Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHRAus hundert mach eins: Antennen auf Fregatten und Co. zusammenfassen
Die Form eines Flugzeugs lässt sich vielfach schon ohne Außenhaut erkennen: Allein an der Verteilung der dicht gedrängten Antennen. Denn bisher braucht jede Funktion ihr eigenes Antennensystem. Der vorhandene Platz ist daher komplett ausgeschöpft. Am Fraunhofer FHR werden nun verschiedene Ansätze entwickelt, diesen Antennenwald zu minimieren und die damit einhergehenden Probleme zu beheben.
Weit über hundert Sensorsysteme und Antennen drängen sich auf militärischen Plattformen wie Flugzeugen, Schiffen und Fregatten – jedes kleinste Quäntchen Platz ist mit ihnen belegt. Das ist nicht nur aus Platzgründen problematisch: Die Antennen stören sich auch gegenseitig.
Eine Antenne für alle Anwendungen?
Das Fraunhofer FHR beschäftigt sich daher mit den Fragen: Wie lassen sich die Antennen möglichst geschickt anordnen? Ist es möglich, mehrere Funktionen durch eine Antenne abzudecken – lassen sich also Antennen zusammenlegen? Dies wird umso schwieriger, da die verschiedenen Systeme vielfach dieselben Frequenzen nutzen: So arbeitet Passivradar ebenso wie die Kommunikation im unteren Frequenzbereich. Vor allem dort, wo der Platz noch begrenzter ist – beispielsweise im Flugzeug – wäre es sinnvoll, eine einzige Antenne für alle Anwendungen nutzen zu können: Sei es für Kommunikation, Radar, elektronische Aufklärung oder elektronische Gegenmaßnahmen. Dafür müssen die Antennen möglichst breitbandig sein, also viele unterschiedliche Frequenzen und in der elektronischen Aufklärung den gesamten Raumbereich abdecken. Am Fraunhofer FHR werden dazu zwei Ansätze verfolgt. Zum einen ist es möglich, aus Gruppenantennen aus über tausend Einzelelementen einzelne herauszunehmen und für andere Fragestellungen zu nutzen. Oder es wird die gesamte Gruppenantenne genutzt und simultan der Raumbereich durch ein Mehrkeulensystem abgedeckt.
Das Projekt beinhaltet auch die Frage: Wie lässt sich die gleiche Frequenz für Sende- und Empfangsantennen nutzen? Dies geht entweder über gepulste Signale – dabei sendet die Antennen ein kurzes Signal aus, wartet das Echo ab, und schickt dann erneut ein Signal aus, sie wechselt also zwischen Senden und Empfangen hin und her. Oder aber über kontinuierliche Signale, bei denen das Sendesignal aus dem Empfangssignal heraus gerechnet wird, so dass man zwischen beiden unterscheiden kann. Erste Demonstratoren sind bereits aufgebaut: Aktuell können sie zwischen verschiedenen Aufgaben hin und her wechseln, für den simultanen Betrieb ist noch weitere Forschung nötig. Interessant sind diese Ansätze auch für den zivilen Bereich: Etwa für autonom fahrende Autos, Handyhersteller oder Netzbetreiber. Denn könnte man die Signale mit der gleichen Frequenz senden wie empfangen, könnten die Netzbetreiber mit ihren Frequenzen doppelt so viele Nutzer bedienen.