Hallo an alle,
ich hätte mal eine Frage zu HF bei Radarsystem bzw. HF im Speziellen.
Ein HF mittels Oszillator zu erzeugen und Elektrotechnisch zu verwenden
ist mir bekannt.
Nun werden ja sehr hohe Frequenzen mittels Magnetron erzeugt. Da ich
noch nie mit einem gearbeitet habe, frage ich mich wie man die aus dem
Magnetron gewonnen HF technisch umsetzen kann, also im Radar bzw. als
Trägerwelle (wenn es denn so überhaupt gemacht wird)?
Ich stelle mir ein Magnetron halt "offen" wie ein eine
Elektronenstrahlröhre vor, ohne "Ausgangsanschlüsse".
ich wäre froh über Infos zu diesem Thema.
grüße Bastian
Bastian schrieb:> Ich stelle mir ein Magnetron halt "offen" wie ein eine> Elektronenstrahlröhre vor, ohne "Ausgangsanschlüsse".> ich wäre froh über Infos zu diesem Thema.
Dann informiere dich, wie ein Magnetron aufgebaut ist.
Es besteht aus einer zylindersymmetrischen Anordnung aus Kathode und
Anode, wobei durch ein zusätzliches axiales Magentfeld mehrere
Elektronenwolken auf eine Kreisbahn gezwungen werden. Die umlaufenden
Elektronenwolken regen Hohlraumresonatoren auf dem Umfang an. Diese
Resonatoren sind selbst auch an der Entstehung der Kraft auf die
Elektronen beteiligt. Mathematisch ist das nicht ganz trivial.
Die Leistung wird aus einem der Resonatoren ausgekoppelt. Entweder durch
direkte Ankopplung eines Hohlleiters oder durch eine Koppelschleife über
eine Koax-Struktur.
Was soll diese Frage?
Ich hoffe nicht das du experimentieren willst. Ein Magnetron ist zum
Einstieg denkbar ungeeignet, da aus zweierlei Gründen brandgefährlich.
1. Zum Betrieb braucht man mehrere Kilovolt.
2. Meist arbeiten die Teile im Mikrowellenbereich bei mehreren
100-1000W. Haut und Augenverbrennungen drohen.
Zur Frage: Ein Magnetron wird wenn überhaupt nur amplitudenmoduliert,
d.h. Ein/Ausgeschaltet.
schau hier:
http://www.radartutorial.eu/08.transmitters/tx08.de.html
Nene keien Angst. Es interessiert mich nur wie man Funk bzw Modulation
in sehr hohen Frequenzbereichen macht, da ich mir denken kann das
Schwingkreise bei ein paar GHz an ihre grenzen stoßen. Und um noch
höhere Frequenz zu ermöglichen ist mir das Magnetron eingefallen, nur
war mir nicht klar wie man es im Fuink bereich nutzen kann. Nach deiner
Aussage würde ich sagen Überhauptnicht. Hächstens als radar oder eben
Microwelle.
Bastian schrieb:> und diese Auskopplung kann ich dann im Prinzip nutzen um die HF mit NF> zu mischen?
Der Zweck der Auskopplung ist zunächst mal, dass du die vom Magnetron
erzeugte Leistung in eine Leitung bekommst. Wozu du diese Leistung dann
nutzt, steht woanders.
Wenn du von "mischen" sprichst, nehme ich an, du denkst dabei über
Modulation des Magnetronsignals durch ein NF-Signal nach. Nachdem ein
Magnetron ein Leistungssender ist (P_out typ. im Bereich kW bis MW),
wird sein Ausgangssignal nicht einem Mischer zugeführt (es sei denn, du
willst einen solchen abfackeln) sondern in der Regel direkt der Antenne.
Eine Modulation ist nur über die Hochspannung möglich, das bedeutet in
aller Regel eine Amplitudentastung. Das ist auch der übliche Einsatz in
der Radartechnik: Ein pulsmodulierter Leistungsgenerator.
