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Institut für Hochfrequenztechnik: Neue Antennen- und RCS-Messanlage

Eine kompakte Antennen- und Radar-Cross-Section(RCS)-Messanlage wurde jetzt im Institut für Hochfrequenztechnik der Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen fertig gestellt. Antennen sind ein Schlüsselelement für jedes Funksystem. Und das unabhängig davon, ob es um die mobile Kommunikation, die Sensoren eines Radarsystems oder den Fernsehempfang geht. Je nach Verwendungszweck gilt es, bestimmte Antenneneigenschaften zu erfüllen. Zwar erlauben heute komplexe Simulationswerkzeuge die Ermittlung der theoretischen Eigenschaften - ein wichtiger Bestandteil bleibt jedoch die messtechnische Überprüfung der Simulationsergebnisse, erläutert die RWTH.

Von Interesse sind die räumlichen Empfangs-, beziehungsweise Abstrahlungseigenschaften, wie es aus Aachen heißt. Diese Richtdiagramme können unterschiedlich aussehen: In Mobiltelefonen eingesetzte Antennen strahlen möglichst in alle Richtungen gleich ab, während Satellitenspiegel hauptsächlich aus einer Richtung empfangen. Dazu ist eine geeignete Messtechnik erforderlich, die mit der neuen Anlage realisiert wurde, wird erläutert. Sie bestehe aus einem mit absorbierenden Materialien ausgekleideten und damit von störenden Reflexionen freien Messraum, einer Einrichtung zum Drehen der zu vermessenden Antenne und einer Sendeantenne. Der mit Blech verkleidete Messraum soll verhindern, dass Funkwellen aus der Umgebung die Messungen stören, und zusätzlich die Vorteile eines Laboratoriumsbetriebes unter kontrollierten Bedingungen bieten. Damit die Messungen jedoch möglichst realitätsnah seien, müsse der Abstand zwischen den Antennen sehr groß sein. Zur künstlichen Vergrößerung des Messabstandes werde ein besonders geformter Reflektor (Spiegel) eingesetzt. Die Qualität der Messungen werde unter anderem durch die Gestaltung der Reflektorkanten bestimmt, dadurch entstehe seine charakteristische gezackte Form.

Darüber hinaus erlaubt die Anlage zwei weitere Messverfahren: die Nahfeldmesstechnik und die Bestimmung des Radarrückstreuquerschnitts von Objekten, kurz RCS für Radar-Cross-Section. Die Nahfeldmesstechnik verzichte auf den normalerweise erforderlichen großen Abstand zwischen den Antennen im Messraum. Um Messfehler dennoch gering zu halten, würden Rechenverfahren eingesetzt, die die Messergebnisse so bearbeiten, als wären sie in großem Abstand aufgenommen worden. Allerdings geschehe dies auf Kosten eines erhöhten Mess- und Zeitaufwandes.

Radargeräte basieren auf der Idee, Abstände mittels einer Laufzeitmessung von Reflexionen eines Funksignals an einem Objekt zu bestimmen. Eine solche Abstandsmessung gelingt nur dann zuverlässig, wenn die Funkwelle an diesem Objekt ausreichend reflektiert wird. Flugzeuge, Schiffe, Fahrzeuge oder Gebäude müssen daher hinsichtlich ihrer Reflexionseigenschaften vermessen werden. Dies leistet die RCS-Messtechnikkomponente der neuen Anlage.

Die Finanzierung der neuen Anlage teilten sich der Bund, die Deutsche Forschungsgemeinschaft, das Land Nordrhein-Westfalen sowie die RWTH Aachen. Investiert wurden rund eine Millionen Euro. Der Bedarf deutscher Industrien an der Ausbildung von Ingenieuren an solchen hochspezialisierten Messanlagen sei neben der Forschung auf dem Gebiet der Antennenmesstechnik ein wichtiger Schwerpunkt der Nutzung dieser Anlage.
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