Eine Hornantenne für Radar wird nach sieben Gruppen von Anforderungen ausgewählt: Band, Apertur, Diagramm, Polarisation, Anpassung, Leistung und Einbau. Direkter Strahler, Reflektorspeisung und Messantenne erfüllen unterschiedliche Aufgaben. Beginnen Sie mit Verwendungszweck und Abnahmekriterien.
1. Frequenzbereich und Anschluss
Definieren Sie untere und obere Frequenz sowie die Momentanbandbreite. Nicht jedes Horn deckt 8–40 GHz ab. Hohlleiter, Übergang und strahlende Struktur müssen gemeinsam geeignet sein.
Koaxialanschlüsse benötigen Steckertyp und Bezugsimpedanz; beim Hohlleiter sind Querschnitt, Mode und Flansch anzugeben. Der übliche WR-42-Bereich beträgt 18–26,5 GHz. Das beantwortet jedoch noch nicht, ob das konkrete Horn im ganzen Bereich das gewünschte Diagramm liefert.
WR-90 wird üblicherweise bei 8,2–12,4 GHz eingesetzt. Den Bereich 50–75 GHz von WR-15 darf man nicht ohne Nachweis als Garantie bis 77 GHz verlängern.
2. Apertur und Abmessungen
Näherungsweise gilt G ≈ 4πηA/λ², mit physischer Aperturfläche A und Apertureffizienz η. Bei 10 GHz, 0,10 × 0,08 m² und angenommenem η = 0,60 ergibt sich etwa 18,3 dBi. Das ist ein Rechenbeispiel, kein Messwert eines Produkts.
Eine größere effektive Apertur begünstigt bei gleicher Frequenz stärkere Bündelung. Ein kurzes Horn kann erhebliche Phasenfehler im Öffnungsfeld haben. Ein allgemeines Längen-Wellenlängen-Verhältnis oder eine zwingende 30-mm-Öffnung bei 24 GHz gibt es nicht.
3. Strahlbreite und Nebenkeulen
Vergleichen Sie Hauptschnitte über das gesamte Band. Ein schmaler Strahl verkleinert den momentanen Winkelbereich und kann genaueres Ausrichten erfordern. Strahlbreite, Richtungsfehler und Radarauflösung sind verschiedene Kennwerte.
Bei Reflektorspeisung zählen Ausleuchtung, Überstrahlung des Randes und Phasenzentrum. Der größte Gewinn des einzelnen Horns liefert nicht zwingend das beste Ergebnis mit einem bestimmten Spiegel.
4. Polarisation
Legen Sie lineare oder zirkulare Polarisation, Orientierung und Beobachtungskonvention fest. Eine runde Öffnung bedeutet nicht automatisch zirkulare Polarisation.
Fordern Sie Kreuzpolarisationsdiagramme beziehungsweise Achsenverhältnis an. Zwei ideale lineare Polarisationen mit 45° Winkelabweichung haben den Leistungsfaktor cos²45° = 0,5, entsprechend rund 3,01 dB Verlust.
5. Anpassung und Verlustdefinition
Bei VSWR 1,5 beträgt |Γ| = 0,2; reflektiert werden 4% der einfallenden Leistung. Die übrigen 96% werden nicht zwingend vollständig abgestrahlt, da Leiter- und dielektrische Verluste bestehen können.
Prüfen Sie, ob Richtwirkung, Gewinn oder realisierter Gewinn einschließlich Fehlanpassung angegeben wird. Ziehen Sie denselben Kabel- oder Reflexionsverlust nicht zweimal ab.
6. Mittlere und Spitzenleistung
Geben Sie Pulsdauer, Wiederholrate und beide Leistungswerte an. Rechteckimpulse mit 1 kW, 10 µs und 1 kHz ergeben 10 W mittlere Leistung; die Komponenten müssen trotzdem den 1-kW-Peak vertragen.
Stecker, Übergang, Fenster oder lokales Feld können die Grenze bestimmen. Druck, Temperatur und Lastreflexion gehören zur Spezifikation. Gute Kleinsignalanpassung ersetzt keine Leistungsprüfung.
7. Einbau und Verifikation
Klären Sie Gewicht, Befestigung, Schwingung, Korrosion und Radom. IP67 ist keine allgemeine Pflichtklasse aller Hörner und bestätigt nicht sämtliche Umweltbedingungen.
Für die Messung benötigen Sie Entfernung, Referenzebenen, Polarisation und Kalibrierung. R ≳ 2D²/λ ist ein verbreitetes Fernfeldkriterium für elektrisch große Aperturen, aber nicht die einzige Bedingung einer Messmethode.
Vergleichen Sie Angebote mit gleicher Bandabdeckung, Kalibrierdaten und Lieferumfang. Grundlagen liefern die Horntheorie und die Hohlleitertabelle. Eine gewünschte Radarreichweite allein ist keine vollständige Antennenspezifikation.
