Nachbarn abhören

Welchen "Antennengewinn" hat ein Laser? Was bitte ist das 1/r^4 Leistungsgesetz? Und warum sollte sich die Rückstreuung plötzlich nach 1/r^2 verhalten?

Gruss Peter

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Peter Voelpel
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"Peter Voelpel"

Das ist kein Gesetz sondern eine Formel für Kugelförmige Wellenausbreitung.

Bei Schall ist es allerdings meist eine Halbkugel oder etwas in der Art deswegen passt das IMHO nur bei elektromagnetischen und elektrostatischen Wellen. Bei Schall kommt außerdem noch Luftwiderstand dazu. Ok bei funkwellen auch, aber da tritt das erst bei größeren Entfernungen stärker auf und da sind die Verluste auch durch Phasenverschiebungen durch unterschiedliche luftfeuchtigkeiten bedingt.

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Markus Gronotte

Na die will ich sehen.

Gruß Henning

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Henning Paul

welche sollte das sein und wieso sollte die dann bei dem reflektierten Strahl nicht zutreffen?

ich dachte es geht hier um Laser, also liegen IMHO die gleichen Grundlagen wie bei der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen vor

ein Luftwiderstand kommt da ganz bestimmt nicht vor, lediglich Dämpfung durch Absorbtion und Streuung. Ein Luftwiderstand würde die Laufzeit verzögern, Flugsicherungsradar z.B. könnte dann nicht funktionieren

Gruss Peter

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Peter Voelpel

Du legst fest, worum es ging?

Vielleicht aber auch nicht. Ich an Olivers Stelle wuerde es nicht tun.

Na logisch. Kann gar nicht gehen. Da Glas bekanntlich ein Einkristall ist, sind Fensterscheiben immer atomar eben. Da auch kein Staub existiert, gibt es kein Streulicht.

Moechtest Du Oliver nicht noch eine kurze Einfuehrung in die moderne Elektronik geben? Mit Deiner Hilfe ein kleines Mittelwellenradio zu basteln waere doch fuer ihn und seinen Kenntnisstand eine echte Herausforderung, meinst Du nicht?

Kopfschuettelnd, Rainer

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Rainer Ziegenbein

Ja - schlieszlich handelt es sich ja, wie Du weiszt, um solche :-)

Meine Interpretation: Fuer jede Uebertragungsstrecke (bestehend aus Sendeantenne, Wellenausbreitung im Raum und Empfangsantenne) geht die Leistung mit 1/r^2. Da wir hier eine Hin-Richtung, eine "Reflexion" und eine Rueck-Richtung haben, multiplizieren sich die Daempfungen:

1/r^2 * 1/r^2 = 1/r^4.

Beim Laser ist die Sache insofern anders, als die Divergenz (bei den Entfernungen, von denen wir hier reden) so gering ist, dass praktisch die gesamte Leistung am (passiven) Reflektor zu Verfuegung steht. Also schlagen nur die

1/r^2 der Rueckrichtung zu, multipliziert mit einer Konstanten fuer den "Wirkungsgrad" der Fensterscheibe.

Wenn Du bei EME so scharf buendeln koenntest, dass Du nur einen kleinen Fleck auf dem Mond "bestrahlst", wuerde meiner Meinung nach dieselbe Ueberlegung greifen .

Grusz, Rainer

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Rainer Ziegenbein

Du lesen Message-ID: . Ich nix müssen erklären.

Wenn du nichts beizutragen hast, halte dich nach Nuhr am besten einfach zurück. Das Leben kann so einfach sein. ;-)

Du möchtest einfach deine Fähigkeit zeigen, zwischen Streulicht und Reflexion zu unterscheinen. Und jetzt möchtest du googlen gehen.

[Trollerei gesniped]

Über dein etwas unqualifiziertes Gemecker, nehme ich an.

Jetzt aber *platsch* ins Körbchen.

