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Intelligente Nutzung: Wie nutzt passives Radar umgebende Funksignale?
In der heutigen Zeit der rasanten Entwicklung militärischer und ziviler Technologie haben passive Radarsysteme nach und nach ihren einzigartigen Charme entfaltet. Das Potenzial dieser Radartechnologie liegt in ihrer Fähigkeit, Objekte mithilfe vorhandener drahtloser Signale in der Umgebung zu erkennen und zu verfolgen, die häufig von nicht kooperierenden Quellen wie Rundfunkstationen, kommerziellen Kommunikationssignalen usw. stammen. Im Vergleich zu herkömmlichen Radarsystemen benötigen passive Radarsysteme keinen speziellen Sender, was ihnen offensichtliche Vorteile hinsichtlich Kosten, Effizienz und Unsichtbarkeit verschafft.
Herkömmliche Radarsysteme verfügen über einen gemeinsamen Sender und Empfänger, die die Position eines Objekts durch Impulssignale messen. In einem passiven Radarsystem sendet der Empfänger mithilfe eines Dritten in der Umgebung Signale aus und berechnet die Positionsinformationen des Objekts, indem er die direkte Entfernung und die Reflexionsentfernung des gesendeten Signals zum Objekt vergleicht. Dieser Prozess liefert nicht nur die Entfernung des Ziels, sondern misst auch mehrere Parameter wie die Doppler-Frequenzverschiebung und die Ankunftsrichtung, um die Geschwindigkeit und den Kurs des Ziels zu berechnen.
Der Vorteil des passiven Radarsystems liegt in seinen geringen Betriebskosten und seiner Tarnung, die eine schnelle Aktualisierung der Informationen ermöglicht, ohne dass eine spezielle Frequenzkonfiguration erforderlich ist.
Historischer Hintergrund des Passivradars
Das Konzept passiver Radarsysteme ist nicht neu. Bereits 1935 nutzte der Brite Robert Watson Watt erstmals Radiowellen zur Ortung eines Bombers und legte damit den Grundstein für die Entwicklung der Radartechnik. Mit der Entwicklung der Technologie haben viele Länder damit begonnen, verschiedene Arten von bistatischen Radarsystemen zur Bekämpfung von Luftbedrohungen einzusetzen. Das britische CHAIN HOME und das französische CW-Radar sind frühe Beispiele.
Während des Zweiten Weltkriegs nutzte Deutschland auch passives bistatisches Radar, um Flugzeuge über das britische CHAIN HOME-Radar zu erkennen. Obwohl Fortschritte in der Sender- und Empfängertechnologie den monostatischen Radar zum Aufschwung brachten, gewannen passive Radarsysteme in den 1980er Jahren mit der Verbesserung der Computertechnologie und der digitalen Empfängertechnologie wieder an Interesse.
So funktioniert passives Radar
In einem passiven Radarsystem muss der Empfänger reflektierte Wellen von mehreren Signalquellen genau empfangen. Dazu gehören unter anderem Fernsehsignale, UKW-Radio und GPS-Satelliten. Das System tastet die Signalform dynamisch ab, indem es den Referenzkanal des übertragenen Signals erfasst, und führt mehrere Verarbeitungsschritte wie digitale Strahlformung und adaptive Filterung durch, um sicherzustellen, dass Zielinformationen genau extrahiert werden können.
Passive Radarsysteme erfordern Empfängerdesigns mit geringem Rauschen, hohem Dynamikbereich und hoher Linearität, um extrem kleine Echosignale bei starker Interferenz zu identifizieren.
Vorteile und Herausforderungen des passiven Radars
Als Vorteile reduzieren passive Radarsysteme nicht nur die Anschaffungskosten, sondern erleichtern auch den Betrieb und die Wartung. Bei manchen Missionen, die einen verdeckten Einsatz erfordern, bietet Passivradar sicherlich eine Option, ohne eine bestimmte Frequenz zu übertragen. Diese Technologie bringt jedoch Herausforderungen mit sich. Die größte Herausforderung besteht darin, dass das System stark von externen Signalquellen abhängig ist und seine Verfügbarkeit daher stark von Umweltfaktoren abhängt.
Darüber hinaus hat sich die Leistung des Passivradars zwar allmählich der Leistung herkömmlicher Kurz- und Mittelstreckenradarsysteme angenähert, ihre Positionierungsgenauigkeit und Spurstabilität müssen jedoch noch weiter verbessert werden. Obwohl durch den Einsatz von Multibasisradar die Genauigkeit verbessert werden kann, nimmt auch die Komplexität des Systems zu.
Aktuelle Forschung und Zukunftsaussichten
Derzeit betreiben viele kommerzielle und akademische Institutionen auf der ganzen Welt aktiv Forschung zum Passivradar und erweitern seine Anwendungsfelder. Forscher in den USA, Großbritannien, Frankreich und anderen Ländern sind bestrebt, die Möglichkeiten der Nutzung moderner digitaler Rundfunksignale weiterzuentwickeln. Beispielsweise gilt der HDTV-Standard aufgrund seiner hervorragenden Mehrdeutigkeitsfunktion als ideale Signalquelle für Passivradar, was ihn nach und nach zu einem Hotspot in der einschlägigen Forschung gemacht hat.
Aufgrund der geringen Kosten für passive Radarsysteme ist diese Technologie besonders attraktiv für Forschungseinrichtungen und andere Einheiten mit begrenzten Budgets. Da sie weniger Hardware-Einrichtungen erfordert, können sich Forscher auf die Verbesserung der Algorithmen und der Stärkung der Rechenleistung konzentrieren. Mit der Weiterentwicklung der digitalen Signalverarbeitungstechnologie werden wir in Zukunft Zeuge einer Weiterentwicklung der passiven Radartechnologie sein und ihre Reichweite auf weitere Anwendungsbereiche erweitern. Wird sich dadurch unser grundlegendes Verständnis der drahtlosen Signalnutzung verändern?
