SAR – Neue Radartechnik ermöglicht Blick durch die Wolken

Die Radartechnik “Synthetic Aperture Radar”, kurz SAR, ist dazu in der Lage über große Entfernungen unabhängig von Licht- und Wetterverhältnissen gestochen scharfe Bilder zu liefern. Die neue Radartechnik macht es Möglich durch die Wolken zu schauen.

Sind die Wetterverhältnisse schlecht ist es für Piloten schwer ein klares Bild auf die Landebahn zu werfen. Nebel, Regen, Smog und Schnee stellen ein hohes Sicherheitsrisiko bei der Landung dar. Dieses Risiko soll durch die neue Radartechnik SAR nun der Vergangenheit angehören.
Seit 2008 ist der Satellit Terra SAR-X im Einsatz. Der Erderkundungssatellit arbeitet mit der monostatischen SAR-Technik und kann im Gegensatz zur Kameratechnik unabhängig von Licht- und Wetterverhältnissen klare Bilder von der Erde schießen. Nun soll die Technik weiter verbessert werden und bald auch in der Flugsicherheit zum Einsatz kommen. Dazu versuchen Wissenschaftler das bisherige monostatische System auf ein multistatisches umzurüstet.

Funktionsweise der neuen SAR-Radartechnik

Die neue Radartechnik basiert auf Sensoren, die elektromagnetische Wellen aussenden. Die reflektierten Wellen werden von Antennen aufgefangen und die Daten mit Hilfe von Algorithmen in Bilder umgewandelt. Großer Vorteil dieser Technik ist, dass Licht und Wetter keinen Einfluss auf die Radarwellen haben. Die Auflösung der Aufnahmen ist weder von der Entfernung des Sensors zum Zielort noch vom Wetter abhängig. Die neue Technik ermöglicht es Bilder in einer hohen Auflösung von bis zu 5 x 5cm zu erhalten.

Bisherige Anwendunggebiete der SAR-Technik

Die monostatische SAR-Technik wird derzeit vor allem zur Erstellung von mehrdimensionalen Karten verwendet. Darüber hinaus lassen sich Veränderungen von Erdoberfläche und Umwelt sowie Naturphänomene, wie Erdbeben, Hochwasser oder vuklkanische Aktivitäten beobachten. So lieferten Anfang Juni 2011 Bilder der SAR-Technik die entscheidenen Erkenntnisse zum Puyehue-Vulkanausbruch, dessen Eruptionszentrum mit bloßem Auge nicht zu sehen war. Die Technik trägt so zu einem effektiven und schnellen Krisenmanagement bei.
Im Straßen-, Luft- und Seeverkehr kommt die Technik ebenfalls zum Einsatz. So kann man mit der neuen Radartechnik Meeresströmungen und Eisberge erkennen und ihre Geschwindigkeit sowie Position bestimmen.

Weiterentwicklung zu einem multistatischen Sytsem

Während sich bei dem monostatischen System Sender und Empfänger auf ein und derselben Plattform befinden, sollen sie bei dem multistatischen System an verschiedenen Orten platziert werden. Ein Beispiel für ein bistatisches System wäre ein auf einem Satelliten angebrachter Sender in Kombination mit einer Empfänger-Antenne auf einem Flugzeug. Diese multistatischen Systeme sollen den Informationsgehalt der Bilder entscheidend erhöhen und sogar vorausschauende Bilder ermöglichen.

Einsatz der neuen Radartechnik in der Flugsicherung

Diese vorausschauenden Bilder wären besonders für die Flugsicherung interessant. Hier ist angedacht den Sender beispielsweise in einem Turm auf dem Flughafen unterzubringen und die Flugzeuge mit Empfängern auszustatten. So könnten den Piloten trotz schlechter Sicht Bilder der aktuellen Situation auf der Landebahn zugänglich gemacht werden. Bis die ersten Flugzeuge mit dem neuen System ausgestattet werden können, bedarf es jedoch noch einiger Forschungs- und Entwicklungsarbeit.

Weitere Vorteile der multistatischen Systeme

Der Empfänger ist im Gegensatz zum Sender ein rein passiv arbeitendes Gerät. Dies ist besonders in Krisengebieten von Vorteil. Hier ist der mit einer aktiven Beleuchtung ausgestattete Sender oftmals hinderlich. Beim multistatischen System kann er nun auf eine höher gelegene Plattform (z.B. Satellit) ausgelagert werden, während nur der Empfänger im kritischen Gebiet zum Einsatz kommt. Auch ermöglicht die Trennung von Sender und Empfänger den Bau kleiner, kostengünstiger und Energie-sparender Empfangssysteme ohne teure Sendeelektronik.
Durch die Möglichkeit der Winkelvariation bei multistatischen Systemen kann darüber hinaus der Informationsgehalt der Bilder erheblich verbessert werden. Im Gegensatz zur monostatischen SAR kann so auch in Flugrichtung und entgegengesetzt der Flugrichtung abgebildet werden.