F'up2p

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Lars Mueller

eben

Nicht die Leistung, die Feldstärke in V/m

Nein, die addieren sich

Nein, auch hier gilt, dass die Feldstärke mit dem Quadrat der Entdernung abnimmt, die Schärfe der Bündelung spielt dabei keine Rolle

ja, derReflexionskoeffizient ist dafür massgebend

bei 10GHz und dem dort leicht möglichen hohem Antennengewinn ist es so scharf gebündelt, trotzdem bleibt die Freiraumdämpfung in beiden Richtungen wirksam

Gruss Peter

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Peter Voelpel

Nennen wir es lieber Streulicht. Reflektieren tun die Rücklichter, passenderweise ebenfalls in Rot. Spitzfindigerweise könnte man auch sagen, dass alle Quantendetektoren "prinzipiell" Einzelphotonen-Empfindlichkeit hätten, also eigentlich auch ein LDR ;-]. Für hohe Frequenzen eher geeignet sind PIN- Dioden, aber auch da nützt das nix, da die folgende Elektronik keine Einzelelektronen-Empfindlichkeit hat. Schnell und empfindlich sind Avalanche-Dioden, die gibt es sogar als single-photon-Variante (SPAD). Leider viele Dunkelconts, IIRC mehrere tausend/s und winzige Fläche, dafür gute Rotempfindlichkeit. Grossflächige Einzel- photonendetektoren sind Photomultiplier, die allerdings auch schon 1935 erfunden wurden. Wer meint, Photomultiplier mit vorgeschaltetem Bildverstärker wären ein Aprilscherz, täuscht sich übrigens. Neu sind die EMCCD-Kameras, die haben auch (mehr oder weniger) Einzelphotonenempfindlichkeit.

--
mfg Rolf Bombach
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R. Bombach

Die typische Divergenz liegt um 1 mrad, also

1E-6 sr. Mit der Rechnung 4 x Pi = 10 hätten wir im Vergleich zu einem Kugelstrahler eine Überhöhung um 1E7. Dem Leser bleibt es als Übungsaufgabe, dies in dB umzurechnen.

Das ist das generelle Ärgernis der Radartechnik. Der angeleuchtete Gegenstand empfängt 1/r^2, die werden dann zu einem kleinen Teil zurückgestreut. Und auf dem Heimweg geht die Intensität dann noch mal mit 1/r^2 runter.

Weil der Laserstrahl immer noch kleiner ist als das angestrahlte Objekt. Typischerweise hat der Strahl

10 cm Durchmesser auf 100m Distanz, was aber mit einer Aufweitungs(!)optik noch verbessert werden kann. Solange nichts vom Strahl am Objekt vorbeigeht, kommt dort alle Leistung an. Erst wenn der Strahl grösser als das Objekt wird, fängt es mit dem 1/r^2 an.
--
mfg Rolf Bombach
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R. Bombach

Zwei Laserstrahlen? In der Laser-Doppler-Anemometrie wird das so gemacht. Ein Staubteilchen, welches durch den Bereich fliegt, in welchem beide Strahlen durchgehen, produziert ein Dopplersignal. Grob vereinfacht. Jeden- falls funktioniert es...

--
mfg Rolf Bombach
Reply to
R. Bombach

Es kommt was zurück, ja, ob Dir das gefällt oder nicht ... Und das, was da kommt, nennt man reflektiertes Licht.

Denen, von denen was zurückgekommen ist, gefällt es häufig nicht: Verkehrskontrolle_Führerschein_Fahrzeugschein_bidde_ hammse_die_Geschwindigkeitsbegrenzung_nich_gesehn ...

[ ] Du fährst Mopped.

Ich schon. Und ja, ich gestehe, ich hab' auch schon mal von einem Gendarm eine "Anonymstrafverfügung" unter die Nase gehalten bekommen.

Nur: Mopped's haben vorne kein Kennzeichen ...

Also: Es funktioniert, was auch immer da zurückkommt und warum, es reicht zur Auswertung.