Bastian schrieb:> da ich mir denken kann das> Schwingkreise bei ein paar GHz an ihre grenzen stoßen.
Kann man so allgemein nicht sagen. Schwingkreise /aus konzentrierten
Elementen/ stoßen an ihre Grenzen. Bei Frequenzen im GHz-Bereich werden
Resonatoren eben anders realisiert (Leitungsstücke, Hohlraumresonatoren,
dielektrische Resonatoren), aber benötigt werden sie dort auch.
> Und um noch> höhere Frequenz zu ermöglichen ist mir das Magnetron eingefallen, nur> war mir nicht klar wie man es im Fuink bereich nutzen kann. Nach deiner> Aussage würde ich sagen Überhauptnicht. Hächstens als radar oder eben> Microwelle.
"Im Funkbereich" umfasst natürlich alles Mögliche. Radar und
Mikrowellenerwärmung sind aber die Haupteinsatzgebiete des Magnetrons.
Bei Funkanwendungen, die hohe Anforderungen an die Signalqualität haben
(Oszillatorrauschen, Frequenzstabilität, Linearität), läuft die
Sendesignalerzeugung anders (Modulation digital oder im Basisband,
lineare Frequenzumsetzung und lineare Leistungsverstärker auf
Transistorbasis).
Wird denn eigendlich in sehr hohen Frequenzen (>5GHz) noch "normal"
gesendet? Also Informationsübertragung.
Sry wenn ich so blöd frage, aber wir haben damals in der Lehre gerade
mal bis 100 MHz vereinzelt auch mal 200MHz gearbeitet. Und diese
Frequenzen bekam man gut mit einem Collpitzoszilator hin. Für AM und FM
test hats immer gereicht.
Bastian schrieb:> Wird denn eigendlich in sehr hohen Frequenzen (>5GHz) noch "normal"> gesendet? Also Informationsübertragung.
Natürlich. Ein paar Beispiele ohne Anspruch auf Vollständigkeit:
- terrestrischer Richtfunk, 10GHz-40GHz
- TV-Sat, uplink 6GHz, downlink 12GHz
- Automobilradar, 24GHz, 77GHz, 120GHz
Satelitenfunk, Richtfunk, Radar, High Speed Datenlinks.
Anwendungen gibt es genug, das Spektrum ist gut gefüllt bis weit über
100 GHz (zugegeben nach oben hin wird es dünner:)
Für die eigentliche Radaranwendung wird das HF-Signal unmoduliert
gesendet. Man wertet nur die Laufzeit hin und zurück vom "angestrahlten"
Objekt aus.
Es gibt dann noch einen weiteren Sender, der vom Hauptsender unabhängig
arbeitet. Dessen Signal ist moduliert und dient der Kennungsabfrage
(Freund/Feind Kennung) des Objekts.
Dieser Sender wird mit einer separaten Antenne (Schmetterlingsdipole
vor Reflektorwand) betrieben, die synchron zur Hauptantenne dreht.
Die Modulation dieses Senders wird vom Funkorter manuell nur dann
zugeschaltet, wenn er die Kennung abfragen will.
MfG Paul
>Da stell ich mir die Erzeugung der Trägerfrequenz sehr knifflig vor
Es gibt Ozillatoren, bis sehr hoch hinauf, die sind direkt modulierbar,
zB Gunn Oszillatoren, die gehen sicher bis 100GHz. Alternativ kann man
hochmischen. Oberhalb 100GHz machen Wellenleiter Mischer keinen Sinn
mehr, da der Wellenleiter zu klein wird. Ein WR10 Wellenleiter, gut fuer
100GHz, hat noch eine Breite von 2.5mm, Hoehe 1mm. Die Anforderungen an
die Oberflaeche sind enorm. Daher mischt man oberhalb mit aktiven,
reflektierenden Oberflaechen. Das kann dann zB ein SiGe-kristall(?
muesst ich nachpruefen) sein. In dem laesst man eine 10GHz welle laufen,
wenn ich den nun mit einer 130GHz welle bestrahle bekomme ich 10GHz
Seitenbanden an der 130GHz Welle. Dann kann man auf ein Gitter gehen und
die untere Seitenbande wegmachen. Man kann so auch zwei Wellen mischen.
