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.
und diese Auskopplung kann ich dann im Prinzip nutzen um die HF mit NF zu mischen?
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.
Ah danke für die Info. und danke Holler für den Link, der ist bissl besser als der Wiki beitrag.
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
Paul Baumann schrieb: > > Das Signal kann moduliert sein, muß aber nicht. Hier: > http://en.wikipedia.org/wiki/Radar_signal_characteristics Schon klar, aber dann kannst du nicht die Entfernung anhand der Laufzeit feststellen. Steht auch bei Wikipedia...
kunz schrieb: > Es geht sogar ohne das Aussenden irgendwelcher Signale: > http://de.wikipedia.org/wiki/Passives_Radar Naja, irgendwer muss schon senden.
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/
@HaHa Wenn Du Dich von Deinem Lachanfall erholt hast, dann lies hier weiter: http://www.radartutorial.eu/18.explanations/ex36.de.html Paul
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?
ja, sie wird im Hohlleiter plaziert und zwar phasenkorrekt die Speisung erfolgt traditionell über eine Glas- oder Keramikisolation. .... MfG http://www.astro.uni-bonn.de/~joachimi/fp/Mikrowellen.pdf
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
Auf Seite 8 eine schematische Darstellung der Einkopplung mittels Gunndiode in einen Hohlleiter: http://www.hft.e-technik.tu-dortmund.de/praktika/v309_antennen.pdf
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