Breitband-Testmethode für AESA-Systeme HF-Validierung für Radar- und Weltraumsysteme mit PXI-Testhardware

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Für die Luft- und Raumfahrt sind flexible und frequenzagile Antennensysteme unverzichtbar. Vor dem Hintergrund des steigenden Bedarfs wollen Emerson und die Vrije Universiteit Brussel (VUB) ihre Zusammenarbeit intensivieren. Gemeinsam wollen sie Testmethoden entwickeln und Messverfahren für breitbandige, aktiv gesteuerte Antennenarrays bereitstellen.

Durch den steigenden Bedarf an flexiblen, frequenzagilen Antennensystemen in sicherheitskritischen und dynamischen Umgebungen wie der Luft- und Raumfahrt sowie der modernen Kommunikationstechnik müssen Teststrategien zuverlässig und skalierbar gestaltet werden. Eine wegweisende Partnerschaft zwischen Emerson und der Vrije Universiteit Brussel (VUB) soll die Entwicklung neuer Testmethoden unterstützen und validierte Messverfahren bereitstellen, die speziell auf breitbandige, aktiv gesteuerte Antennenarrays (AESA) zugeschnitten sind.

Bessere Breitband-Charakterisierung

Das Projekt fokussiert sich auf fortschrittliche Messmethoden zur Breitband-Charakterisierung aktiver, elektronisch gesteuerter Antennenarrays (AESA). Konkrete Details zu den eingesetzten Messverfahren in genau diesem Projekt sind in den aktuell publizierten Quellen jedoch nicht vollständig ausgeführt. Wahrscheinliche Messmethoden, die im Projektumfeld Anwendung finden könnten, beinhalten die von der VUB intern entwickelte „Transient Radar Method (TRM)“. Diese wird für extrem präzise, breitbandige Charakterisierung und Dichtemessung eingesetzt und fand bereits in verwandten Projekten Anwendung, wie beim INTOWALL-Projekt für die zerstörungsfreie Inspektion von Materialien.

Im Rahmen dieser Zusammenarbeit stellt Emerson der Universität moderne NI PXI-Testhardware und Vektorsignal-Transceiver (VST) zur Verfügung. Der VST vereint in einem Gerät einen breitbandigen HF-Signalgenerator und ein Echtzeit-Signalanalysemodul auf FPGA-Basis, und die PXI-Testhardware bringt einen modularen Aufbau für verschiedene Messaufgaben, wie Digitizer, SMUs, Oszilloskope oder Signalgeneratoren. Beide garantieren präzise, mehrkanalige Signalanalysen unter realistischen Bedingungen. Ziel ist es, die Testmöglichkeiten zu erweitern, um zukünftige AESA-Technologien in Bereichen wie Luft- und Raumfahrt sowie Telekommunikation zu fördern und Risiken zu minimieren.

Für AESA-Arrays wäre der Einsatz folgender klassischer und moderner Messverfahren zu erwarten:

• Breitbandige Netzwerkanalyse zur Erfassung von S-Parametern über große Frequenzbereiche

• Strahlformungs- und Richtdiagrammmessungen im Nah- und Fernfeld mithilfe automatisierter Drehtische und Erfassungslösungen

• Phasen- und Amplitudencharakterisierung jedes Einzelelements unter verschiedenen Steuerungs- und Synchronisationsbedingungen

• Nutzung drahtloser, adaptiver Messsysteme für remote Monitoring und automatisiertes Testen

Die Integration neuer, nicht-invasiver Radar- und Transientenmessungen wie die TRM könnte eine entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung der Charakterisierungsmethoden für aktive Antennenarrays spielen. Es bleibt offen, ob im Projekt korrelative Messverfahren oder Echtzeit-Diagnostik mit schnellen digitalen Erfassungssystemen eingesetzt werden. Aufgrund des hohen Innovationsgrades sind neben etablierten HF-Messverfahren auch eigenentwickelte und erweiterte digitalisierte Methoden vorgesehen, besonders angetrieben durch die Entwicklungen der VUB in der transienten Radar- und Frequenzcharakterisierung.

Diese Kooperation umfasst auch die Unterstützung von Doktoranden und die gemeinsame Veröffentlichung von Forschungsergebnissen, was nicht nur Emersons internes Know-how stärkt, sondern auch zur Weiterentwicklung der gesamten technischen Community beiträgt. (heh)

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