1./ FlaRakGrp 21

Entwicklung Radar

Radar ist die Abkürzung für Radio Detection and Ranging (frei übersetzt: „Funkortung und -abstandsmessung“), ursprünglich Radio Aircraft Detection and Ranging (frei übersetzt: „funkbasierte Flugzeugortung und -abstandsmessung“) und ist die Bezeichnung für verschiedene Erkennungs- und Ortungsverfahren und -geräte auf der Basis elektromagnetischer Wellen im Radiofrequenzbereich (Funkwellen). Der Begriff Radar hat in der Vergangenheit die ursprüngliche, deutsche Bezeichnung „Funkmeß“ ersetzt.

Allgemeines

Ein Radargerät ist ein Gerät, das elektromagnetische Wellen gebündelt als sogenanntes Primärsignal aussendet, die von Objekten reflektierten „Echos“ als Sekundärsignal empfängt und nach verschiedenen Kriterien auswertet. So können Informationen über die Objekte gewonnen werden. Meist handelt es sich um eine Ortung (Bestimmung von Entfernung und Winkel). Es gibt je nach Einsatzzweck unterschiedliche Radarprinzipien wie das Wetterradar, das harmonische Radar und das Überhorizontradar.
Aus den empfangenen, vom Objekt reflektierten Wellen können u. a. folgende Informationen gewonnen werden:
• der Winkel bzw. die Richtung zum Objekt
• die Entfernung zum Objekt (aus der Zeitverschiebung zwischen
Senden und Empfangen, siehe Lichtgeschwindigkeit)
• die Relativbewegung zwischen Sender und Objekt – sie kann durch
den Doppler-Effekt aus der Verschiebung der Frequenz des
reflektierten Signals berechnet werden
• das Aneinanderreihen einzelner Messungen liefert die Wegstrecke und
die Absolutgeschwindigkeit des Objektes
• bei guter Auflösung des Radars können Konturen des Objektes
erkannt werden (z. B. der Flugzeugtyp) oder sogar Bilder gewonnen
werden (Erd- und Planetenerkundung).
Die aus dem Deutschen kommende ursprüngliche Bezeichnung Funkmesstechnik wurde nach dem Zweiten Weltkrieg in der Bundesrepublik Deutschland durch den Begriff Radar ersetzt. In der DDR wurde in der Fachsprache weiterhin von Funkmesstechnik gesprochen.

Geschichte

Heinrich Hertz stellte 1886 beim experimentellen Nachweis von elektromagnetischen Wellen fest, dass Radiowellen von metallischen Gegenständen reflektiert werden.
Elf Jahre später wiederholte der Inder Jagadish Chandra Bose die Hertzschen Versuche in Kalkutta, diesmal jedoch mit einer kürzeren Wellenlänge als Hertz. Auf der Basis dieser Versuche entwickelte Bose unter anderem den Wellenleiter – eine wichtige Komponente von Radargeräten.
Die ersten Versuche der Ortung mittels Radiowellen führte 1904 der deutsche Hochfrequenztechniker Christian Hülsmeyer durch. Beim Experimentieren stellte Hülsmeyer fest, dass von einem Sender ausgesandte und von Metallflächen zurückgeworfene elektrische Wellen zur Ermittlung entfernter metallischer Objekte verwendet werden können. Das von ihm entwickelte Telemobiloskop konnte die Laufzeit von Wellen, die von einem Schiff zurückgeworfen wurden, messen.

Das zugrundeliegende Verfahren wurde am 30. April 1904 zum Patent angemeldet

Der Titel der Patentschrift Nr. 165546 lautete:

„Verfahren, um entfernte metallische Gegenstände mittels elektrischer Wellen einem Beobachter zu melden.
Vorliegende Erfindung hat eine Vorrichtung zum Gegenstand, durch welche die Annäherung beziehungsweise Bewegung entfernter metallischer Gegenstände (Schiffe, Züge oder dergleichen) mittels elektrischer Wellen einem Beobachter durch hör- oder sichtbare Signale gemeldet wird […]“

Wahrscheinlich unbeeinflusst von Hülsmeyers Patent wurden 1911 in den USA die Grundprinzipien des Radars vom Science-Fiction-Autor und Erfinder Hugo Gernsback in seinem Science-Fiction-Roman Ralph 124C 41+ skizziert. Gernsbacks Buch geht auf einen Fortsetzungsroman zurück, der in der Technikzeitschrift Modern Electrics zwischen April 1911 und März 1912 veröffentlicht wurde.

