gegenstandes dem Anzeigeteil, in der Regel einem Leuchtschirm, zugeführt.

Die ersten Radargeräte sendeten eine kontinuierliche Radiostrahlung (Dauerstrichradar) aus und konnten Objekte lediglich „melden“. Eine zusätzliche Entfernungsbestimmung wurde Mitte der 1930er Jahre mit dem Pulsradar möglich. Dieser nach dem Echoprinzip arbeitende Radartyp sendet sehr kurze, etwa eine Mikrosekunde dauernde, durch längere Pausen getrennte Wellenzüge (Pulse). Die bei der Reflexion an einem Objekt entstehenden Echo-Pulse werden im Empfänger verstärkt und erzeugen auf dem Schirm einen senkrechten Leuchtzacken, der umso mehr nach rechts verschoben erscheint, je größer die Laufzeit der Pulse vom Sender zum Objekt und zurück ist. Zusammen mit der bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen ergibt die Lage des Zackens also die Entfernung des Objekts. Für das Senden und Empfangen kann beim Pulsradar ein und dieselbe Antenne benutzt werden, wenn der Empfänger während der Sendeimpulse kurz geschlossen wird. Die Stellung dieser Antenne, die zusammen mit dem Reflektor in alle Raumrichtungen geschwenkt werden kann, dient zur Richtungsangabe des angepeilten Objekts. Die Ortung ist dabei um so genauer, je schärfer der Radarstrahl gebündelt ist. Zur scharfen Bündelung bedarf es jedoch kurzer Wellen: Mikrowellen, also Wellen im Zentimeter- und Millimeterbereich, erlauben eine genaue Ortung bis auf 80 km Entfernung.

Durch Vergleich der Sendefrequenz mit der durch → Doppler-Effekt veränderten Echofrequenz lässt sich der Bewegungszustand (Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung) eines angepeilten Objekts bestimmen. Dies ermöglicht es dem Radar, bewegte Ziele von Festzielen (z. B. anfliegende Flugzeuge von einer Gewitterwolke) zu unterscheiden.

Radargeräte mit Panoramaanzeige liefern ein zusammenhängendes Bild eines größeren Gebietes, wozu dieses fortlaufend mittels einer automatisch geführten Antenne konzentrisch abgetastet wird. Jeder Echopuls erzeugt dabei einen Leuchtpunkt, der für die Dauer einer Antennenumdrehung nachleuchtet. Die Lage der entstehenden Leuchtpunkte entspricht dem Ort der angepeilten Objekte; die Helligkeit der Punkte gibt deren Reflexionseigenschaften wieder. Von einem Flugzeug aus kann auf diese Weise eine sog. Elektronenkarte des überflogenen Geländes erstellt werden.

Das Seitensichtradar dient zur hoch auflösenden Aufnahme eines Geländes. Das Gerät ist meist unter dem Rumpf eines Flugzeugs montiert, das Echo-Bild des überflogenen Geländes wird auf Film fest gehalten. Der Radarstrahl „schielt“ seitlich nach unten und ist, im Gegensatz zu konventionellen Radars, so stark aufgeweitet, dass jeder Punkt des Geländes über lange Zeit beobachtet wird.

Lidar (Kurzwort aus englisch light detection and ranging) ist ein mit Laserlicht arbeitendes Radar. Sein Strahl ist extrem scharf gebündelt und erzeugt eine entsprechend hohe Auflösung. Mit Lidars konnte z. B. der Abstand zum Mond auf 15 cm genau gemessen werden.

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