Measurement of the Radar Cross Section of a Man
F.V. Schultz,; R.C. Burgener; S. King
In: Proceedings of IRE, vol. 46, pp. 476-481, Februar 1958

Messung des Radarquerschnitts eines Menschen

Zusammenfassung
Sowohl die monostatischen als auch die bistatischen Radarqerschnitte ( Anmerkung 1: Der bistatische Radarquerschnitt wird gemessen wenn Sender und Empfänger sich nicht in der gleichen Richtung vom Ziel befinden. Der monostatische Radarquerschnitt ist ein Sonderfall des bistatischen Querschnitts. Der Wert für den monostatischen Querschnitt wird erhalten, wenn Sender und Empfänger an der gleichen Stelle stehen, sich also in der gleichen Richtung vom Ziel befinden. ) eines Mannes wurden bei den fünf Frequenzen 410 MHz, 1120 MHz, 2890 MHz, 4800 MHz und 9375 MHz gemessen. Die Messungen wurden sowohl bei horizontaler als auch bei vertikaler Polarisation und für verschiedene Richtungen beziehungsweise Blickwinkel auf den Mann, der als Ziel verwendet wurde, gemessen. Zur Messung wurde ein ungepulstes Dopplerradar verwendet. Der Mann dessen Radarquerschnitt gemessen wurde, wog ungefähr 200 pounds ( Anmerkung des Übersetzers: ca. 90 kg ) und er hatte eine Größe von 6 Fuß ( Anmerkung des Übersetzers: ca. 1,83 m ).
Es wurde gefunden, daß der Radarquerschnitt, abhängig von der Polarisation und der Ausrichtung des Mannes innerhalb folgender Bereiche lag:

410 MHz 0,033 bis 2,330 Quadratmeter
1120 MHz 0,098 bis 0,997 Quadratmeter
2890 MHz 0,140 bis 1,050 Quadratmeter
4800 MHz 0,368 bis 1,880 Quadratmeter
9375 MHz 0,495 bis 1,220 Quadratmeter

Einige wenige Messungen wurden mit Männern unterschiedlicher Größe durchgeführt. Diese deuten darauf hin, daß der Radarquerschnitt ungefähr proportional zum Gewicht des Mannes ist. (...)

(S.479ff) Ergebnisse
Die Werte für den Radarquerschnitt eines Mannes ist in den Tabellen III-VII für die verschiedenen untersuchten Frequenzen, Polarisationen, bistatischen Winkel und Blickrichtungen angegeben. Es ist aus den Zahlen leicht zu erkennen, wie sich der Radarquerschnitt des Mannes bei gegebener Frequenz und Polarisation in Abhängigkeit von Blickrichtung und bistatischem Winkel ändert. Die Veränderungen des Radarquerschnitts bei Änderungen der Frequenz und der Polarisation sind schwieriger zu erkennen. Aus diesem Grund wurden die Bilder 2 bis 6 erstellt. Die Werte des Querschnitts zeigt Bild 2 wobei der Durchschnitt aus den verschiedenen verwendeten bistatischen Winkeln gebildet wurde.

 

Bild 3 zeigt die selben Daten, wobei für den Fall der Blickrichtung von vorne jeweils der Wert 1 festgelegt wurde und die anderen Werte im Verhältnis zu diesem Wert angegeben wurden.

 

Bild 4 zeigt den Wert des Radarquerschnitts in Abhängigkeit vom bistatischem Winkel bei verschiedenen Frequenzen und horizontaler Polarisation. Als Wert wurde jeweils der Durchschnitt aus allen untersuchten Blickwinkeln verwendet.

 

Bild 5 zeigt den Wert des Radarquerschnitts in Abhängigkeit vom bistatischen Winkel bei verschiedenen Frequenzen und vertikaler Polarisation. Als Wert wurde jeweils der Durchschnitt aus allen untersuchten Blickwinkeln verwendet.

 

In Bild 6 ist der Wert für den Radarquerschnitt in Abhängigkeit von der Frequenz bei jeweils vertikaler und horizontaler Polarisation wiedergegeben. Dazu wurden jeweils die Durchschnittswerte für die verschiedenen bistatischen Winkel und für die verschiedenen Blickrichtungen auf das Ziel verwendet.

 

Schlussfolgerung
(...) Der Radarquerschnitt des zur Messung verwendeten Mannes lag zwischen 0,033 und 2,33 Quadratmetern. Diese extremen Werte wurden bei 410 MHz erhalten. Der kleinere Wert ergab sich für horizontale Polarisation und bei Blick auf die Seite des Mannes, der größere für vertikale Polarisation und Blick auf die Rückseite des Mannes. Dieses Ergebnis konnte man bei einem fast zylindrischen Ziel wie einem Menschen erwarten. Bei zunehmender Frequenz gab es weniger Unterschiede im Radarquerschnitt zwischen den zwei Polarisationen.

