Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHRWie viel bringt es, das gleiche Szenario mit Radarsystemen unterschiedlicher Frequenzen anzuschauen? Lassen sich auf diese Weise etwa Attrappen von Waffen zuverlässiger unterscheiden? Und welche zusätzlichen Informationen kann man aus Aufnahmen des gleichen Objekts aus verschiedenen Blickwinkeln gewinnen? Diese Fragen adressiert eine NATO-Messkampagne, an der sich auch das Fraunhofer FHR mit eigenen Radarsystemen beteiligt.
Im Rahmen der Kampagne drehte das Ultraleichtflugzeug Delphin seine Runden über einem militärischen Übungsgelände in England. Das Besondere: Unter seinen Flügeln waren abwechselnd verschiedene Radarsysteme des Fraunhofer FHR angebracht, die das Übungsgelände aus luftiger Höhe untersuchten. Es handelte sich um die Messkampagne Multidimensional radar imaging der NATO-Forschungsgruppe SET-250, mit Beteiligung von Italien, Polen, Großbritannien, Südafrika, Schweiz, Niederlande, Australien und Deutschland. Bei der hier beschriebenen Messung wurden insbesondere die Radarsysteme von England, Niederlande und des deutschen Fraunhofer FHR zusammengeführt.
Was leisten Multidimensionale Radare in der Praxis?
Die Kampagnenteilnehmenden untersuchten den Mehrwert von Multisensorik und flexiblen Aufnahmegeometrien – sprich Messungen mit verschiedenen Frequenzen, Polarisationen, Blickwinkeln und Auflösungen - eröffnen gegenüber konventionellen Einzelsystemen wesentliche Vorteile. Üblicherweise arbeiten militärische Radarsysteme im Bereich von zehn Gigahertz. Doch verschiedene Materialien reflektieren bei unterschiedlichen Frequenzen unterschiedlich gut: Es kann also sein, dass ein Objekt für einen Strahl einer bestimmten Frequenz durchsichtig ist, auf einer Aufnahme mit einer anderen Frequenz jedoch sichtbar wird. Schaut man ein Ziel mit Radarsignalen verschiedener Frequenzen an, sollte man daraus also einen Nutzen ziehen können. So ermöglicht der multifrequente Ansatz eine verbesserte Entlarvung von Attrappen – etwa leere Kunststoffrohre, die anstelle von Waffen auf Panzern angebracht sind. Auch sollte man eine Art 3D-Effekt erhalten, wenn man ein Objekt von mehreren Seiten untersucht und die Aufnahmen anschließend fusioniert.
Radarsysteme mit Frequenzen von 1 bis 94 Gigahertz
Während das niederländische L-Band-Radar bei 1 bis 2 Gigahertz arbeitete, lag die Frequenz des englischen X-Band-Radars bei etwa 10 Gigahertz. Die beiden Systeme des Fraunhofer FHR arbeiteten bei 34 bzw. 94 Gigahertz: Das Ka-Band-System PAMIR-Ka hat eine große Bandbreite, langfristig soll die Antenne in zwei Richtungen schwenkbar sein – dann kann auch bei einer Flugzeugdrift noch genau in die gewünschte Richtung geschaut werden. Die Besonderheit des Systems MIRANDA-94 dagegen ist die hohe Frequenz von 94 Gigahertz und die Verwendung einer Gimbal-Aufhängung, die ungewollte Flugzeugbewegungen automatisch kompensiert. Zudem wurden die Hauptkomponenten des Systems in Deutschland gefertigt, überwiegend am Fraunhofer IAF in Freiburg. Die im Rahmen der Kampagne erhobenen Daten wurden gemeinsam von den Partnerorganisationen ausgewertet und fusioniert – mit dem Ziel, belastbare Empfehlungen für den operativen Einsatz multifrequenter Radarsysteme abzuleiten.