Hallo
Im Rahmen meiner Masterarbeit soll ich den Radarquerschnitt von Objekten
vermessen. Bisher stelle ich mir das ganze so vor Modelle von einer
Groesse von 20 bis 50 cm mit einem continous wave Sender zu bestrahlen
und mit einem Empfaenger der moeglichst nur die Intensitaet der
elektromagnetischen Strahlung in einem kleinen Punkt aufnehmen soll an
verschiedenen Raumpunkten zu vermessen um daraus eine 3D Grafik zu
erstellen die den Radarquerschnitt zeigt. Im Prinzip darf es auch ein
Impulsradar sein, ich muss dabei keine Zeiten messen sondern nur die
Intensitaet an verschiedenen Raumpunkten. Da die Messung indoor
stattfinden soll kann ich den Empfaenger leider nicht weiter als 5m vom
Objekt entfernt aufstellen. Hat jemand eine Idee welche Sender /
Empfaenger ich fuer einen guenstigen Versuchsaufbau (ca. 500 Euro)
verwenden koennte? Grundsaetzlich bin ich auch fuer andere
Loesungsvorschlaege offen.
Beste Gruesse
Stephan
Hallo Stephan,
das Thema ist sehr interessant.
Wenn Du keine weiteren Vorgaben hast, würde ich auf die Entwicklung
von Sender und Empfänger verzichten. Der Aufwand ist enorm, für eine
Masterarbeit vielleicht zu groß. (5m zum Ziel >> TX Puls im Nanosekunden
bereich)
Wenn Du einen ZVA hast, hilft der folgende Link vielleicht:
www2.rohde-schwarz.com/file_10611/1MA127_1e.pdf
(Ist etwas größer, Seite 56 ist für Dich spannend)
Gruß
Clemens
Stephan schrieb:> Im Rahmen meiner Masterarbeit soll ich den Radarquerschnitt von Objekten> vermessen.
Hi, Stephan,
"Server currently not available because of update" bekomme ich gerade
angezeigt beim Versuch, auf "http://www.patentfamily.de"; nach "Radar
Cross Section" und "Measurement" zu suchen.
Ich wette einen Kasten Sekt, dort findest Du eine Menge Anregungen.
Ciao
Wolfgang Horn
Danke fuer die bisherigen Beitraege. Den Artikel von Rohde und Schwarz
finde ich sehr gut, man erfaehrt doch einiges ueber aktuelle
Radarsysteme. Ob hier ein ZVA irgendwo bereits vorhanden ist muss ich
noch rausfinden. Wenn ja dann ist das wohl die schnellste und einfachste
Loesung um den RCS zu vermessen. Was kostet denn so ein ZVA? Ich
schaetze mal mehr als ein gutes digital Oszi ( >20.000E) da der Absatz
nicht so gross ist.
Auf Patentfamily konnte ich noch nicht nachsehen; Seite nicht
erreichbar.
@hacky waere nett wenn du deinen Beitrag noch etwas genauer
ausformulieren koenntest, am besten mit einem link zu einem "Hoernchen"
und Synthesizer. Bin in der RF Themtik noch nicht so bewandert und wenn
man (RF) Hoernchen in Google eingibt findet man nur Gebaeck. Was ist
denn der Fachausdruck dafuer Richtantenne?
Beste Gruesse
Stephan
Ein ZVA kostet 100 000 Euro aufwärts, kommt immer auf den
Frequenzbereich an.
Durch brauchst nicht unbedingt einen ZVA, im wesentlichen tut es jeder
halbwegs moderne Netzworkanalyser, asu dem du die Daten elektronisch
rausbekommst.
Was du meiner Ansicht nach aber brauchst ist ein Positioner ( wenn du
dei RCS aus verschiedenen Richtungen messen willst) und eine
Absorberkammer, da du sonst die RCS von deiner umgebung mitmisst.
Als Antennen sind wie vorgeschlagen Hornantennen sinnvoll zb. von RF
Spin 800-18000 MHz
Viel Erfolg, und zieh dir doch zum Anfang mal ein paar Paper oder Diss.
rein, da gibts einiges in der Uni Bib oder bei IEEE explore
In welchem Frequenzbereich soll denn der Radarquerschnitt gemessen
werden, gibts dafür Vorgaben? Die Auflösung wird immer nur größer als
die Wellenlänge sein, das heißt der "kleine Punkt" ist auf einem 20-50cm
großen Modell immer noch ziemlich groß. Eventuell müßte die Wellenlänge
ebenfalls maßstäblich verkleinert gewählt werden.