Die Betrachtung der Tabellen III-VII zeigt daß im Allgemeinen der Radarquerschnitt eines Menschen von der Seite gesehen am niedrigsten sowie von der Rückseite etwas größer als von vorne ist. Bild 4 und 5 zeigen, daß der Querschnitt sich nur gering mit dem bistatischen Winkel ändert, außer für vertikale Polarisation bei einer Frequenz von 410 MHz. In diesem Fall steigt der Radarquerschnitt bis auf das 3fache des niedrigsten Wertes in Abhängigkeit des bistatischen Winkels zwischen 0 und 90 Grad ( Anmerkung des Übersetzers: Offensichtlich sind die Kurven in Bild 5 falsch beschriftet. Die mit 1120 MHz ( MC ) bezeichnete Kurve stellt die Kurve für 410 MHz dar und umgekehrt. ). Diese Daten entsprechen dem zu erwartenden Ergebnis.

Bild 6 zeigt die allgemeine Änderung des Radarquerschnitts in Abhängigkeit von der Frequenz. Die generelle Abnahme der Abhängigkeit von der Polarisation bei zunehmender Frequenz war natürlich zu erwarten. Wegen des komplexen Aufbaus des gemessenen Objekts werden aber keine Erklärungen für die anderen Eigenschaften der Kurven in diesem Bild gegeben.

Tabelle III: Radarquerschnitt in Quadratmeter für 410 MHz
Blickwinkel
auf das Ziel
Horizontale Polarisation
Bistatischer Winkel in Grad
Vertikale Polarisation
Bistatischer Winkel in Grad
30° 60° 90° 30° 60° 90°
von Vorne 0,897 0,641 0,795 0,464 1,127 0,939 1,628 2,163
45° von Vorne 0,197 0,108 0,264 0,196 0,312 0,217 0,613 0,941
von der Seite 0,083 0,033 0,157 0,136 0,161 0,095 0,397 0,681
45° von Hinten 0,321 0,197 0,367 0,251 0,464 0,346 0,816 1,174
von Hinten 1,091 0,796 0,931 0,529 1,343 1,138 1,880 2,327

Tabelle IV: Radarquerschnitt in Quadratmeter für 1120 MHz
Blickwinkel
auf das Ziel
Horizontale Polarisation
Bistatischer Winkel in Grad
Vertikale Polarisation
Bistatischer Winkel in Grad
30° 60° 90° 30° 60° 90°
von Vorne 0,718 0,359 0,410 0,388 0,879 0,718 0,608 0,997
45° von Vorne 0,322 0,156 0,124 0,154 0,433 0,344 0,224 0,447
von der Seite 0,281 0,135 0,098 0,131 0,386 0,305 0,187 0,391
45° von Hinten 0,518 0,256 0,259 0,268 0,656 0,531 0,410 0,719
von Hinten 0,718 0,359 0,410 0,388 0,879 0,718 0,608 0,997

Tabelle V: Radarquerschnitt in Quadratmeter für 2890 MHz
Blickwinkel
auf das Ziel
Horizontale Polarisation
Bistatischer Winkel in Grad
Vertikale Polarisation
Bistatischer Winkel in Grad
30° 60° 90° 30° 60° 90°
von Vorne 0,409 0,665 0,471 0,322 0,496 0,774 0,564 0,400
45° von Vorne 0,228 0,427 0,275 0,165 0,294 0,516 0,347 0,221
von der Seite 0,198 0,386 0,242 0,140 0,260 0,471 0,310 0,192
45° von Hinten 0,268 0,481 0,318 0,198 0,339 0,574 0,395 0,260
von Hinten 0,613 0,920 0,688 0,506 0,719 1,048 0,800 0,602

Tabelle VI: Radarquerschnitt in Quadratmeter für 4800 MHz
Blickwinkel
auf das Ziel
Horizontale Polarisation
Bistatischer Winkel in Grad
Vertikale Polarisation
Bistatischer Winkel in Grad
30° 60° 90° 30° 60° 90°
von Vorne 1,499 1,404 1,320 1,039 1,745 1,643 1,552 1,247
45° von Vorne 0,858 0,786 0,724 0,521 1,047 0,968 0,898 0,670
von der Seite 0,658 0,596 0,542 0,368 0,825 0,755 0,694 0,495
45° von Hinten 0,940 0,865 0,799 0,585 1,137 1,054 0,982 0,742
von Hinten 1,624 1,525 1,438 1,144 1,881 1,774 1,680 1,361

Tabelle VII: Radarquerschnitt in Quadratmeter für 9375 MHz
Blickwinkel
auf das Ziel
Horizontale Polarisation
Bistatischer Winkel in Grad
Vertikale Polarisation
Bistatischer Winkel in Grad
30° 60° 90° 30° 60° 90°
von Vorne 1,018 0,749 0,933 0,799 1,003 0,736 0,919 0,786
45° von Vorne 0,858 0,612 0,780 0,658 0,845 0,601 0,767 0,647
von der Seite 0,730 0,505 0,658 0,547 0,718 0,495 0,647 0,536
45° von Hinten 0,905 0,652 0,825 0,700 0,891 0,641 0,812 0,688
von Hinten 1,215 0,919 1,122 0,975 1,199 0,905 1,106 0,961

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