Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHRDie Bedrohung durch Minen im Boden steigt angesichts der Kriege und Konflikte weltweit. Bei den Bemühungen, Landstriche von Minen zu befreien, stellt das Auffinden von Sprengkörpern im Boden eine enorme Herausforderung dar: Ein großer Anteil der Objekte sind leere Ölkanister, kaputte Einkaufswagen oder auch schlicht eine alte Dose. Zudem gibt es Fälle, dass man beim Platzieren von improvisierten Sprengfallen gleichzeitig Schrott auslegt, um dem Gegner das Aufspüren zu erschweren. Hier setzt die Arbeit der Forschenden um Dr. Christian Bräu, Gruppenleiter UWB-Radar am Fraunhofer FHR in Wachtberg an.
Das Team des Fraunhofer FHR zieht alle Hightech-Register und setzt auf Ultrabreitbandradar. Radar detektiert auch nicht-metallische Objekte, schließlich sind Landminen oder auch Sprengfallen wie die mit Dünger gefüllten Kanister fast immer aus Kunststoff. Damit eröffnet die Technologie deutliche Vorteile gegenüber klassischen Detektionsverfahren. Der momentan am Institut entwickelte bodendurchdringende Radarsensor arbeitet in einem Frequenzbereich zwischen 400 MHz und 6 GHz. Durch die niedrigen Frequenzen dringen die elektromagnetischen Wellen tief in den Boden ein. Die hohe Bandbreite wiederum verbessert Auflösung und Detailgrad der vermessenen Objekte und unterstützt so eine fundierte Entscheidungsgrundlage für Anwenderinnen und Anwender vor Ort.
Weitere Fortschritte erzielen Bräu und sein Team durch eine neuartige Kombination aus polarimetrischen und multistatischen Antennen. Bei den multistatischen Antennen-Arrays sendet eine Antenne das Signal aus und bis zu sechs Antennen empfangen die reflektierten Signale aus dem Boden. Die unterschiedlichen Winkel, in denen die reflektierten Wellen eintreffen, lassen ein exaktes Bild der im Boden versteckten Objekte entstehen. Für noch mehr Genauigkeit sorgt die polarimetrischen Antennentechnologie. Bräu erklärt den Ansatz: »Wir nutzen das Phänomen, dass Objekte, die Radarwellen reflektieren, auch deren Polarisation ändern, also die Ebene, in der die elektromagnetische Welle schwingt. Die veränderten Polarisationsdaten liefern uns zusätzliche Informationen über die Geometrie und die Abmessungen des jeweiligen Objekts«. Ein klarer Mehrwert für die praxisnahe Objektklassifikation.
Mit dem Experimentalsensor welcher derzeit am Fraunhofer FHR entwickelt wird, werden die polarimetrische und multistatische Signalverarbeitung kombiniert. „Hiermit erhoffen wir uns in Zukunft eine verbesserte Erkennung vergrabener Bedrohungen auch in schwierigen Umgebungen, um so Leib und Leben von Menschen retten zu könnten“, so Bräu abschließend.