Titelblatt

Das Radar

Von Paul Maier

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Abbildung 1

Inhaltsverzeichnis

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Inhaltsverzeichnis............................................................................................................................................2

Abkürzung:......................................................................................................................................................3

Verwendungszwecke:.....................................................................................................................................3

Geschichte:......................................................................................................................................................3

Funktionsweise:..........................................................................................................................................4

Die Schifffahrt:................................................................................................................................................4

Die Luftraumüberwachung:............................................................................................................................4

Die Geschwindigkeitsmessung:.......................................................................................................................5

Lichtschranken:...........................................................................................................................................5

Helligkeitssensoren:....................................................................................................................................5

Piezosensor/Induktionsschleife:.................................................................................................................6

Stoppuhr:....................................................................................................................................................6

Laser:...........................................................................................................................................................6

Police-Pilot:.................................................................................................................................................7

Unterscheidung zwischen Lkw und Pkw.....................................................................................................7

Wetterradar ( Niederschlagsradar )................................................................................................................8

Quellenverzeichnis:.........................................................................................................................................9

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Abkürzung: "Radio Detecting and Ranging"

also "Funkermittlung und Entfernungsmessung".

Verwendungszwecke: Luftraumüberwachung

Schifffahrt

Wetterradar

Geschwindigkeitsmessung

Geschichte:

1886 stellte Heinrich Hertz beim experimentellen Nachweis elektromagnetischer Wellen fest, dass Radiowellen an metallischen Gegenständen reflektiert werden.

Die ersten Versuche zur Ortung mit Hilfe von Radiowellen führte der deutsche Hochfrequenztechniker Christian Hülsmeyer 1904 durch. Er fand heraus, dass von Metallflächen zurückgeworfene elektrische Wellen verwendet werden können, um entfernte metallische Objekte zu detektieren. Sein Telemobiloskop zur Erkennung von Schiffen gilt als Vorläufer heutiger Radarsysteme und wurde am 30. April 1904 zum Patent angemeldet.

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Abbildung 2

Abbildung 3

Abbildung 4

Abbildung 5

Funktionsweise:

Es werden geradlinige Strahlen von einer Antenne ausgesandt. Diese treffen auf den Gegenstand und dieser wirft den Strahl wieder zum Sender zurück, wo er aufgenommen wird.

Aus der Laufzeit lässt sich die Entfernung bestimmen. Je schneller das Echo eintrifft, desto näher ist das Objekt. Trifft ein Schallimpuls oder eine elektromagnetische Welle auf einen Gegenstand, dann kommt das Echo genau aus der Richtung zurück, in der sich das Objekt befindet.

So kann man sich ein recht genaues Bild von der Umgebung machen, denn aus der Laufzeit der Strahlen lässt sich die Entfernung zum Hindernis herauslesen und aus der Reflexionsrichtung sein Standort.

Die Schifffahrt:

Dabei sendet die rotierende Richtantenne kurze, definierte Impulse aus und die Echos werden von derselben Antenne wieder aufgenommen. Je nach Auswertungsmethode kann dieses Radar neben Richtung und Entfernung auch die Höhe, Größe und Geschwindigkeit der umgebenden Objekte erkennen. Dargestellt werden sie typischerweise als nachleuchtende Punkte auf einem Elektronenstrahlröhrenbildschirm.

Die Luftraumüberwachung:

Die Luftraumüberwachung wird vom Bundesheer durchgeführt und ist ein wesentlicher Beitrag zum Luftschutz. Der österreichische Luftraum wird rund um die Uhr überwacht. Das Radarsystem nennt sich Goldhaube.

Das System besteht aus ortsfesten und mobilen Radarstationen. Bei jedem einzelnen Gerät passiert ungefähr das Gleiche wie bei dem Schiffsradar, nur werden beim Bundesheer anschließend alle Radarkarten übereinander gelegt.

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Die Geschwindigkeitsmessung:

Bei der Geschwindigkeitsmessung werden verschiedene Messtechniken eingesetzt, die umgangssprachlich oft als Radarfalle bezeichnet werden.

Radar ist eine der am weitesten verbreiteten Messtechniken. Mithilfe des Doppler-Effekts wird die Geschwindigkeit des fahrenden Fahrzeuges festgestellt, bei Überschreitung der Messschwelle wird ein Fotoapparat ausgelöst. Radargeräte können sowohl auf einem Stativ, als auch aus dem Fahrzeuginneren heraus verwendet werden.

