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Forum: HF, Funk und Felder Mit einer Antenne Senden und Empfangen (Radar)


Autor: Hans (Gast)
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Hallo,

ich hab eine Frage zur Antenne. Es geht um Monopulsradr, ich würde gerne 
wissen, wie man eine Antenne für Senden und Empfangen verwenden kann? 
Ein Zirkulator ist teuer zu kaufen, kann man sonst benutzen, was man 
auch selber baut oder preiswert kaufen kann?

Das Signal sollte vom Sender zur Antenne und das Echosignal zunächst am 
Osziloskop dargestellt werden?

ich freue mich auf die Antworten.

Gruß

: Verschoben durch Moderator
Autor: Harry G. (Gast)
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Hallo,

mit einer Nullode ist das möglich: http://de.wikipedia.org/wiki/Nullode

Autor: Hans (Gast)
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Danke für die Antwort Harry, wo kann man sowas kaufen??

Autor: Harry G. (Gast)
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Hallo,
da kann ich Dir leider nicht weiterhelfen. Ich weiß nur, daß es so etwas 
gibt und wie es prinzipiell funktioniert.
Gruß
hg

Autor: Hans (Gast)
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Ok Harry, danke dir.. Kann mir jemand anders weiterhelfen, eine einfache 
Lösung dafür zufinden?

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Frequenz ? Sende-Leistung ? Empfangsleistung ?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Ganz ehrlich, meinst du ernsthaft, man würde in Radargeräten teure
Zirkulatoren oder Nulloden benutzen, wenn man den gleichen Effekt
sehr viel einfacher und billiger auf andere Weise erreichen könnte?

Für geringe Leistungen könnten noch klassische Schalt- oder Pin-
Dioden-Systeme funktionieren, aber 1 ns Schaltzeit sind halt 15 cm
(hin und zurück) an Weg.

Autor: Hans (Gast)
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Mir gehts zunächst um das Testen? Deswegen will die teuere Zirkulatoren 
umgehen?

Wie funktionieren diese Pin-Dioden? und welche Schlatzeit meinst du? 
zwischen dem Sender und Empfänger?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Hans schrieb:

> Wie funktionieren diese Pin-Dioden?

Suchmaschinen sind bereits erfunden...

> und welche Schlatzeit meinst du?
> zwischen dem Sender und Empfänger?

Ja.  Du musst ja während des Sendens den Empfängereingang sicher
abschalten.  Wenn du ihn dann freigibst, braucht er eine gewisse
Zeit, bis er wirklich etwas empfangen kann.

Autor: Hans (Gast)
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Hier ist ein Hersteller, welcher eine Schlatzeit von max. 35 ns angibt.

http://www.miteq.com/products/viewmodel.php?model=...

Heißt das jetzt, wenn das Echosignal nach 15ns an kommt, wird verloren 
gehen, oder wie soll ich das verstehen?

Autor: Martin A. (diddi)
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Da braucht man keine Pindiodenumschaltung oder ähnliches.

In den Sendezweig zur Antenne legt man eine Schottky-Diode ( 
Durchblasemischer ) Was zurück kommt wird mit der Diode gemischt. So 
funktionieren z. B. am Waschbecken die Sensoren. Ich find gerade meine 
Kamera nicht, sonst könnte ich ein Bild von einem Siemens -Sensor 
liefern.

Martin Althaus

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Martin Althaus schrieb:
> In den Sendezweig zur Antenne legt man eine Schottky-Diode (
> Durchblasemischer ) Was zurück kommt wird mit der Diode gemischt.

Dürfte aber nur für relativ kleine Leistungen funktionieren.

Der TE ist uns allerdings die Antworten auf
Beitrag "Re: Mit einer Antenne Senden und Empfangen (Radar)"
ohnehin noch schuldig.

Was macht die Schottky-Diode denn beim Senden?  Ich würde mal
vermuten, dass sie Oberwellen ohne Ende macht...

Autor: Jens G. (jensig)
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Radar heist meistens hohe Frequenz. Wenn's nur paar Watt sind, gibt's 
für sowas Umschalter wie die hier:

http://www.hittite.com/products/index.html/category/305

Autor: Hans (Gast)
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> Frequenz ? Sende-Leistung ? Empfangsleistung ?

Hi Leute, Was meint ihr denn genau mit Frequenz? die Bandbreite des 
Impulses oder die Wiederholrate zweier Impulsen??

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Hans schrieb:
>> Frequenz ? Sende-Leistung ? Empfangsleistung ?
>
> Hi Leute, Was meint ihr denn genau mit Frequenz? die Bandbreite des
> Impulses oder die Wiederholrate zweier Impulsen??

