Grundlagen der Radartechnik zur Füllstandmessung

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Je dünner das Rohr, desto langsamer breiten sich die Wellen aus 21 . Die Ausbreitungsgeschwindigkeit
im Rund-Hohlleiter (Innendurchmesser D) beträgt 22 :
Der entsprechende Korrekturfaktor in Abhängigkeit vom Rohr-Innendurchmesser ist im
Bild 24 dargestellt. Der Mindestdurchmesser ist von der Wellenlänge bzw. Frequenz
abhängig.
6.2 Transmission durch dielektrische Fenster
Zur praktischen Anwendung von Radar-Füllstandmesssystemen gehört, dass eine Separation
des Tankinneren vom –äußeren erfolgen muss, um eine Druck-, Temperatur- und Produkttrennung
zu erreichen. Zu diesem Zweck werden „Fenster“ aus dielektrischem Material
(Kunststoff, Glas, Keramik) eingesetzt, die für die Mikrowellen möglichst transparent und
reflexionsarm sein müssen.
Bild 25
Reflexion der Wellen an
einem dielektrischen
Fenster
Man kann sich die Vorgänge so vorstellen, dass eine erste (negative) Reflexion r 1 an der
linken Trennfläche zwischen Luft und Dielektrikum und eine zweite (positive) Reflexion r 2 an
der rechten Trennfläche stattfindet, die sich idealerweise gegenseitig kompensieren (Bild 25).
Es ist einsichtig, dass hierzu die Laufdifferenz der Wellen ein Vielfaches der Wellenlänge
innerhalb des Dielektrikums sein muss, aufgeteilt auf hin- und rücklaufende Welle. Daher
ergibt sich die ideale Dicke d des Fensters mit der Materialeigenschaft ε r zu:
21 Relevant ist die sogenannte Gruppengeschwindigkeit, nicht die Phasengeschwindigkeit der Wellen
22
Gruppengeschwindigkeit; Formel gilt für den Grundmodus der H 11 -Wellen, für andere Moden ändert sich der Faktor
1.7 entsprechend der Tabelle in Abschnitt 4.4.5.
Radarhandbuch 31