Design- und Systemaspekte für mehrkanalige mmW-Primär-Radarsysteme zur Zielerfassung bei Raumfahrtanwendungen

Eine Radarsensorik mit großer Reichweite und qualitativ guter Bildgebung stellt einen entscheidenden Schritt für die Automatisierung von Rendezvous- und Andock-Manövern von Satelliten dar. Solche Manöver sind hilfreich, um intakte Satelliten zu warten und damit die Missionslaufzeiten zu verlängern oder um ausgediente Komponenten und Trümmerteile kontrolliert zu entsorgen. Dies sind beides Maßnahmen, um das Risiko von Kollisionen in der Erdumlaufbahn zu minimieren und die Nutzbarkeit des erdnahen Orbits für die Raumfahrt zu erhalten.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden wichtige Kernaspekte für ein kombiniertes radarbasiertes Bildgebungs- und Ortungssystem eingehend betrachtet. Speziell für diese Anwendung wurden Antennen mit hoher Bandbreite und Richtwirkung entwickelt und deren Positionierung in einem Gesamtarray optimiert. Intensive simulative und messtechnische Untersuchungen zum Phasenrauschen liefern erstmalig quantitative Zusammenhänge, wie sich die Verteilung von Sub-Komponenten in der Frequenzsynthese positiv auf das Signal-zu-Rauschverhältnis auswirken kann. Abschließend werden in dieser Arbeit neuartige Ansätze für die kombinierte Abstands- und Geschwindigkeitsmessung vorgestellt und die Erkenntnisse aus den verschiedenen Betrachtungen für den Entwurf eines optimierten Gesamtsystems herangezogen.