2.0 Radar, Navigation und Fernerkundung
Die Fähigkeit von Mikrowellen, von leitfähigen Oberflächen effektiv reflektiert zu werden, macht sie unverzichtbar für Systeme zur Bestimmung von Entfernung, Geschwindigkeit und Position von Zielen. Dieses Prinzip ist die Grundlage von Radar (Radio Detection and Ranging) und wird im militärischen, zivilen und kommerziellen Bereich für Überwachung, Navigation und Umweltbeobachtung genutzt.
Die Anwendungsgebiete in diesem Bereich sind vielfältig und nutzen die Eigenschaften von Mikrowellen zur Detektion, Steuerung und Messung:
- Militär & Verteidigung: Die Hauptanwendung liegt in Radargeräten zur Bestimmung von Entfernung und Geschwindigkeit von Zielen. Darüber hinaus findet sie Anwendung bei der Minenräumung, Systemen für elektronische Gegenmaßnahmen (ECM/ECCM) zur elektronischen Kriegsführung, sicheren militärischen Kommunikationssystemen und der Überwachung von Geschwindigkeitsbegrenzungen.
- Zivilluftfahrt und Schifffahrt: Mikrowellenbasierte Systeme sind für die Flugsicherung von grundlegender Bedeutung, um Flugzeuge sicher zu steuern, und für die Navigation von Schiffen, um eine sichere Passage bei allen Wetterbedingungen zu gewährleisten.
- Meteorologie: Die Wettervorhersage stützt sich maßgeblich auf Mikrowellenradar, um Niederschläge, Windmuster und andere atmosphärische Bedingungen zu erfassen.
- Navigationssysteme: Die globalen Navigationssatellitensysteme (GNSS) und das weit verbreitete globale Positionierungssystem (GPS) arbeiten mit Mikrowellensignalen, die von Satelliten an Empfänger auf der Erde übertragen werden.
- Automobilbranche & Strafverfolgung: Anwendungsgebiete sind unter anderem Kollisionsvermeidungssysteme für Kraftfahrzeuge, die Radar zur Hinderniserkennung nutzen, Geschwindigkeitsmessgeräte der Polizei und Systeme zur Überwachung von Geschwindigkeitsbegrenzungen.
- Fernerkundung und Identifizierung: Mikrowellen werden zur Fernerkundung und zur berührungslosen Identifizierung eingesetzt und ermöglichen so die Datenerfassung über Objekte oder Gebiete aus der Ferne.
Eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen und Spezialröhren bilden die Kernkomponenten, die das Funktionieren dieser Systeme ermöglichen.
Schlüsselkomponenten in Radar- und Navigationssystemen
| Komponente | Angegebene(r) Antrag(e) |
| Gunn-Dioden | Radarsender, Transponder in der Flugsicherung |
| IMPATT Dioden | Einbruchmeldeanlagen und Polizeiradar (hohe Güte); FM-Telekommunikations- und CW-Dopplerradarsender (niedrige Güte) |
| TRAPATT-Dioden | Niedrigleistungs-Dopplerradargeräte, Lokaloszillator für Radargeräte, Mikrowellen-Bake-Landesystem, Funkhöhenmesser, Phased-Array-Radar |
| Schottky-Barrierediode | Ausgeglichener Mischer in einem Dauerstrichradar, Mikrowellendetektor |
| Hohlraum-Magnetrons | Allgemeine Radaranwendungen |
| Wanderfeldröhren (TWTs) | Hochleistungs-Impulsradargeräte und bodengestützte Radargeräte |
| MMICs | Radar, Phased-Array-Antennensysteme |
Ausgehend von den großflächigen Detektionsmöglichkeiten des Radars wenden wir uns nun der Anwendung von Mikrowellenenergie auf Materialebene in industriellen Prozessen zu.