www.radartutorial.eu Grundlagen der Radartechnik

Distributed radar system

Wireless
LAN
(5 GHz)
Wireless
Clock
(2,4 GHz)
DDS
Modulator
(D/A)
Demodulator
(A/D)
Synchron-
block
PA
LNA
LO
Mikroprozessor

Bild 1: Blockschaltbild eines Radarsatelliten mit Wireless digital Beamforming

Wireless
LAN
(5 GHz)
Wireless
Clock
(2,4 GHz)
DDS
Modulator
(D/A)
Demodulator
(A/D)
Synchron-
block
PA
LNA
LO
Mikroprozessor

Bild 1: Blockschaltbild eines Radarsatelliten mit Wireless digital Beamforming

Wireless
LAN
(5 GHz)
Wireless
Clock
(2,4 GHz)
DDS
Modulator
(D/A)
Demodulator
(A/D)
Synchron-
block
PA
LNA
LO
in
in
out
out
Mikroprozessor

Bild 1: Blockschaltbild eines Radarsatelliten mit Wireless digital Beamforming

Distributed Radar System

Das Distributed Radar System (DRS) oder auch Digital Distributed-array Radar System (DDRS) besteht aus einer Vielzahl kleiner zueinander kohärenter Radargeräte, die wie ein ausgedünntes Antennenfeld (thinned array) im Gelände oder auf der Oberfläche eines größeren Objektes verteilt sind und einer gemeinsamen Radarsignalverarbeitung unterliegen. Die Radarsignalverarbeitung erfolgt dabei wie bei einer Phased Array Antenne mit digitaler Strahlformung. Im Gegensatz zum MIMO-Radarsystem senden alle Elemente das gleiche, bestenfalls etwas zeitlich verschobene Signal aus. Durch die hier mögliche sehr große effektive Antennenfläche können eine große Anzahl solcher Mini-Radargeräte (hier Radarsatelliten genannt) ein sehr schmales Antennendiagramm formen und ermöglichen somit eine sehr genaue Positionsbestimmung von Zielen.

Diese Radarsatelliten enthalten Sender, Empfänger, ein Antennenelement und einen kleinen Prozessor, der die Rohdaten aus dem Empfänger über eine Internetverbindung (Kabel, Glasfaser oder WLAN) an den Server übermittelt. WLAN-verbindung hätte den Vorteil eines sehr schnellen Aufbaus des Systems, hat aber den Nachteil, dass hier zusätzliche Laufzeitunterschiede korrigiert werden müssen. (Kabel oder Glasfaser könnten alle mit der gleichen Länge ausgestattet werden.) In einem zentralen Hauptprozessor werden dann mögliche Laufzeitunterschiede zwischen den einzelnen Radarsatelliten ausgeglichen und das Empfangsdiagramm des Antennenfeldes geformt.

Auf diese Weise kann zum Beispiel in einem mobilen Einsatz ein Bergabhang in sehr kurzer Zeit (mittels sogenanntem: “hastily formed network”) zu einem Großraumradar ausgebaut werden. Auch ein Zerstörer der Zumwalt-Klasse wurde für Demonstrationszwecke mit 1200 Radarsatelliten bestückt, die eine zufällige Verteilung über den gesamten Schiffsrumpf hatten. Durch die digitale Formung von Sende- und Empfangsantennendiagramm sind mehrere Aufgaben, wie Aufklärung, Zielverfolgung und Navigation gleichzeitig durchführbar. Das DRS ist also immer ein Multifunktionsradar. Dadurch, dass die Fläche der Antenne nicht planeben sein muss, sondern dass deren Oberfläche beliebige Formen annehmen kann, führte auch zu dem Beinamen Flexible Distributed Radar System (FlexDRS).

Das Verfahren wurde 1987 durch Gaspare Galati und Giacinto Losquadro von Alenia (heute Teil von Selex SI) zum Patent angemeldet. Alenia war jedoch damals nicht in der Lage, eine Serienproduktion dieser Radarsatelliten zu realisieren.

Quelle: Attia E. H. and Abend K., “An experimental demonstration of a distributed array radar”, publiziert von der University of Western Ontario in “Antennas and Propagation Society Symposium. 1991 digest” IEEE, 1991, ISBN 0-7803-0144-7