Willst du einen UWB-Impuls senden?

Wenn nicht, dann sendest du typischerweise eine kurze Zeit auf einer
dedizierten Frequenz.

Bei UWB sollte die Trennung von Sender und Empfänger das kleinste
deiner Probleme sein.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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>> Frequenz ? Sende-Leistung ? Empfangsleistung ?
>
>Hi Leute, Was meint ihr denn genau mit Frequenz? die Bandbreite des
>Impulses oder die Wiederholrate zweier Impulsen??

Sag doch einfach irgendwas ... Ja. Bei einem Einzelpuls waere die 
Pulslaenge und die Amplitude interessant. Bei mehreren die 
wiederholrate.

Autor: Hans (Gast)
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Das ist ein UWB-Impuls mit einer Impulslänge von (1-2ns) und einer 
Amplitude von 30V, die Wiederholrate ist 1ms

Autor: Hans (Gast)
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nachdem ich irgendwas gesagt hab, kommt keine Antwort mehr :) sind meine 
Angaben so schrecklich??

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Nein, abgehoben. Ein Puls von 1-2ns ueberstreicht wahrscheinlich mehr 
als Oktavband. Zirkulatoren, die was taugen sind ueblicherweise 
schmalbandig. Ich hab um ein GHz rum auch noch keine Zirkulatoren 
gesehen. die kommen ein Stueck obendran. So gut sind die Zirkulatoren 
uebrigens auch nicht irgendwo zwischen 20 und 30dB. Dh auch mit 
Zirkulator muss man den Empfaenger noch schuetzen. Ueblicherweise hat 
man einen Schalter (Pinschalter, oder Mixer) vor dem Empfaenger, den man 
waehrend dem Sendepuls schliesst.
Also ei uebliches Setup : Ein paar Seriedioden im Sendepfad 
unterdruecken das Senderrauschen waehrend dem Empfang. Dann hat man bei 
Festfrequenzanwendungen einen Lambdaviertel von der Antennenbuchse einen 
Satz Paralleldioden (Limiter), die einen Kurzschluss fuer den Sendepuls 
darstellen. Hinter diesen Paralleldioden kommt der Empfaengerschalter, 
dann ein Vorverstaerker, dann der Empfaenger. Bei UWB gibt es keinen 
Lambdaviertel mehr... genuegt da nun ein Leitungsstueck, das laeger wie 
ein Puls ist ?

Autor: Hans (Gast)
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@ Hä-jetzt Noch (Firma: Oha)

Zunächst danke für die ausführliche Erklärung. Aber paar fragen hätte 
ich noch.

> Bei einem Einzelpuls waere die Pulslaenge und die Amplitude interessant.

Zählt hier dann die Pulslänge als Festrequnez (also bei 2ns Puls 500MHz)

> Bei mehreren diewiederholrate.

wie ist denn Hier die Frequnez zu berechnen? der Abstand zwischen 2 
Impulsen?

> Also ei uebliches Setup : Ein paar Seriedioden im Sendepfad unterdruecken
> das Senderrauschen waehrend dem Empfang...

Hättest du hier eine Schaltung dafür, auch handgezeichnet? wäre echt 
cool


Jörg Wunsch schrieb:

> Bei UWB sollte die Trennung von Sender und Empfänger das kleinste deiner
> Probleme sein.

kannst mir bitte verraten wie du das meinst?

Danke euch

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Ein Setup koennte etwa so sein. Die Dioden im Sendepfad unterdruecken 
das Rauschen waehrend dem Empfang. Die Empfangsdioden limitieren auf 
1Vpp, und transformieren auf Hochohmig im Festfrequenzfall. Hier wuerde 
man das LambdaViertel hinreichd lang gestalten, sodass der zweite Puls 
die Applikation nicht stoert.

Autor: Hans (Gast)
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Hallo,

Danke für die Zusendung des Schaltplanes. Sind das Spezielle RF Dioden? 
und was ist die Augabe von dem Switch hier?