Die Suche nach neuen physikalischen Prinzipien zur Lösung des Problems der Erkennung und Standortbestimmung von Luft- und Seezielen führte Mitte der 1930er Jahre in mehreren Ländern nahezu gleichzeitig zur Entwicklung der Radartechnik.

Geschichte der Radarentwicklung in Deutschland

Der Durchbruch zur breiten Anwendung kam für die Radartechnik erst im Zweiten Weltkrieg.
Dr. Rudolf Kühnhold, der wissenschaftliche Direktor der Nachrichten-Versuchsabteilung der Reichsmarine, trieb die Entwicklung entscheidend voran. 1934 wurden im Kieler Hafen die ersten Versuche mit einem von ihm entwickelten Apparat durchgeführt, der zur Tarnung DeTe-Gerät (Dezimeter-Telegraphie) genannt wurde. Bei seinen Versuchen konnte er nicht nur wie geplant Schiffe, sondern auch über den Hafen fliegende Flugzeuge orten.
Noch war die Entfernung, bis zu der das Radar arbeitete, für eine breite Nutzung ungeeignet, doch bereits im Oktober 1934 gelangen Entfernungsmessungen bis etwa 40 km. Einer der ersten Hersteller von Radargeräten war die Anfang 1934 gegründete GEMA (Gesellschaft für elektroakustische und mechanische Apparate mbH, Berlin). Hans Karl Freiherr von Willisen und Paul-Günther Erbslöh entwickelten und erprobten in Pelzerhaken die Systeme Freya, Mammut (PESA), Wassermann und Seetakt sowie Seeartgerät. Nach Kriegsende wurde die GEMA als Rüstungsbetrieb aufgelöst und die Standorte in den Ausweichquartieren Pelzerhaken und Lensahn demontiert.
Neben der GEMA war Telefunken mit dem bodengestützten Feuerleitradar Würzburg und Würzburg-Riese sowie dem ersten in Deutschland verfügbaren Bordradarsystem für Nachtjäger („Lichtenstein-Gerät”) die Firma mit den größten Anteilen an der Weiterentwicklung der deutschen Radartechnik. Bei Siemens wurden die Jagdschloss- und Flensburg-Geräte konstruiert. Weitere auf dem Gebiet tätige Firmen waren Blaupunkt (Ideal-Radio, Berlin) und die C. Lorenz AG, Berlin.
Die mit Sendeeinrichtungen versehenen aktiven Radargeräte wurden mit Funkmessgerät (FuMG) bezeichnet. Zur Warnung vor den mit Radartechnik ausgestatteten gegnerischen Flugzeugen und Schiffen dienten passive Funkmessbeobachtungsgeräte (FuMB).
Im Zweiten Weltkrieg erlangte die Radartechnik in der Seekriegs-, vor allem aber auch in der Luftkriegsführung große Bedeutung und wurde dort in Verbindung mit Flakstellungen und zur Führung von Jagdflugzeugen eingesetzt. Der erste erfolgreiche radargeleitete Abfangeinsatz der Geschichte war am 18. Dezember 1939, als 24 britische Bomber einen Angriff auf Wilhelmshaven flogen. Nach deren Ortung wurden durch Jäger zehn Bomber abgeschossen und drei schwer beschädigt.[3] . Die über 1000 km lange Kammhuber-Linie von Dänemark bis Nordfrankreich war ein Abwehrsystem gegen nächtliche Bombergeschwader auf das Deutsche Reich. Es bestand unter anderem aus Radargeräten der Typen Würzburg Riese und Freya.
Noch bis in die 1950er Jahre wurde im deutschsprachigen Raum der Begriff „Funktastsinn“ für das Radarverfahren verwendet.

