Detektionsprinzip von Biomasse mittels UWB-Radar am Beispiel von Zuckerrüben

Abstract

In diesem Artikel werden die wesentlichen Prinzipien der Detektion von Biomassen in landwirtschaftlichen Böden mit Mikrowellen-Sensoren nach dem Ultra-Breitband (UWB) M-Sequenz-Radarverfahren vorgestellt und die Anwendung dieser hochauflösenden Radartechnik am Beispiel der Zuckerrübe hinsichtlich der Bestimmung der Einzelrübenmasse erläutert. An einem vorläufig linearen Modell wird die Leistungsfähigkeit der Rübendetektion mit dem Radarverfahren diskutiert sowie die Trennung des gesuchten Rübensignals von Bodenreflexionen und anderen Störsignalen behandelt. Hierzu zählt insbesondere eine spezielle Filtermethode zur Entfaltung des Einflusses der Radarantennen. Zum Verhalten der Rückstreuung elektro-magnetischer Wellen an Biomassen werden der Einfluss der Geometrie der Einzelrübe auf die reflektierte Energie und wichtige Schritte der Signalinterpretation dargelegt. Abschließend werden das Prinzip der Detektion von Zuckerrüben im Boden unter Laborbedingungen und die Bestimmung der geometrischen Größe aus den Radardaten dargestellt.