Grundlagen der Radartechnik zur Füllstandmessung

3. Radar-Füllstandsmesssysteme
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Berücksichtigt man noch die Gleichung für den Antennengewinn G 1 aus Kap. 5.2, sowie die
atmosphärische Dämpfung α und einen Reflexionsfaktor R der reflektierenden Fläche (siehe
Kap. 7), erhält man als Gesamtzusammenhänge:
Bedeutsam ist die Abnahme der Empfangsleistung mit zunehmendem Abstand a. Bei einer
Füllstandmessung in einem großflächigen Tank ist näherungsweise die Formel (a) anzuwenden,
das Signal nimmt quadratisch mit a ab. Bei sehr großen Tankhöhen oder in Bezug auf
Störreflexionen durch kleine Einbauten ist eher die Beziehung (b) anzusetzen: Abnahme mit
der 4. Potenz von a.
In beiden Fällen besteht aber die gleiche proportionale Abhängigkeit 25 von Antennendurchmesser
D und Wellenlänge λ bzw. Sendefrequenz f:
Zum Vergleich verschiedener Radarsysteme mit unterschiedlichen Antennen und
Sendefrequenzen dient das Bild 27. auf der folgenden Seite
100
Normierte Übertragungsfunktion
10
f=50GHz
f=24GHz
f=10GHz
f=5.8GHz
1
0.1
0.0.1
0 20 60 80 100 120 140 160 180 200
Antennendurchmesser [mm]
Bild 27
Übertragungsfunktion
von Radarsystemen
unterschiedlicher
Frequenzen und
Antennengrößen
(normiert auf
D = 100 mm
bei 10 GHz)
Man erkennt die deutliche Leistungssteigerung durch höhere Frequenzen und größere
Antennen. Ein 50GHz-System hätte mit einer 45 mm Ø-Antenne die gleiche Leistung wie
130 mm Ø bei 5.8 GHz oder 100 mm Ø bei 10 GHz.
25
Unter der Annahme, dass Wirkungsgrade, Reflexionsfaktor, atm. Dämpfung und effektive Reflektorfläche frequenzunabhängig
sind. Dieses gilt für den Rückstrahlquerschnitt σ nur bedingt, da er z.B. für eine ebene Fläche proportional
zu f 2 ist (siehe Kapitel 7.5).
Radarhandbuch 35