Erfassungswinkels

Der Erfassungswinkel bezeichnet in der Sensorik den Winkelbereich, aus dem ein Messsystem Signale aufnehmen oder erfassen kann. Er umfasst typischerweise die Breite des Empfänger- oder Detektionsmusters und beschreibt, in welchem Umfang Eingangsgrößen zuverlässig erfasst werden können. Der Begriff findet Anwendung in Optik, Funktechnik, Akustik, Fernerkundung und Messtechnik und dient als Kennwert für die Richtcharakteristik eines Sensors.

Die Bestimmung des Erfassungswinkels hängt von der Geometrie der Öffnung (Blende, Antennen- oder Linsenanordnung), der Wellenlänge, der Anordnung der Sensoren sowie der Signalauswertung ab. Praktisch entspricht er dem Bereich, in dem die Empfindlichkeit oder der Detektionsgrad über einen festgelegten Schwellenwert liegt, oft definiert durch Musterkennlinien wie die -3-dB-Begrenzung der Richtcharakteristik.

Die Größe des Erfassungswinkels beeinflusst das Sichtfeld und die räumliche Auflösung des Systems. Ein größerer Erfassungswinkel erhöht die Abdeckung, kann aber die Detailauflösung verringern und das Störrauschen erhöhen. Umgekehrt bietet ein engerer Winkel eine stärkere Richtwirkung und höhere Empfindlichkeit in der Hauptachse, reduziert aber die Abdeckung.

Typische Beispiele: In Kameras entspricht der Erfassungswinkel dem horizontalen und vertikalen Blickwinkel des Objektivs; bei Radar- oder LiDAR-Systemen bezeichnet der Erfassungswinkel die Breite des Sende-/Empfangsbündels; bei Mikrofonarrays bestimmt der Winkel die Richtwirkung in Abhängigkeit von Frequenz und Geometrie.

In der Praxis wird der Erfassungswinkel bei der Auslegung von Sensoren berücksichtigt, um eine gewünschte Abdeckung und ausreichende Detektionsleistung zu gewährleisten. Er steht in engem Zusammenhang mit Kalibrierung, Musternormierung und Signalverarbeitung.