DE102017220734A1 - Method for radar polarimetry and polarimetric radar system - Google Patents

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Radarpolarimetrie sowie einem polarimetrischen Radarsystem wird zur Ausstrahlung und/oder zum Empfang der polarisierten elektromagnetischen Wellen ein reflektierendes oder transmittierendes polarisationsdrehendes Element vor der Sendeantenne und/oder der Empfangsantenne angeordnet, das die Polarisation der elektromagnetischen Wellen in Abhängigkeit von ihrer Frequenz ändert. Für wenigstens zwei unterschiedliche Frequenzen und/oder Frequenzbänder der über die Sendeantenne ausgestrahlten und/oder von der Empfangsantenne empfangenen elektromagnetischen Wellen wird damit eine unterschiedliche Polarisation erzeugt. Das Verfahren und das zugehörige Radarsystem lassen sich kostengünstig realisieren und weisen eine hohe Ausfallsicherheit auf.In a method for Radarpolarimetrie and a polarimetric radar system for radiating and / or receiving the polarized electromagnetic waves, a reflective or transmitting polarization-rotating element in front of the transmitting antenna and / or the receiving antenna is arranged, which changes the polarization of the electromagnetic waves as a function of their frequency. For at least two different frequencies and / or frequency bands of the electromagnetic waves emitted via the transmitting antenna and / or received by the receiving antenna, a different polarization is thereby produced. The method and the associated radar system can be implemented cost-effectively and have a high level of reliability.

Description

Technisches AnwendungsgebietTechnical application

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Radarpolarimetrie, bei dem polarisierte elektromagnetische Wellen von einer Radarsendeeinrichtung ausgestrahlt und/oder von einer Radarempfangseinrichtung empfangen werden, sowie ein zur Durchführung des Verfahrens ausgebildetes polarimetrisches Radarsystem.The present invention relates to a method for radar polarimetry in which polarized electromagnetic waves are radiated from a radar transmitter and / or received by a radar receiver, and a polarimetric radar system adapted to carry out the method.

Durch Polarimetrie kann das Streuverhalten von Radarzielen bestimmt werden, wodurch diese zuverlässig voneinander unterschieden werden können. So ist beispielsweise eine Diskriminierung von Vegetation und künstlich hergestellten Strukturen damit leicht möglich. In der radargestützten Fernerkundung spielen polarimetrische Verfahren daher eine wichtige Rolle und werden unter anderem erfolgreich zur Analyse der (Agrar-)Flächennutzung und zur Biomasseschätzung von Wäldern eingesetzt. Generell ist auch in vielen anderen Anwendungsgebieten wie beispielsweise im Automobilbereich eine Klassifikation von Radarzielen erforderlich, wie sie mit Radarpolarimetrie ermöglicht wird. Somit weist die Polarimetrie für die Analyse von Radardaten ein hohes Potential auf.By polarimetry, the scattering behavior of radar targets can be determined, whereby they can be reliably distinguished from each other. For example, it is easily possible to discriminate against vegetation and man-made structures. In radar-based remote sensing, polarimetric methods therefore play an important role and are successfully used, among other things, for the analysis of (agricultural) land use and biomass estimation of forests. In general, a classification of radar targets is also required in many other applications, such as in the automotive sector, as is possible with radar polarimetry. Thus, polarimetry has a high potential for the analysis of radar data.

Demgegenüber steht der hohe technische und finanzielle Aufwand, der mit der teil- oder vollpolarimetrischen Ausstattung von Radarsystemen verbunden ist. Gerade für Geschäftsfelder, in denen Kosten und/oder Ausfallsicherheit eines Radarsensors eine zentrale Rolle spielen, werden die Vorzüge der Polarimetrie von diesen Nachteilen überschattet.In contrast, there is the high technical and financial effort associated with the partial or fully polarized equipment of radar systems. Especially for business areas in which the cost and / or reliability of a radar sensor play a central role, the merits of polarimetry are overshadowed by these disadvantages.

