Verteidigung

RADAR IM ZEICHEN DER VERTEIDIGUNG

Aufklärung in Krisengebieten, Überwachung des Luftraums, Schutz von militärischen Fahrzeugen: Geht es um Verteidigung, ist Radar eine Schlüsseltechnologie – schließlich ermöglicht sie es, Objekte radiobasiert zu detektieren und zu vermessen. Das Geschäftsfeld Verteidigung des Fraunhofer FHR bietet große Kompetenzen rund um Radartechnologien, die von der Bundeswehr und der wehrtechnischen Industrie gerne genutzt werden.

Luftraumüberwachung und bildgebende Fernaufklärung

Eine wichtige Aufgabe der Bundeswehr liegt darin, Objekte im Luftraum und erdnahen Orbit zu detektieren, seien es Flugzeuge, Raketen oder auch Satelliten. Die im Geschäftsfeld Verteidigung entwickelten Radarsyteme überwachen den Luftraum daher zum einen von der Erde aus – die Radarsysteme schauen dabei vom Boden in die Luft. Weiterhin überwachen Radarsysteme, die an Flugzeugen oder Satelliten befestigt sind, die Erde von oben. Über eine solche bildgebende Fernaufklärung lassen sich Gebäude und andere statische Objekte ebenso vermessen wie bewegte Objekte, etwa Autos und Lastwagen. Eine weitere Aufgabe von Radarsystemen liegt in der Erfassung von Zielklassen: In der Luft werden dabei etwa Hubschrauber, Raketen oder ähnliches unterschieden, am Boden lassen sich einzelne Gebäude erkennen, selbst die Art von Agrarfeldern ist unterscheidbar.

Ein genereller Trend, der sich im Radarbereich abzeichnet: Es werden zunehmend höhere Frequenzen verwendet. Zum einen lassen sich auf diese Weise kleinere und leichtere Radarsysteme realisieren, zum anderen wird es aufgrund des zunehmenden Mobilfunks und WLAN eng im gängigen Frequenzbereich. Das Geschäftsfeld Verteidigung spielt mit seinem 300-Gigahertz-Radar international in der ersten Liga.

Weitere Radarentwicklungen für die Verteidigung

Für einige Fragestellungen macht Radar auch im Nahbereich Sinn: Schließlich kann es die Umgebung sowohl bei Dunkelheit als auch bei Nebel abbilden. Wichtig kann das etwa auf Drohnen oder anderen unbemannten Flugobjekten sein, auf Robotern oder auf Fahrzeugen. Auf Militärfahrzeugen kann per Radar ein möglicher Beschuss des Fahrzeugs detektiert werden: Ist beispielsweise eine Granate im Anflug, geht es um Zehntel oder gar Hunderstel Sekunden, um einen aktiven Schutz einzuleiten. Das Geschäftsfeld Verteidigung realisiert die Radarerfassung der Geschosse, die im Rahmen des aktiven Schutzes nötig ist.

Möchte ein anderes Land die Gegebenheiten hierzulande erkunden, ist das keineswegs gerne gesehen. Daher arbeitet das Geschäftsfeld Verteidigung zudem daran, Radarsysteme mit entsprechenden Sendern zu täuschen und zu stören – und die Erkundung auf diese Weise zu erschweren bzw. zu verhindern. Um die eigene Beobachtung unauffällig zu gestalten und somit vor solchen Störungen zu schützen, bietet sich passives Radar an. Dabei sendet man die Signale nicht selbst aus, sondern nutzt die Radiowellen anderer, um den Luftraum zu überwachen – und zwar so, dass man sich selbst nicht bemerkbar macht. Auch bei dieser verdeckten Aufklärung konnte das Geschäftsfeld Verteidigung seine Kompetenzen gewinnbringend einsetzen: Es hat das erste passive System zur Luftüberwachung entwickelt.

Ein noch recht neues Forschungsgebiet des Geschäftsfelds Verteidigung ist das kognitive Radar. Üblicherweise ist es komplex, Radarsysteme für den Einsatz optimal einzustellen. Künftig soll das Radar seine Parametrisierung über eine eigene Intelligenz selbst vornehmen und optimal an die Aufgabe anpassen. Denn es ist ein großer Unterschied, ob Abbildungen von Gegenden mit hohen Bergen oder über dem Meer mit starken Wellen gemacht werden sollen. Im Bereich eines solchen kognitiven Radars konnten bereits erste gute Ergebnisse erzielt werden. Weitere, noch recht frische Forschungsgebiete liegen im Design von Metamaterialien – also Materialien mit Eigenschaften, die in der Natur nicht vorkommen – über die sich spezielle Eigenschaften beim Antennendesign erzielen lassen, und in kohärenten Radarnetzwerken, bei denen mehrere Sender und Empfänger so zusammenarbeiten, dass sie ihre Signale aneinander angepasst aussenden.

Fachbeiträge aus dem Geschäftsfeld

Höhere Auflösung, dreidimensionale Abbildungen: Kreis-SAR

Stephan Palm

»Um-die-Ecke«-Radar: Indirekte Lokalisierung von Objekten

Dipl.-Ing. Oliver Biallawons

Multimodale Antennen aus dem 3D-Drucker

M. Eng. Andrej Konforta

Minen jeglicher Art aufspüren? Aber sicher...

M. Sc. Johannes Böckler

Messkampagne der Nato: Radar-Systeme des Fraunhofer FHR beteiligt

Dr.-Ing. Patrick Berens

Aus hundert mach eins: Antennen auf Fregatten und Co. zusammenfassen

Dipl.-Math. Josef Worms