Der Schwerpunkt im Bereich Wellenausbreitung liegt in der Simulation von elektromagnetischen Feldern. Speziell die durch Streuobjekte (z.B. Windturbinen) hervorgerufenen Interferenzen und deren Störwirkung auf Radaranlagen in der Flugsicherung und der Meteorologie waren bereits öfters der Gegenstand von Forschungsaufträgen.
Hauptsächlich handelt es sich dabei um Frequenzen im Mikrowellenbereich, aber auch Arbeiten im VHF- und UHF-Bereich (ILS) wurden bereits durchgeführt.
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Einer der wichtigsten Gründe für Störungen (für Flugsicherungsradare und andere Funksysteme) sind Reflexionen und die daraus resultierenden Mehrwegeausbreitungen, die zu Interferenzen führen. Diese Reflexionen entstehen an großen Strukturen, wie Gebäuden oder Windturbinen. Die Abbildung links zeigt zum Beispiel einerseits die berechneten Reflexionen des Funksignals eines Sekundärradars (1030 MHz) an einem Hochhaus, das sich wenige Kilometer westlich des Radars befindet. Der nach Westen gerichtete Strahl zeigt andereseits, dass natürlich auch die durch das Gebäude hervorgerufene Abschattung Störungen verursacht.
Diese Abbildung zeigt die Signalabschwächung eines Radars hinter einer Windturbine.
Solche Reflexionen beeinflussen damit aber auch das Antennendiagramm. Die nebenstehende Abbildung zeigt, wie sich das Horizontaldiagramm einer Antenne durch einen Gitterturm in unmittelbarer Nähe ändert, sobald die Antennekeule etwa auf diesen ausgerichtet ist.
Ein weiteres Beispiel ist die Simulation der Störung eines Instrumentenlandesystems (ILS) durch andere Flugzeuge, die sich entweder auf Rollwegen bewegen oder am Vorfeld geparkt sind. Es geht darum festzustellen, welche Bereiche während des kritischen Abschnitts des Landeanflugs unbedingt freigehalten werden müssen.
Für elektromagnetische Feldberechungen in Forschung und Lehre wird am Institut unter anderem das Software-Paket CST STUDIO SUITE ™ verwendet. Die folgende Animation zeigt den Betrag des elektrischen Feldes einer Yagi-Uda-Antenne bei 150 MHz:
Simulationsvideo der Verteilung der elektrischen Feldstärke im Nahbereich einer Yagi-Uda Antenne
Eng mit den Feldberechnungen verbunden sind Untersuchungen zu Verteilung von Strahlungsleistungsdichte und Feldstärke hochfrequenter Felder, die von Sendeanlagen (wie zum Beispiel Radargeräte oder Richtfunksender) hervorgerufen werden.
Dies beinhaltet sowohl Messungen vor Ort (das obige Foto zeigt eine Messung beim Wetterradar auf der Valluga am Arlberg) als auch numerische Feldsimulationen. Dazu wurden auch Softwaretools entwickelt, die Berechnungen sowohl für das Fernfeld aber auch im speziellen für das Nahfeld ermöglichen.
Diese Abbildung zeigt das Simulationsergebnis der Leistungsdichte einer Sendeantenne.
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