Grundlagen der Radartechnik zur Füllstandmessung

3. Radar-Füllstandsmesssysteme
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Typische Werte für den Antennen-Wirkungsgrad η 1 liegen bei etwa 0.5 - 0.8. Aufgrund der
Reziprozität 17 wird auch einer Empfangsantenne ein Gewinn G 2 zugeschrieben, der im
allgemeinen gleich dem Sende-Gewinn G 1 ist:
empfangene Leistung der Antenne in einem ebenen Wellenfeld (optimal ausgerichtet)
G 2 =
empfangene Leistung eines idealen Kugelstrahlers
Mit der effektiven Empfangsfläche A E besteht der folgende Zusammenhang:
5.3 Abstrahlwinkel
Eine charakteristische Größe für die Beschreibung der Richtwirkung ist der Abstrahlwinkel
oder die Halbwertsbreite. Hierunter versteht man den Kegelwinkel, an dessen Rand die
Leistungsdichte 3 dB unter der maximalen Leistungsdichte ist (d.h. am Rande dieser Keule
ist die Leistungsdichte halb so groß wie in der Mitte).
Der Abstrahlwinkel ist um so kleiner, je größer die Aperturfläche, d.h. je höher der Antennengewinn
ist. Das Bild 21 gibt eine grobe Abschätzung der Halbwertsbreite von Hornstrahlern
mit einem Öffnungswinkel von etwa 40° wieder (D = Antennendurchmesser).
Näherungsweise gilt die Beziehung:
Winkel [Grad]
90
Abstrahlwinkel
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 D 9 10
λ
Bild 21
Abstrahlungs-Winkel
von Horn-Antennen
(Näherungswerte nach
[Pehl.2])
Die Abstrahlkeule ist geringfügig unsymmetrisch (elliptisch), bedingt durch die Polarisation
der Wellen (siehe nächsten Abschnitt).
Für Füllstandmesssysteme ist ein kleiner Abstrahlwinkel, d.h. eine gute Fokussierung
anzustreben, um Störreflexionen durch die Tankwände oder durch Einbauten möglichst zu
vermeiden.
17
Umkehrbarkeit der Charakteristik für den Sende- und Empfangsfall
Radarhandbuch 25