An einer Oberflaeche mit Ladungstraegern. Verdoppeln geht auch so. Ich
denk oberhalb 150Ghz oder so arbeitet man nur noch mit freien Wellen.
Ich hab kuerzlich zwar einen 260GHz (oversized-)Wellenleiter gerechnet.
Verstaerkerroehren gibt es bis sicher 100GHz. Wenn man so eine hat, hat
man einen Vorsprung auf die Konkurrenz.
Bastian schrieb:
Da stell ich mir die erzeugung der Trägfrequenz sehr knflig vor :-D
Ich verwende für Oszillatoren im Bereich bis ca. 100GHz mit Vorliebe
Gunn Dioden. Relativ preisgünstig, allerdings in der Leistung auf etwa
100mW begrenzt. Natürlich hat man da keine diskreten Spulen und
Kondensatoren als Schwingkreis. Stattdessen sind Hohlleiter Resonatoren
angesagt. Damit können alle gängogen Modulationsarten realisiert werden.
Das Aufwändige an der Sache ist das Meßequipment. Ein Spektrumanalysator
für 100GHz ist leider nicht für 'nen Appel und ein Ei zu erwerben.
Nano Oschi schrob:
>Andere Leute kaufen ein Haus davon...
Wieder andere bauen ein Haus, um darin die Kühlapparatur für das
Magnetron unterzubringen....
;-)
MfG Paul
Wow ich bin beindruckt, das die HF-Technik noch soklche Frühte trägt.
Wie gesagt damals zu Lehrzeiten waren 100-200MHz sehr viel aber noch
machbar und alles mit Handlesüblichen Bauelementen. Aber sowas haben wir
nicht gemacht. Aber naja nacht der Lehre niewieder im HF bereich
gearbeit, ganz woanders hingegangen :-D.
Paul Baumann schrieb:> Für die eigentliche Radaranwendung wird das HF-Signal unmoduliert> gesendet. Man wertet nur die Laufzeit hin und zurück vom "angestrahlten"> Objekt aus.
So? Erklär doch mal, wie eine Laufzeitmessung ohne Modulation
funktioniert. Die Phasenverschiebung ist ja nur im Bereich einer
Wellenlänge eindeutig.
Es gibt Radare ohne Modulation. Sogenannte CW-Radare zur Messung der
Relativgeschwindigkeit über den Dopplereffekt. Aber als
Laufzeitauswertung würde ich das nicht bezeichnen.
@Plasmon
Stell Dir vor, Du wirfst einen Stein in einen ruhigen Teich mit glatter
Oberfläche und einer Insel in der Mitte. Das wäre das Ziel. Es wird eine
(hier gedämpfte) Schwingung erzeugt. Das wäre
hier der Träger. Du kannst sehen, wie die Welle an der Insel ankommt,
reflek-
tiert wird und wieder Zu Dir zurückkommt. Wenn Du nun die Wellenlänge
kennst,
(und damit auch die Frequenz) kannst Du sehen, wie weit Dein Ziel
(Insel)
von Dir weg ist.
Das Signal kann moduliert sein, muß aber nicht. Hier:
http://en.wikipedia.org/wiki/Radar_signal_characteristics
findet man auch Erläuterungen dazu.
MfG Paul
nicht "Gast" schrieb:> Schon klar, aber dann kannst du nicht die Entfernung anhand der Laufzeit> feststellen. Steht auch bei Wikipedia...
Tut mir leid, ich klink mich jetzt hier aus. Das ganze Forum hier ist
echt Zeitverschwendung. Das betrifft auch die anderen Threads, wo ich
versucht habe, Zeug klarzustellen. So richtig rür'n A**** hier.