Stand der TechnikState of the art

Bei der Radarpolarimetrie müssen die Radarsendeeinrichtung und/oder die Radarempfangseinrichtung elektromagnetische Wellen mit zwei orthogonalen Polarisationen abstrahlen bzw. empfangen können. Hierzu werden bisher in der Sende- und/oder Empfangseinrichtung häufig Umschalter eingesetzt, mit denen zwischen der Ausstrahlung bzw. dem Empfang unterschiedlich polarisierter elektromagnetischer Wellen umgeschaltet werden kann. Alternativ werden Radarsysteme mit separaten Zügen für die einzelnen Polarisationen ausgebildet. Diese bekannten Techniken sind jedoch kostenintensiv und reduzieren aufgrund der erhöhten Komplexität auch die Zuverlässigkeit der Radarsysteme.In radar polarimetry, the radar transmitter and / or the radar receiver must be capable of radiating or receiving electromagnetic waves having two orthogonal polarizations. For this purpose, often switches are used in the transmitting and / or receiving device, with which between the radiation or the reception of different polarized electromagnetic waves can be switched. Alternatively, radar systems are formed with separate trains for each polarization. However, these known techniques are costly and, due to the increased complexity, also reduce the reliability of the radar systems.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Radarpolarimetrie sowie ein polarimetrisches Radarsystem anzugeben, die eine demgegenüber kostengünstigere Ausgestaltung des Radarsystems zur Durchführung der Radarpolarimetrie ermöglichen und eine höhere Ausfallsicherheit aufweisen.The object of the present invention is to provide a method for Radarpolarimetrie and a polarimetric radar system, which allow a contrast cost-effective design of the radar system for performing the Radarpolarimetrie and have a higher reliability.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Aufgabe wird mit dem Verfahren und dem Radarsystem der Patentansprüche 1 und 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie des Radarsystems sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.The object is achieved by the method and the radar system of claims 1 and 8. Advantageous embodiments of the method and the radar system are the subject of the dependent claims or can be found in the following description and the embodiments.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zur Radarpolarimetrie wird zur Ausstrahlung und/oder zum Empfang der polarisierten elektromagnetischen Wellen ein reflektierendes oder transmittierendes polarisationsdrehendes Element vor der Sendeantenne der Radarsendeeinrichtung und/oder vor der Empfangsantenne der Radarempfangseinrichtung angeordnet, das die Polarisation der elektromagnetischen Wellen in Abhängigkeit von ihrer Frequenz ändert. Das Element ist dabei so ausgebildet, dass für wenigstens zwei unterschiedliche Frequenzen oder Frequenzbänder der über die Sendeantenne ausgestrahlten und/oder von der Empfangsantenne empfangenen elektromagnetischen Wellen eine unterschiedliche Polarisation erzeugt wird. Das frequenzabhängig polarisationsdrehende bzw. frequenz- und polarisationsselektive Element kann dabei als Reflektor oder als Transreflektor für die einfallenden elektromagnetischen Wellen ausgebildet sein. Je nach Ausgestaltung des Radarsystems wird ein derartiges Element entweder nur vor der Sendeantenne, nur vor der Empfangsantenne oder - zur Bildung eines vollpolarimetrischen Radarsystems - sowohl vor der Sende- als auch vor der Empfangsantenne positioniert. Das Element ändert die Polarisation der einfallenden Wellen in Abhängigkeit von ihrer Frequenz, so dass je nach Frequenz oder Frequenzband die durch das Radarsystem abgestrahlte und/oder empfangene Welle eine andere Polarisation aufweist. Frequenzen oder Frequenzbänder, bei denen sich die Polarisation der abgestrahlten und/oder empfangenen Wellen unterscheidet, können dann für die Zwecke der Radarpolarimetrie einander zugeordnet werden. Vorzugsweise weisen hierzu die jeweils zugeordneten Frequenzen oder Frequenzbänder orthogonale Polarisationen auf. Es reicht jedoch bereits eine leicht unterschiedliche Polarisation, um Radarpolarimetrie durchführen zu können. Das frequenzabhängig polarisationsdrehende Element kann mit rein passiven Strukturen umgesetzt werden und ist somit im Vergleich zu Umschaltern oder zusätzlichen Sende- und/oder Empfangszügen sowohl kostengünstiger als auch robuster und damit ausfallsicherer. Bestehende Radarsysteme lassen sich mit geringem Aufwand alleine durch zusätzliche Anordnung eines derartigen Elementes teil- oder vollpolarimetrisch ausstatten.In the proposed Radarpolarimetrie method for radiating and / or receiving the polarized electromagnetic waves, a reflective or transmitting polarization rotating element is arranged in front of the transmitting antenna of the radar transmitter and / or in front of the receiving antenna of the Radarempfangseinrichtung, the polarization of the electromagnetic waves as a function of their frequency changes. The element is designed such that a different polarization is generated for at least two different frequencies or frequency bands of the electromagnetic waves emitted via the transmitting antenna and / or received by the receiving antenna. The frequency-dependent polarization-rotating or frequency and polarization-selective element can be designed as a reflector or as a transreflector for the incident electromagnetic waves. Depending on the configuration of the radar system, such an element is positioned either in front of the transmitting antenna, only in front of the receiving antenna or, to form a fully polarimetric radar system, both in front of the transmitting antenna and in front of the receiving antenna. The element changes the polarization of the incident waves as a function of their frequency, so that, depending on the frequency or frequency band, the wave radiated and / or received by the radar system has a different polarization. Frequencies or frequency bands in which the polarization of the radiated and / or received waves differs may then be assigned to one another for the purposes of radar polarimetry. For this purpose, the respectively assigned frequencies or frequency bands preferably have orthogonal polarizations. It is enough already a slightly different polarization in order to perform Radarpolarimetrie can. The frequency-dependent polarization-rotating element can be implemented with purely passive structures and is therefore both less expensive and more robust and thus more fail-safe compared to switches or additional transmitting and / or receiving trains. Existing radar systems can be equipped with little effort alone by additional arrangement of such an element partially or fully polarimetrisch.

Das vorgeschlagene Radarsystem umfasst entsprechend eine Radarsendeeinrichtung und eine Radarempfangseinrichtung zur Ausstrahlung und zum Empfang elektromagnetischer Wellen, wobei das reflektierende oder transmittierende frequenzabhängig polarisationsdrehende Element vor der Sendeantenne der Radarsendeeinrichtung und/oder vor der Empfangsantenne der Radarempfangseinrichtung angeordnet ist. Das frequenzabhängig polarisationsdrehende Element ist dabei wiederum jeweils so ausgebildet, dass es für wenigstens zwei unterschiedliche Frequenzen oder Frequenzbänder der über die Sendeantenne ausgestrahlten und/oder von der Empfangsantenne empfangenen elektromagnetischen Wellen eine unterschiedliche Polarisation erzeugt. Das Radarsystem kann als monostatisches Radarsystem, bistatisches Radarsystem oder auch als quasi-monostatisches Radarsystem ausgebildet sein. Bei letzterem befinden sich Sendeantenne und Empfangsantenne räumlich beieinander, sind jedoch als getrennte Einheiten ausgeführt.The proposed radar system accordingly comprises a radar transmitter and a radar receiver for radiating and receiving electromagnetic waves, wherein the reflective or transmissive frequency-dependent polarization-rotating element is disposed in front of the transmitter antenna of the radar transmitter and / or in front of the receiver antenna of the radar receiver. The frequency-dependent polarization-rotating element is again in each case designed so that it produces a different polarization for at least two different frequencies or frequency bands of the electromagnetic waves emitted via the transmitting antenna and / or received by the receiving antenna. The radar system can be designed as a monostatic radar system, bistatic radar system or as a quasi-monostatic radar system. In the latter, the transmitting antenna and the receiving antenna are spatially adjacent to one another, but are implemented as separate units.

Das frequenzabhängig polarisationsdrehende Element kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. So kann das Element durch ein Substrat mit wenigstens einer frequenz- und polarisationsselektiven Oberfläche gebildet sein. Hierzu können insbesondere frequenz- und polarisationsselektive metallische Strukturen auf die Oberfläche des Elementes aufgebracht sein. Bei diesen Strukturen kann es sich beispielsweise um Dipolstrukturen, dipolähnliche Strukturen oder mäanderförmige Strukturen handeln. Dies ist jedoch keine abschließende Aufzählung. Weiterhin besteht die Möglichkeit, ein derartiges Element aus mehreren Substratlagen aufzubauen, wobei auf den unterschiedlichen Substratlagen jeweils wiederum frequenz- und polarisationsselektive metallische Strukturen aufgebracht sind. Derartige Elemente können beispielsweise mit Hilfe von Simulationsrechnungen dimensioniert werden, um die gewünschte Polarisationsdrehung mit der gewünschten Abhängigkeit von der Frequenz zu erzeugen.The frequency-dependent polarization-rotating element can be designed in different ways. Thus, the element may be formed by a substrate having at least one frequency and polarization-selective surface. For this purpose, in particular frequency and polarization-selective metallic structures may be applied to the surface of the element. These structures may be, for example, dipole structures, dipole-like structures or meandering structures. However, this is not an exhaustive list. Furthermore, it is possible to construct such an element from a plurality of substrate layers, wherein in turn on the different substrate layers in turn frequency and polarization-selective metallic structures are applied. Such elements may, for example, be dimensioned by means of simulation calculations in order to produce the desired polarization rotation with the desired dependence on the frequency.

