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Nachführantennensysteme

Nachführantennensysteme nutzen Richtantennen und mechanische oder elektronische Nachführung, um die Ausrichtung auf sich bewegende Ziele, Plattformen oder Satelliten aufrechtzuerhalten. In militärischen Anwendungen unterstützen Nachführantennen taktische Datenverbindungen, Funk-Telemetrie, Führung und Kontrolle, Überwachung, Aufklärung, elektronische Kriegsführung sowie mobile Ad-hoc-Netzwerke.

Auf dieser Seite finden Sie Anbieter von Nachführantennensystemen sowie Lösungen für Verteidigungsanwendungen, bei denen zuverlässige Richtfunkkommunikation, Zielverfolgung und dauerhafte Konnektivität erforderlich sind.

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Anbieter von militärischen Ortungsantennen

TUALCOM
TUALCOM

GPS-GNSS-Geräte zur Störungsunterdrückung, taktische Datenverbindungen, Telemetriesysteme, Ausrüstung für die elektronische Kriegsführung und Flugabbruchsysteme

Apella Solutions
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Einsatzkritische Antennen-, Ortungs- und Videolösungen für Verteidigungs-, Strafverfolgungs- und Sicherheitsanwendungen

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Nachführantennensysteme

Mike Ball

Aktualisiert:

Einführung in Nachführantennensysteme

Nachführantennensysteme gewährleisten gerichtete Hochfrequenzverbindungen zu sich bewegenden Plattformen in der Luft, an Land, auf See und im Weltraum. Sie kommen überall dort zum Einsatz, wo ein schmaler Antennenstrahl trotz Änderungen von Position, Entfernung, Peilung, Elevation oder Lage der Plattform auf ein Ziel ausgerichtet bleiben muss.

Arten von Nachführantennensystemen

Nachführantennensysteme lassen sich nach Aperturauslegung, Steuerungsverfahren, Installation oder Betriebsumgebung klassifizieren. Zu den gängigen Typen gehören:

Parabolreflektor-Nachführantennen – Parabolreflektoren bieten einen hohen Richtungsgewinn und eine schmale Strahlbreite, wodurch sie sich gut für Fernmessungen, Satellitenverfolgung und HF-Verbindungen mit hoher Datenrate eignen, bei denen eine präzise Ausrichtung aufrechterhalten werden kann.

Mechanisch gesteuerte Nachführantennen – Mechanisch gesteuerte Systeme nutzen motorisierte Azimut- und Elevationsachsen oder ähnliche Positioniersysteme, um die gesamte Antennenbaugruppe auf ein sich bewegendes Ziel auszurichten.

Phased-Array- und elektronisch gesteuerte Antennen – Phased-Array-Antennen lenken einen oder mehrere Strahlen durch die elektronische Steuerung mehrerer Strahlungselemente und ermöglichen so eine schnelle Ausrichtung, ohne die gesamte Antennenapertur drehen zu müssen.

Hybride mechanische und elektronische Steuerung – Hybridsysteme kombinieren eine weitreichende mechanische Positionierung mit einer schnelleren elektronischen Strahlsteuerung, um das Sichtfeld zu erweitern und gleichzeitig eine reaktionsschnelle Feinverfolgung zu gewährleisten.

Stationäre Nachführantennensysteme – Stationäre Anlagen kommen in permanenten Testgeländen, Bodenstationen, Flugplätzen und Kommunikationseinrichtungen zum Einsatz, wo stabile Fundamente und eine sorgfältig kalibrierte Ausrichtung gewährleistet werden können.

Transportable und expeditionäre Nachführantennen – Transportable Nachführantennen sind für den temporären Einsatz konzipiert und legen den Schwerpunkt auf eine überschaubare Logistik, wiederholbare Einrichtung, schnelle Ausrichtung sowie die Integration in die Kommunikations- oder Telemetrieinfrastruktur vor Ort.

Mobile und stabilisierte Nachführantennensysteme – Mobile Systeme kompensieren Fahrzeug- oder Schiffsbewegungen mithilfe stabilisierter Kardanringe, Trägheitsreferenzen, GNSS-Daten oder elektronischer Steuerung, um die erforderliche Sichtverbindung aufrechtzuerhalten.

Durch Radome geschützte Nachführantennen – Radome schützen Präzisionsantennenbaugruppen vor Wind, Regen, Eis, Staub, Salznebel und anderen Umwelteinflüssen und sind gleichzeitig so ausgelegt, dass sie die HF-Dämpfung und die Strahlverzerrung minimieren.

