Institutsbericht 2002/2003 - Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik ...

24 Das ALOMAR-MF-Doppler-Radar in Saura/Nordnorwegen
(R. Latteck, W. Singer, Th. Barth, U. Scholze, J. Trautner, J. Weiß)
Im Sommer 2002 wurde auf der Insel Andøya in Nordnorwegen nahe der Ortschaft Saura
ein neues MF-Radar in Betrieb genommen. Das System ist ein Gemeinschaftsexperiment des
IAP, der Andøya Rocket Range sowie des Communication Research Laboratory Tokyo. Als Teil
des ALOMAR Observatoriums erweitert es die vorhandenen bodengebundenen Instrumente auf
Andøya insbesondere um die Möglichkeit, kleinskalige Strukturen und Turbulenz in der oberen
Mesosphäre in einem kontinuierlichen Betrieb zu untersuchen.
Tab. 24.1: Systemparameter des Saura-MF-Radars
Standort 69, 141 ◦ N, 16, 016 ◦ E
Sendefrequenz 3, 17 MHz
Sendespitzenleistung 116 kW
Sendemodule 62 (a 2 kW)
Empfangskanäle 4
Impulsbreite 7, 10, 13, 3 µs
Höhenbereich 40 – 103 km
Entfernungsauflösung 1, 1.5, 2 km
Betriebsarten Doppler-Beam-Swinging
Spaced Antenna
Meteor-Mode
Das Radar arbeitet auf 3, 17 MHz mit
einer Spitzenleistung von 116 kW. Weitere
Parameter des System sind in Tabelle
24.1 aufgeführt. Die wesentlichen technischen
Verbesserungen des neuen Saura-
MF-Radars im Vergleich zum Andenes-
MF-Radar (siehe auch Artikel 23) sind eine
drastische Verringerung der Strahlbreite,
die Möglichkeit des Strahlschwenkens
sowie eine höhere Entfernungsauflösung.
Die Realisierung erfolgt durch ein neues
modulares Sende-/Empfangssystem mit
verteilter Leistung und einer aus der
Radioastronomie bekannten sogenannten
Mills-Cross-Antennenanordnung. Ab-
bildung 24.1 zeigt im mittleren Teil das Antennenkreuz bestehend aus 29 gekreuzten Halbwellendipolen,
womit sich ein 6,4 ◦ schmaler Antennenstrahl (Abb. 24.1, rechts) realisieren läßt.
Jedes Antennenpaar wird mit einem separaten zweikanaligen Sende-/Empfangsmodul betrieben.
Durch phasenversetztes Ansteuern der Einzelantennen ist es damit möglich, den Radarstrahl
in alle Himmelsrichtungen mit definierten Zenitablagen (7,3 ◦ und 17,2 ◦ ) zu schwenken.
Empfangsseitig können die 29 Empfangssignale kombiniert und das Radar im Einkanal-Doppler-
Beam-Swinging-Mode (DBS) betrieben werden. Dies erlaubt Dopplerwindmessungen und die
Bestimmung von Impulsflüssen (Abb. 24.2) sowie turbulenter spektraler Breiten nach verschiedenen
Methoden (siehe auch Kapitel 30). Die vier Empfangskanäle des Radars lassen aber auch
interferometrische Beobachtungen zu.
Abb. 24.1: Blick durch das Antennenkreuz (links), Antennengeometrie (Mitte) und und Strahlungsdiagramm
(rechts) des Saura-MF-Radars für einen vertikal gerichteten Antennenstrahl im Sendebetrieb mit
29 Kreuzdipolen. Die vier grün markierten Kreuzdipole bilden die Empfangsantennen für den Spaced-
Antenna-Mode. Blau markiert sind die Empfangsantennen des Meteor-Interferometers.
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