Eine weitere Möglichkeit zur Realisierung der beim vorgeschlagenen Verfahren und dem vorgeschlagenen Radarsystem eingesetzten frequenzabhängig polarisationsdrehenden Elemente besteht in der Nutzung von Resonatoren, die in ein Substrat integriert sind und über geeignete Eintritts- und Austrittsschlitze für die Polarisationsdrehung verfügen. Derartige Elemente sind beispielsweise aus S.A. Winkler et al., „Polarization Rotating Frequency Selective Surface Based on Substrate Integrated Waveguide Technology“, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, VOL. 58, No. 4, 2010, Seiten 1202 bis 1213 bekannt.Another possibility for realizing the frequency-dependent polarization-rotating elements used in the proposed method and the proposed radar system consists in the use of resonators, which are integrated in a substrate and have suitable entry and exit slots for the polarization rotation. Such elements are for example off SA Winkler et al., "Polarization Rotating Frequency Selective Surface Based on Substrates Integrated Waveguide Technology", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 58, no. 4, 2010, pages 1202 to 1213 known.

Für einen vollpolarimetrischen Betrieb wird vorzugsweise sowohl vor der Sendeantenne als auch vor der Empfangsantenne ein entsprechendes frequenzabhängig polarisationsdrehendes Element angeordnet. Prinzipiell kann jedoch eine vollpolarimetrische Betriebsweise auch dadurch realisiert werden, dass entweder die Sendeeinrichtung oder die Empfangseinrichtung in der bisher bekannten Weise mit einem Umschalter oder mit separaten Empfangs- oder Sendezügen ausgestattet und dann lediglich vor der Empfangs- bzw. der Sendeantenne ein frequenzabhängig polarisationsdrehendes Element eingesetzt wird. Die gegenseitige Abstimmung der bei vollpolarimetrischem Radar eingesetzten frequenzabhängig polarisationsdrehenden Elemente wird dabei vorzugsweise so gewählt, dass bei zwei zur Verfügung stehenden Polarisationen alle Polarisationspaare von Sendepolarisation und Empfangspolarisation, d.h. z.B. vertikal-vertikal, vertikal-horizontal, horizontalhorizontal und horizontal-vertikal erzeugt werden. Eine sequentielle Umschaltung zwischen einzelnen Polarisationen ist bei dem vorgeschlagenen Verfahren und dem zugehörigen Radarsystem nicht mehr erforderlich, da durch die Aufteilung in Frequenzbänder jeweils alle gewünschten Polarisationen gleichzeitig ausgesendet und empfangen werden können.For a fully polarimetric operation, a corresponding frequency-dependent polarization-rotating element is preferably arranged both in front of the transmitting antenna and in front of the receiving antenna. In principle, however, a fully polarimetric mode of operation can also be realized in that either the transmitting device or the receiving device in the previously known manner equipped with a switch or with separate receiving or transmitting trains and then used only in front of the receiving or the transmitting antenna a frequency-dependent polarization-rotating element becomes. The mutual tuning of the frequency-dependent polarization-rotating elements used in the case of full-polarimetric radar is preferably chosen such that, given two available polarizations, all polarization pairs of transmit polarization and receive polarization, i. e.g. vertically-vertically, vertically-horizontally, horizontally-horizontally and horizontally-vertically. A sequential switching between individual polarizations is no longer necessary in the proposed method and the associated radar system, since the division into frequency bands in each case all desired polarizations can be sent and received simultaneously.

Das vorgeschlagene Verfahren sowie das zugehörige Radarsystem lassen sich vor allem in Anwendungsgebieten einsetzen, in denen Kosten und/oder Ausfallsicherheit des Radarsystems ausschlaggebend für dessen Verwendung sind. Zu diesen Anwendungsbereichen gehören beispielsweise die Automobilbranche sowie der auf die Zuverlässigkeit technischer Systeme angewiesene Verteidigungsbereich.The proposed method and the associated radar system can be used primarily in application areas in which the cost and / or reliability of the radar system are crucial for its use. These applications include, for example, the automotive industry and the defense industry, which depends on the reliability of technical systems.

Figurenlistelist of figures

Das vorgeschlagene Verfahren sowie das zugehörige Radarsystem werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:

  • 1 ein Beispiel für eine Anordnung zur Nutzung des frequenzabhängig polarisationsdrehenden Elementes als Reflektor bei teilpolarimetrischem Betrieb;
  • 2 ein Beispiel für eine Anordnung zur Nutzung des frequenzabhängig polarisationsdrehenden Elementes als Reflektor bei vollpolarimetrischem Betrieb;
  • 3 ein Beispiel für eine Anordnung zur Nutzung des frequenzabhängig polarisationsdrehenden Elementes als Transreflektor bei teilpolarimetrischem Betrieb;
  • 4 ein Beispiel für eine Anordnung zur Nutzung des frequenzabhängig polarisationsdrehenden Elementes als Transreflektor bei vollpolarimetrischem Betrieb;
  • 5 eine Darstellung zur Veranschaulichung einer kontinuierlichen Drehung des elektrischen Feldvektors innerhalb zweier Frequenzbänder;
  • 6 zwei Beispiele für Einzelelemente zum Aufbau eines frequenzabhängig polarisationsdrehenden Reflektors;
  • 7 eine beispielhafte Darstellung der Vorderseite, der Rückseite sowie des Querschnitts eines Einzelelementes für den Aufbau eines weiteren frequenzabhängig polarisationsdrehenden Reflektors;
  • 8 eine Draufsicht auf einen aus den Einzelelementen der 7 aufgebauten frequenzabhängig polarisationsdrehenden Reflektor; und
  • 9 ein Beispiel für die Frequenzabhängigkeit der Polarisation eines frequenzabhängig polarisationsdrehenden Elementes (Simulation).
The proposed method and the associated radar system will be explained in more detail using exemplary embodiments in conjunction with the drawings. Hereby show:
  • 1 an example of an arrangement for using the frequency-dependent polarization-rotating element as a reflector in teilpolarimetrischem operation;
  • 2 an example of an arrangement for using the frequency-dependent polarization-rotating element as a reflector in full polarimetric operation;
  • 3 an example of an arrangement for use of the frequency-dependent polarization-rotating element as a transreflector in teilpolarimetrischem operation;
  • 4 an example of an arrangement for use of the frequency-dependent polarization-rotating element as a transreflector in fully polarimetric operation;
  • 5 a representation for illustrating a continuous rotation of the electric field vector within two frequency bands;
  • 6 two examples of individual elements for the construction of a frequency-dependent polarization-rotating reflector;
  • 7 an exemplary representation of the front, the back and the cross section of a single element for the construction of another frequency-dependent polarization-rotating reflector;
  • 8th a plan view of one of the individual elements of 7 constructed frequency-dependent polarization-rotating reflector; and
  • 9 an example of the frequency dependence of the polarization of a frequency-dependent polarization-rotating element (simulation).

