FMCW Radar Höhenmesser

Ein Radar Altimeter (bzw. Radio Altimeter) oder Radar Höhenmesser bzw. Funkhöhenmesser ist ein elektronisches Gerät, das Radartechnik (also elektromagnetische Wellen im Hochfrequenzbereich) nutzt, um eine Distanz zu messen.

Die Bezeichnung „RADAR“ steht für radio detection and ranging, also eine auf Radiowellen basierte Ortung und Abstandsmessung.

Es dient vor allem zur Bestimmung der Höhe über Grund und wird daher zur Bodenabstandsmessung für Flugobjekte in der Avionik eingesetzt. Serienmäßig ist ein Radar Altimeter zum Beispiel in jedem Verkehrsflugzeug eingebaut.

FMCW Radar Altimeter Flugzeug Drohne
Flugobjekte

Im Folgenden wird ein FMCW Radar Altimeter (engl. FMCW = frequency modulated continuous wave , deutsch: frequenzmoduliertes kontinuierliches Signal) vorgestellt. Es sendet dauerhaft ein frequenzmoduliertes Signal über eine Radarantenne aus, welches sich im Raum ausbreitet. Trifft die elektromagnetische Welle auf ein Hindernis, kommt es je nach Materialbeschaffenheit zu einer Reflexion und auch Abschwächung der Radarwelle.

Mit einem FMCW Radar Sensor kann die Höhe über Grund bestimmt werden. Das Haupthindernis stellt daher der Boden selbst dar. Dieser reflektiert die Radarwelle und in einer Empfangsantenne im FMCW Radar Sensor wird die reflektierte Welle erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Anhand der Laufzeit, die das Signal für die zurückgelegte Distanz benötigt, kann ein dazu proportionaler Frequenzunterschied zwischen gesendetem und empfangenen Signal bestimmt werden. Diese Frequenzdifferenz bildet ein Maß für den Abstand (siehe Blog-Beitrag „Technische Details“).

Vorteile

  • Für Piloten von Kleinflugzeugen dient es als zusätzliches Messinstrument, das insbesondere bei der kritischen Landeprozedur eine große Hilfe darstellt und die Sicherheit erheblich erhöht, da das Gerät den tatsächlichen Abstand zum Boden in Echtzeit bestimmen und ausgeben kann
  • Basis für automatisierte Landesysteme:
    So können beispielsweise unbemannte Flugobjekte wie ferngesteuerte Drohnen oder Flugzeuge mit einem FMCW Radar Altimeter ausgerüstet werden, um im Rahmen einer automatischen computergesteuerten Landeprozedur sicher am Boden anzukommen – Rüsten Sie ihre Drohne damit aus!
  • Messdistanz über mehrere Hundert Meter
  • Im Gegensatz zu optischen Systemen der Abstandsmessung ist ein Radar Altimeter relativ unempfindlich gegenüber Verunreinigungen sowie wetterassoziierten Faktoren wie Nebel, Wolken oder Regen
  • Moderne schnelle Mikroprozessortechnik kombiniert mit intelligenter digitaler Signalverarbeitung erlaubt präzise Messungen, sehr kurze Messintervalle und damit eine hohe Messfrequenz
  • Energiesparend dank niedriger Leistungsaufnahme
  • Radartechnik zu erschwinglichen Kosten (vergleichbare Geräte kosten mehrere Tausend Euro)