Compact Antenna und Radar Cross Section Test Range

MBDA in Schrobenhausen beherbergt ein gutes Dutzend Labore, in denen Techniker und Ingenieure die Eigenschaften, Möglichkeiten und Fähigkeiten von Flugkörpern untersuchen. Die Compact Test Range ist eines davon. Hier untersuchen die Ingenieure Felder von Antennen im Frequenzbereich von 1 bis hundert GHz. Darüber hinaus ist es möglich auszumessen, wie Körper elektromagnetische Felder reflektieren oder absorbieren. Der Radar-Wirkungsquerschnítt (RCS: Radar Cross Section) beschreibt wie ein Körper elektromagnetische Felder im Radar-Wellenlängenbereich reflektiert. Das Wissen um diesen Wirkungsquerschnitt ist von grundlegender Bedeutung, um mit einem Radar, Objekte zu erkennen und zu verfolgen. Dieses Wissen ist sowohl für zivile als auch für militärische Anwendungen wertvoll.

Zivile und militärische Anwendung

Für die Sicherheit in der zivilen Seefahrt ist es zum Beispiel wichtig, erkannt zu werden - und zwar nicht nur im grellen Sonnenlicht sondern auch im Frequenzbereich von Radaren auf große Entfernungen, bei Nebel und rauer See. Deshalb werden Yachten mit Radarreflektoren ausgerüstet, die für eine starke Signatur in einem Radarbild sorgen. Um zu überprüfen wie stark diese Signatur wirklich ist, werden solche Radarreflektoren in einer Compact Test Range untersucht. So ist sichergestellt, dass auch ein kleineres Boot oder eine Yacht auf größere Entfernung auf dem Radarbild gut zu erkennen ist.

Bei militärischen Anwendungen kommt es dagegen meist darauf an unentdeckt zu bleiben. Dazu muss ein Flugkörper eine möglichst geringe Radarsignatur hinterlassen. Wie klein diese Signatur in unterschiedlichen Frequenzbereichen und unterschiedlichen Positionen ist, können Techniker ebenfalls in der Test Range untersuchen.

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Compact Test Range und Know-how für Kunden

Den Namensteil Compact verdient sich das Labor, weil dort ein Parabolspiegel eingesetzt wird, der das Radarfeld einer Antenne reflektiert und durch die parabolische Bauform ein Feld erzeugt, das dem einer Antenne in großer Entfernung entspricht. Gleichzeitig unterdrücken die charakteristischen Absorber Störfelder durch Reflexionen. Im Bild sind diese Absorber gut sichtbar an den Wänden der Testkammer.

MBDA nutzt die Anlage für eigene Produkte bietet aber die Einrichtung und das Know-how auch anderen Unternehmen und Partnern an. Zu diesen Kunden zählen die ESA und Emerson & Cuming Anechoic Chambers (weltweit führend in der Entwicklung und Herstellung von RF absorbierenden Materialien und reflexionsfreien Kammern). ECAC Vertriebs- und Marketingbeauftragter Ellen Matthys: „Ich möchte mich bei MBDA Deutschland für die unglaubliche Unterstützung bedanken, die sie uns bei den Vermessungen unserer Absorber gegeben hat. Ich freue mich auf unser nächstes gemeinsames Projekt.“

Der promovierte Physiker Maik Middendorf ist bei MBDA verantwortlich für das Labor: „Es ist immer wieder spannend, wie aus den Messungen ein Bild des untersuchten Körpers errechnet wird. Ähnlich wie in der Computertomographie in der Medizin, können wir hier sehr genau untersuchen wie ein Körper im dreidimensionalen aussieht.“

Datenerfassung und Bildverarbeitung

Um die in der Testrange erfassten Daten auszuwerten, ist eine leistungsfähige Postprocessing-Software erforderlich, sie sorgt für die Visualisierung und Analyse der Messdaten. Bei MBDA kommen im Schwerpunkt 2 Systeme zum Einsatz: MBDA ISAR und MBDA FAFTA .

ISAR steht für Inverse Synthetic Aperture Radar und ist eine Technik, die Radarbildgebung verwendet, um hochauflösende 2D- oder 3D-Bilder eines Objekts zu erzeugen. Im Gegensatz zur SAR Technologie (Synthetic Aperture Radar) bei der die Radarquelle bewegt wird, um eine größere Apertur und damit eine bessere Bildauflösung zu ermöglichen, wird bei ISAR die Bewegung des Objekts genutzt, um die höhere Bildauflösung zu erzielen.

In der Compact Test Range können auch Antennenfelder vermessen werden. In dem Fall kommt MBDA FAFTA (Fast Antenna Field Transformation Algorithm) zum Einsatz. Der Fast Antenna Field Transformation Algorithm berechnet aus den Fernfeldmessdaten die entsprechende Antennenstrahlungsquelle sowie die Stromdichten auf der Antennenoberfläche. Dank einer innovativen Formulierung des inversen elektromagnetischen Problems ist FAFTA die erste Software, die aus Antennenmessdaten (Near-Field, Far-Field) authentische äquivalente elektromagnetische Stromverteilungen und extreme Nahfelder auf einer zu testenden Antenne rekonstruieren kann.

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Technische Daten

Reflector Compact Range
Messmöglichkeiten
Radar-Wirkungsquerschnitt / Antennenfelder
Frequenzbereich
1 - 100 GHz (Messkammer) / 1-40 GHz (Instrumente)
Messkammer
≤ -100 dB
7 m x 7 m x 12 m
Reflektor
4 m x 4 m (Serrated Edge)
Testbereich
1.8 m x 1.8 m x 1.8 m
Dynamik
50 bis 80 dB
RCS Empfindlichkeit
Bis zu -50dBsm, abhängig von Objektgröße
Gewicht des Messkörpers
Bis zu 50 kg
Messachsen
Achsen: Polarisation, Azimuth, Elevation, Roll

Weitere Informationen:

Sebastian Sturm

Hagenauer Forst 27, 86529 Schrobenhausen, GERMANY
Phone: +49 8252 994690
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E-Mail: sebastian.sturm@mbda-systems.de