Was ist ein Primärradar?
Ein primäres Radarsystem sendet eine Hochleistungsfunkfrequenz von einer rotierenden Antenne und verwendet reflektierte Signale, um die Entfernung und Geschwindigkeit von Objekten in der Luft oder auf dem Wasser zu bestimmen. Das Funksignal zeigt die Entfernung zu einem Objekt von der Zeit an, die für die Hin- und Rückfahrt zum Objekt benötigt wurde. Für Radargeräte, die in der Flugzeugsteuerung verwendet werden, kann das Rückfahrsignal auch verwendet werden, um die ungefähre Höhe des Flugzeugs oder die Höhe über dem Boden zu bestimmen. Eine Antenne ist eine gebogene Metallschale oder -struktur, die einen Funkstrahl fokussiert und in eine bestimmte Richtung sendet.
Radar ist ein Akronym oder eine verkürzte Version des Begriffs "Funkentfernung und Reichweite". Das Radar, das erstmals in den 1930er Jahren für die Flugzeugerkennung entwickelt wurde, hatte aufgrund der Leistungsgrenzen für die Antennen zu dieser Zeit nur eine begrenzte Reichweite. Obwohl Antennenleistung und Software verbessert wurden, liegt die praktische Grenze des Primärradars für den Luftverkehr zu Beginn des 21. Jahrhunderts bei etwa 100 Kilometern.
Die Verwendung von Primärradar erfordert viel Signalleistung, da Objekte, die weiter von der Antenne entfernt sind, ein schwaches Signal reflektieren oder zurücksenden. Bei größeren Entfernungen von der Antenne wird das Radar unzuverlässig, um die Position des Flugzeugs nur mit reflektierten Signalen zu bestimmen. Steigender Luftverkehr im 20. Jahrhundert machte andere Positionierungssysteme für Flugzeuge erforderlich.
Ab den 1960er Jahren verwendeten Flugzeuge Transponder, um die Flugsicherung zu unterstützen. Ein Transponder ist sowohl ein Empfänger als auch ein Sender, der das Radarsignal vom Primärradar empfängt und ein Signal zurücksendet, das Flugzeugidentifikation, Höhen- und Geschwindigkeitsinformationen enthält. Dieses sogenannte Sekundärradar verbessert die Positionsgenauigkeit des Flugzeugs, da der Transponder vom Flugzeug mit Strom versorgt wird und ein stärkeres Signal als ein Primärradarsignal aussendet.
Verbesserte Transponder ab dem späten 20. Jahrhundert lieferten auch zusätzliche Informationen über das Flugzeug. Die Piloten könnten Einstellungen auswählen, die einem Fluglotsen am Boden mitteilen, ob das Flugzeug entführt wurde, von anderen Personen kontrolliert wurde oder ob ein Notfall an Bord vorliegt. Diese aktiven Signale wurden an den sekundären Radarempfänger gesendet, der sich auf derselben Antenne wie das primäre Radar befindet, und können auf Verkehrsüberwachungsbildschirmen angezeigt werden.
Boote auf dem Wasser können mit einigen Einschränkungen auch mit Radarsystemen erkannt werden. Hohe Wellen können die Radarrückkehr kleinerer Boote maskieren oder verbergen, und die Krümmung oder Form der Erde macht es unmöglich, Boote unter dem Horizont zu sehen. Große Militärschiffe können radarverwirrende Formen oder Beschichtungen verwenden, die Radar absorbieren, um sie auf Radarschirmen als viel kleinere Boote erscheinen zu lassen.
Radar kann auch zur Wettererkennung verwendet werden. Wassermoleküle in Wolken können einige Frequenzen von Radarsignalen reflektieren, die regenhaltige Wolken zeigen. Frühe Systeme konnten nur sich bewegende Regentropfen sehen, aber Systeme seit dem späten 20. Jahrhundert können Feuchtigkeit auch ohne Regen erkennen.
Doppler-Radar kann die Geschwindigkeit und Richtung von Wassertropfen erkennen, die sich durch die Luft bewegen. Das reflektierte Signal wird von einer Software analysiert, die anzeigt, ob sich das Signal zur Antenne hin oder von dieser weg bewegt. Es kann eine Rotation anzeigen, die auf einen möglichen Tornado hinweist, auch nachts oder wenn es von starkem Regen verdeckt wird.