Ich durfte auch schon mal selber mit einem Laserentfernungsmesser spielen, ja, die Dinger funktionieren sehr gut ;-)

Wenn Du es Dir im Rahmen einer Feldbetrachtung ansiehst, wird auch schnell klar, warum dem so ist, im Grunde handelt es sich bei dem epsion_0 -> (epsilon_0*epsilon_r) Übergang um eine Fehlanpassung Z_0 -> Z_r und die führt selbstredend zur Reflexion.

Das, was Du meinst, ist die einfache Schuldarstellung des Snelliusschen Brechungsgesetzes (sin alpha/sin alpha' = n'/n) mitsamt Totalreflexion. Sie ist aber nicht die ganze Wahrheit.

Mein KO-Argument heißt "Jackson, klassische Elektrodynamik" ;-)

In meiner 3. Auflage steht es ab 7.3 genau beschrieben. Es sind u.a. die _Polarisationen_ zu unterscheiden, am Ende läuft es auf ein E''/E = (n'-n) / (n'+n) bei zur Einfallsebene parallelem E-Feld hinaus.

Jetzt zufrieden ? ;-)

Nicht: Dann google mal nach dem Brewsterschen Gesetz und Du wirst Dich wundern, wie kompliziert so eine Reflexion ist.

Schau in den Jackson und dann nachts senkrecht gegen eine Fensterscheibe ...

Ach was weiß ich, wie man das misst ;-) Und wenn doch, dann tät ich es hier nicht im Detail erklären ...

_Das_ ist allerdings richtig.

Nein, die stehen nicht an jeder Ecke. Aber es gibt sie.

[ üble Bastellösung folgt ]

Nein, das erkläre ich nicht, denn ich entwickle nicht solchen Schund. Und wenn wir es professionell entwickeln täten, dann würd' ich Dir hier auch nicht erklären, wie es genau geht. Da wird sonst nur Unfug mit getrieben.

Du bezweifeltest, dass Laser Listener überhaupt funktionieren und ich hab' Dir einen Hinweis gegeben, dass es diese Technik sehr wohl gibt und sie auch einen klaren physikalischen Hintergrund hat.

Mehr nicht.

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
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Oliver Bartels

Hi!

Ja, da auch.

Viel einfacher gesagt: Indem man sie miteinander mischt und das niederfrequente Mischprodukt (vulgo Schwebung) aufnimmt. In der Praxis also, indem man beide Strahlen auf einem Photodetektor interferieren lässt - was Lars aber nicht wollte.

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

ist das ein anderes Pi als das übliche?

das hiesse bei einer 1W Laserdiode würden

100 MW emittiert?

das ist schon klar, die beiden Dämpfungswerte addieren sich dann aber, so dass ich kein 1/r^4 erkennen kann

das kann ich leider nicht nachvollziehen. egal was zurückgestreut wird, ob 100% oder ein Bruchteil,

1/r^2 ist in jedem Fall gegeben

Ich betrachte das ganze unter dem Blickwinkel der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen, kann mir jedoch nicht vorstellen, dass sich bei 60 THz oder höher daran was ändert

Gruss Peter

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Peter Voelpel

Nochnmal: Ganz sicher, daß das relevant von der Scheibe kommt? Ganz sicher, daß man bei weißen Flächen z.B. nicht von Streung, bzw. gestreutem Licht spricht? Gerade bei Glas sollte man mit den Begriffen vorsichtig umgehen.

Du wiederholst dich, aber ich weiß ohnehin nicht, was das technische Thema mit "Gefallen" zu tun hat.

Du hast Google nicht benutzt?

Und keine Windschutzschiebe, aber eine Lampe mit Reflektor und Metallteile und einen hellen Fahrer => Google Polizeilaser

Einfach mal googlen, aber das Moped ist doch ohnehin ein schönes Beispiel dafür, daß es am reflektierenden Glas (Windschutzscheibe) offensichtlich _nicht_ liegt.

Und konntest du damit jemanden nach dem von Thomas beschriebenen Prinzip des sich ändernden Ablenkwinkels abhören?

Nebelkerzen?

Nein. Bist du damit auf Thomas' Thema eingegangen?