Lichtschranken:

Hier werden, rechtwinkelig zum Straßenverlauf, an den Straßenrändern ein Sender und ein Empfänger einander gegenüber aufgestellt, so dass jedes Fahrzeug die Strecke zwischen den Geräten passieren muss. Zwischen den Gegenstellen werden mindestens drei Lichtstrahlen gesendet. Fährt ein Fahrzeug durch den ersten Lichtstrahl wird die Messung gestartet und bei Durchfahren des zweiten Strahls beendet.Ebenso wird eine zweite Messung bei Durchfahren des zweiten Lichtstrahles gestartet, die dann beim dritten Strahl beendet wird. Da die Strecke zwischen den einzelnen Sendern bekannt ist, kann hieraus die Geschwindigkeit berechnet werden. Die zweite Messung dient der Plausibilitätskontrolle. Nur wenn sich beide Messungen maximal um den in der Zulassungsurkunde bezeichneten Wert unterscheiden, ist die Messung gültig.

Helligkeitssensoren:

Bei der vereinfachten Lichtschrankenanlage wird auf den Lichtsender verzichtet und die durch das vorbeifahrende Fahrzeug verursachte Helligkeitsänderung ausgewertet. Der Vorteil besteht darin, dass der umständliche und gefährliche Aufbau des Lichtsenders auf der anderen Straßenseite nicht nötig ist. Bei Dunkelheit ist dieses Verfahren allerdings nur sehr eingeschränkt verwendbar.

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Abbildung 6

Piezosensor/Induktionsschleife:

Die Messung mit Piezosensoren oder Induktionsschleifen ist eine weitere Überwachungstechnik bei der drei Sensoren in den Fahrbahnbelag eingebracht sind. Sie basiert ebenfalls auf der Berechnung der Geschwindigkeit aus dem Zeitunterschied zwischen mehreren Messungen.

Stoppuhr:

Die Geschwindigkeitsermittlung wurde früher durch manuelles Messen per Stoppuhr durchgeführt, was auch heute noch zulässig ist. Hierbei wird die Zeit gemessen, die ein Fahrzeug für das Durchfahren einer abgesteckten Strecke benötigt hat. Allerdings wird diese Methode wegen ihrer Fehleranfälligkeit und der besseren Beweiskraft anderer Techniken kaum noch angewandt.

Laser:

Das Laserfernglas ist eine Messtechnik auf Laserbasis. Laserferngläser werden sowohl als reines Fernglas ohne Dokumentation, als auch in Verbindung mit einer Videokamera zur Dokumentation gebaut. Laserhandmessgeräte, die umgangssprachlich als Laserpistole bezeichnet werden, sind nach dem Laserpuls-Prinzip aufgebaut. Es werden möglichst kurz hintereinander zwei oder mehrere Lichtpulse ausgesendet, welche vom Fahrzeug reflektiert werden. Dabei wird jeweils die Pulslaufzeit gemessen, aus der dann aufgrund der konstanten Ausbreitungsgeschwindigkeit der Pulse die Fahrzeugentfernung zu diesem Zeitpunkt errechnet werden kann. Aus diesen Zeit- und Streckenmessungen werden dann die jeweiligen Differenzen gebildet, aus denen sich schließlich die Fahrgeschwindigkeit ermitteln lässt. Bei den meisten Laserpistolen wird die Messung allerdings nicht dokumentiert, es gibt kein Messfoto oder Video.

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Abbildung 8

Police-Pilot:

Auf Autobahnen oder anderen Schnellfahrstraßen werden verstärkt Zivilfahrzeuge mit Police-Pilot-Systemen eingesetzt. Dieses ermöglicht es, Verkehrsvergehen individuell auf Video festzuhalten. Nachteile sind die hohen Kosten, da nicht nur das ProViDa-System installiert werden muss, sondern auch ausreichend motorisierte Pkw benötigt werden. Die Vorteile liegen in der hohen Beweiskraft der Methode und der Unauffälligkeit der Überwachungsmaßnahme im normalen Verkehr. Es könne auch Motorräder mit diesem System ausgestattet werden.

Unterscheidung zwischen Lkw und Pkw

Teilweise können die genannten Identifizierungssysteme vollautomatisch zwischen Lkw und Pkw unterscheiden. Bei älteren Geräten muss das Messgerät aber durch Knopfdruck kurz auf das kommende Fahrzeug umgestellt werden, etwa bei simplen Lichtschranken mit zwei Gegenstücken. Als eines von mehreren Unterscheidungskriterien kann beispielsweise das Bildmaterial dienen, welches mittels eines Erkennungsalgorithmus ausgewertet wird.

