Dual-polarisierte Gruppenstrahler für ein maritimes Zweifrequenz-Radar

Um in der Schifffahrt sicher ans Ziel zu gelangen, sind die Navigation und Kollisionsvermeidung von zentraler Bedeutung. Mit steigendem Schiffsverkehr kommt dabei der Kollisionsvermeidung eine stetig wachsende, sicherheitsrelevante Rolle zu. Hierfür werden sowohl auf Schiffen als auch an der Küste Radare eingesetzt, um die genaue Beobachtung des Seewegs über weite Entfernungen zu ermöglichen. Besonders für große Schiffe mit Bremswegen von mehreren Kilometern ist dies zwingend notwendig, damit rechtzeitig auf das Geschehen in der Umgebung reagiert werden kann. Dabei müssen Radare mit einem hohen Signaldynamikbereich umgehen können. Dieser ist notwendig, da die Signalintensitäten der Radarechos, abhängig von der Radarrückstreufläche des Ziels, von der Entfernung des Radars zum Ziel und von Umweltfaktoren stark variieren. Für das weltweit wichtigste Warentransportmittel werden zudem, ähnlich wie für landgestützte Fortbewegungs- und Transportsysteme, Visionen für eine autonome Schifffahrt erarbeitet. Um in einem solchen Szenario die Schiffe sicher zu ihrem Zielhafen zu navigieren, werden eine Vielzahl von Sensoren nötig sein, von denen insbesondere die Radare eine Hauptaufgabe bei der Bewältigung der sicheren Fortbewegung übernehmen müssen.
In der zivilen Schifffahrt ist bis heute hauptsächlich der Einsatz von inkohärenten Magnetronradaren gebräuchlich. Die Technik wurde zur Zeit des zweiten Weltkrieges entwickelt und wird bis heute in der modernen Schifffahrtsindustrie eingesetzt. Ihr großer Vorteil ist, dass sie lang bewährt und vergleichsweise kostengünstig in der Anschaffung ist. Dafür müssen die Radare jedoch in regelmäßigen Intervallen gewartet und Komponenten ausgetauscht werden, da ansonsten ihre Funktionalität und damit die Gefahrenerkennung gefährdet sind. Als neue Technologie für die zivile Schifffahrt ist der elektronisch schwenkbare Gruppenstrahler, engl. Phased Arrays, von großem Interesse. Dieser nutzt statt einer einzigen großen, rotierenden Antenne viele kleine Antennen zum Senden und Empfangen des Radarsignals. Es wird dabei mit einer bestimmten Phasenlage zwischen den Elementen gewichtet, sodass bei der Überlagerung eine Richtwirkung im Fernfeld des Gruppenstrahlers erreicht wird.