Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHRMinen jeglicher Art aufspüren? Aber sicher...
In den Boden schauen zu können, ist eine praktische Sache – insbesondere wenn es darum geht, Minenfelder von ihrer gefährlichen Fracht zu befreien. Ein bodendurchdringendes Radar macht eben dies möglich. Das Fraunhofer FHR hat nun eine experimentelle, polarimetrische Antennenzeile samt Auswertealgorithmen entwickelt. Das Besondere: Die Antennenzeile lässt eine Rasterbreite von nur zehn Zentimetern zu.
Minenfelder zu räumen, ist nach wie vor eine gefährliche Angelegenheit. Metalldetektoren helfen nur bedingt bei der nervenaufreibenden Suche, denn zahlreiche Minen und improvisierte Sprengfallen bestehen mittlerweile aus Kunststoff. Weitaus besser lassen sich solche Waffen daher mit bodendurchdringendem Radar, kurz GPR, aufspüren: Es ermöglicht die Detektion von Zielen aus Kunststoff oder Mischstoffen ebenso wie solchen aus Metall. Entsprechende polarimetrische Antennen wurden nun am Fraunhofer FHR entwickelt und aufgebaut, ebenso wie die Algorithmen zur Klassifizierung der Ziele.
Kompakte polarimetrische Antennen
Das Prinzip: Zahlreiche solcher polarimetrischen Antennen werden vor einem Fahrzeug nebeneinander in einer Antennenzeile montiert. Dort überprüfen sie das jeweils unter ihnen liegende Gelände, die Algorithmen werten die erfassten Daten umgehend aus. Schließlich muss die Information, ob sich ein Ziel vor dem Fahrzeug im Boden befindet, bekannt sein, bevor das Fahrzeug die entsprechende Stelle erreicht. Doch was ist eigentlich eine polarimetrische Antenne, und wofür braucht man sie? Viele GPR-Systeme arbeiten mit nur einer Polarisation der ausgesendeten und empfangenen elektromagnetischen Felder, die fest zur Geh- oder Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Eine polarimetrische Antenne hat noch eine zweite, senkrecht zur ersten ausgerichtete Polarisation. Die Messung liefert somit mehr Informationen und erlaubt eine bessere Aussage. Zwar gibt es solche Antennen bereits. Der Clou dieser besonderen Antenne liegt in der kompakten Bauform – ein bistatisches, polarimetrisches Antennenpaar mit jeweils einer Sende- und Empfangsantenne nimmt lediglich die doppelte Rastergröße von zwanzig Zentimeter in Anspruch. Auf diese Weise können die Antennen dicht an dicht platziert werden und den Boden auf der kompletten Fahrzeugbreite schnell und effektiv untersuchen.
Algorithmen zur Klassifizierung
Ein weiterer Schwerpunkt liegt darin, Algorithmen zu entwickeln: Diese sollen zunächst das Material und die Orientierung des Ziels analysieren und es langfristig auch klassifizieren. Handelt es sich um einen Stein, eine Mine oder eine harmlose Plastiktüte? Um eine solche Einordnung vornehmen zu können, braucht es eine entsprechende Datenbank mit Vergleichsdaten. Dazu wurde ein Testboden mit darin vergrabenen Objekten mit den polarimetrischen Antennen untersucht.