Man kann es noch so verkomplizieren, kommt aber dennoch um triviale Fakten und Gesetze nicht umher. :-)

Ich habe Teleskope, welche die Strahlenoptik belegen. Verspiegelte Optiken, vergütete Optiken, nicht verkütete Optiken, Interferenzfilter, Prismen, was du willst...

Das ist ja mein Problem: Du hast einfach nicht gelesen, worauf du geantwortet hast. Zumindest nicht Tomas Posting oder das Zitat davon. Könnten wir bitte an genau dieser Stelle noch einmal anfangen und dabei ganz einfache Dinge wie Brechungsgesetze berücksichtigen und Reflexion und Streung auseinanderhalten, oder das ganze vergessen, falls du keine Lust dazu hast?

Na komm: Wir haben es hier weder von Staatsgeheimnissen, noch Waffenbau zu tun, noch scheinst du größere Erfahrung auf genau diesem Gebiet zu haben. Und selbst wenn man hier eine grobe Anleitung zum Bau des besprochenen Gerätes geben würde: Wen störte das? Wer das Wissen, es zu bauen hat, der benötigt diese groben Erläuterungen ganz sicher nicht, bzw, kann sich das an anderer Stelle besorgen und der Laie wird genau gar nichts damit anfangen können. Aber ich habe eh nicht den Eindruck, daß du dich damit beschäftigt hast. Ich habe von den Dingern auch bestenfalls vor vielen Jahren gelesen, oder mal einen kleinen Film dazu gesehen.

Na wenigstens dort sind wir uns schon mal einig. :-)

Auch hier sind wir einig. Außerdem kann man mit Richtfunktechnik was ähnliches basteln, das so schnell auch keiner bemerken wird.

Ach komm: Man muß nicht immer den Vollprofi raushängen lassen, der sich gegenüber dem Fußvolk abgrenzt und kann auch mal auf solche Themen/"Lösungen" eingehen. Jedenfalls wenn man schon unbedingt darauf antworten will, dann sollte man es wenigstens mal vorher gelesen haben.

Ich denke, das Wissen wird schon verfügbar sein. Wer nur mal seinen Rechnenschieber rausholt und weiß, was übliche Baugruppen der NT können, der wird vermutlich ohnehin recht schnell darauf kommen, welche Lösungen überhaupt realisierbar sind und wie hoch der Aufwand der verschiedenen Ansätze wird.

Nein, du hast mich mißverstanden. Ich wollte Thomas in erster Linie darauf aufmerksam machen, daß er mit dieser primitiven Bastellösung, die er es aus seinem Büchlein heraus beschrieben hat, einige Hürden in der Praxis zu erwarten hätte, nämlich daß er Laser und Empfänger nicht einfach irgendwo entfernt hinstellen kann und seinen reflektierten Wackelpunkt bekommt. Er muß schon ein gutes Stück von der optischen Achse weg und braucht damit zwei Standorte. Wie ich außerdem schon schrieb: Fenster sind meist nicht am Boden.

Ich weiß seit sehr vielen Jahren, daß es solche Geräte in professionellen kreisen gibt. Daher wüßte ich wirklich nicht, warum ich das anzweifeln wollte. Ich weiß auch, daß unvergütete Glasscheiben relativ viel Licht reflektieren (Über das Thema mußte ich sogar mit einem Dozenten streiten, der nicht einsehen wollte, daß Fensterscheiben nennenswert reflektieren) und einfaches Fensterglas einen nicht ganz vernachlässigbaren Streufaktor hat. Daß Schmutz streut, ist mir ohnehin klar, da ich die Sauberkeit optischer Flächen gerne mit einem Laserstrahl kontrolliere. Ich ging lediglich vom konkret beschriebenen Beispiel in Message-ID: aus: Ablenkung und hin und her zittern des Lichtpunktes (bei Reflexion, wie auch sonst?). Ich wäre wirklich glücklich, wenn du das mal zur Kenntnis nehmen würdest, denn dann wären das Thema mit der Streung und dem Geschwindigkeitsmesser, der ohnehin deutlich anders funktionmiert, außen vor. Ebenso der breit aufgefächerte Strahl. Dafür wären wir bei solch einer Apparatur wieder beim Sicherheitsproblem und ich will wirklich nicht hinein sehen, wenn irgend welche Laien mit genug Leistung irgend welche Fenster beschießen, um genug Licht zur Modulation ihres Fototransistors zu erhalten!

