Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHRUmgebung auf dem Boden und in der Luft überwachen
Kommen Drohnen startenden oder landenden Flugzeugen in die Quere, kann das gefährlich werden. Die Bundesregierung möchte Flughäfen daher besser schützen. Möglich wäre das etwa über ein Radarsystem, das gleichzeitig Boden und Luftraum überwacht, die Objekte klassifiziert und ihre Flughöhe bestimmt. Das System lässt sich auch für die Überwachung von militärischen Feldlagern und Checkpoints einsetzen.
Vor etwa einem Jahr legten Drohnen den Londoner Flughafen Gatwick lahm, im Mai 2019 stand auch der Betrieb auf dem Frankfurter Flughafen aufgrund einer Drohnensichtung still. Der Grund: Kommen private Drohnen in Flughafennähe, können sie den Flugverkehr erheblich gefährden. Die Bundesregierung hat sich nun das Ziel gesetzt, die Flughäfen künftig stärker zu schützen.
Flughöhe von bewegten und statischen Objekten bestimmen
Möglich wäre das etwa über ein neues Radargerät aus dem Fraunhofer FHR: Es kann nicht nur Boden und Luftraum gleichzeitig überwachen, sondern die detektierten Objekte auch klassifizieren – so kann es beispielsweise zwischen einer Drohne und einem Vogel unterscheiden – und ihre Position und Flughöhe bestimmen. Das Radargerät steht auf dem Boden und dreht sich in 625 Millisekunden einmal um sich selbst: Es misst also in alle Richtungen. Dazu strahlt eine Sendeantenne Radarwellen mit einer mittleren Frequenz von 94 Gigahertz aus. Zwei leicht gegeneinander gekippte Empfangsantennen ermöglichen es, die Höhe eines Objekts über Grund zu bestimmen. Fliegt die Drohne weiter oben, erhält die obere Empfangsantenne ein größeres Signal als die untere, ebenso umgekehrt. Man spricht dabei von einem Amplitudenmonopuls. Ein weiterer Vorteil des Systems: Im Gegensatz zu anderen Systemen kann es sowohl statische als auch bewegte Objekte erkennen. Es sieht die Drohne also auch dann, wenn sie in der Luft »steht«. Da die mittlere Frequenz bei 94 Gigahertz liegt, kann sie auch kleine Strukturen sehr empfindlich detektieren.
Vogel oder Drohne? Objekte klassifizieren
Eine weitere Besonderheit: Das System kann verschiedene Objekte voneinander unterscheiden – etwa eine Drohne von einem Vogel. Möglich wird dies, indem das System auch die Geschwindigkeitskomponenten des Signals auswertet. Während sich ein Vogel nur mit wenigen verschiedenen Geschwindigkeiten bewegt – die Fluggeschwindigkeit des Vogels, das Flattern der Flügel, vielleicht eine Bewegung des Kopfes – bewegen sich die Rotoren einer Drohne mit gänzlich anderer Geschwindigkeit. Jedes Objekt hat also seine ganz eigene Geschwindigkeitssignatur, über die man es zuordnen kann. Dies sorgt auch auf dem Boden für Schutz, etwa bei einem Feldlager. Ist es eine Person, die sich da durch gesperrtes Gelände bewegt, oder streift nur ein Fuchs umher? Als Experimentalsystem ist das Radar bereits aufgebaut, derzeit wird es für Forschungszwecke eingesetzt.