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

1 zeigt eine Ausgestaltung, bei der ein einzelner als frequenzabhängig polarisationsdrehendes Element ausgebildeter Reflektor 5 vor der Sendeantenne 3 eines Radarsenders 1 und/oder vor der Empfangsantenne 4 eines Radarempfängers 2 angeordnet ist, so dass die über die Sendeantenne 1 ausgestrahlten elektromagnetischen Wellen bzw. die von der Empfangsantenne 4 empfangenen elektromagnetischen Wellen über diesen Reflektor 5 laufen. Es besteht auch die Möglichkeit, dass sowohl vor der Sendeantenne 3 des Radarsenders 1 als auch vor der Empfangsantenne 4 des Radarempfängers 2 ein derartiger Reflektor 5 platziert wird. Der Reflektor 5 kann hierbei so ausgebildet sein, dass er den vom Radarsystem genutzten Frequenzbereich in zwei Frequenzbänder unterteilt, von denen nach der Reflektion an dem Reflektor 5 in jedem Frequenzband eine andere Polarisation, beispielsweise horizontal (H) und vertikal (V) vorliegt. Die nachfolgende Tabelle zeigt eine derartige Aufteilung. Frequenzband 1 Frequenzband 2 Reflektor Pol. 1 (z.B. H) Pol. 2 (z.B.V) 1 shows an embodiment in which a single trained as a frequency-dependent polarization rotating element reflector 5 in front of the transmitting antenna 3 a radar transmitter 1 and / or in front of the receiving antenna 4 a radar receiver 2 is arranged so that over the transmitting antenna 1 radiated electromagnetic waves or from the receiving antenna 4 received electromagnetic waves over this reflector 5 to run. There is also the possibility that both in front of the transmitting antenna 3 of the radar transmitter 1 as well as in front of the receiving antenna 4 of the radar receiver 2 such a reflector 5 is placed. The reflector 5 In this case, it can be designed such that it divides the frequency range used by the radar system into two frequency bands, one of which after the reflection at the reflector 5 a different polarization in each frequency band, for example horizontally ( H ) and vertical ( V ) is present. The following table shows such a division. Frequency band 1 Frequency band 2 reflector Pole. 1 (eg H) Pole. 2 (egV)

In jedem Frequenzband kann damit eine andere Polarisation gemessen werden. Die beiden Frequenzbänder können hierbei vom Radarsystem getrennt weiterverarbeitet werden. Diese Ausgestaltung ermöglicht je nach Anzahl und Anordnung der Reflektoren 5 einen teil- oder einen vollpolarimetrischen Betrieb des Radarsystems.In each frequency band a different polarization can be measured. The two frequency bands can be further processed separately by the radar system. This configuration allows depending on the number and arrangement of the reflectors 5 a partial or fully polarimetric operation of the radar system.

In dieser und weiteren Figuren sind die Ein- und Ausfallswinkel der elektromagnetischen Wellen auf das polarisationsdrehende Element bzw. aus dem polarisationsdrehenden Element jeweils als 45°-Winkel bei Reflexion und als 0°-Winkel bei Transmission dargestellt, können aber selbstverständlich auch davon abweichen.In this and other figures, the input and output angles of the electromagnetic waves to the polarization-rotating element or from the polarization-rotating element are each shown as a 45 ° angle at reflection and as a 0 ° angle at transmission, but can of course also deviate therefrom.

Eine weitere beispielhafte Ausgestaltung besteht in der Nutzung von zwei unterschiedlichen Reflektoren 5, 6 als frequenzabhängig polarisationsdrehende Elemente. Der erste Reflektor 5 wird hierbei vor der Sendeantenne 3 des Radarsenders 1 und der zweite Reflektor 6 vor der Empfangsantenne 4 des Radarempfängers 2 positioniert, wie dies schematisch in 2 dargestellt ist. Bei dieser Ausgestaltung kann der Frequenzbereich in vier Frequenzbänder eingeteilt werden, so dass in jedem Frequenzband ein anderes Polarisationspaar gemessen werden kann, wobei sich ein Polarisationspaar aus der Polarisation der über den ersten Reflektor 5 abgestrahlten Wellen und der Polarisation der über den zweiten Reflektor 6 empfangenen Wellen zusammensetzt. Die beiden Reflektoren 5, 6 können jeweils so ausgelegt werden, dass in jedem Frequenzband ein zu den anderen drei Frequenzbändern verschiedenes Polarisationspaar auftritt, wie dies in der nachfolgenden Tabelle beispielhaft angeführt ist. Mit einer derartigen Ausgestaltung wird ein vollpolarimetrischer Betrieb des Radarsystems ermöglicht. Frequenzband 1 Frequenzband 2 Frequenzband 3 Frequenzband 4 Reflektor 1 Pol. 1 (z.B. H) Pol. 2 (z.B. V) Pol. 1 (z.B. H) Pol. 2 (z.B. V) Reflektor 2 Pol. 1 (z.B. H) Pol. 1 (z.B. H) Pol. 2 (z.B. V) Pol. 2 (z.B. V) Polarisationspaar (Pol. 1, Pol. 1) (z.B. (H, H)) (Pol. 1, Pol. 2) (z.B. (H, V)) (Pol. 2, Pol. 1) (z.B. (V, H)) (Pol. 2, Pol. 2) (z. B. (V, V)) Another exemplary embodiment is the use of two different reflectors 5 . 6 as frequency-dependent polarization-rotating elements. The first reflector 5 This is in front of the transmitting antenna 3 of the radar transmitter 1 and the second reflector 6 in front of the receiving antenna 4 of the radar receiver 2 positioned as shown schematically in 2 is shown. In this embodiment, the frequency range can be divided into four frequency bands, so that in each frequency band, a different pair of polarization can be measured, with a pair of polarization from the polarization of the first reflector 5 radiated waves and the polarization of the over the second reflector 6 composed waves received. The two reflectors 5 . 6 can each be designed so that occurs in each frequency band to the other three frequency bands different polarization pair, as exemplified in the table below. With such a configuration, a fully polarimetric operation of the radar system is made possible. Frequency band 1 Frequency band 2 Frequency band 3 Frequency band 4 Reflector 1 Pole. 1 (eg H) Pole. 2 (eg V) Pole. 1 (eg H) Pole. 2 (eg V) Reflector 2 Pole. 1 (eg H) Pole. 1 (eg H) Pole. 2 (eg V) Pole. 2 (eg V) polarization pair (Pole 1, pole 1) (eg (H, H)) (Pole 1, pole 2) (eg (H, V)) (Pole 2, pole 1) (eg (V, H)) (Pol 2, Pol 2) (eg (V, V))

