Projekte

Der Blickwinkelbereich von Gruppenantennen ist, physikalisch bedingt, eingeschränkt. Durch elektronisch abstimmbare Metamaterialien könnte er sich langfristig erweitern lassen.

Beim Einsatz luftgestützter Radarsysteme ist es ein zentrales Ziel, möglichst präzise Ergebnisse bei der Detektion und Klassifikation von Objekten am Boden zu gewinnen. Forschungen am Fraunhofer FHR haben gezeigt, dass sich mit multidimensionaler Radarbildgebung wertvolle zusätzliche Informationen über eine Szenerie gewinnen lassen. Das Institut bearbeitet dieses Thema im Auftrag der Bundeswehr und wirkt dazu aktiv in entsprechenden NATO-Forschungsgruppen mit.

Hyperschallwaffen sind inzwischen Bestandteil zahlreicher internationaler Waffensysteme und stellen auch für Europa eine wachsende sicherheitspolitische Herausforderung dar. Vor diesem Hintergrund befasst sich das Fraunhofer FHR mit der Weiterentwicklung radarbasierter Detektions und Abwehrverfahren und untersucht im Rahmen der Forschungsinitiative HypS²tar (Hypersonic Signature Studies for Radar) die Wechselwirkungen zwischen Radarwellen und plasma physikalischen Effekten im Hyperschallflug.

Radar, elektronische Kampfführung und Kommunikation sind drei wichtige Funktionen von modernen multifunktionalen Hochfrequenzsystemen (RF). Im EU-Projekt CROWN wurde ein Demonstrator entwickelt, der dies gleichzeitig auf einer Apertur vereint. Das Fraunhofer FHR entwickelte dafür ein neuartiges Ressourcenmanagement.

Hochaufgelöste Abbildungen trotz gleichzeitiger Bewegung von Sensorplattform und Zielszene sowie schnelle Änderungen der Blickrichtung – dieses Leistungsprofil soll ein neuartiges luftgestütztes Radarsystem ermöglichen. Ein Adler verfügt über ein außergewöhnlich hohes Auflösungsvermögen seines Sehorgans und kann selbst im Flug Bodenstrukturen präzise erfassen und interpretieren. Forschende am Fraunhofer FHR arbeiten daran, diese Fähigkeit technisch nachzubilden: Ein Radarsystem, das – an einem Flugzeug montiert –ein elektronisch steuerbares, hochagiles Blickfeld bietet.. Der Blickwinkel soll in kürzester Zeit auf interessante Szenarien umgelenkt werden können. Welche Szenarien das sind, soll künftig ein speziell entwickelter Auswerte- und Entscheidungsalgorithmus bestimmen.

Kognitive Radarsysteme reagieren auf ihre Umgebung und ändern ihre Parameter ändern in Echtzeit. Das Fraunhofer FHR arbeitet mit an der Entwicklung eines Demonstrators mit weltraumtauglicher Hardware, der diese Fähigkeiten darstellen soll. Das Institut liefert dafür ein vortrainiertes neuronales Netz sowie Entscheidungskriterien, um Störungen in einem Radarsignal vor der Aufnahme eines Synthetic Aperture Radar (SAR)-Bilds zu erkennen und zu vermeiden. Radarsatelliten mit SAR liefern Tag und Nacht hochaufgelöste Bilder der Erdoberfläche. Bisher werden die Rohdaten meist zur Erde übertragen und am Boden mit klassischen Algorithmen verarbeitet und ausgewertet.

Die Forschungsgruppe Elektromagnetische Simulation und Signaturen (ESS) am Fraunhofer FHR befasst sich mit der elektromagnetischen Modellierung in sicherheitsrelevanten Bedrohungsszenarien im Verteidigungsumfeld. Ziel ist die Unterstützung der Detektion und Klassifikation von Bedrohungsobjekten durch präzise Streu- und Ausbreitungssimulationen elektromagnetischer Felder.

Die Krümmung der Aperturebene einer Gruppenantenne beeinflusst fundamental Parameter wie die gegenseitige Verkopplung der Strahlerelemente und damit die aktive Schwenkimpedanz jedes Strahlers. Für praktische Anwendungen ist es wichtig, diese Effekte numerisch effizient vorhersagen zu können.

In Zukunft werden voraussichtlich tausende unbemannte Luftfahrzeuge (Unmanned Aircraft Systems, UAS) gleichzeitig im unteren Luftraum über Deutschland unterwegs sein. Die effiziente Nutzung des Luftraums durch UAS gilt als ein zentrales Element der Mobilität der Zukunft – sowohl im Personenverkehr als auch im Warenhandel. Sie kann emissionsbelastete, bodengebundene Transportwege teilweise ersetzen und vorhandene Infrastrukturen entlasten.

Erste hochaufgelöste Abbildungen lieferte ein drohnengetragenes Radar mit synthetischer Apertur (SAR) mit Echtzeit-Bildgebung - entwickelt für Aufklärung und Überwachung. Bei Katastrophen müssen Rettungskräfte sich schnell einen Überblick verschaffen. Ähnliche Anforderungen haben Grenzschutz oder Militär. Drohnen eignen sich dafür gut. Mit optischen Kameras sind sie jedoch vom Wetter abhängig. Nebel, Regen, Rauch oder Dunkelheit schränken die Nutzung stark ein. Radar dagegen durchdringt diese Hindernisse. Leistungsstarke Systeme mit hoher Auflösung waren bisher allerdings zu groß und zu schwer für Drohnen und erfordern größere Träger wie Ultraleichtflugzeuge.