Wikipedia ist für mich auch keine Quelle, weil ich nicht weiß, wer das
geschrieben hat. Etwas, das ich keinem Autor zuordnen kann, ist für mich
keine zitierbare Quelle. Und überhaupt ist das Gerede hier reine
Zeitverschwendung. Hab keine Lust mehr. Tschüß.
Paul Baumann schrieb:> Stell Dir vor, Du wirfst einen Stein in einen ruhigen Teich mit glatter> Oberfläche und einer Insel in der Mitte. Das wäre das Ziel. Es wird eine> (hier gedämpfte) Schwingung erzeugt. Das wäre> hier der Träger. Du kannst sehen, wie die Welle an der Insel ankommt,> reflek-> tiert wird und wieder Zu Dir zurückkommt. Wenn Du nun die Wellenlänge> kennst,> (und damit auch die Frequenz) kannst Du sehen, wie weit Dein Ziel> (Insel)> von Dir weg ist.
Ja genau. Super Erklärung. Super Vergleich. Beim Radar bekommt man ein
Foto mit einer Draufsicht auf das gesamte Wellenfeld, sodass man in
aller Ruhe die Wellenlängen zählen kann, die sich zwischen Sender und
Empfänger befinden. Oh Mann ...
Überleg mal, was du schreibst. Beim Radar kennst du das Sendesignal und
das Empfangssignal. Sonst nichts. Damit musst du Laufzeit messen.
Wellenlängen zählen ist da nicht. Du musst modulieren, irgendwas an
deinem Sendesignal verändern, damit du die Laufzeit dieser Änderung
messen kannst. Anders geht's nicht.
Leute, redet euch doch nicht mit Halbwissen die Köpfe heiss. Habe schon
weiter oben diesen wirklich informativen Link über Radartechnik zitiert
schaut hier: http://www.radartutorial.eu/
Paul Baumann schrieb:> Wenn Du Dich von Deinem Lachanfall erholt hast, dann lies hier weiter:> http://www.radartutorial.eu/18.explanations/ex36.de.html
Lies erstmal du. Da steht genau die Pulsmodulation erklärt. Nichts von
Wellenlängen zählen. Puls aussenden und Laufzeit messen. Willst du jetzt
sagen, dass Pulsen keine Modulation sei?
Du widersprichst dir: Du hast behauptet, man könnte auch mit
unmodulierten Aussendungen über die Laufzeit die Entfernung des Ziels
bestimmen (02.01.2012 12:29). Nun postest du einen Link in dem ganz klar
Pulsmodulation verwendet wird...
Ich habe mich wahrscheinlich mißverständlich ausgedrückt:
Natürlich wird das Signal nicht "Dauer-Strich" gesendet, sonst hätte ja
der Empfänger keine Möglichkeit, das Echo zu empfangen. Er hängt ja an
der gleichen Antenne. Es wird ein Anlaßimpuls erzeugt, der die ganze
Abfolge
von Senden und Empfangen steuert.
Ich war auf eine Modulation wie AM oder FM aus und dachte nicht mehr
daran,
daß ja die gepulste Aussendung auch eine Modulation ist.
MfG Paul
Wenn ich das aber so lese, ist es aber bei radar nicht möglich eine
Standartmodulation im Sinne von "normaler" AM oder FM zu machen. Außer
das man den Sender perriodisch Ein und Ausschaltet und somit gerade mal
ein Pulsmodulation bekommt (extremform der AM)!?
Bastian schrieb:> Wenn ich das aber so lese, ist es aber bei radar nicht möglich eine> Standartmodulation im Sinne von "normaler" AM oder FM zu machen. Außer> das man den Sender perriodisch Ein und Ausschaltet und somit gerade mal> ein Pulsmodulation bekommt (extremform der AM)!?
Es gibt noch andere Radarsignalformen, Pulsmodulation ist nur eine
davon. Ein Pulsradar ist auch keineswegs primitiv ("gerade mal eine
Pulsmodulation") sondern durchaus anspruchsvoll in der
Signalverarbeitung, wenn man an Auswertverfahren wie moving target
indicator (MTI) oder constant false-alarm rate (CFAR) denkt. Wenn sich
mehrere Pulsradare gegenseitig anleuchten (Automobilbereich), variiert
man sogar die Pulssendezeitpunkte statistisch (staggering), damit sich
die Systeme nicht gegenseitig Geisterziele vorgaukeln.
