Luftraumüberwachung mit Radartransponder

Schreiber schrieb:
> Faszinierend, dass man den Transponder so klein
> bauen kann!

Das wird wohl nicht viel mehr als eine Diode sein, die eine Oberwelle 
der eingestrahlten Radarleistung erzeugt und zurückstrahlt.

Manche Warensicherungsetikette arbeiten ähnlich.

nachtmix schrieb:
> Das wird wohl nicht viel mehr als eine Diode sein, die eine Oberwelle
> der eingestrahlten Radarleistung erzeugt und zurückstrahlt.

Wie man damit eine Höhenbestimmung hinkriegen, ist aber eher unklar.

Wolfgang schrieb:
> Wie man damit eine Höhenbestimmung hinkriegen, ist aber eher unklar.

Die obere Schüssel für die höhere Empfangsfrequenz bündelt sehr scharf 
und tastet den Luftraum spiralförmig ab.
Man kann die horizontale Drehachse dieser Schüssel in dem Video gut 
sehen. Außerdem muß man ja nicht alle möglichen Messungen gleichzeitig 
machen.
Tatsächlich enthält der Transponder aber etwas mehr als nur eine Diode, 
denn im Video wird erwähnt, dass das rückgestrahlte Signal die 
individuelle Kennung der Biene enthält.

https://www.researchgate.net/profile/Norman_Carreck/publication/259358845_Tracking_bees_with_radar/links/55c8b3e008aea2d9bdc918ef/Tracking-bees-with-radar.pdf?origin=publication_detail

P.S.:
Aus dem geschriebenen Kommentar zum Video entnehme ich, dass da doch nur 
eine Diode drin ist, und deshalb nur ein einziges Tier genau verfolgt 
werden kann. Das drehende PPI-Radar liefert offenbar nur eine Übersicht, 
wo sich die Tiere befinden.
Wenn man eines genau verfolgen will, wird die Drehung wohl angehalten, 
und dann erfolgt eine Zielverfolgung wie weiland beim Würzburg-Gerät.
http://www.bbc.com/news/magazine-23448846
https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%BCrzburg_(Radar)

Gar nicht mal so billig, solche Forschung:
https://cordis.europa.eu/project/rcn/185402_de.html

nachtmix schrieb:
> Die obere Schüssel für die höhere Empfangsfrequenz bündelt sehr scharf
> und tastet den Luftraum spiralförmig ab.

Bei der Größe der Antennenschüsseln ist kein nennenswerter Unterschied 
in der Bündelung zu erwarten. Bei der Empfangsfrequenz ist wohl davon 
auszugehen, dass die Frequenz dem Dreifachen der Sendefrequenz 
entspricht, weil sonst die Ausbeute am "Transponder" und damit die 
Reichweite zu gering würde. Damit die Sendeenergie möglichst effektiv 
den Bereich beleuchtet, den die Empfangsantenne anguckt, muss also die 
große Antenne die Sendeantenne sein und die obere, kleine die 
Empfangsantenne - sonst würde die Energie sinnlos in die Gegend 
gepulvert.

Damit dürfte die Empfangsantenne, deren Durchmesser geschätzt einen 
Faktor 2,5 kleiner ist, nur minimal stärker bündeln, als die 
Sendeantenne.

Ich habe nichts von einem Trackingmechanismus für spiralförmige 
Abtastung gefunden. Die obere Antenne ist IMHO im Höhenwinkel mit den 4 
Streben justiert und fest mit dem unteren Träger verbunden (Video bei 
84s).

nachtmix schrieb:
> Aus dem geschriebenen Kommentar zum Video entnehme ich, dass da doch nur
> eine Diode drin ist, und deshalb nur ein einziges Tier genau verfolgt
> werden kann.

Warum, wenn man häufig genug abtastet, erzeugt jede Biene eine Spur von 
Echos. Wenn man mal von irgendwelchen "Spielen" mit synchroner 
Kursänderung  bei Begegnung zweier Bienen absieht, lässt sich die 
Flugbahn einer Biene also ziemlich sicher verfolgen. Es dürfen nur nicht 
zu viele Bienen gleichzeitig getrackt werden, aber so wie das Radarbild 
aussieht, handelt es sich eher um "ein Hand voll".

Schreiber schrieb:
> Eine Hummel(!) mit aufgeklebtem Radartransponder und ihre Flug- und
> Sammelgewohnheiten. Faszinierend, dass man den Transponder so klein
> bauen kann!

Mit dieser Technik wurde schon vor Jahren nachgewiesen das 
Neonicotinoide für insbesondere für Bienen total scheiße ist.

Wolfgang schrieb:
> Bei der Empfangsfrequenz ist wohl davon
> auszugehen, dass die Frequenz dem Dreifachen der Sendefrequenz
> entspricht, weil sonst die Ausbeute am "Transponder" und damit die
> Reichweite zu gering würde.

Ich habe mir mittlerweile einige diesbezügliche Arbeiten angesehen, und 
demnach wird die Frequenz sogar nur verdoppelt. Von 9,4GHz (32mm) auf 
18,8 GHz.
Allerdings habe ich in keiner der von mir eingesehen Arbeiten mehr einen 
Hinweis auf eine Höhenmessung gefunden.

Möglich sollte das aber sein:
In dem oben verlinkten Wiki-Artikel steht, dass das Würzburg-Riese Radar 
auf  λ=53,6cm mit einem 7,5m Spiegel (14*λ) eine Höhenrichtgenauigkeit 
von 0,1° erreichte.
Auf das Bienenradar umgerechnet, wäre der Durchmesser der 
Empfangssantenne dann 22,4 cm, aber sie ist sichtlich größer und damit 
besser.
Jene 0,1° entsprechen auf 500m Entfernung 87cm und mit einem 50cm 
Spiegel sollte eine Ortungsgenauigkeit von 0,5m machbar sein.

nachtmix schrieb:
> In dem oben verlinkten Wiki-Artikel steht, dass das Würzburg-Riese Radar
> auf  λ=53,6cm mit einem 7,5m Spiegel (14*λ) eine Höhenrichtgenauigkeit
> von 0,1° erreichte.

Der Öffnungswinkel einer Parabolantenne (HPBW, definiert durch die 
3dB-Punkt der Keule) liegt bei

1

alpha = 57.3 * lambda / Durchmesser

https://en.wikipedia.org/wiki/Parabolic_antenna#Beamwidth

Für eine 80cm "Fernsehschüssel" bei 11GHz (2.7cm) ergibt das einen 
Öffnungswinkel von knapp 2°, mit den obigen Daten vom Würzburg-Riese 
kommt man auf 4°.

Und jetzt?

So falsch kann die Rechnung nicht sein, sonst würde eine 
"Fernsehschüssel" bei jedem Windstoß den Satelliten verlieren.

Wolfgang schrieb:
> Und jetzt?

Du hast es selbst geschrieben:

Wolfgang schrieb:
> HPBW, definiert durch die
> 3dB-Punkt der Keule

Wenn man das Maximum sucht, geht es schon noch genauer.
Beim Würzburg wurde das mit einem exzentrisch umlaufenden Dipol gemacht.

nachtmix schrieb:
> Wenn man das Maximum sucht, geht es schon noch genauer.

Würzburg hat aber auf "Minimum" gepeilt.

nachtmix schrieb:
> Beim Würzburg wurde das mit einem exzentrisch umlaufenden Dipol gemacht.

Ja.

Siehe auch https://www.cdvandt.org/DecknameWB.pdf Seite 14 ff.