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Auteur Topic: LX1DU Radaranlage auf 76,032 GHz  (gelezen 18090 keer)
Eene de Weerd PA3CEG
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« Gepost op: November 08, 2011, 08:35:53 »

                         Einmalig in Europa!

Echos von Windmühlen aus über 100 km Entfernung auf 76,032 GHz empfangen      

Beschreibung der Radaranlage
Der Autor hatte schon im Jahr 1992 einen Scatter-Radar auf 10 GHz aufgebaut welches europaweit gehört und benutzt wurde. Die Sendeleistung betrug 23 kW  ERP an einem 2,3 m Spiegel. Senden 1 µs pause je nach Einstellung des Radarmodulators 15/50/150/200 km.
Nun geht es um  76,032 GHz:
Da LX1DU sich schon über Jahre mit Mikrowellen befasst und keinen  Partner in LX hat war der Gedanke eine Radaranlage zu bauen um sich so seine Partner zu schaffen (d.h.  jede Reflexion die zurück kommt ist ein Partner). Um die neue Anlage so preiswert wie möglich zu halten wurde ein Teil der 10 GHz  Anlage die mittlerweile außer Betrieb ist,  benutzt. Die neue Anlage ist wie folgt aufgebaut:

Sendeteil:
Der Sendeteil besteht aus einem GPS gesteuerten Oszillator.  12,672 GHz (50 mW)  wird  in einem  Verstärker auf 38,016 GHz verdreifacht  (100 mW) und anschließend in einem Mischer mit der Macom Diode MA4/E 1318 auf 76,032 GHz (5 mW)   verdoppelt und  in einem Verstärkermodul auf 70 mw verstärkt.(je nach eingangsleistung 20 bis 90 mw.(Labor=Muster).
Der Sender  kann CW oder Impuls betrieben werden. Dazu gehört ein Radarmodulator  mit der Einstellung 15/50/150/200 km.  Das Tastverhältnis  vom Modul : senden 1 µs pause je nach Einstellung der km am Modulator

Empfangsteil:
Die Empfangsanlage  besteht aus einem OCXO 98.8125 GPS-gebunden.
1 DRO Modul 12,648 GHz  50 mW geloggt mit Referenz 98.8125 MHz.
1 Verdreifacher auf 37,944 GHz 100 mW.
1 Verdoppler auf 75,888 GHz 5 mW.
1 Mischer mit der Macom Diode MA4/E 1318 Rauschmaß 12 dB.
1 ZF Verstärker 144 MHz 20 dB.
Der Mischer wurde mit einer Eigenbau-Rauschquelle optimiert (Diode NC406 18-110 GHz ENR 20 dB). Mit einem Wende-Verstärker der Firma Kuhne kann der Rauschfaktor noch um 4 dB verbessert werden. Da die meisten Amateure einen Nachsetzer für 144 MHz benutzen wurde eine ZF-Frequenz  von 144 MHz gewählt;   von Vorteil wäre jedoch eine höhere ZF z.B.  3.0 GHZ.

Antennenanlage:
Sender und Empfangsanlage benutzen Parabolantennen (Sender 40 cm,  Empfänger 25 cm v. Procom). Die Einspeisung geschieht über einen Krückstock (Eigenbau). Der Krückstock besteht  aus sehr dünnwandigem  Hohlleiter (0.5 mm) um möglichst wenige Nebenzipfel zu erzeugen.  Zu diesem Zweck wurde eine Vorrichtung angefertigt die es ermöglicht  dünnwandige Hohlleiter bis 300 GHz  herzustellen. Die Krückstöcke sind innen und außen versilbert und sind mit Dichtungsringen gegen Feuchte abgedichtet.Die Krückstöcke sind am
Ausgang so ausgeweitet dass der Spiegel maximal ausgeleuchtet wird.