Wenn ich an einen gewobbelten Netzwerkanalysator eine Hornantenne (oder
auch Hornstrahler genannt) anschließe, die Reflexion S11 über der
Frequenz anzeige, und mit der Antenne in der Gegend herumleuchte,
bekomme ich eine wellige Kurve auf dem Schirm. Die Wellen zeigen mir den
Abstand des Reflexionspunktes an, sind sie breit, dann ist der Punkt
nahe, je schmaler die Wellen werden, also je mehr Wellen zu sehen sind,
desto weiter weg. Die Amplitude zeigt die Fehlanpassung an, wenn die
Antenne in den leeren Raum leuchten würde, käme im Idealfall nichts
zurück. Aus diesen beiden Beobachtungen könnte man vermutlich irgendwie
auf den Radarquerschnitt schließen, wenn man Vergleichsobjekte mit
bekanntem Querschnitt benutzt.
Als Netzwerkanalysator geht im einfachsten Fall ein Wobbelgenerator mit
Richtkoppler und Detektordiode.
Als Breitbandantenne wäre eine vom "double-ridged-waveguide" Typ
möglich, wie sie für EMV-(Funkstör)messungen angeboten werden.
Google-Suchbegriff: "double ridged horn antenna"
Leider hat die oben abgebildetet Reflexionsdämpfungskurve ziemlich
schlechte Werte, sie stammt aus einer Bauanleitung im Buch
"DUBUS-Technik II" von 1984. http://dubus.org/
Rohde&Schwarz hat auch so eine Antenne im Programm.
Als Tisch für die Messungen wäre ein Styroporblock vom Baumarkt
geeignet, als Vergleichsobjekt z.B. eine quadratisches Blech mit 10 cm
Kantenlänge, das dürfte etwa 100cm^2 Radarquerschnitt entsprechen, wenn
ich den Begriff richtig interpretiere.
http://de.wikipedia.org/wiki/Radarquerschnitt da steht allerdings
"isotrop reflektierend", das wäre wesentlich weniger als eine direkte
Reflexion durch eine ebene Fläche.
Hab in der Bib und auf IEEE Xplore gesucht und mich ein wenig
eingelesen. Am nuetzlichsten fand ich bisher einen IEEE Artikel mit dem
Titel:"Radar Cross Section Measurements" von Robert Dybdal aus dem Jahre
1987. Darin ist im Wesentlichen alles beschrieben was man zur Messung
des RCS benoetigt (aus Copyright Gruenden hab ich die Datei nicht
angehaengt). Nachdem was ich bisher so gelesen habe erscheint mir ein
System das im Frequenzbereich von 1 - 18Ghz (Wellenlaengen 30-1,6cm)
arbeitet am sinnvollsten. Im Wesentlichen muss ich das Objekt ja nur
detektieren und keine Strukuren aufloesen koennen. Die Fernfeldbedingung
habe ich bereits bei 1GHz erfuellt: Abstand_zur_Quelle=2*D^2/lambda
fuer Horndurchmesser=ca. 25cm @ 1GHz
kommt man auf 42cm, oder wenn man ueberschlagsmaesig 2*Wellenlaenge
annimmt 0,6m. Die Frage ist ob man bei einem Abstand von 0,6m bereits
ebene Wellenfronten hat, die Voraussetzung fuer eine korrekte RCS
Messung sind. Deshalb wuerde ich fuer 1GHz auf einen Abstand von
mindestens 6m gehen.
Fuer die Messung waere auch eine Absoberkammer(meist Schaumstoffe mit
eingebrachtem Graphit) vorteilhaft. Kennt jemand vieleicht ein
vergleichbares Material, das man guenstig aus einem Baumarkt bekommen
kann?
Falls sich hier kein Netzwerkanalysator auftreiben laesst, koennte man
doch auch ein Oszilloskop (gibts oft auch bis 10GHz) verwenden und das
Signal mit einem Signalgenerator erzeugen. Im Grunde muss ich das Signal
ja gar nicht aufloesen koennen sondern nur die eingestrahle
Leistung/Amplitude messen. Den Vorschlag mit Richtkoppler und
Detectordiode ziehe ich auch in Betracht; muss mich aber erst noch
genauer einlesen um zu verstehen was damit genau gemeint ist.
Wie immer Danke fuer alle Beitraege
Es gibt die Empfehlung, als leicht erhältliches Absorbermaterial Holz zu
verwenden. Ich habe damit keine Erfahrungen, hier jedenfalls eine
Bauanleitung für einen breitbandigen Hohlleiter-Abschluß. Aus dem
VHF/UHF-Manual des britschen Amateurfunkclubs RSGB, Ausgabe 1978.
Meine Frage, ob die Wellenlängen nicht maßstabsgerecht für die Modelle
verkleinert werden müßten, kommt von einem Beispiel aus der Akustik. Ich
hab mal gelesen, der Saal im Berliner Reichstag hatte zunächst eine
ungünstige Akustik, deshalb wurden Modellversuche mit
Ultraschallfrequenzen gemacht, und damit Verbesserungen durch
irgendwelche Reflektoren erprobt.
allo Stephan,
ich habe noch nicht rauslesen koennen, ob Du stationaer arbeiten musst,
oder Sender UND Empfaenger im Raum bewegen kannst.