Handelt es sich um ein (quasi-)monostatisches Radarsystem, bei dem Sender und Empfänger zwar voneinander getrennt aber am gleichen Ort angeordnet sind, so werden nur drei Frequenzbänder benötigt. In diesem Fall ist die Messung des Polarisationspaares (Pol. 2, Pol. 1) nicht nötig, da das vom Radarsystem empfangene Signal dem Signal des Polarisationspaares (Pol. 1, Pol. 2) entspricht. Dies ist in der nachfolgenden Tabelle angeführt. Alternativ kann die Messung des Polarisationspaares (Pol. 1, Pol. 2) entfallen, wenn das Polarisationspaar (Pol. 2, Pol. 1) gemessen wird. Frequenzband 1 Frequenzband 2 Frequenzband 3 Reflektor 1 Pol. 1 (z.B. H) Pol. 2 (z.B. V) Pol. 2 (z.B. V) Reflektor 2 Pol. 1 (z.B. H) Pol. 1 (z.B. H) Pol. 2 (z.B. V) Polarisationspaar (Pol. 1, Pol. 1) (z.B. (H, H)) (Pol. 1, Pol. 2) (z.B. (H, V)) (Pol. 2, Pol. 2) (z. B. (V, V)) If it is a (quasi-) monostatic radar system, in which the transmitter and receiver are separated from one another but arranged at the same location, then only three frequency bands are required. In this case, the measurement of the polarization pair (pole 2, pole 1) is not necessary since the signal received by the radar system corresponds to the signal of the polarization pair (pole 1, pole 2). This is shown in the table below. Alternatively, the measurement of the polarization pair (pole 1, pole 2) can be omitted if the polarization pair (pole 2, pole 1) is measured. Frequency band 1 Frequency band 2 Frequency band 3 Reflector 1 Pole. 1 (eg H) Pole. 2 (eg V) Pole. 2 (eg V) Reflector 2 Pole. 1 (eg H) Pole. 1 (eg H) Pole. 2 (eg V) polarization pair (Pole 1, pole 1) (eg (H, H)) (Pole 1, pole 2) (eg (H, V)) (Pol 2, Pol 2) (eg (V, V))

Beide vorgenannten Ausgestaltungen lassen sich anstelle von Reflektoren auch mit transmissiven, im Folgenden Transreflektor genannten Elementen als frequenzabhängig polarisationsdrehenden Elementen realisieren, die vor der Sende- und/oder Empfangsantenne angeordnet werden. Diese Ausgestaltungen mit einem Transreflektor 7, 8 sind beispielhaft in den 3 und 4 analog zu den Ausgestaltungen der 1 und 2 dargestellt.Both aforementioned embodiments can be realized instead of reflectors with transmissive, hereinafter referred to as transreflector elements as frequency-dependent polarization-rotating elements, which are arranged in front of the transmitting and / or receiving antenna. These embodiments with a transreflector 7 . 8th are exemplary in the 3 and 4 analogous to the embodiments of 1 and 2 shown.

In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der frequenzabhängig polarisationsdrehenden Elemente kann die in den verschiedenen Frequenzbändern erzeugte oder empfangene Polarisation sich auch innerhalb jedes Frequenzbandes mit der Frequenz ändern. Wie beispielhaft in 5 dargestellt ist, kann die Polarisation innerhalb des Frequenzbandes beispielsweise eine kontinuierliche Drehung vollführen. Die unterschiedlichen Frequenzen sind hierbei mit f1 bis f10 bezeichnet, die Polarisation bzw. Polarisationsdrehung wird durch die Pfeile angedeutet.In a further exemplary embodiment of the frequency-dependent polarization-rotating elements, the polarization generated or received in the various frequency bands can also change within the frequency band with the frequency. As exemplified in 5 is shown, the polarization within the frequency band, for example, perform a continuous rotation. The different frequencies are here with f 1 to f 10 denotes the polarization or polarization rotation is indicated by the arrows.