Einsatzgebiete

Radargeräte wurden für verschiedene Verwendungszwecke entwickelt:

Rundsichtradar; Überwachung von Schiffs- und Flugverkehr (auch Frühwarnstationen, z. B. das Freya-Radar), entweder als feste Station oder mobil auf Fahr- und Flugzeugen (AWACS) sowie auf Schiffen

Radargeräte zur Zielverfolgung (Ground Control Intercept) als Radarstellung der Luftverteidigung, bodengebunden (z. B. Würzburg, Würzburg-Riese) oder an Bord von Fahr- und Flugzeugen, Schiffen und Raketen

Bordradar auf Flugzeugen (Radarnase), um Wetterfronten zu entdecken (Wetterradar) oder andere Flugzeuge und Raketen zu entdecken (Antikollisionssysteme, Zielsuchradar)

Bodenradar (Flugfeldüberwachungsradar) zur Überwachung der Positionen von Flug- und Fahrzeugen auf den Rollwegen eines Flughafens

Radar zur Fernerkundung und militärischer Aufklärung, um am Boden bei schlechter Sicht Einzelheiten erkennen zu können

Wetterradar, Erkennung und Ortung von Schlechtwetterfronten, Messung der Windgeschwindigkeit

Artillerieradar, zur Feuerkorrektur der eigenen Artillerie und Raketen sowie der Ortung der feindlichen Artilleriestellungen

Radar-Bewegungsmelder zur Überwachung von Gebäuden und Gelände, z. B. als Türöffner oder Lichtschalter

Radargeräte zur Messung der Geschwindigkeit im Straßenverkehr.

Kfz-Technik: radarbasierte Abstandshalter ACC (Adaptive Cruise Control) bzw. ADC, Kopplung mit Notbremsfunktion in PSS1 bis PSS3 (Predictive Safety System), Nahbereichsfunktionen wie Abstandswarner und automatisches Einparken (24 GHz, Kurzpuls im Bereich 350–400 Pikosekunden, sowie im 77–79-GHz-Band).

In der Bahntechnik durch Einführung elektronischer Stellwerke und des fahrerlosen Betriebes: Mit Radargeräten wird z. B. erkannt, ob ein Fahrzeug auf einem Bahnübergang liegengeblieben ist oder ob ein Hindernis vor dem Zug ins Gleis fällt. Auch die Geschwindigkeit von Zügen kann mit Radargeräten gemessen werden. Geräte arbeiten im ISM-Band um 24 GHz nach dem CW- oder FMCW-Verfahren (Doppler-Radar).

Radarsensoren als Bewegungs- oder Füllstandsmelder

Astronomie: Kartierung von Planeten (z. B. Venus, Mars), von der Erde aus oder von Bord einer Raumsonde, Vermessung der Bahnen von Planeten, Asteroiden und Raumsonden sowie von Weltraummüll

Nach dem Zweiten Weltkrieg kam auch die Lenkung radargesteuerter Waffen wie Flugabwehrraketen dazu. Außerdem wurde das Radar auch für die zivile Schiff- und Luftfahrt

Als die Radargeräte leistungsfähiger wurden, entdeckte auch die Wissenschaft diese Technologie. Wetterradargeräte helfen in der Meteorologie oder an Bord von Flugzeugen bei der Wettervorhersage. Mittels großer Stationen können vom Boden aus Radarbilder vom Mond, der Sonne sowie einigen Planeten erzeugt werden. Umgekehrt kann auch die Erde vom Weltraum aus durch satellitengestützte Radargeräte vermessen und erforscht werden.

Quelle

Anmerkung : Hier ist nur die Entwicklung, Allgemeines und die Entstehung des Radars in Deutschland abgebildet. Es gibt natürlich noch andere Länder die an der Entwicklung bzw. an der
Weiterentwicklung des Radars beteiligt waren.