Reicht eine Messfrequenz, z.B,. 10GHz?
Sollte das so sein, brauchst Du nur relativ wenig Aufwand.
Zwei Gunn-Dioden, einen Widerstand, eine Drossel und einen
NF-Frequenzgenerator.
Ach ja, ein paar Zentimeter Kupferrohr, rechteckig, ein paar
M3-Schrauben und zwei Isolierhuelsen.
Dann hast Du eine Direktfunkstrecke mit einem Feldstaerkemesser als
Empfaenger.
Gruss
Michael
Danke fuer die neuen Beitraege.
Hab mittlerweile rausgefunden, das wir eine Absoberkammer 6-8m lang und
3-4 m breit und einen Networkanalyser im Haus haben. Der Prof der fuer
den Raum verantwortlich ist hat auch gemeint das ich in die Kammer rein
darf und das Equipment benutzen kann. Der Messung sollte also nichts
mehr im Weg stehen sobald ich weiss wie man die Gerate bedient und mir
ein paar sinnvolle Versuchsszenarien ausgedacht habe, und die Platform
steht auf der das Objekt rotiert werden kann.
@ Michael: Waere wahrscheinlich auch moeglich aber da ich doch
professionelles Equipment habe nehm ich natuerlich das her. Auch wurde
ich gerne ueber verschiedene Frequenzen messen, da der Radarquerschnitt
auch stark von der Messfrequenz abhaengt.
Gruss Stephan
Stephan schrieb:> und die Platform> steht auf der das Objekt rotiert werden kann.
Wenn es da eine Absorberkammer gibt, dann gibt es das wahrscheinlich
auch schon. Wird verwendet um Antennen zu vermessen.
Christophs Einwand hinsichtlich der Wellenlänge ist richtig: wenn man
die Eigenschaften eines maßstäblich verkleinerten Modells untersuchen
will, muß man auch die verwendete Wellenlänge "maßstäblich verkleinern"
(sprich: höhere Frequenzen verwenden), um zu sinnvollen Ergebnissen zu
kommen. Ein Lambda/halbe langer Metallstreifen hat einen deutlich
anderen Radarquerschnitt als ein Lambda/20 langer Streifen (bei
beispielhaft gewähltem Maßstab 1:10).
Hi habe mich mittlerweile ein wenig mit dem Testequipment vertraut
gemacht. Wir haben hier an der Uni einen Agilent N5230, und Agilent
schlägt den angehängten Testaufbau zum messen der Radar Cross Section
vor. Wie auf dem Bild zu sehen ist, sind sowohl der RF generator als
auch der receiver direkt angeschlossen und nicht auf den Standardport 1
geführt. Jetzt würde mich als erstes interesieren ob man die Ports die
offen sind sobald man die Brücken entfernt mit einem Widerstand
abschließen muss.
Außderdem stelle ich mir die Frage ob es auch möglich ist nur eine
Antenne zu benutzen und diese direkt an Standardport 1 anzuschließen.
Wahrscheinlich gibt es da ein Problem mit den internen Baugruppen
Signalgenerator => internal Switch Signalgenerator auf Port 1\2 =>
Richtkoppler, sonst würde Agilent nicht diese Konfiguration vorschlagen.
Auch habe ich momentan noch Probleme herauszufinden wie die Time Gating
funktion arbeitet; und in diversen Handbüchern noch keine vernünftige
Beschreibung gefunden. Im Frequency Sweep Modus kann man dort zwei
Zeiten angeben eine negative(?) und ein positive, mir ist deshalb noch
nicht ganz klar wie man damit arbeitet. Ich würde gerne nur den
reflektierten Impuls vom Testobjekt messen der ca. nach 50ns wieder am
Gerät ankommt und Leitungsreflexionen, Kopplung von Sendeantenne,
Receiverantenne ausblenden. Das Gerät bietet auch einen Time domain
Modus bei konstanter Frequenz die mir jedoch unnütz erscheint da ich die
Zeitskala nicht unter 1,63ms einstellen kann; für mich aber nur die
ersten 100ns interessant sind. Außerdem erlaubt das Gerät im Time domain
kein Time Gating...
Gruß
Stephan
http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5989-0220EN.pdf
sind die Bilder aus dieser Applikationsschrift?
da steht was von "Option 014, direct access to mixers via front panel;
the configuration used in the near-field and RCS examples" - ist die
vorhanden?
Es gibt noch ein paar ältere Applikationen zu "RCS" (radar cross
section) für andere Netzwerkanalysatoren.
Ja die Bilder sind aus dieser Applikationsschrift. Sry wegen doppelt
hochladen aber meine Internetverbindung ist nicht gerade stabil. Das
Frontpanel des Agilent N5230 bietet jedenfalls alle Ports wie sie auf
dem Bild dargestellt sind. Die zwei Hauptports und die jeweils sechs
Nebenabgriffe. Hört sich so an als hätte ich damit keine Garantie das
diese auch angeschlossen sind?