Weitere wichtige Radar-Modulationsarten sind:
- lineare Frequenzmodulation (FMCW): Durch eine linear ansteigende
Sendefrequenz unterscheiden sich das Sendesignal und das verzögerte
Empfangssignal in der Frequenz. Die Frequenzdifferenz ist proportional
zur Laufzeit.
- Pseudo-Noise (PN): Es wird mit einem pseudozufälligen Binärcode
moduliert, der nur mit sich selber korreliert. Durch Kreuzkorrelation
zwischen Sende- und Empfangssignal erhält man die Laufzeitverschiebung.
Die verschiedenen Verfahren haben unterschiedliche Stärken und Schwächen
und daher unterschiedliche Anwendungsfelder. Aber das würde jetzt hier
zu weit führen.
Hallo zusammen!
Hubert ist mein Name, dg1kbf mein call!
Auf der HP "PAmicrowave" gibt es einen Beitrag über Frank, LX1DU,
Radioamateur.
Er hat ein Puls-Radar mit 76 GHz, ich glaube mit 10mW, gebaut und sendet
Richtung Hunsrück.
Beim Empfang der Echos stellte er fest, das die zusätzlich moduliert
sind:
Von der Rotoren von Windanlagen im Hunsrück!
Genauere Auswertung ergab:
Die Signale sind 100 km zu den Windanlagen unterwegs und nach 100 km Weg
zurück noch ausreichend stark, um messtechnisch auswertbar sogar
akustisch hörbar gemacht zu werden.
Es gibt auf der HP den kompletten Beitrag und einige MP3 Dateien im
Forum unter 76 GHz!
LX1DU Radaranlage auf 76,032 GHz Nieuw
Vy 73 es 55!
Hubert, dg1kbf
micro-mechanik.de
Hubert Krause schrieb:> Er hat ein Puls-Radar mit 76 GHz, ich glaube mit 10mW, gebaut und sendet> Richtung Hunsrück.> Beim Empfang der Echos stellte er fest, das die zusätzlich moduliert> sind:> Von der Rotoren von Windanlagen im Hunsrück!> Genauere Auswertung ergab:> Die Signale sind 100 km zu den Windanlagen unterwegs und nach 100 km Weg> zurück noch ausreichend stark, um messtechnisch auswertbar sogar> akustisch hörbar gemacht zu werden.
Leute, es ist ja schön, dass die Funkamateure so experimentierfreudig
sind, aber diese Zahlen sind doch völlig abwegig.
1. Reichweite: Nehmen wir mal optimistisch an, er hat eine
Empfindlichkeit von -90dBm. Wenn er mit +10dBm sendet, kann er 100dB
Dämpfung verkraften. Nehmen wir ferner an, das Ziel hat einen
Rückstreuquerschnitt von sigma = 100m^2, dann hat der Ausdruck
lambda^2*sigma/((4*pi)^3*r^4) in der Radargleichung bei r = 100km einen
Wert von -260dB. Er müsste also 160dB/2 = 80dB Antennengewinn haben, um
überhaupt an seine Detektionsgrenze zu kommen.
2. Dopplerauswertung: Um beim Pulsradar einen Eindeutigkeitsbereich von
100km zu haben, kann er kaum schneller als mit 1kHz Wiederholfrequenz
pulsen. Das heißt, der größte Doppler, der mit dieser Abstastung
eindeutig verarbeitbar ist, ist 500Hz. Bei 76GHz entspricht das einer
maximalen Relativgeschwindigkeit von 1m/s. Jede Windkraftanlage, die man
als "laufend" bezeichnen kann, liegt da deutlich drüber.
Seid mir nicht böse, es kann ja sein, dass das Radar gebaut und
irgendwas gemessen wurde, aber die Interpretationen, die dann hingelegt
werden, sind einfach nur drollig und süß.
