Verteidigung

Piloten in Kampfflugzeugen müssen viel leisten: Es gilt, den Flieger in der Luft zu halten, zu navigieren und quasi nebenbei auch noch das Radar zu bedienen und auszuwerten. Im deutsch-französisch-spanischen Großprojekt »Future Combat Air System FCAS« soll daher einerseits das Automatisierungsniveau deutlich steigen, um die Piloten zu entlasten. Andererseits ist geplant, dass die bemannten Kampfflugzeuge künftig von Drohnen mit integrierter HF-Sensorik begleitet werden – auf diese Weise können deutlich mehr Lageinformationen generiert werden. Die Drohnen werden dazu mit Radar- bzw. HF-Empfangssystemen versehen, gemeinsam mit dem Flugzeug können sie ein multistatisches Radar bilden.  

Dies kann nur über vernetzte HF-Sensorik gelingen. Entwickelt wird eine solche am Fraunhofer FHR. Über vernetzte Sensoriken lassen sich Menschenleben schützen, da sich die bemannte Plattform nicht in Bekämpfungsreichweite begeben muss, die Rundumsicht verbessern und die Aufklärung optimieren. Auch die Klassifizierung des Ziels gelingt mit einem Multi-Plattform-System besser, es lässt sich aus den Aufnahmen also deutlich besser darauf schließen, mit was für einem Objekt man es zu tun hat.

Elementar für die vernetzte Sensorik ist die Synchronisation zwischen Sendern und Empfängern: Die Systeme müssen, auf Bruchteile der Wellenlänge genau, denselben Takt haben – ansonsten würde die Qualität der Abbildungen sinken. Mit dem neuen Synchronisierungsmodul (Abb. 2) kann dies über die normale Radar-Antenne erfolgen. Auch wurde am Fraunhofer FHR bereits nachgewiesen: Es kann ein bistatisches SAR-Bild mit einem Satellitenbeleuchter als Sender und dem luftgestützten Radarsystem PAMIR als Empfänger erzeugt werden (Abb. 1). Ein weiterer Teil der Entwicklungsaufgaben liegt in der intelligenten Signalverarbeitung und der Softwareentwicklung. Dies wird auch unter dem Begriff des »Kognitiven Radars« zusammengefasst – schließlich kommen hier Verfahren der Künstlichen Intelligenz und des maschinellen Lernens zum Einsatz (Abb. 3). Und natürlich gehört auch die Hardware dazu, etwa kompakte breitbandige und energieeffiziente Radarsysteme. Dazu wird auch auf neuartige Fertigungsverfahren und Materialien gesetzt. Alle Kompetenzen, die für die Entwicklung vernetzter Sensorik geboten sind, sind am Fraunhofer FHR vorhanden – die Forscherinnen und Forscher arbeiten abteilungsübergreifend zusammen. Die für FCAS nötigen Basistechnologien sind bereits entwickelt. Und, das ist einmalig in Deutschland: Am Fraunhofer FHR gibt es sogar schon erste experimentelle Prototypen des multistatischen Radars. Mit diesem konnten die theoretischen Ergebnisse auf dem Flugplatz Mönchsheide bei einer Messkampagne bereits verifiziert werden. Während zwei Radarsensoren auf dem Boden betrieben wurden, befand sich ein Empfänger am FHR-eigenen Ultraleichtflugzeug Delphin. Ein weiteres Flugzeug kreiste als »Zielobjekt« über der Mönchsheide.  

Vernetzte HF-Sensorik am Boden

Nicht nur in der Luft, auch am Boden spielt vernetzte HF-Sensorik eine zunehmend wichtigere Rolle. So müssen Panzer einer immer größeren Kampfkraft widerstehen – sie werden daher stets dicker gepanzert. Allerdings werden sie dadurch immer schwerer, das Überqueren von Brücken kann da schnell schwierig werden, der Transport per Luft und Schiff rückt in den Bereich des Unmöglichen. Die Bundeswehr legt daher mehrere kleine Fahrzeuge zusammen: Gemeinsam sollen sie die gleiche Kampfkraft haben wie ein großer Panzer, allerdings durch Sensorik besser geschützt werden können. Im Projekt »Main Ground Combat System MGCS« entwickeln Deutschland und Frankreich einen neuen Kampfpanzer, der langfristig durch autonom fahrende Begleitfahrzeuge unterstützt werden soll. In Gebieten ohne Infrastruktur birgt die Kommunikation der Fahrzeuge untereinander jedoch Herausforderungen. Eine Lösung entwickelt das Fraunhofer FHR: Es nutzt die Sensorik gleichzeitig als Kommunikationsmittel.  

In weiteren aktuellen Forschungen arbeitet das Fraunhofer FHR daran, die Auflösung der Radarabbildungen zu verbessern. Möglich ist dies beispielsweise, indem die Radarsysteme zweier Fahrzeuge auf den gleichen Punkt schauen – dies würde sowohl die Detektionsfähigkeit auf größeren Entfernungen als auch die Auflösung wesentlich verbessern. Mit einem bistatischen Radar ließe sich die Auflösung ebenfalls immens verbessern und selbst Stealth Effekte umgehen. Auch hier besitzt das Fraunhofer FHR eine große Expertise.  
 
AFSC: Ein Großprojekt der Nato

Wichtig sind vernetzte Sensoriken auch im Großprojekt AFSC, kurz für Alliance Future Surveillance and Control. AFSC ist ein Nachfolgeprogramm für AWACS – dieses betrifft Bodenstationen ebenso wie bemannte und unbemannte fliegende Plattformen und Satellitenstationen. Auch hier sind Radarsysteme, insbesondere die Synchronisierung, eine wichtige Grundlage. Eine Grundlage, für die das Fraunhofer FHR die nötigen Technologien entwickelt.