Heute erfahren wir, wie Radar elektromagnetische Wellen nutzt, warum elektromagnetische Wellen im Radar genutzt werden und wie elektromagnetisches Radar funktioniert.
Wie nutzt Radar elektromagnetische Wellen?
Radar nutzt elektromagnetische Wellen, indem es Hochfrequenzimpulse (RF) oder Mikrowellenstrahlung in den umgebenden Raum sendet. Diese elektromagnetischen Wellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus und breiten sich vom Radarsender nach außen aus. Wenn diese Wellen auf Objekte in ihrem Weg treffen, wird ein Teil der Energie zurück zum Radarempfänger reflektiert.
Durch Messung der Zeit, die reflektierte Wellen (Echos) benötigen, um zur Radarantenne zurückzukehren, sowie der durch die Bewegung des Objekts verursachten Frequenz-Doppler-Verschiebung können Radarsysteme Entfernung, Richtung und Geschwindigkeit (Geschwindigkeit) des Zielobjekts bestimmen.
Warum werden im Radar elektromagnetische Wellen verwendet?
Elektromagnetische Wellen werden im Radar vor allem deshalb verwendet, weil sie mit minimaler Dämpfung weite Strecken durch die Atmosphäre und andere Medien zurücklegen können.
Radarsysteme arbeiten in den Hochfrequenz- und Mikrowellenbändern des elektromagnetischen Spektrums, die für die Erkennung und Kommunikation über große Entfernungen geeignet sind. Diese Wellen können verschiedene Wetterbedingungen wie Regen, Nebel und Wolken durchdringen, sodass das Radar unter verschiedenen Umgebungsbedingungen effektiv arbeiten kann.
Darüber hinaus können Radarwellen mithilfe von Antennen fokussiert und gerichtet werden, sodass Objekte über kurze bis große Entfernungen präzise anvisiert und erfasst werden können.
Wie funktioniert elektromagnetisches Radar?
Elektromagnetisches Radar sendet elektromagnetische Wellenimpulse von einer Radarsenderantenne aus. Diese Wellen breiten sich durch die Luft aus und interagieren mit Objekten auf ihrem Weg. Wenn eine elektromagnetische Welle auf ein Objekt trifft, wird ein Teil der Welle zur Antenne des Radarempfängers zurückreflektiert.
Der Radarempfänger erkennt das reflektierte Signal, das sogenannte Echo, und misst die Verzögerung zwischen Senden und Empfangen. Durch die Analyse der Eigenschaften des Echos, wie z. B. seines Widerstands, seiner Verzögerung und seiner Frequenzverschiebung (Doppler-Effekt), können Radarsysteme die Eigenschaften des Standorts, der Größe, der Form und der Bewegung des Echoobjekts bestimmen.
Radar nutzt elektromagnetische Wellen, um die Geschwindigkeit durch den Doppler-Effekt zu messen.
Wenn eine Radarwelle auf ein sich bewegendes Objekt, beispielsweise ein Flugzeug oder ein Fahrzeug, trifft, ändert sich die Frequenz der reflektierten Welle geringfügig aufgrund der Bewegung des Objekts auf die Radarantenne zu oder von ihr weg. Diese als Dopplerverschiebung bekannte Frequenzänderung ist direkt proportional zur Geschwindigkeit des Objekts relativ zum Radar.
Durch die Analyse der Doppler-Verschiebung im reflektierten Signal können Radarsysteme die Geschwindigkeit und Richtung des sich bewegenden Objekts genau berechnen.
Beim Radar werden verschiedene Arten von Elektromagnetik in Radarsendern und -empfängern verwendet, um elektromagnetische Wellen zu erzeugen und zu erfassen. Zu diesen Elektromagneten gehören Antennen, die wesentliche Komponenten zum Senden und Empfangen von Radarsignalen sind. Radarantennen sollen elektromagnetische Wellen effizient in den Weltraum abstrahlen und reflektierte Echos von Objekten erfassen.
Abhängig vom Design und den Betriebsanforderungen des Radarsystems können unterschiedliche Antennentypen wie Parabolantennen, progressive Arrays und Hornantennen verwendet werden, um bestimmte Leistungsmerkmale wie Strahlbreite, Gewinn und Polarisation zu erreichen.
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