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IM BLICKPUNKT | AntennenVöllig neu gedacht: KommunikationsundAufklärungsantennen für SchiffeSelbst auf großen schwimmenden militärischen Plattformen wird es eng für die zahlreichen Antennen, diedort zur Kommunikation, Navigation und Aufklärung sowie für Waffen- und Radarwarnsysteme erforderlichsind. Die Antennensysteme müssen hinsichtlich Frequenzbereich und Richtcharakteristik individuell optimiertsein, denn diese kritischen Einsatzfälle tolerieren keine Abstriche bei der Performance. Wie man dieserProbleme Herr wird, das hat Rohde & Schwarz in aufwendigen Studien im Auftrag der Deutschen Marineerforscht – und die Ergebnisse in neuartige Produkte umgesetzt.Antennensysteme – weniger ist oft mehrDer Bedarf an Kommunikationslinien und zusätzlichen antennenbasiertenAnwendungen an Bord von Schiffen steigt –ein Trend, der sich auch künftig fortsetzen wird. Konstrukteurestehen da vor schwierigen Aufgaben, müssen sie dochauf beschränktem Platz alle Antennen an günstigen Stellenplatzieren, wo hinsichtlich ihrer Performance die geringstenAbstriche zu erwarten sind. Entsprechend groß ist dasnotwendige Know-how für ihre Konstruktion und Platzierung,denn die Antennen dürfen weder durch umliegendeSchiffsaufbauten noch von benachbarten Antennen negativbeeinflusst werden oder andere beeinträchtigen. Die Folgenwären fatal, die Effizienz der betroffenen Kommunikationssystemewürde sich verringern. So könnte sich beispielsweisedie Rundheit ansonsten omnidirektionaler Antennenverschlechtern oder sich ihre vertikale Abstrahlcharakteristikungünstig ändern. Das würde die Hauptstrahlkeule verschiebenund den Antennengewinn in der erforderlichenRichtung verringern – bis hin zu Nullstellen bei bestimmtenAzimut- und Elevationsrichtungen. Aussichtslos wäredamit die Erfüllung besonderer militärischer Anforderungen(STANAG), beispielsweise nach omnidirektionaler Abdeckungfür Kommunikationsverbindungen.Seit Langem beschäftigt sich Rohde&Schwarz deshalb mitdiesem heiklen Thema und erarbeitete in aufwendigen Studienim Auftrag der Deutschen Marine Lösungen. Die im Laufder Forschungsarbeiten entwickelten theoretischen Resultatewurden nun in entsprechende Produkte umgesetzt: in neuartigeKommunikationsantennen und in ein hochintegriertesPeil- und Monitoring-Antennensystem. Alle neuen Systemebenötigen deutlich weniger Einzelantennen und erfüllen hervorragenddie wachsenden, komplexen technischen Anforderungenfür den Einsatz auf Schiffen.Neue Antennenkonzepte gegen Gedränge an BordNeben der bereits erwähnten Forderung nach uneingeschränkterOmnidirektionalität stand für Rohde&Schwarzauch die Optimierung der Strahlungscharakteristik in der Elevationsebeneim Pflichtenheft. Denn oftmals sind die Strahlungsdiagrammekonventioneller Antennen, sofern es sichnicht um schmalbandige Antennentypen handelt, stark aufgezipfelt.Bei solchen Antennen zeigt der Gewinn in RichtungHorizont einen deutlichen Abfall. Die Folge: Die Hauptkeuledeckt den Horizont nicht ab. Ferner können NullstellenVerbindungs abbrüche verursachen – völlig unakzeptabel,wenn es beispielsweise um die Kommunikation mit anfliegendenFlugzeugen geht.Was mit anspruchsvollem Antennendesign machbarist, zeigen die eindrucksvollen Strahlungsdiagramme derneuen Breitbandigen VHF/UHF-KommunikationsantenneR&S®AD066FW (BILD 1), die im extrem breiten Frequenzbereichvon 118 MHz bis 453 MHz arbeitet. Der Clou: Sie istaus zirkular angeordneten Einzelstrahlern aufgebaut, die überein Anschaltnetzwerk – ein sogenanntes Beam Forming Network(BFN) – zusammengeschaltet sind. Dieses ausgeklügelteDesign erreicht eine hervorragende Rundheit des Strahlungsdiagrammsvon typisch ±0,6 dB und erlaubt ihren Einsatzals Multiple-Link-Antenne. Dabei werden mehrere VHF- undUHF-Funklinien (je nach Funkkonzept auch alle) an Bord desSchiffs auf eine Antenne geschaltet und simultan betrieben(BILD 2). Dies reduziert die Anzahl notwendiger Antennen aufeinem Schiff erheblich und verringert die vielen Probleme, dieihre gegenseitige Beeinflussung hervorruft.Um die für einwandfreien Empfang notwendige Entkopplungzwischen Sende- und Empfangszweig zu erzielen, empfiehltsich der Einsatz einer zweiten, identischen Antenne, dieoberhalb der ersten angeordnet ist. Durch die designbedingteoptimierte Mastentkopplung der R&S®AD066FW sind selbstbei direkter Stockung hohe Isolationswerte von 40 dB undmehr zu erreichen. Der modulare Aufbau der Antenne lässt70