Die frequenzabhängig polarisationsdrehenden Elemente lassen sich in unterschiedlicher Form realisieren. 6 zeigt hierbei zwei Beispiele für Einzelelemente 9, aus denen sich ein entsprechender frequenzabhängig polarisationsdrehender Reflektor mit polarisations- und frequenzselektiven Eigenschaften zusammensetzen lässt. Im linken Teil der Figur ist hierbei ein Einzelelement 9 zu erkennen, das aus einem Substrat 10 mit rückseitiger Metallisierung gebildet ist, auf dem auf der Vorderseite metallische Streifen 11 aufgebracht sind, die als Dipol wirken. Die Orientierung dieser dipolartigen Strukturen wird je nach erforderlicher Polarisation und deren Resonanzfrequenz je nach Frequenzband gewählt, in denen diese eine Veränderung der einfallenden Welle hervorrufen sollen. Weiterhin können derartige Strukturen auch in mehreren Substratlagen 12 hintereinander angeordnet werden, um durch geeignete Wahl der Substratdicke konstruktive und destruktive Überlagerungen der mit den Strukturen interagierenden Wellen herbeizuführen. Eine derartige Ausgestaltung ist stark schematisiert im rechten Teil der 6 angedeutet. Durch die Anordnung mehrerer derartiger Einzelelemente 9 nebeneinander zum Aufbau eines für das vorgeschlagene Verfahren und das vorgeschlagenen Radarsystem geeigneten Reflektors kann mit Hilfe der Dipolstrukturen, einer oder mehreren Substratlagen sowie einer rückseitigen Metallisierung ein frequenz- und polarisationsselektiver bzw. frequenzabhängig polarisationsdrehender Reflektor aufgebaut werden.The frequency-dependent polarization-rotating elements can be realized in different forms. 6 shows two examples of individual elements 9 from which a corresponding frequency-dependent polarization-rotating reflector with polarization and frequency-selective properties can be composed. In the left part of the figure here is a single element 9 to recognize that from a substrate 10 with metallization on the back, metallic stripes on the front 11 are applied, which act as a dipole. The orientation of these dipole-like structures is chosen according to the required polarization and their resonance frequency depending on the frequency band in which they are to cause a change in the incident wave. Furthermore, such structures may also be present in multiple substrate layers 12 be arranged one behind the other in order to bring about constructive and destructive superimpositions of the waves interacting with the structures by suitable choice of the substrate thickness. Such a configuration is highly schematic in the right part of 6 indicated. By arranging a plurality of such individual elements 9 side by side to build a suitable for the proposed method and the proposed radar reflector can be constructed using the dipole structures, one or more substrate layers and a rear metallization a frequency and polarization-selective or frequency-dependent polarization-rotating reflector.

Ein weiteres Beispiel für ein Einzelelement zum Aufbau eines Reflektors oder Transreflektors für das vorgeschlagene Verfahren und das vorgeschlagenen Radarsystem zeigt 7. In dieser Figur sind die Vorderseite 13 die Rückseite 14 sowie ein Querschnitt 15 durch ein derartiges Einzelelement dargestellt. Das Einzelelement weist hierbei eine Cavity auf, welche durch die obere und untere Metallisierung 16, 17 sowie durch die Vias 18 begrenzt wird. Die elektromagnetischen Wellen werden durch einen Schlitz 19 in der Metallisierung eingekoppelt und durch den anderen Schlitz 20 wieder ausgekoppelt. Die beiden diagonalen Via-Reihen sorgen dafür, dass die in der Cavity entstehende Stehwelle um 90° gedreht wird. Das Einzelelement ist hierbei aus mehreren Substratlagen 12 aufgebaut. Beispielhafte Dimensionierungen eines derartigen Einzelelementes sind in der Figur angegeben. Diese werden jedoch je nach gewünschtem Verhalten gewählt und können daher auch deutlich von den dargestellten Werten abweichen. Ebenfalls ist die Schichtung mehrerer Cavities durch Verwendung weiterer Substratlagen möglich. In diesem Fall werden die Cavities jeder Substratlage durch geeignete Ausschnitte in der Metallisierung miteinander verkoppelt. Geeignete Ausgestaltungen und Dimensionierungen derartiger Einzelelemente können durch Simulationsrechnungen erhalten werden.Another example of a single element for constructing a reflector or transreflector for the proposed method and the proposed radar system shows 7 , In this figure, the front side 13 the backside 14 as well as a cross section 15 represented by such a single element. The single element in this case has a cavity, which through the upper and lower metallization 16 . 17 as well as through the vias 18 is limited. The electromagnetic waves are transmitted through a slot 19 coupled in the metallization and through the other slot 20 decoupled again. The two diagonal Via rows ensure that the standing wave created in the cavity is rotated by 90 °. The single element is in this case of several substrate layers 12 built up. Exemplary dimensions of such a single element are given in the figure. However, these are chosen depending on the desired behavior and Therefore, they can deviate significantly from the values shown. Likewise, the layering of several cavities is possible by using further substrate layers. In this case, the cavities of each substrate layer are coupled together by suitable cutouts in the metallization. Suitable configurations and dimensions of such individual elements can be obtained by simulation calculations.

Ein aus diesen Einzelelementen gebildeter Reflektor 5 ist in Vorderansicht beispielhaft in 8 dargestellt. Hierbei wurde der Reflektor 5 aus 100 dieser Einzelelemente aus 7 zusammengesetzt. Auch hier sind die angegebenen Dimensionen nur beispielhaft zu verstehen.A reflector formed from these individual elements 5 is exemplary in front view in 8th shown. This was the reflector 5 out of 100 of these individual elements 7 composed. Again, the dimensions given are to be understood as exemplary only.

9 zeigt schließlich ein Beispiel für die Frequenzabhängigkeit der Polarisationsdrehung, die mit einem derartigen Reflektor erreicht werden kann. Die Darstellung ist das Ergebnis einer Simulation. 9 finally shows an example of the frequency dependence of the polarization rotation, which can be achieved with such a reflector. The representation is the result of a simulation.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Radarsenderradar stations
22
Radarempfängerradar receiver
33
Sendeantennetransmitting antenna
44
Empfangsantennereceiving antenna
55
Reflektorreflector
66
Zweiter ReflektorSecond reflector
77
RadomRadom
88th
RadomRadom
99
EinzelelementSingle element
1010
Substratsubstratum
1111
Metallische StreifenMetallic stripes
1212
Substratlagensubstrate layers
1313
Vorderseitefront
1414
Rückseiteback
1515
Querschnittcross-section
1616
Obere MetallisierungUpper metallization
1717
Untere MetallisierungLower metallization
1818
Viasvias
1919
Schlitz zur EinkopplungSlot for coupling
2020
Schlitz zur AuskopplungSlot for decoupling

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • S.A. Winkler et al., „Polarization Rotating Frequency Selective Surface Based on Substrate Integrated Waveguide Technology“, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, VOL. 58, No. 4, 2010, Seiten 1202 bis 1213 [0010]S.A. Winkler et al., "Polarization Rotating Frequency Selective Surface Based on Substrates Integrated Waveguide Technology", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 58, no. 4, 2010, pages 1202 to 1213 [0010]

Claims (14)