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Bei kleiner gleich 100MHz haben wir 1N4148 als Limiterdioden verwendet. 
Bei hoeheren Frequenzen etwas Passenderes. Der Switch muss auch auf die 
Frequenz passen. Bei 100MHz kann man einen mixer verwenden, bei hoeheren 
Frequenzen gibt es pin-switches. Wichtig dabei : Die Dioden muessen 
waehrend dem Pulses entweder leiten oder sperren. Keinen 
Zwischenzustand. Die halten so auch 100W pulse.
Bei hoeheren Frequenzen muss man sich was anderes einfallen lassen. Wir 
haben zb Wanderfeldroehren, denen wir die Spannung wegnehmen, um das 
Rauschen waehrend des Empfanges abzusenken. Die LambdaViertel sind durch 
einen Zirkulator ersetzt. Die Limiterdioden bleiben, mit einem Pinswitch 
blockiert man den Empfaenger waehrend dem Senden. Hier auch : Keine 
Zwischenzustaende. Wir haben Pindioden, die halten 1kW Pulse, im 
geschlossenen Zustand(= kurzschluss nach Masse). Im offenen Zustand 
(RF-leitend) waere der Empfaenger weggeblasen.

Autor: Hans (Gast)
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Also die vorgeschlagene Schaltung ist als Schutz gedacht und nicht 
ersatz für einen Umschalter (Switch)? Mein Problem derzeit ist das 
Umschalten? (Doch trotzdem danke für die Schaltung, brauche sicher auch 
:))
Zirkulatoren sind teuer wie du auch sahst, sind schmalbandig?
Was übrig bleibt wären Pindioden Switches.

Doch der  Martin Althaus (Firma: www.althaus-hemer.de) rät von Pindioden 
ab und empfiehlt Schottky-Diode??? (weiter oben)

> Da braucht man keine Pindiodenumschaltung oder ähnliches.

Ausserdem sind die Pindiode-Switches auch nicht preiswert, es sei denn 
man baut die schaltung selbst auf, würd das bei diesen Frequenzen auf 
eine FR4-Platte gehen?

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Die vorgeschlagene Schaltung kann Senden und Empfangne ueber die gleiche 
Antenne, aber nicht aufs Mal. Erst einen Puls senden, dann etwas 
empfangen. Es gibt dabei zwei Aspekte. Der Sender laesst waehrend dem 
Nicht-Senden Rauschen raus. Man moechte nicht mit dem Senderrauschen den 
Empfang aussteuern. Zweitens geht waehrend dem Senden der Empfaenger in 
die Saettigung. Diese Erholzeit moechte man nicht. Daher moechte man den 
Empfaenger waehrend dem Senden am Eingang kurzschliessen. Ja man kann 
auch irgend eine andere Diode als Kurzschlussschalter verwenden. Einfach 
satt Stom durchlassen, so dass sie einen HF-Kurzschluss darstellt. Ein 
Schalter ist charakterisiert durch die Durchlassdaempfung, durch die 
Isolation, und durch die Schaltgeschwindigkeit. Was moechte man denn da 
haben ?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Hans schrieb:

> Zählt hier dann die Pulslänge als Festrequnez (also bei 2ns Puls 500MHz)

Nein, natürlich nicht.  Hast du schon mal was von einer Fourieranalyse
gehört?

Im wesentlichen entscheidet die Anstiegszeit des Impulses über das
erzeugte Frequenzspektrum.

>> Bei UWB sollte die Trennung von Sender und Empfänger das kleinste deiner
>> Probleme sein.
>
> kannst mir bitte verraten wie du das meinst?

Dass du meines Wissens ziemlich spezielle Anforderungen an das zu
erzeugende Spektrum hast (um gesetzeskonform zu sein), als dass du
nicht einfach so einen unbearbeiteten Impuls von 2 ns Periode in
die Gegend entlassen kannst.  Soweit ich gehört habe, stellt die
Erreichung des geforderten Spektrums das größte technische Problem
bei UWB dar, im Vergleich dazu ist die Trennung von Sender und
Empfänger an einer gemeinsamen Antenne "Peanuts".

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Der Wunsch nach UWB und der offensichtliche Kenntnisstand passen auch 
irgendwie nicht richtig zusammen.

Autor: hans (Gast)
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Hallo Jörg Wunsch,

Zunächst entschuldige ich mich, wenn ich zu viele Fragen stelle bzw. 
welche stelle, die für dich selbsverständlich sind. Doch ich bin 
Anfänger in dem Bereich und möchte gerne lernen und Ihr alle tragt schon 
dazu bei.

Im Anhang sind zwei Bilder meines Signals, einmal im Zeitbereich und ein 
anderes mal das FFT davon. beim FFT hab ich versucht, das Spektrum zu 
messen, ob ich richtig tat, weiß ich nicht genau.

Laut meiner Messung:

Pulsbreite : 700 ps
Amstiegzeit: 440 ps

Frequenzspektrum : 1.48 Ghz

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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hans schrieb:

> Frequenzspektrum : 1.48 Ghz

Diese 1,5 GHz sind die gesamte Breite, oder?  Das wäre ja (im Vergleich
zu dem, was man sonst als UWB bezeichnet) noch recht gemäßigt.

