Grundlagen der Radartechnik zur Füllstandmessung

3. Radar-Füllstandsmesssysteme
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● Cyclische Verbindungen liegen aufgrund ihrer hohen Flächen-Symmetrie im Bereich
kleinerer ε r .
● Bei den Derivaten mit Stickstoff oder Halogenen ist das Verhalten sehr unterschiedlich,
es hängt wesentlich von der Symmetrie im Molekül ab. Dieses wird z.B. beim Dichlorbenzol
deutlich, das bei den 3 Stellungsisomeren ε r -Werte von 2.5 bis 10 realisiert.
Eine Tabelle mit ε r -Werten für verschiedene Stoffe ist im Anhang A zusammengestellt.
7.3.2 Frequenzabhängigkeit
Die Dielektrizitätszahl ε r wird mit zunehmender Frequenz f kleiner. Bedingt durch die dielektrische
Relaxation (d.h. die elektrisch polarisierten Moleküle können sich nicht beliebig
schnell im Hochfrequenzfeld ausrichten), gibt es einen Übergangs-Frequenzbereich 30 ,in
dem ε r sinkt. Diese Frequenzen liegen für die meisten Flüssigkeiten bei einige 100 kHz bis
einige GHz. Oberhalb dieses Übergangsbereichs bleibt ε r konstant 31 . Bei wenigen Stoffen
liegt dieser Übergangsbereich jedoch gerade im Mikrowellenbereich 5-100 GHz. Ein bekanntes
Beispiel ist Wasser, das bei verschiedenen Temperaturen den in Bild 33 gezeigten Verlauf
der komplexen Dielektrizitätszahl ε r ’+ jε r ’’ aufweist 32 .
Bild 33
Verlauf der Dielektrizitätszahl
von Wasser in
Abhängigkeit von der
Frequenz [Meinke]
30
In diesem Übergangsbereich ist der Imaginärteil von ε r relativ groß, d.h. es träte auch eine Dämpfung der Wellen
im Medium ein. Für die Oberflächenreflexion hat dieses aber keinen negativen Einfluss.
31
Ein weiteres Absinken des ε r durch Ionen- oder Elektronenresonanzen tritt erst weit oberhalb des Mikrowellenbereichs
auf, z.B. im Infrarot- oder Lichtbereich.
32 Der Imaginärteil jε r ’’ beschreibt die dielektrischen Verluste innerhalb des Dielektrikums.
Radarhandbuch 41