Überwachung von Luft- und Schiffsverkehr

Eine der ersten und bis heute wichtigsten zivilen Anwendungen der Radartechnik ist die Überwachung und Lenkung des Luftverkehrs (Air Traffic Control, ATC). Mittel- und Weitbereichsradare decken dabei jeweils Sektoren von einigen hundert Kilo­meter Durchmesser ab. Im unmittelbaren Flughafenbereich werden Radare mit geringeren Reichweiten für die tageslicht- und wetterunabhängige Anflugkontrolle (Ground Controlled Approach, GCA) eingesetzt.

Ein früher Vertreter eines ATC-Radars ist die Mittelbereichs-Rundsicht-Radaranlage GRS (Ground Radar System). Sie entstand nach vorausgegangenen Lizenzfer­tigungen als erste Eigenentwicklung eines Großradars zwischen 1955 und 1957 bei TELEFUNKEN und kam in mehreren europäischen Ländern zum Einsatz. Besondere Erwähnung verdient die gewaltige Antenne mit einem Reflektor von 7 m x 14.5 m und einem Gesamtgewicht von ca. 30 t. GRS arbeitete im L-Band (1250 bis 1350 MHz) mit einer Reichweite von 220 km und einer Zielerfassungshöhe von bis zu 16000 m.

  
Mittelbereichs-Rundsicht Radaranlagen GRS und SRE-M

Die Anlage SRE-M (Surveillance Radar Equipment-Medium Range) folgte GRS nach und ist seit 1976 bis heute in Betrieb. Sie verfügt über einen kohärenten Klystron-Sender mit einer Impulsausgangsleistung von 2.5 MW. Die Reichweite gegen ein Ziel mit 8 m² Rückstrahlquerschnitt beträgt ca. 550 km.

Das weltgrößte radarüberwachte Schiffsverkehrssicherungssystem wird an den Mün­dungen von Elbe, Weser und Jade unter dem Namen SEATRACK 7000  betrieben. Kernelement ist eine Radarkette, die im Frequenzbereich 8.8 bis 9.2 GHz arbeitet und eine variable instrumentierte Reichweite von 12 bis 48 km ermöglicht. Bis zu 200 feste oder bewegte Ziele können pro Sekunde detektiert und lokalisiert werden.

    
Verkehrszentrale und Lotsenarbeitsplätze von SEATRACK 7000

Bordradar

Bordradare für Jagdflugzeuge sind seit jeher eine der größten technischen Heraus­forderungen für Radaringenieure. Die militärischen Betreiber verlangen eine Vielzahl von Systemeigenschaften, die oft nur schwer in Einklang zu bringen sind, wie höchste Leistungsfähigkeit, geringes Gewicht und Volumen, limitierte Leistungs­aufnahme aus dem Flugzeugbordnetz, größtmögliche Zuverlässigkeit, Redundanz der wesentlichen Funktionen.

Die ersten Bordradare der Nachkriegszeit gehörten zur Generation der "analogen" Radare. Ein charakteristischer Vertreter dieser Gattung ist das NASARR (North American Search and Ranging Radar), das im F-104 Starfighter zum Einsatz kam. Dieses Navigations- und Feuerleitradar wurde in den Jahren 1961 bis 1966 von einem europäischen Firmenkonsortium in Lizenz der US-Firma Autonetics gebaut.

             
Feuerleitgerät NASARR im F-104 Starfighter

Die weitere Entwicklung führte vom analogen zum digitalen Multifunktionsradar. Nahezu alle Funktionen dieser Geräte werden von einem Kontrollcomputer per Software gesteuert. Das „Tornado Nose Radar“ ist ein markantes Beispiel dieser Entwicklungsstufe. Sein Radarprozessor steuert mehrere Betriebsmoden wie Luft-Luft- und Luft-Boden-Angriff, Geländeabbildung oder Geländeverfolgung im Tiefflug.

       
Tornado Nose Radar und MRCA Tornado

Den derzeitigen Stand der Technik repräsentiert in eindrucksvoller Weise Captor, das Bordradar des Eurofighter. Vier Nationen haben dieses Radar gemeinsam entwickelt und produzieren es: Deutschland, Großbritannien, Italien und Spanien. Das Radar Captor ebenso wie das Flugzeug Eurofighter sind aktuelle Beispiele für den internationalen Charakter heutiger Hochtechnologie.

Captor arbeitet im für moderne Bordradare üblichen Frequenzbereich um 10 GHz und verfügt über eine planare Hohlleiter-Schlitzantenne, die in Azimut und Elevation geschwenkt wird. Der Sender ist mit einer Wanderfeldröhre ausgestattet, Signal- und Datenprozessor arbeiten voll digital und ermöglichen den Einsatz von mehr als 30 Betriebsmoden.

    
Multifunktionsradar Captor für den Eurofighter

Insbesondere bezüglich der Antenneneigenschaften hat Captor einen Leistungs­höchststand erreicht. Er ist mit dieser Technologie nicht mehr zu verbessern. Trotz­dem verbleibt ein systembedingter Schwachpunkt: die aufgrund der mechanischen Bewegung gegebene eingeschränkte räumliche Agilität der Antennenblickrichtung. Aus diesem Grund gehört die Zunkunft der Bordradare sicher dem Radar mit elektronisch geschwenkter Antenne.

Schiffsradar

Auch im Bereich des Schiffsradars entstanden die ersten Nachkriegsentwicklungen auf des Basis von Lizenzverträgen. Eine der ersten modernen Schiffsradaranlagen, die schließlich zur Standardausrüstung der Bundesmarine wurde, war TRS-N.

Schiffsradaranlage TRS-N

TRS-N wurde in den fünfziger und sechziger Jahren von TELEFUNKEN entwickelt und in 69 Exemplaren ausgeliefert. Es handelte sich um eine Zweiband-Anlage, deren Betriebsfrequenz wahlweise von 5.5 auf 9.3 GHz umgeschaltet werden konnte. Für beide Frequenzen wurde derselbe Antennenreflektor, ein Zylinder­parabol, verwendet. TRS-N wurde hauptsächlich auf kleinen Einheiten der Marine, z.B. auf Minenräumbooten, eingesetzt.

Früher noch als an Bord von Flugzeugen faßte bei Boden- und Schiffsradaren die schon erwähnte neue Technik Fuß: Radare mit elektronischer Strahlschwenkung durch phasengesteuerte Antennen.