Kannst du die Y-Achse mal noch bemaßen (in dBm beispielsweise)?

Autor: hans (Gast)
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Hallo,

Anbei das Bild mit Y-Achse ..

Autor: Hans (Gast)
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Hallo Jörg Wunsch,

> Kannst du die Y-Achse mal noch bemaßen (in dBm beispielsweise)?

Ich hoffe, du kommst bald dazu dir Messung von der Y-Achse anzuschauen 
und mir eine Antwort geben.

Danke

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Naja, mir ist dein Spektrum noch nicht völlig klar, ehrlich gesagt.
Beide Bilder passen nicht zusammen, und es fehlen immer noch Angaben.
Beim zweiten Bild sieht man zwar nun einen Wert von 19 dBm, aber
es ist nicht klar, wie viel die Absenkung pro Teilstrich danach ist.

Die genannte Leistung liegt aber schon in einem Bereich, wo man das
mit PIN-Dioden schalten können sollte.

Autor: Hans (Gast)
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Hallo Jörg,

ich bin auch dabei einen PIN-Dioden Schalter aufzubauen. Mir ist aber 
eine Sache nicht ganz klar, wonach ich auch wirklich gesucht habe, doch 
nich fündig gewesen?

Und zwar wie soll die Schlatspannung sein? empfohlen wird -5/+12V, 
sollte das eine TTL bzw.CMOS sein, oder zwei getrennte Spannungenm die 
jeweil gegen Masse einmal -5V und einmal +12V aufweisen soll?

Hat die Schaltfrequenz einen Enfluß auf die Schaltzeit?

Ich bitte jeden, der eine Ahnung von dem Thema hat, mir einen Tipp zu 
geben.


Danke

Hans

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Hans schrieb:
> Und zwar wie soll die Schaltspannung sein?

Das hängt wohl von den verwendeten Dioden und deren Eigenschaften
ab.

Kannst du denn nicht einfach mal ein wenig experimentieren?

Autor: Hans (Gast)
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> Kannst du denn nicht einfach mal ein wenig experimentieren?

ich tue ja das, aber läuft nicht so wie ich will bzw. wie beschreiben 
ist?

meine Frage war nicht, wieviel die Spannung sein soll, sonderen ob sie 
differenziell sein soll oder zwei Sapnnungen gegen Masse? Im Datenblatt 
steht das nicht

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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>Datenblatt  ?

Bauteil ?

Autor: Hans (Gast)
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Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Hans schrieb:
>> Bauteil ?
>
> 5082-3081
> http://www.farnell.com/datasheets/308208.pdf

Eine bedrahtete Diode für den Gigahertzbereich?  Hmm.  Du weißt,
dass 1 mm Draht mit einer Induktivität von 1 nH zu Buche schlägt?

Wie du deine Spannungen schaltest, hängt von deiner konkreten
Schaltung ab.  Du musst halt von einem (nicht zu geringen, damit
der Widerstand klein wird) Flussstrom zu einer hohen Sperrspannung
kommen, damit die Ladungsträger schnell ausgeräumt werden.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Ich wuerd mir Einzelbauteile nicht antun. Sowas gibt's fertig. zB bei 
minicircuits. zB ein M3SW-2-50DR+. Der Switch sollte reflexive sein.

Autor: Hans (Gast)
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das heißt die Schaltzeit ist von der Schaltfrequenz der Spannungen 
abhängig? oder verstehe ich falsch?

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Die Schaltzeit ist die Speicherzeit plus die Transition zwischen leitend 
und sperrend. Leitend bedeutet ein paar mA durchlassen, sperrend 
bedeutet die Sperrspannung liegt an.

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
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Ist die ganze Fragestellung nicht eher ein mathematisches Problem? Auch 
eine Antenne, die "sendet", empfängt ja gleichzeitzig Signale. Die 
Aufgabe wäre dann die, hiervon die gesendete Welle wieder "abzuziehen" - 
sonst empfängt man ja "sich selber".
Dies kann mathematisch z. b. durch Fourier-Synthese und -Analyse 
geschehen.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Theoretisch ja, aber überleg dir mal wie genau die Analyse sein müßte 
bei dem Dynamikbereich zwischen Senden und Empfangen!!
Es gibt Schaltungen, die nach deiner Idee funzen. Allerdings sind die 
für Kabel.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Michael Kraus schrieb:
> Ist die ganze Fragestellung nicht eher ein mathematisches Problem?

Der Mathematiker würde mit "ja" antworten. ;-)

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