Lars

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Lars Mueller

|> > Da wir hier |> > eine Hin-Richtung, eine "Reflexion" und eine Rueck-Richtung |> > haben, multiplizieren sich die Daempfungen: |> > 1/r^2 * 1/r^2 = 1/r^4. |>

|> Nein, die addieren sich

Ich glaube, du rechnest zuviel in dB ;-)

--
         Georg Acher, acher@in.tum.de
         http://wwwbode.in.tum.de/~acher
         "Oh no, not again !" The bowl of petunias
Reply to
Georg Acher

man vereinfachung man krümelkackerei

Also extra für dich: 1.2566*10^7

Ändert das jetzt etwas?

Das heißt, der Lichtpunkt, den ein 1W-Laser auf dem Zielobjekt ergibt, ist genauso hell wie ein 100MW *Rundstrahler* am selben Punkt.

Ich glaube, du möchtest dringend nochmal darüber nachdenken wie Antennengewinn und Bündelung zusammenhängen. Und daß Bündelung nicht nur beim Empfang, sondern auch beim Senden funktioniert.

Hint: wie kann ein 5mW Laser dein Auge beim Hineinschauen dauerhaft schädigen, wo doch der Blick in eine 100W Glühlampe unschädlich ist?

...

Anscheinend nicht.

In dB addieren sie sich. Als Faktoren multiplizieren sie sich.

...

Unter der Annahme eines ideal streuenden [1] Targets wird die reflek- tierte Strahlungsleistung mit 1/r^2 abnehmen. Allerdings bündelt unser Laser so gut, daß seine *gesamte* Leistung als Einstrahlung *auf* dem Target anliegt. Damit bleibt unter dem Strich 1/r^2 weil auf dem Hinweg außer ein bisschen Streuung an der Luft nix verloren geht.

Again: 1/r^2 gilt für Kugelstrahler, die in jede Raumrichtung gleich abstrahlen. Ein typischer Laser ist *weit* davon entfernt.

[1] vulgo: das am Target gestreute Licht hat die gleiche räumliche Intensitätsverteilung wie ein Kugelstrahler (konstante Faktoren a'la "ist doch nur ne Halbkugel" außen vor) [2] [2] man vergleiche das mit dem Stealth-Konstruktionsprinzip; wenige ebene Flächen sorgen für eine gerichtete Reflektion. Das Target ist somit ebenfalls weit entfernt von Kugelcharakteristik und nur aus bestimmten (unwahrscheinlichen) Blickwinkeln sichtbar.

XL

Reply to
Axel Schwenke

in Dezimalform ist es nichts anderes:

z.B.

10% der abgestrahlten Energie treffen auf einen Reflektor und 10% davon kommen reflektiert zurück.

0,1+0,01 ist eben ungleich 0,1x0,01

auftretende Dämpfungen auf einer Strecke werden niemals multipliziert

Reply to
Peter Voelpel

sorry, natürlich, war ein Denkfehler bei mir, ich habe die verbleibenden Signalanteile addiert nicht die Dämpfungen, ich sollte doch bei db bleiben, nur da wird addiert ;-)

Peter

Reply to
Peter Voelpel

Ich dachte daran, den Laser mit einer möglichst hohen Frequenz zu modulieren und das zurückgeworfene Signal nach Mischen FM zu demodulieren, um es von Störungen und Amplitudenschwankungen zu entkoppeln. Ob das eine so kluge Idee war, habe ich aber weder ausprobiert, noch nachgerechnet. :-)

Gruß Lars

Reply to
Lars Mueller

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