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