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?
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