Hi Plasmon!
Schön, Du hast also ein paar Zahlen !
Schau doch mal in der angegebenen Quelle und lese den Beitrag, eventuell
hilft es ja, zu sehen und zu hören...
Desweiteren schau auch mal bei astropeiler.de , da gibt es eine
Gruppe Funkamateure, die machen mit dem kleinen 10m Spiegel bei 10 GHz
EME =Funkbetrieb mit dem Mond als passivem Reflektor.
Das geht nicht nur in Tastfunk, auch in Fonie (SSB), trotz der enormen
Streckendämpfung und der Dopplerverschiebung ! Wir können uns sogar auf
dem Mond eine besser reflektierende Stelle (hot spot) aussuchen .
Auch da gibt es einen Mitschnitt zum Anhören und 2x Webcam!
Der große Spiegel (25m) ist mittlerweile wieder auf dem aktuellen Stand
der Technik. Wir haben im Empfangszweig die gleiche Gerätschaft wie am
100m Spiegel in Effelsberg.
Guten Wirkungsgrad!
Vy 73 es 55!
Hubert,dg1kbf
micro-mechanik.de
Der Artikel von LX1DU ist ja sogar noch skurriler: 40cm-Parabolantennen?
Die haben bei 76GHz max. 48dB Gewinn. Und er sagt: "Die Signale waren
fast rauschfrei (S-Meter 30-35 dB)".
Er wird wohl Windräder in der näheren Umgebung erfasst haben...
Hubert Krause schrieb:> Schön, Du hast also ein paar Zahlen !
Ja. Was hast du gegen die? Die sind auf jeden Fall stichhaltiger, als
irgendein Basisband-Geheule, von dem keiner nachvollziehen kann, wie es
wirklich zustande kommt.
Sie sind sogar geschönt, weil ich die Dämpfung durch atmosphärische Gase
und Wasserdampf bei 76GHz vergessen hab. Die liegt auch noch in der
Gegend um 0,3dB/km.
Sorry. Für das, was man da im Basisband hört, gibt es bei dem
Systemaufbau genügend andere Erklärungen. Das Blockschaltbild gibt dazu
nicht genügend her (Mischerbauform, wie ist das Laufzeitgating
realisiert, wird über Impulse gemittelt, wo ist der
Anti-Aliasing-Tiefpass etc.) Windräder in 100km Entfernung sind es *ganz
sicher* nicht. Auch dann nicht, wenn nur 50km gemeint sind (das wird aus
dem Artikel auch nicht klar). Die halbe Entfernung bringt bei ~1/r^4 nur
12dB.
Plasmon schrieb:> Sie sind sogar geschönt, weil ich die Dämpfung durch atmosphärische Gase> und Wasserdampf bei 76GHz vergessen hab. Die liegt auch noch in der> Gegend um 0,3dB/km.
Interessant. Woher kommt diese Zahl? Gibt es da eine Faustformel, die
man auch auf andere Frequenzen anwenden kann?
Ich hatte ja keine Ahnung was ich hier lostrete :-D. Aber hay sollange
es Sachlich bleibt.
Aber mal was anderes. Ich habe mit bei Wiki, die oben genannte
Gunn-Diode angeschaut. Ich frag mich jetzt wie da ein Leitung
angeschlossen werden kann, oder wird die direkt an den "Hohlleiter"
angeschlossen?
Funkheini schrieb:> Plasmon schrieb:>> Sie sind sogar geschönt, weil ich die Dämpfung durch atmosphärische Gase>> und Wasserdampf bei 76GHz vergessen hab. Die liegt auch noch in der>> Gegend um 0,3dB/km.>> Interessant. Woher kommt diese Zahl? Gibt es da eine Faustformel, die> man auch auf andere Frequenzen anwenden kann?
Recommendation ITU-R P.676-8
Attenuation by atmospheric gases
http://www.itu.int/rec/R-REC-P.676/en