Rotor:
Typ: EGIS
Rotoreinstellungen:  Azimut 0-360°, Elevation  0-45°.
Geschwindigkeit: einstellbar  horizontal/vertikal  0,1-10 Grad/Impuls.
Das Tragrohr das die beiden Spiegel  trägt ist ein Alurohr  60  x2000 mm.
Um am Empfängereingang eine Übersteuerung zu vermeiden, wurde eine Alutrennwand angebracht. Rotor und Antennen befinden sich auf einem 15m hohen Gittermast auf-  und abwärts  fahrbar.

Inbetriebnahme:
Eine große Überraschung erlebte ich bei der Inbetriebnahme. Was da eine Musik aus dem Empfänger zu hören war.  Verschiedenartige Töne, Echos von Vögel die den Mikrowellenstrahl durchflogen, Autos,  Hochspannungsmaste und beim Verdrehen der Antennen Windmühlen aus dem Saarland und der Eifel (Entfernung 50-65 km x2).  Die Signale waren fast rauschfrei  (S-Meter 30-35 dB). Frage - wie kommt die Reflexion an der Windmühle zustande?Verbaasd Da  die Flügel am Windrad nicht aus Metall sind hatte ich mit einem schlechteren Reflexionsgrad gerechnet. Es scheint,  dass dies bei der hohen Frequenz keinen großen Einfluss hat. Max Munich DJ1CR vom Max Planck Institut  meinte, dass  es sich um Turbulenzen handeln könnte welche durch das Drehen der großen Flügel, mehrere hundert m2 groß  sein können.  In diesem Fall wäre die Windmühle der Rührer. Um das alles zu klären gibt es noch viel zu forschen.
73' LX1DU

PS: Was man alles mit dem Mikrowellenradar  messen kann:
Bewegungen diverser Objekte.
Breite einer Regenfront.
Regenmenge,  Niesel- oder Platzregen, Nebel usw.   
Temperatur- und, Feuchteunterschiede usw.
Flughöhen von Flugzeugen.
PS; Was die Echos der Windmühlen anbelangt ist bis jetzt unbekannnt wieso
diese starken Reflexionen zustande kommen. Eine Uni will das untersuchen
Die echos der Windmühlen werden mittels einem Dopplerradar empfangen
Bandbreite 6 khz.  
                         73' LX1DU

* DVT_A002.MP3 (854.05 KB - gedownload 568 keer.)
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« Antwoord #1 Gepost op: December 18, 2011, 10:49:54 »

Bovenstaande tekst aan gepast met nieuwe info van Francois LX1DU.
Nieuwe audio fragmenten, foto's en een blok schema geplaatst.

* Mühle-Eifel1.MP3.mp3 (1048.74 KB - gedownload 751 keer.)
* Mühle-Eifel2.MP3.mp3 (66.4 KB - gedownload 562 keer.)
* LX1DU-Kommentar.MP3 (24.75 KB - gedownload 809 keer.)
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« Antwoord #2 Gepost op: December 18, 2011, 10:52:22 »

De foto's


* PIC_0371.JPG (176.61 KB, 1024x768 - bekeken 1109 keer.)

* PIC_0451.JPG (240.42 KB, 1024x768 - bekeken 992 keer.)

* PIC_0453.JPG (147.92 KB, 1024x768 - bekeken 1031 keer.)

* PIC_0455.JPG (110.23 KB, 1024x768 - bekeken 989 keer.)

* PIC_0468.JPG (247.56 KB, 1024x768 - bekeken 1018 keer.)
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« Antwoord #3 Gepost op: December 18, 2011, 11:01:43 »

Het Blokschema van de 76 GHz Radar opstelling Rev 03


* Schema - neu 2kl.jpg (119.75 KB, 1024x717 - bekeken 1130 keer.)
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« Antwoord #4 Gepost op: December 30, 2011, 03:43:30 »

Nog een totaal beeld van het radar "Zicht Apparaat".


