Messung der hochfrequenten Immissionen von leistungsstarken Pulsradaranlagen zur Luftverkehrskontrolle

Abstract:
Mit "RADAR" (Radio Detecting And Ranging) werden Verfahren der Funkortung bezeichnet, bei denen elektromagnetische Signale ausgestrahlt und ihre Reflexionen an Objekten wieder empfangen werden. Aus diesen Reflexionen wird dann auf die Lage, die Beschaffenheit oder die Bewegung der Objekte geschlossen. Die Anwendungsmöglichkeiten der Radartechnik sind zu Land, zu Wasser und in der Luft sehr vielfältig. Die Radartechnik wird beispielsweise angewendet, um den Luftverkehr zu kontrollieren und zu sichern. Zu diesem Zweck werden oft sehr leistungsstarke Radarsysteme mit Pulsleistungen von teilweise über einem Megawatt eingesetzt, wodurch in der näheren Umgebung der Anlage nicht unerhebliche hochfrequente Immissionen auftreten können. Bei Radaranlagen zur Luftverkehrskontrolle handelt es sich genau genommen meist um zwei unabhängige Systeme. Die Antenne des "Primärradars" strahlt den vom Sender erzeugten Puls ab, dieser erreicht das Flugzeug und wird davon zum Teil reflektiert. Das Echosignal gelangt über die Radarantenne in den Empfänger und wird dort ausgewertet. Aus der Signallaufzeit kann unter Zuhilfenahme der Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen im freien Raum die radiale Entfernung des Flugzeugs bestimmt werden. Die Azimutposition des Flugzeugs kann aus der momentanen Ausrichtung der sich permanent drehenden Radarantenne gewonnen werden. Zusätzlich zum Primärradar sind Systeme zur Luftverkehrskontrolle noch mit dem so genannten "Sekundärradar" ausgestattet. Beim Sekundärradar löst des am Flugzeug eintreffende Signal der Bodenstation ein aktives Antwortsignal aus, das von einem eigens dafür im Flugzeug installierten Sender ("Transponder") generiert wird. Diese aktive Antwort beinhaltet codierte Individualinformation über das Flugzeug, wie zum Beispiel die Flugnummer oder die aktuelle Flughöhe. Während bei Primärradargeräten üblicherweise jeder Sender eine andere Frequenz (meist zwischen 1,2 und 3,5 GHz) nutzt, sind die Frequenzen des Sekundärradars international standardisiert: Der Uplink wird auf der Frequenz 1.030 MHz betrieben, der Downlink arbeitet auf einer Frequenz von 1.090 MHz. Da beim Sekundärradar keine passiven Echos, sondern aktive Antworten ausgewertet werden, kommt der Sender der Bodenstation mit deutlich weniger Sendeleistung aus, als das Primärradar. Daher können die Immissionen, verursacht durch das Sekundärradarsignal gegenüber den Feldern des Primärradarsignals in den meisten Fällen vernachlässigt werden. Bei vielen Radaranlagen wird das Sekundärradarsignal über eine separate Antenne abgestrahlt. Oft hat diese balkenförmiges Aussehen und ist oberhalb des Parabolreflektors, der das Primärradarsignal abstrahlt bzw. empfängt, positioniert. In Bild 1 ist das prinzipielle Zusammenwirken von Primär- und Sekundärradar dargestellt. Dieser Beitrag befasst sich ausschließlich mit der Expositionsmesstechnik im Aufenthaltsbereich der Allgemeinbevölkerung. Hier wird die Exposition im Regelfall frequenzselektiv mit Spektrumanalysator und kalibrierter Messantenne erfasst. Messtechnische Aspekte des Arbeitsschutzes, d.h. die Expositionsbestimmung im Bereich unmittelbar vor den Antennen mit Breitbandsonden, würden den Rahmen dieses Beitrags sprengen.