Frequenzbänder und HF-Leistung

Die Frequenzauswahl hängt stark vom jeweiligen Anwendungsfall ab und beeinflusst die Antennenabmessungen, die Strahlbreite, die Ausbreitungseigenschaften, die verfügbare Bandbreite, die Speisearchitektur, die Ausrichtungsanforderungen sowie die Gesamtleistung der Verbindung. Verfolgungsanwendungen im Verteidigungsbereich können je nach der vom System unterstützten Plattform oder Ausrüstung über mehrere HF-Bänder hinweg betrieben werden.

Automatisches Antennen-Nachführsystem von TUALCOM

Automatisches Antennen-Tracking-System von TUALCOM

Tracking-Systeme im L-, S- und C-Band
Systeme im L-,S– undC-Bandunterstützen eine Reihe von Telemetrie- und Kommunikationsfunktionen und bieten im Vergleich zu Verbindungen mit höheren Frequenzen relativ unempfindliche Ausbreitungs- und Ausrichtungsmerkmale.

X-Band-Nachführantennen
X-Band
-Antennen bieten bei einer gegebenen Apertur einen relativ hohen Richtungsgewinn und werden in Anwendungen der Verteidigung, Raumfahrt, Telemetrie und Satellitenkommunikation eingesetzt, bei denen eine genaue Ausrichtung aufrechterhalten werden kann.

Ku- und Ka-Band-Nachführsysteme
Ku- und Ka-Band-Systeme
können hochkapazitive Kommunikation und schmale Strahlbreiten bei vergleichsweise kompakten Aperturen unterstützen, erfordern jedoch eine präzisere Ausrichtungssteuerung und eine stärkere Berücksichtigung der atmosphärischen Dämpfung.

Dualband- und Multiband-Antennenkonfigurationen
Multiband-Systeme ermöglichen es, mit einer einzigen Antenneninstallation mehrere HF-Kanäle oder Missionen zu unterstützen – durch gemeinsam genutzte Reflektoren, mehrere Einspeisungen, Breitbandkomponenten oder frequenzselektive Architekturen.

Verteidigungsanwendungen für Nachführantennen

Militärische Nachführantennensysteme unterstützen ein breites Spektrum an Anwendungen, darunter Kommunikation, Telemetrie, Messtechnik und Datenübertragung in den Bereichen Luft, Land, See, Raketen und Weltraum.

Flugtests und luftfahrttechnische Telemetrie

Flugtestprogramme nutzen Telemetrie-Verfolgungsantennen, um technische Daten und Messwerte von Flugzeugen, Drehflüglern, Raketen und unbemannten Systemen zu empfangen. Die Antenne muss die Verbindung aufrechterhalten, auch wenn sich Entfernung, Höhe und Zielgeometrie während des Tests ändern.

Steuerung und Kontrolle unbemannter Luftfahrzeuge

Verfolgungsantennen können die Führungs- und Kontrollverbindungen zu unbemannten Luftfahrzeugen stärken, indem sie die HF-Energie auf die Plattform konzentrieren. Positionsdaten, Signalverfolgung oder beides können genutzt werden, um die Ausrichtung während der gesamten Mission aufrechtzuerhalten.

UAV-Nutzlast- und ISR-Datenverbindungen

Eine taktische ISR-Tracking-Antenne kann die Übertragung von Bild-, Radar- und anderen Sensordaten von UAV-Nutzlasten unterstützen. Die Richtverstärkung trägt dazu bei, Verbindungen mit höherer Kapazität über größere Entfernungen und bei sich ändernden Flugprofilen aufrechtzuerhalten.

Tests von Raketen und Waffensystemen

Raketen- und Waffentests können hohe Winkelgeschwindigkeiten und schnelle Änderungen der Zielposition mit sich bringen. Verfolgungsantennen müssen eine ausreichende Schwenkgeschwindigkeit, Beschleunigung und Richtgenauigkeit aufweisen, um den Telemetrieempfang während der gesamten Flugbahn aufrechtzuerhalten.