Verfahren zur Radarpolarimetrie, bei dem polarisierte elektromagnetische Wellen von einer Radarsendeeinrichtung (1) ausgestrahlt und/oder von einer Radarempfangseinrichtung (2) empfangen werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausstrahlung und/oder zum Empfang der polarisierten elektromagnetischen Wellen ein reflektierendes oder transmittierendes polarisationsdrehendes Element (5-8) vor einer Sendeantenne (3) der Radarsendeeinrichtung (1) und/oder einer Empfangsantenne (4) der Radarempfangseinrichtung (2) angeordnet wird, das die Polarisation der elektromagnetischen Wellen in Abhängigkeit von ihrer Frequenz ändert, so dass für wenigstens zwei unterschiedliche Frequenzen oder Frequenzbänder der über die Sendeantenne (3) ausgestrahlten und/oder von der Empfangsantenne (4) empfangenen elektromagnetischen Wellen eine unterschiedliche Polarisation erzeugt wird.Method for radar polarimetry, in which polarized electromagnetic waves are emitted by a radar transmitter device (1) and / or received by a radar receiver device (2), characterized in that a reflective or transmitting polarization-rotating element () is used to transmit and / or receive the polarized electromagnetic waves ( 5-8) in front of a transmitting antenna (3) of the radar transmitting device (1) and / or a receiving antenna (4) of the radar receiving device (2) is arranged, which changes the polarization of the electromagnetic waves in dependence on their frequency, so that for at least two different Frequencies or frequency bands of about the transmitting antenna (3) emitted and / or from the receiving antenna (4) received electromagnetic waves a different polarization is generated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als polarisationsdrehendes Element (5-8) ein Element mit einer frequenz- und polarisationsselektiven Oberfläche eingesetzt wird.Method according to Claim 1 , characterized in that as polarization-rotating element (5-8) an element with a frequency and polarization-selective surface is used. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als polarisationsdrehendes Element (5-8) ein Element eingesetzt wird, das aus einer oder mehreren Substratlagen (12) aufgebaut ist, auf denen jeweils frequenz- und polarisationsselektive metallische Strukturen (11) aufgebracht sind.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that as a polarization-rotating element (5-8) an element is used, which is constructed from one or more substrate layers (12), on each of which frequency and polarization-selective metallic structures (11) are applied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als polarisationsdrehendes Element (5-8) ein frequenzselektives Element auf Basis integrierter Cavities eingesetzt wird.Method according to Claim 1 , characterized in that a frequency-selective element based on integrated cavities is used as the polarization-rotating element (5-8). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Sendeantenne (3) und vor der Empfangsantenne (4) jeweils ein polarisationsdrehendes Element (5-8) angeordnet wird, das für vier unterschiedliche Frequenzbänder eine unterschiedliche Polarisation erzeugt, wobei die beiden polarisationsdrehenden Elemente (5-8) so aufeinander abgestimmt sind, dass sie in einem ersten Frequenzband vor der Sendeantenne (3) eine erste Polarisation und vor der Empfangsantenne (4) eine zweite Polarisation erzeugen, in einem zweiten Frequenzband vor der Sendeantenne (3) die zweite Polarisation und vor der Empfangsantenne (4) die erste Polarisation erzeugen, in einem dritten Frequenzband vor der Sendeantenne (3) die erste Polarisation und vor der Empfangsantenne (4) die erste Polarisation erzeugen und in einem vierten Frequenzband vor der Sendeantenne (3) die zweite Polarisation und vor der Empfangsantenne (4) die zweite Polarisation erzeugen.Method according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that in front of the transmitting antenna (3) and in front of the receiving antenna (4) in each case a polarization-rotating element (5-8) is arranged, which generates a different polarization for four different frequency bands, wherein the two polarization-rotating elements (5-8) are coordinated so that they generate a first polarization in a first frequency band in front of the transmitting antenna (3) and a second polarization in front of the receiving antenna (4), in a second frequency band in front of the transmitting antenna (3) the second polarization and in front of the receiving antenna ( 4) generate the first polarization, the first polarization in a third frequency band in front of the transmitting antenna (3) and the first polarization in front of the receiving antenna (4) and in a fourth frequency band in front of the transmitting antenna (3) the second polarization and in front of the receiving antenna ( 4) generate the second polarization. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem monostatischen Radarsystem mit räumlich beieinanderliegenden aber getrennten Sende- und Empfangsantennen, auch als quasi-monostatisches Radarsystem bezeichnet (3, 4), vor der Sendeantenne (3) und vor der Empfangsantenne (4) jeweils ein polarisationsdrehendes Element (5-8) angeordnet wird, das für drei unterschiedliche Frequenzbänder eine unterschiedliche Polarisation erzeugt, wobei die beiden polarisationsdrehenden Elemente (5-8) so aufeinander abgestimmt sind, dass sie in einem ersten Frequenzband vor der Sendeantenne (3) eine erste Polarisation und vor der Empfangsantenne (4) eine zweite Polarisation erzeugen, in einem zweiten Frequenzband vor der Sendeantenne (3) die erste Polarisation und vor der Empfangsantenne (4) die erste Polarisation erzeugen und in einem dritten Frequenzband vor der Sendeantenne (3) die zweite Polarisation und vor der Empfangsantenne (4) die zweite Polarisation erzeugen.Method according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that in a monostatic radar system with spatially adjacent but separate transmitting and receiving antennas, also referred to as quasi-monostatic radar system (3, 4), in front of the transmitting antenna (3) and in front of the receiving antenna (4) each have a polarization-rotating element ( 5-8) is arranged, which generates a different polarization for three different frequency bands, wherein the two polarization rotating elements (5-8) are coordinated so that they in a first frequency band in front of the transmitting antenna (3) has a first polarization and before the Receiving antenna (4) generate a second polarization, in a second frequency band in front of the transmitting antenna (3) the first polarization and in front of the receiving antenna (4) generate the first polarization and in a third frequency band in front of the transmitting antenna (3) the second polarization and before the Receiving antenna (4) generate the second polarization. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein polarisationsdrehendes Element (5-8) eingesetzt wird, das die Polarisation der elektromagnetischen Wellen auch innerhalb jedes Frequenzbandes in Abhängigkeit von der Frequenz ändert.Method according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that a polarization-rotating element (5-8) is used, which also changes the polarization of the electromagnetic waves within each frequency band as a function of the frequency. Polarimetrisches Radarsystem mit einer Radarsendeeinrichtung (1) und einer Radarempfangseinrichtung (2) zur Ausstrahlung und zum Empfang elektromagnetischer Wellen, bei der ein reflektierendes oder transmittierendes polarisationsdrehendes Element (5-8) vor einer Sendeantenne (3) der Radarsendeeinrichtung (1) und/oder einer Empfangsantenne (4) der Radarempfangseinrichtung (2) angeordnet ist, das die Polarisation der elektromagnetischen Wellen in Abhängigkeit von ihrer Frequenz ändert, so dass für wenigstens zwei unterschiedliche Frequenzen oder Frequenzbänder der über die Sendeantenne (3) ausgestrahlten und/oder der von der Empfangsantenne (4) empfangenen elektromagnetischen Wellen eine unterschiedliche Polarisation erzeugt wird.A polarimetric radar system comprising a radar transmitter (1) and a radar receiver (2) for radiating and receiving electromagnetic waves, in which a reflective or transmissive polarization rotating element (5-8) is placed in front of a transmitter antenna (3) of the radar transmitter (1) and / or Receiving antenna (4) of the radar receiving device (2) is arranged, which changes the polarization of the electromagnetic waves as a function of their frequency, so that for at least two different frequencies or frequency bands of the transmitting antenna (3) emitted and / or of the receiving antenna ( 4) received electromagnetic waves a different polarization is generated. Polarimetrisches Radarsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf wenigstens eine Oberfläche des polarisationsdrehenden Elementes (5-8) frequenz- und polarisationsselektive metallische Strukturen (11) aufgebracht sind.Polarimetric radar system after Claim 8 , characterized in that on at least one surface of the polarization-rotating element (5-8) frequency and polarization-selective metallic structures (11) are applied. Polarimetrisches Radarsystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das polarisationsdrehende Element (5-8) aus einer oder mehreren Substratlagen (12) aufgebaut ist, auf denen jeweils frequenz- und polarisationsselektive metallische Strukturen (11) aufgebracht sind. Polarimetric radar system after Claim 8 or 9 , characterized in that the polarization-rotating element (5-8) is constructed from one or more substrate layers (12), on each of which frequency and polarization-selective metallic structures (11) are applied. Polarimetrisches Radarsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das polarisationsdrehende Element (5-8) ein frequenzselektives Element auf Basis integrierter Cavities ist.Polarimetric radar system after Claim 8 , characterized in that the polarization-rotating element (5-8) is a frequency-selective element based on integrated cavities. Polarimetrisches Radarsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Sendeantenne (3) und vor der Empfangsantenne (4) jeweils ein polarisationsdrehendes Element (5-8) angeordnet ist, das für vier unterschiedliche Frequenzbänder eine unterschiedliche Polarisation erzeugt, wobei die beiden polarisationsdrehenden Elemente (5-8) so aufeinander abgestimmt sind, dass sie in einem ersten Frequenzband vor der Sendeantenne (3) eine erste Polarisation und vor der Empfangsantenne (4) eine zweite Polarisation erzeugen, in einem zweiten Frequenzband vor der Sendeantenne (3) die zweite Polarisation und vor der Empfangsantenne (4) die erste Polarisation erzeugen, in einem dritten Frequenzband vor der Sendeantenne (3) die erste Polarisation und vor der Empfangsantenne (4) die erste Polarisation erzeugen und in einem vierten Frequenzband vor der Sendeantenne (3) die zweite Polarisation und vor der Empfangsantenne (4) die zweite Polarisation erzeugen.Polarimetric radar system according to one of Claims 8 to 11 , characterized in that in front of the transmitting antenna (3) and in front of the receiving antenna (4) in each case a polarization-rotating element (5-8) is arranged, which generates a different polarization for four different frequency bands, wherein the two polarization-rotating elements (5-8) are coordinated so that they generate a first polarization in a first frequency band in front of the transmitting antenna (3) and a second polarization in front of the receiving antenna (4), in a second frequency band in front of the transmitting antenna (3) the second polarization and in front of the receiving antenna ( 4) generate the first polarization, the first polarization in a third frequency band in front of the transmitting antenna (3) and the first polarization in front of the receiving antenna (4) and in a fourth frequency band in front of the transmitting antenna (3) the second polarization and in front of the receiving antenna ( 4) generate the second polarization. Polarimetrisches Radarsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer monostatischen Ausgestaltung des Radarsystems mit räumlich beieinanderliegenden aber getrennten Sende- und Empfangsantennen, auch als quasi-monostatisches Radarsystem bezeichnet (3, 4), vor der Sendeantenne (3) und vor der Empfangsantenne (4) jeweils ein polarisationsdrehendes Element (5-8) angeordnet ist, das für drei unterschiedliche Frequenzbänder eine unterschiedliche Polarisation erzeugt, wobei die beiden polarisationsdrehenden Elemente (5-8) so aufeinander abgestimmt sind, dass sie in einem ersten Frequenzband vor der Sendeantenne (3) eine erste Polarisation und vor der Empfangsantenne (4) eine zweite Polarisation erzeugen, in einem zweiten Frequenzband vor der Sendeantenne (3) die erste Polarisation und vor der Empfangsantenne (4) die erste Polarisation erzeugen und in einem dritten Frequenzband vor der Sendeantenne (3) die zweite Polarisation und vor der Empfangsantenne (4) die zweite Polarisation erzeugen.Polarimetric radar system according to one of Claims 8 to 11 , characterized in that in a monostatic embodiment of the radar system with spatially adjacent but separate transmitting and receiving antennas, also referred to as quasi-monostatic radar system (3, 4), in front of the transmitting antenna (3) and in front of the receiving antenna (4) each a polarisationsdrehendes Element (5-8) is arranged, which generates a different polarization for three different frequency bands, wherein the two polarization rotating elements (5-8) are coordinated so that they in a first frequency band in front of the transmitting antenna (3) has a first polarization and generate a second polarization in front of the receiving antenna (4), the first polarization in a second frequency band in front of the transmitting antenna (3) and the first polarization in front of the receiving antenna (4) and the second polarization in a third frequency band in front of the transmitting antenna (3) generate the second polarization in front of the receiving antenna (4). Polarimetrisches Radarsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das polarisationsdrehende Element (5-8) so ausgebildet ist, dass es die Polarisation der elektromagnetischen Wellen auch innerhalb jedes Frequenzbandes in Abhängigkeit von der Frequenz ändert.Polarimetric radar system according to one of Claims 8 to 11 , characterized in that the polarization rotating element (5-8) is arranged to change the polarization of the electromagnetic waves also within each frequency band depending on the frequency.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WINKLER, S.A. u.a.: Polarization Rotating Frequency Selective Surface Based on Substrate Integrated Waveguide Technology. In: IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 58, No. 4, 2010, S. 1202-1213 *

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