Millimeterwellen-Experimentalradar MEMPHIS

(Millimeterwellen - Experimental - Multifrequenz - Polarimetrie - Hochauflösungs - Interferometrie - Sensor)

Motivation und Hintergrund

Im Millimeterwellenbereich operierende Radarsensoren gewinnen zunehmend bei Zielsuchkopf- und Aufklärungsanwendungen an Bedeutung, aber auch bei Verkehrsüberwachungs- und Umweltkontrollaufgaben. Die kurzen Wellenlängen in diesem Frequenzbereich erlauben eine extrem kompakte Bauweise, was eine wichtige Voraussetzung für luftgetragene Systeme darstellt. Die im Vergleich zu klassischen Radarfrequenzen höhere atmosphärische Dämpfung wird durch stärker bündelnde Antennen relativiert, so dass auch Anwendungen auf mittlere und große Entfernungen denkbar werden. Um dieses Potential näher zu untersuchen, wurde bei dem FHR das Experimentalradar MEMPHIS entwickelt.

Systembeschreibung

Die Besonderheit von MEMPHIS besteht darin, dass es über zwei simultan arbeitende Frontends bei 35 GHz und 94 GHz verfügt, was einen direkten Vergleich beider Frequenzbereiche ermöglicht. Die Bandbreite liegt bei 800 MHz, die Sendepolarisation kann von Impuls zu Impuls zwischen linear horizontal und vertikal oder zirkular rechts drehend und links drehend geschaltet werden. Empfängerseitig verfügen beide Front-Ends über vier Kanäle. Die ZF-Signale werden nach der Quadraturdemodulation digitalisiert und für die Weiterverarbeitung aufgezeichnet.
Je nach Anwendung kommen verschiedene Antennen zum Einsatz, darunter Multibasen - Interferometrieantennen, polarimetrische Monopulsantenne, symmetrische und für SAR-Anwendungen asymmetrische Linsen, sowie ein mechanischer Scanner. Tabelle 1 fasst die technischen Daten des Systems zusammen.

Betriebsarten von MEMPHIS

MEMPHIS kann in vier unterschiedlichen Konfigurationen betrieben werden:

1. Für SAR-Messungen ist MEMPHIS in der Springertür einer C-160 "Transall" in Seitensichtgeometrie montiert (Abb. 1). Die gewonnenen Daten werden mit Hilfe eines Hochgeschwindigkeitssystems aufgezeichnet und einer off-line Datenverarbeitung zugeführt, um hochaufgelöste Radarbilder zu generieren.
2. In der Betriebsart des Doppler-Beam-Sharpening (DBS) arbeitet MEMPHIS mit einer abtastenden Antenne und ist rückwärtsblickend auf der Laderampe der "Transall" montiert.
3. Für bodengebundene Anwendungen, hauptsächlich zur Untersuchung der Rückstreucharakteristik von Schiffen, Fahrzeugen und Hubschraubern, ist MEMPHIS auf einen Drehstand montiert.
4. Zur Bestimmung der hochaufgelösten RCS Signatur von Bodenzielen arbeitet MEMPHIS in Turm-/Drehstand - Konfiguration bei voller Ausleuchtung des Ziels mit einer Monopulsantenne. Aus den Daten werden hochaufgelöste dreidimensionale Streuzentrenverteilungen, sowie statistische Kenngrößen gewonnen.

 Literatur

[1] H. Essen, H. Schimpf, S. Boehmsdorff, T. Brehm, "MEMPHIS - a fully Polarimetric Experimental Radar", IGARSS 2002, Toronto, CA (CD FR08_853)

 

 

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