Militärische Satellitenkommunikation

Nachführsysteme für die militärische Satellitenkommunikation (SATCOM)gewährleisten die Aufrechterhaltung von Kommunikationsverbindungen zu Satelliten von festen, transportablen, maritimen oder mobilen Terminals aus. Nicht-geostationäre Netzwerke erfordern eine kontinuierliche Nachführung und unter Umständen auch einen schnellen Übergang zwischen Raumfahrzeugen.

Testgelände und Messsysteme

Verteidigungs-Testgelände integrieren Nachführantennen mit Telemetrieempfängern, Aufzeichnungsgeräten, Zeitsteuerungssystemen, Radar und Infrastruktur zur Testgeländesteuerung. Dies ermöglicht die Korrelation der erfassten HF-Daten mit anderen Messwerten während der Echtzeitüberwachung und der Analyse nach dem Test.

Anwendungen zur Verfolgung an Bord von Schiffen und im maritimen Bereich

Verfolgungsantennen an Bord von Schiffen müssen die Schiffsbewegung ausgleichen und gleichzeitig präzise Richtungsverbindungen aufrechterhalten. Stabilisierte Sockel, Trägheitsreferenzen, GNSS-Daten oder elektronische Steuerung können eingesetzt werden, um Roll-, Nick- und Gierbewegungen sowie Vibrationen auszugleichen.

Fahrzeugmontierte und taktische Kommunikation

Fahrzeugmontierte Ortungsantennensysteme unterstützen den Einsatz von UAVs, taktische SATCOM, die Verbreitung von ISR-Daten sowie temporäre Kommunikationsnetzwerke. Eine Drohnen-Ortungsantenne für den taktischen Einsatz muss präzise Ausrichtung mit robuster Bauweise, überschaubarem Strombedarf und schnellem Einsatz verbinden.

Normen und Qualifizierung

Die Qualifikationsanforderungen für Verfolgungsantennen variieren je nach Plattform, Beschaffungsprogramm, Umgebung, Frequenz und beabsichtigtem militärischem Einsatzzweck. Zu den gängigen Normen gehören:

  • MIL-STD-810: Leitlinien zur Umwelttechnik und Laborprüfverfahren können herangezogen werden, um Geräte hinsichtlich relevanter Bedingungen wie Temperatur, Vibration, Stoßbelastung, Regen, Sand, Staub, Feuchtigkeit und anderer Betriebsbedingungen zu bewerten.
  • MIL-STD-461: Betroffene Geräte und Teilsysteme müssen unter Umständen die Einhaltung der Anforderungen hinsichtlich elektromagnetischer Emissionen und Störanfälligkeit nachweisen, um die Integration in militärische Plattformen und Anlagen zu ermöglichen.
  • MIL-STD-464: Anforderungen an elektromagnetische Umwelteinflüsse auf Systemebene können gelten, wenn Antennenausrüstung zur Verfolgung Teil eines umfassenderen Luft-, Boden-, See- oder Weltraumsystems ist.
  • IRIG 106: Flugtest- und Reichweitentelemetriesysteme können die Bestimmungen von IRIG 106 nutzen, die Bereiche wie Telemetrieübertragung, -empfang, Datenformate, Aufzeichnung, paketierte Daten und vernetzte Telemetrie abdecken.

Neue Technologien für Nachführantennen

Die Entwicklung von Nachführantennen konzentriert sich zunehmend auf elektronisch gesteuerte Antennenarrays, hybride Ausrichtungsarchitekturen, digitale Strahlformung, softwaredefinierte Steuerung und eine stärker automatisierte Bodeninfrastruktur. Diese Technologien ermöglichen eine schnellere Strahlpositionierung, geringeren mechanischen Verschleiß und eine flexiblere Nutzung der Antennenressourcen.

Das Wachstum unbemannter Plattformen und die zunehmende Verbreitung nicht-geostationärer Satellitenkonstellationen verändern zudem die betrieblichen Anforderungen an Antennen-Nachführsysteme. Zukünftige militärische Boden- und taktische Terminals müssen möglicherweise häufige Satellitenwechsel durchführen, mehrere gleichzeitige Verbindungen verwalten, ferngesteuert betrieben werden und Antennenressourcen über verteilte Netzwerke hinweg gemeinsam nutzen. Hersteller und Zulieferer entwickeln daher Nachführarchitekturen, bei denen Automatisierung, vernetzte Steuerung, Multiband-Betrieb, reduzierter Aufwandsaufwand beim Einsatz sowie eine schnellere Anpassung an sich ändernde Missionsgeometrien im Vordergrund stehen.