Verteidigung

Aufklärung und Schutz im Einsatz

Seit seiner Gründung vor fast 60 Jahren befasst sich das Institut mit allen Aspekten der Hochfrequenzphysik und Radartechnik. Öffentlichen Auftraggebern und industriellen Kunden steht es als verlässlicher Partner zur Seite.

Im Bereich Verteidigung ist Radar seit jeher ein unverzichtbarer Sensor. Bei nahezu jedem Wetter liefert er eine Vielzahl an Informationen und ermöglicht die Aufklärung unbekannter Gebiete oder erkennt und ortet unbekannte Ziele – zu Wasser, Land und in der Luft. Mit seinem umfassenden Know-how deckt das Fraunhofer FHR die gesamte Bandbreite des Themenbereichs Hochfrequenz- und Radartechnik ab. Es verfügt über jahrzehntelange Erfahrung im Bereich der Hardware-Entwicklung, beginnend beim Antennendesign bis zum Prototypenbau, sowie über fundiertes theoretisches Wissen über Algorithmik, Signalverarbeitung und Radarbetriebssteuerung.

Neben Techniken zur Überwachung und Aufklärung untersuchen die Wissenschaftler auch neuartige Konzepte zum Tarnen des eigenen Radars sowie zur Täuschung und Störung gegnerischer Systeme. In regelmäßigen Messkampagnen für Partner des Instituts evaluiert das Fraunhofer FHR neue Tarnmaterialien und -methoden. Dabei legen die Wissenschaftler Wert auf größtmögliche Realitätsnähe der ausgewählten Testszenarien, denn eine optimale Tarnung ist stets an die geografischen und klimatischen Bedingungen des Einsatzortes angepasst. Bundeswehr und Industrie profitieren so von einer objektiven und unabhängigen Prüfung ihres Materials. Zudem bietet das Institut Hilfestellung bei der Entwicklung moderner Verfahren für das Stören von Fremdradaren auf allen Plattformen.

Im Bereich der Bildgebung liefert das Fraunhofer FHR immer wieder weltweit beachtete Ergebnisse. Auf dem Gebiet der Bewegtzielentdeckung (Moving Target Indication, MTI) hat es Pionierarbeit geleistet und nimmt auch hier international eine Spitzenposition ein. Dabei beschäftigen sich die Wissenschaftler intensiv sowohl mit Detektion, Tracking und Klassifizierung von Boden- (GMTI), See- (MMTI) wie auch Luftzielen. Insbesondere die Detektion von kompakten Luftfahrzeugen ist ein aufstrebendes Thema. Hierzu untersuchen die Wissenschaftler gleich mehrere Ansätze, um diese Fähigkeitslücke bei den Bedarfsträgern schnellstmöglich schließen zu können.

Die Zukunft: Smart, modular, multi-modal

Kleiner, leichter, flexibler – große Spezialsysteme werden zukünftig weniger gefragt sein. Immer wichtiger wird die Anpassungsfähigkeit des Systems an unterschiedliche Einsatzszenarien. Auch unter Investitionsgesichtspunkten fragen die Kunden zunehmend modulare Systeme nach. »Software-defined radar« ist hier ein vielversprechender Lösungsansatz. Intelligente Software ermöglicht dem Radar mehr Freiheitsgrade sowie ein vielfältiges Einsatzspektrum. Die Anwendung maschineller Lernverfahren und anderer Methoden aus dem Bereich der Informatik macht den Weg frei zum Kognitiven Radar. Ziel der Forschungsarbeiten ist es z. B., ein Radar zu entwickeln, das automatisch eine bestmögliche Anpassung der Wellenform und anderer Parameter an die Umgebung vornimmt. Das reduziert den Personalbedarf und entlastet Bediener bei der Lagebeurteilung.

Diese Fähigkeiten kombiniert das Fraunhofer FHR mit miniaturisierten Systemen, einem weiteren Forschungsfeld. Durch die Entwicklung eigener Chips auf Basis von Silizium-Germanium (SiGe) können vollständige Systeme auf wenigen Quadratzentimetern gebaut werden, sogenanntes Radar-on-Chip. Die Miniaturisierung reduziert das zum Einbau benötigte Volumen, senkt die Kosten und Leistungsaufnahme des Systems. Zudem bedienen sie einen neuen Bedarf: Besonders in urbanen Kontexten werden zunehmend indoor-Anwendungen von Überwachung und Aufklärung nachgefragt. Hier sind Agilität und Größe der eingesetzten Trägerplattform von besonderer Bedeutung. Dank der SiGe-Technologie stehen so auch leistungsfähige Millimeterwellen-Radare für den Einsatz auf kleinen und mittleren UAVs zur Verfügung.

Setzt man kognitive Systeme auf autonomen Plattformen ein, können Anwender künftig schnell einsatzbereite und einfach zu bedienende Schwärme von Sensoren betreiben. Denn operieren Radare als verteilte Systeme im Verbund, so schafft diese multistatische Konstellation durch die Ergänzung der Systeme eine signifikante Leistungssteigerung: Die Detektionsempfindlichkeit steigt, es wird eine höhere Auflösung und Messgenauigkeit erzielt und die Abschattung durch die Umwelt reduziert. Das Fraunhofer FHR hat dies bereits in einem bistatischen Experiment nachgewiesen. Der ebenfalls zunehmenden Nachfrage nach Multi-Sensor-Konzepten begegnet das Institut durch eigene Forschungsprojekte wie durch Kooperationen mit spezialisierten Partnern.

Die Experten für Radar

Um gemäß seinem Auftrag dem Bundesverteidigungsministerium mit umfassender Beratungs- und Urteilsfähigkeit zur Verfügung zu stehen, benötigt das Fraunhofer FHR Fachkompetenz in Breite und Tiefe. Für die Wissenschaftler bedeutet dies, dass sie nicht nur exakte Kenntnis davon haben müssen, welche Technologien und Verfahren es gibt – sondern auch, wie diese bis ins kleinste Detail funktionieren. Intensiv genutzt und geschätzt wird die Expertise vom Wachtberg beispielsweise bei der fachlichen Begleitung der Entwicklung des Aufklärungssensors SARah, dem Nachfolgesystem für SAR-Lupe.

Seine wissenschaftliche Kompetenz bringt das Fraunhofer FHR auch in unterschiedliche NATO Task Groups und weitere Gremien ein. In nationalen wie internationalen Kooperationen werden so Synergieeffekte bei der Wissensgenerierung geschaffen. Durch gemeinsame Projekte mit der Industrie transferiert das Institut seine Forschungsergebnisse kontinuierlich in konkrete Anwendungen und Produkte.