Bodenradar (GPR): Arten, Anwendungen und Technologie

Radar (Radio Detection and Ranging) ist ein elektronisches Instrument, das bewegliche und stationäre Objekte erkennt, indem es ihre Geschwindigkeit, Richtung und Höhe misst. Radare werden für verschiedene Zwecke verwendet, wie Flugverkehrskontrolle, Geschwindigkeitsüberwachung im Straßenverkehr und meteorologische Messungen. Darüber hinaus wird ein System, das den Untergrund auf nicht zerstörerische und nicht aufdringliche Weise abbildet, als Bodenradar bezeichnet. Es kann verschiedene Geländearten (wie Felsen, Boden, Wasser, Eis und künstliche Bauwerke) messen und kartieren und wird in verschiedenen Anwendungen eingesetzt (wie archäologischen Untersuchungen, Erkundung natürlicher Ressourcen, Bauingenieurwesen und dreidimensionale Topografie-Bildgebung).

Impuls-Bodenradare

Impulsradare erfassen Daten über die reflektierte Energie als Funktion der Zeit. Sie bestehen aus einem Sender hochfrequenter Wellen im Mikrowellen-UHF- (Ultrahochfrequenz) oder VHF- (Sehrhochfrequenz) Band und einem Empfänger, der die verstreuten und reflektierten Wellen erkennt und verstärkt. Da Impulsradar kostengünstige Teile hat und einfache Impulswellenformgenerierung einsetzt, ist es kommerziell sehr leistungsfähig. Es hat jedoch einen großen Nachteil, da die Auflösung seiner Bildgebung durch die Breite des verwendeten Impulses eingeschränkt ist. Impuls-Bodenradar wird weitgehend in Datenerfassungstechniken eingesetzt (ob im Zeit- oder Frequenzbereich).

Continuous Wave Bodenradare

Continuous Wave Radare erfassen und übertragen kontinuierlich Daten über die reflektierte Energie als Funktion der Frequenz. Die angewandte Technik besteht darin, einen Frequenzgang über eine feste Bandbreite zu übertragen, wie von einer Anfangs- zu einer Endfrequenz. Reflektierte Wellen werden als Funktion der Frequenz abgebildet und sind ein Maß für die Energie, die von Untergrundobjekten verstreut wurde.

Stufenfrequenz-Radar

Eine weitere Variation des Bodenradars ist das Stufenfrequenzradar, das Daten über die reflektierte Energie in stufenweisen linearen Schritten über feste Bandbreiten überträgt. Diese können zusätzlich frequenzmoduliert werden. Weiterhin muss, um das Problem schwächerer Signale von tieferen Zielen zu eliminieren, die von stärkeren Signalen überdeckt werden, eine Kompensation für seitliche Streuung vorgenommen werden und der eindeutige Bereich berücksichtigt werden, der vom Stufenfrequenzradar gemessen werden kann.

Andere Arten von Bodenradaren

Weitere Variationen von Bodenradaren sind Ultra-Wideband-Radare, Synthetic Aperture Radare, Noise Source Radare und Arbitrary Waveform Radare. Einige kundenspezifische Bodenradare können ebenfalls entwickelt werden, wie Bohrlochradare.