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Abbildung 9

Wetterradar ( Niederschlagsradar )

Das Niederschlagsradar sendet Mikrowellen aus und empfängt den Teil dieser Wellen, der auf seinem Weg durch die Atmosphäre reflektiert wird.

Je mehr Wassertropfen, Schneekristalle oder Eiskörner die Atmosphäre enthält, desto mehr Mikrowellenstrahlung wirft sie zurück. Aus dem Zeitunterschied zwischen Senden der Strahlung und dem Empfang der reflektierten Strahlung kann auf den Abstand der Niederschlagspartikel von der Radaranlage geschlossen werden. Damit erhält man ein Bild über Abstand und Niederschlagsgehalt der Wolke.

Die Radarstrahlen verlieren gemäß dem Abstandsgesetz bei zunehmender Distanz an Energiedichte und das rückgestreute Signal wird schwächer. Diese Abschwächung wird Freiraumdämpfung genannt. Beim Niederschlagsradar ist diese Abnahme nach der Radargleichung für Volumenziele proportional dem Quadrat der Entfernung. Abhilfe ist die Nachsteuerung der Empfangsempfindlichkeit abhängig von der Entfernung, d.h. nach Abschicken des Sendeimpulses wählt man die Empfangsempfindlichkeit zunächst niedrig und steigert sie mit zunehmender Zeit nach dem Impuls.

Interpretationsproblem beim Einsatz in der Luftfahrt: Die gemessene Rückstreuung der Wolken lässt nicht unbedingt Rückschlüsse auf die Stärke der damit verbundenen Turbulenzen oder die Art des Niederschlages zu. Abhilfe können auch hier Doppler-Verfahren und das Verwenden verschiedener Frequenzen sein.

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Quellenverzeichnis:

Bild1: http://www.kleinezeitung.at/k/kaernten/lavanttal/3986420/Lavanttal_KoralmHerzstuck-wurde-abtransportiert

Bild2: http://www.bundesheer.at/misc/image_popup/ImageTool.php?strAdresse=/download_archiv/photos/flieger/images/20020604_01orsspk.jpg&intSeite=1920&intHoehe=1080&intMaxSeite=1920&intMaxHoehe=1025&blnFremd=0

Bild3: https://pixabay.com/de/schiff-radar-ausguck-963461/

Bild4: http://www.astroscout.at/wetter-in-p%C3%B6rtschach/

Bild5: https://de.wikipedia.org/wiki/Geschwindigkeits%C3%BCberwachung#/media/File:Radarkasten_%C3%96sterreich.jpg

Bild6: https://www.google.at/search?q=radarger%C3%A4t+mit+lichtschranke&biw=1920&bih=985&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwihtc_6y-zJAhVHtBoKHVItAIcQ_AUIBigB#imgrc=HkYlXdh1eECaLM%3A

Bild7: https://www.google.at/search?q=radarger%C3%A4t+mit+lichtschranke&biw=1920&bih=985&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwihtc_6y-zJAhVHtBoKHVItAIcQ_AUIBigB#tbm=isch&q=radarger%C3%A4t+Piezosensor%2FInduktionsschleife&imgrc=lRpYUAnVkR1UgM%3A

Bild8: https://www.google.at/search?q=radarger%C3%A4t+mit+lichtschranke&biw=1920&bih=985&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwihtc_6y-zJAhVHtBoKHVItAIcQ_AUIBigB#tbm=isch&q=Laser+Radarger%C3%A4t+%C3%B6sterreich&imgrc=vMVqCbImsQ_U5M%3A

Bild9: https://www.google.at/search?noj=1&biw=1920&bih=985&tbm=isch&sa=1&q=radar+laser&oq=radar+laser&gs_l=img.3..0l2j0i30l2j0i5i30l2j0i8i30l4.24366.27753.0.27997.11.11.0.0.0.0.119.823.10j1.11.0....0...1c.1.64.img..0.11.817.alBL_FZwHF8#imgdii=K7gepxRkzNrsoM%3A%3BK7gepxRkzNrsoM%3A%3B3i3OMqQcOkqPSM%3A&imgrc=K7gepxRkzNrsoM%3A

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