Radar

Beim Radar (Radio detecting and ranging - Funkortung und Entfernungsmessung) sendet man hertzsche Wellen hoher Frequenz (ca. 100.000.000 Hz) in Form kurzer Impulse aus. Diese Radarimpulse werden von Hindernissen reflektiert und gelangen so zurück zur Radarantenne. Aus der Laufzeit der Radarsignale und ihrer Richtung kann die Lage der georteten Objekte ermittelt werden, aus mehreren Messungen kann man auch die Geschwindigkeit von Objekten bestimmen.

Rundsichtradar

Die bekannteste Anwendung für das Radar ist das Rundsichtradar zur Überwachung des Luftraumes. Dort werden von einer meist drehbaren Antenne mit parabolspiegelförmigem Reflektor hertzsche Wellen in Form sehr kurzer Impulse abgestrahlt.

Treffen diese Wellen auf ein Hindernis, so werden sie reflektiert und von derselben Antenne wieder empfangen. Um die reflektierten hertzschen Wellen auch registrieren zu können, muss zwischen den ausgesendeten Impulsen eine kleine Pause sein. Je größer die Reichweite des Radars, desto größer muss auch die Pause zwischen den Einzelimpulsen sein, weil die Laufzeit des Signals länger wird. Rundsichtradaranlagen zur Überwachung eines Flughafens senden z.B. 1 200 Impulse pro Sekunde mit einer Länge von 1/1.000.000 s aus.

Mittelbereichsradaranlagen, die einen Luftraum mit einer Reichweite von 250-450 km überwachen, senden nur 320 bis 450 Impulse pro Sekunde aus.

Die reflektierten Wellen der Radaranlage werden zur Helligkeitssteuerung einer braunschen Röhre genutzt. Geortete Objekte erscheinen dann als helle Punkte auf dem Schirm. Aus der Laufzeit der Impulse kann mit einem Computer die Entfernung des Objektes berechnet werden.

Radarabtastung

Viel komplizierter als die üblich Radarüberwachung funktioniert die Oberflächenabtastung mittels Radarwellen. Dieses Verfahren wird zur Erforschung der Erdoberfläche und zur Erkundung anderer Himmelskörpers eingesetzt.
Zunächst sandte man in den sechziger und siebziger Jahren des 20. Jahrhunderts mithilfe von Radioteleskopen erstmals Kurzwellenimpulse zum Mond, zu den Planeten Mars, Merkur und Venus und zu Planetoiden in Erdnähe aus. Dabei konnte die genaue Entfernung dieser Objekte, ihr Bahnverlauf und ihre Eigenrotation exakt bestimmt werden.

Da bei den gewaltigen kosmischen Entfernungen die Radarimpulse nicht auf kleinflächige Objekte auf der Oberfläche der Himmelskörpers gebündelt werden können, sondern stets eine Reflexion von größeren Bereichen ihrer Oberfläche erfolgt, verändern sich die reflektierten Radarimpulse je nach Höhenprofil und Form der Himmelskörper. Die mathematische Auswertung der zurückgekommenen Impulse ermöglicht daher Aussagen zur Oberflächenbeschaffenheit der Planeten.

Den Planeten Venus, der stets von einer undurchsichtigen Gashülle umgeben ist, konnte man auf diese Weise sogar mithilfe einer speziellen Raumsonde mittels Radarstrahlen abtasten. In den Jahren 1990 bis 1992 kartierte die Radarsonde Magellan die Oberfläche von Venus.

Auch die Erdoberfläche wird durch Radarsatelliten überwacht. Anhand winziger Laufzeitveränderungen schließen die Forscher auf die Hebung und Senkung größerer Gebiete der Erdkruste, die durch Vorgänge tief im Innern der Erde ausgelöst werden. Vielleicht kann man einmal Erd- und Seebeben oder Vulkanausbrüche exakter als bislang durch solche Beobachtungen vorhersagen.

Radarfalle

Mithilfe von Radaranlagen, im Volksmund auch Radarfalle genannt, kann man die Geschwindigkeit von Fahrzeugen ermitteln. Dazu werden von einem kleinen Sender elektromagnetische Wellen ausgestrahlt, die von dem Fahrzeug reflektiert werden und von da zu einem Empfänger gelangen. Bei der Reflexion der Wellen an einem sich bewegenden Objekt ändert sich die Frequenz der Wellen. Aus der gemessenen Frequenzänderung kann die Geschwindigkeit des Fahrzeuges berechnet werden.

Radartarnung

Die entscheidende Voraussetzung zur Erfassung eines Objektes durch das Radar ist die Reflexion der Radarimpulse an seiner Oberfläche. Da Flug- oder Fahrzeuge, selbst wenn größere Baugruppen aus Kunststoffen gefertigt sein sollten, immer noch zu einem wesentlichen Anteil aus Metallen zusammengesetzt sind, wird im Regelfall ein Radarsignal durch sie auch reflektiert. Durch besondere Anstriche, die elektromagnetische Wellen absorbieren und durch eine spezielle Formgebung, die eine völlig ungerichtete Reflexion der Wellen bewirkt, kann man Flugzeuge für Radarbeobachtungen fast "unsichtbar" werden lassen. Der amerikanische Stealth-Bomber ist ein Beispiel für diese Technologie.