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K-Band FMCW Dopplerradar

Das Micro Regen Radar (MRR2) der Firma Metek ist ein vertikal zeigendes FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) Radar. Das bedeutet, dass es im Gegensatz zu den anderen Radaren, die am IMK betrieben werden, nicht gepulst sendet, sondern kontinuierlich. Dabei wird aber die Sendefrquenz entsprechend einem "Sägezahn-Muster" zeitlich periodisch verändert, wodurch wieder eine Zuordnung zu verschiedenen Messhöhen möglich wird.

In jeder Messhöhe bestimmt das MRR2 ein Spektrum, d.h. es bestimmt, wie viel Energie bei einer bestimmten Doppler-Verschiebung zurück gestreut wurde. Ordnet man einer bestimmten Fallgeschwindigkeit eine dazu korrespondierende Tropfengröße zu, so lässt sich daraus die Tropfengrößenverteilung in jeder Messhöhe ableiten. Voraussetzung dafür ist natürlich, dass es sich um flüssiges Wasser handelt.

Abb. 1: Das K-Band FCMW Dopplerradar


Spezifikationen des K-Band FCMW Dopplerradar
Frequenz: 24.230 GHz
Wellenlänge: 1.24 cm
Betriebsart: FM-CW (Sägezahn mit downsweep)
Bauer eines Sägezahns: 0.514 ms
Sägezahnfrequenz: 1953 Hz
Kontinuierlich abgestrahlte Leistung: 50 mW
Durchmesser des Parabolspiegels: 60 cm
Strahlbreite (-3dB-Einweg-Grenze): 1.5 Grad
Nahfelddistanz ∼ 20 m
Seitenkeulen: <-20 dB
Abtastfequenz des A/D-Wandlers: 31.25 kHz
Diskrete Datenpunkte pro FFT: 1024
Frequenzhübe pro FFT (N) : 64
Periodendauer einer FFT 33 ms
Nyquistfrequenz: 15.625 kHz
Diskrete Frequenzen des Leistungsspektrums: 512
Frequenzauflösung: 30.25 Hz
Geschwindigkeitsauflösung: 0.19 m/s
Anzahl der Höhenstufen : 32 (davon 30 nutzbar)
Geschwindigkeitskanäle pro Höhenstufe : 64
Höhenauflösung: 10-200 m (einstellbar)
Anzahl der Einzelspektren in einem 10-s-Mittel : 138
Mittelungszeit für die Ausgabe : 10-3600 s (einstellbar)
Hersteller: Fa. Metek, Elmshorn