Das russische Unternehmen Cognitive Technologies kündigte die Entwicklung eines Industriedesigns einer vierdimensionalen Radarstation für unbemannte Fahrzeuge an. Laut Mitteilung des Unternehmens an die N+1-Redaktion laufen derzeit die Vorbereitungen für die Serienproduktion des Radars. Die von ihnen geschaffene Radarstation sei das weltweit erste industrielle Modell eines vierdimensionalen Radars, das nicht nur Raumkoordinaten und Geschwindigkeit von Objekten, sondern auch deren Form bestimmen könne, behaupten die Entwickler.
Moderne Radarstationen werden unter anderem in der Regel in zwei-, drei- und vierdimensional unterteilt. Zweidimensionale Radare sind in der Lage, nur zwei Parameter eines erkannten Objekts zu bestimmen - Entfernung und Azimut, dreidimensional - Entfernung, Azimut, Höhe und Geschwindigkeit des Objekts. Vierdimensionale Radarstationen sollen nicht nur die Raumkoordinaten eines Objekts und seine Geschwindigkeit, sondern auch seine Größe bestimmen.
In einigen Modellen militärischer Ausrüstung werden seit relativ langer Zeit vierdimensionale Radare verwendet. Insbesondere das Flugabwehr-Raketensystem S-400 Triumph ist mit einer solchen Radarstation ausgestattet. Die deutsche Firma Hensoldt ist auch an der Veröffentlichung von TRML-4D vierdimensionalen Radaren für Luftverteidigungssysteme beteiligt. Autos, auch Prototypen mit Autopilot-System, sind heute mit zweidimensionalen und selten dreidimensionalen Radargeräten ausgestattet, deren Informationen traditionell mit Daten von Videokameras und Lidars ergänzt werden.
Die Verwendung eines vierdimensionalen Radars an einem unbemannten Fahrzeug wird die Fähigkeit des Autopiloten, den umgebenden Raum selbst bei Regen, Rauch oder Nebel wahrzunehmen, bei denen die Lidars ihre Fähigkeit zur genauen Funktion verlieren, erheblich erweitern. Laut den Entwicklern von Cognitive Technologies ist ihr Radar, das sogenannte Cognitive Imagine Radar, in der Lage, Koordinaten, Größen und Geschwindigkeiten von Objekten im Strahlfeld mit einer Genauigkeit von 97,7 Prozent zu bestimmen.
Das Gerät ist in der Lage, Objekte in einer Entfernung von bis zu 200 Metern zu erkennen. Der Azimutwinkel beträgt bis zu 100 Grad und der Elevationswinkel beträgt bis zu 20 Grad. Eine Erhöhung des Elevationswinkels, also das Scannen in der Höhe, auf über 20 Grad hat den Entwicklern zufolge gegenüber unbemannten Bodenfahrzeugen keinen praktischen Wert. Das Radar arbeitet im Frequenzbereich von 76-81 Gigahertz, der für Automobilradare Standard ist. Das Radar ist mit einer Phased-Array-Antenne ausgestattet, mit der Sie die Hauptkeule oder den Strahl ohne mechanische Geräte bewegen können.
In der Radarstation Cognitive Imagine Radar ist auch ein synthetischer Aperturmodus implementiert, dank dem es möglich ist, mit Daten vom Radar eine detaillierte Karte des Geländes und der darauf befindlichen Objekte zu erstellen. Eine synthetisierte Apertur ist eine Art "virtuelles" Antennenarray, dessen synthetisierte Abmessungen den Abmessungen einer realen Antenne entsprechen könnten. In diesem Modus bestimmen die Radar-Transceiver-Module die Eigenschaften der abgestrahlten und reflektierten elektromagnetischen Pulse basierend auf den Ergebnissen von Messungen, die an verschiedenen Punkten im Raum zu unterschiedlichen Zeiten durchgeführt wurden.
Um dieses Problem zu lösen, müssen hochpräzise Navigationssysteme in Verbindung mit dem Radar arbeiten. Wenn das Radar im Modus mit synthetischer Apertur arbeitet, zeichnet es die reflektierte Strahlung auf, die aus einer bestimmten Richtung empfangen wird. Die Aufzeichnung erfolgt für einige Zeit und wird gleichzeitig mit den Daten des Navigationsgerätes abgeglichen. Die Trajektorie, während der die Aufzeichnung durchgeführt wurde, wird als Syntheseintervall bezeichnet. Nach der Verarbeitung der aufgezeichneten Daten liefern die Radar-Subsysteme mit hoher Auflösung Informationen über alle beobachteten Objekte.
Weitere Details zum neuen vierdimensionalen Radar wurden nicht angegeben. Insbesondere ist nicht bekannt, wie genau ein Radar mit konvexen oder konkaven reflektierenden Objekten umgehen kann, die normalerweise von Radargeräten als wesentlich größere oder kleinere Objekte wahrgenommen werden. Cognitive Technologies plant, 2019 mit der Massenproduktion neuer Radargeräte zu beginnen und das Produktionsvolumen bis 2022 auf 4-4,5 Millionen Einheiten pro Jahr zu steigern.
Cognitive Technologies sagte auch, dass das Unternehmen bereits einen Auftrag von einem der Autohersteller über eine Charge von 200.000 Radargeräten hat. Nach dem Start der Serienproduktion werden die Kosten für ein Gerät mehrere hundert Dollar betragen.
Neben Cognitive Technologies entwickeln das israelische Unternehmen Arbe Robotics, Indian Steradian Semiconductors, die japanische Denso-Ten und die deutsche SmartMicro ein kompaktes vierdimensionales Radar. Arbe Robotics (Radare für Drohnen und unbemannte Fahrzeuge) und SmartMicro (Stationen für unbemannte und kontrollierte Fahrzeuge) gelten als am nächsten zum Einsatz einer Massenproduktion neuer Radarstationen.