* PIC_0466.JPG (597.89 KB, 1158x1740 - bekeken 1033 keer.)
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« Antwoord #5 Gepost op: Januari 12, 2012, 01:13:18 »

*Betreff: Radaranlage auf 76,032 GHz *Von:* JochenZilg *Datum:* 07/01/2012 23:25*

Lieber Franz, Dein File habe ich mir Spektral noch einmal näher angeschaut. Einen speziellen Wasserfall der nur die Signifikantesten Töne wiedergibt muss ich noch machen und ein altes Programm reaktivieren.. Nach Filterung Deines files 0 (hör es Dir an) glaube ich mindestens zwei Windmühlen zu hören. Aber ich bleibe dran. Die anderen Frequenzen könnten von "Glanzpunktwanderungen" oder von Dopplerunterschieden der doch recht großen Objekte stammen. Die Teile mit geringem Radarquerschnitt (Spitzen) haben größere Geschwindigkeiten als die inneren Teile der Flügel mit großem Radarquerschnitt. So ergeben sich keine reinen Töne, sondern übergangslose Spektren. Wobei m.E. das Maximum bei so ca. 400 Hz liegt. Also Geschwindigkeiten um 8 m pro sec. Recht plausibel für den inneren Teil der Flügel. 
Liebe Grüße Jochen

Viel Glück im neuen Jahr! herzl.grüsse Franz -- Jochen Zilg Ingenieurbüro Zilg München

* Filt_0.mp3 (995.71 KB - gedownload 715 keer.)
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« Antwoord #6 Gepost op: Februari 02, 2012, 01:57:46 »

Hallo Allemaal,
Op verzoek heb ik even alle linken verzameld naar de materialen, welke ter grondslag hebben gelegen voor het samen bouwen en af regelen van het radar station.

http://www.pamicrowaves.nl/website/forum/index.php?topic=308.0

http://www.pamicrowaves.nl/website/forum/index.php?topic=247.0

http://www.pamicrowaves.nl/website/forum/index.php?topic=246.0

http://www.pamicrowaves.nl/website/forum/index.php?topic=244.0

http://www.pamicrowaves.nl/website/forum/index.php?topic=243.0

http://www.pamicrowaves.nl/website/forum/index.php?topic=253.0

http://www.pamicrowaves.nl/website/forum/index.php?topic=117.0
 


* cronauer Fr LX1DU kl.jpg (966.59 KB, 2123x2278 - bekeken 1741 keer.)
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« Antwoord #7 Gepost op: Maart 02, 2012, 03:35:00 »

Helllo all,
I replaced the first file about “Echos von Windmühlen aus über 100 km “ because there was some misunderstanding by someone, how the radar equipment was working. So ask the author for explanation. During the first publications, he was still optimizing the 76 GHz radar by chancing his system time to time witch lead to small different in the text in compare with the drawing (first one was handwriting). System working was still the same principle. The TX system has also a continuous wave signal or a pulse (switchable). Still any question left, pleas fee free to contact the author lx1ducron@pt.lu or call him by phone ..352556765     
Gelogd
Eene de Weerd PA3CEG
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« Antwoord #8 Gepost op: Maart 29, 2012, 05:04:14 »

Hallo Francois,
ich habe mal auf die Schnelle die Stärke Deiner Radarechos nachgerechnet, weil ich vermute,
dass die Echos von einem Radarreflektor kommen. Meine Rechnung ist sehr vereinfachend und
geht von freier Sicht und keiner Zusatzdämpfung aus.
In dem folgenden Link sind Reflektoren beschrieben. Die haben eine Rückstrahlfläche von bis zu 1200m2 (bei 10GHz denke ich).
Die  Rückstrahlfläche wird für kleine Wellenlängen noch größer.
http://www.pintschaben.com/de/fileadmin/pintschaben/pa/documents/05_Zubehoer/SR6_de_0511.pdf
Könnte also passen.
Ich hoffe das die Rechnung keine wesentlichen Fehler enthält.
Gruß
Ralf DF6VW

* LX1DU.pdf (80.92 KB - gedownload 623 keer.)
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