Airport Surveillance Radar

Airport Surveillance Radar oder auch Aerodrome Surveillance Radar (ASR), deutsch Flughafen-Überwachungs-Radar oder Anflugradar, ist ein Flugsicherungsradar zur Luftraumüberwachung im Bereich von Flugplätzen von bis zu 60 NM (111 km) Entfernung. Es handelt sich um PSR (en. Primär-Surveillance-Radar, Primär Radar) Anlagen kurzer Reichweite von 60 NM gegenüber SRE-M mit bis zu 200 NM (370 km) Reichweite. Diese Radaranlagen werden von den Fluglotsen zur Kontrolle von An- und Abflug sowie anderer Flugbewegungen rund um einen Flugplatz benötigt. Stand der Technik ist es mittlerweile die Paarung einer ASR mit einem Secondary Surveillance Radar (SSR, dt. Sekundärradar) Sensor, da hierzu zusätzliche Daten über den Data-Link zwischen SSR-Interrogator (Abfrager) und SSR-Transponder in Luftfahrzeugen erfasst werden. In Deutschland werden von der zivilen und militärischen Flugsicherung nur Kombinationen aus einem PSR- und einem SSR-Abfrager betrieben. Durch Abfragen und Antworten der Transponder liefern SSR-Sensoren zusätzlich zum Azimut und der Entfernung des Luftfahrzeuges bezogen auf die PSR-/SSR-Anlage, z. B. auch eine Kennungen oder die barometrischen Höhe der Luftfahrzeuge, bei Mode S fähigen Interrogatoren und Transpondern kann eine selektive Abfrage der Luftfahrzeuge unter Nutzung der eindeutigen den Luftfahrzeugen zugeteilten 24 Bit-Adresse und weitere Daten abgefragt werden.

ASR-910 mit Hog Trough SSR Antenne oberhalb d PSR-Parabol-Antennenspiegels am Flugplatz Neubrandenburg/M.-V.

ASR mit LVA SSR Antennen Array oberhalb des PSR-Parabol-Antennenspiegels am Flughafen Frankfurt

Die technischen Parameter von ASR-Sensoren variieren mit den Anforderungen die an den PSR-Sensor gestellt wurden, z. B. maximaler Erfassungsbereich in Azimuth, Elevation und Höhe, die minimal zu erfassende Zielgröße (RCS, Radar Cross Section), Ziel-Auflösung in Azimut und Elevation, oder geforderte Zielbestätigungsrate. Je nach Anforderungen variieren daher, z. B. Pulsebreite (en. Pulse Width, abgekürzt P_w), Antennen-Gewinn und -Diagramm in Azimut und Elevation, PRF (en. Pulse Repetition Frequency, dt. Puls-Wiederholrate), RPM der Antenne (en. Revolution Per Minute, dt. Umdrehung in der Minute). Einen Überblick der für die FAA in 1979 relevanten Anforderungen und Parameter wurde von der FAA in einem Report dokumentiert.

Die meisten ASR-PSR-Sensoren nutzen das S-Band, wobei in Deutschland alle ASR im Bereich 2,7 GHz bis 2,9 GHz betrieben werden. PSR-Sensoren die das L-Band (1215 MHz bis 1400 MHz) nutzen, wie die SREM-5 von AEG-Telefunken, können auch als ASR genutzt werden. Im Gegensatz zur Nutzung einer solchen Anlage als Mittelbereichs Anlage, wird die Erfassungsreichweite reduziert und die PRF erhöht. Die Puls-Spitzen-Senderausgangsleistung liegt bei kurzen Pulsen mit um die 1 µs Pulse-Breite bei bis über 1 MW, wobei der Antennengewinn um 36 dBi beträgt.

Der SSR-Sender kann dabei sowohl die Parabol-Antenne der PSR-Anlage als Reflektor mitnutzen oder ein separates SSR Antennen Array oberhalb des PSR-Spiegels. Die SSR-Antennenarrays bestehen dabei entweder aus einzelnen Antennen die bezogen auf die horizontale Ebene ein symmetrisches Antennen Diagramm aufweisen (auch Hog Trough Antenne oder Balkenantenne, s. ARS-910 Abbildung) oder ein aus vielen Large Vertical Array (LVA) bestehenden Antennen, bei dem jede einzelne LVA-Array Antenne vorwiegend oberhalb der horizontalen Ebene strahlt (s. ASR Abbildung Frankfurt, Bremen und Stuttgart). Die Nutzung der Parabol-Antenne der PSR-Anlage als Reflektor und die Nutzung von LVA Antennen Arrays minimiert im Vergleich zu den früher üblichen Hog Trough Balkenantennen die Abfragen durch Reflexionen unterhalb der horizontalen Ebene der Antenne.

ASR mit LVA SSR Antennen Array oberhalb des PSR-Parabol-Antennenspiegels für den Flughafen Stuttgart in Stetten auf den Fildern

Eine wichtige Eigenschaft von ASR ist die Redundanz der meisten Systeme, um bei einem technischen Ausfall oder Defekt einen unterbrechungsfreien Betrieb zu ermöglichen.

ASR mit LVA SSR Antennen Array oberhalb des PSR-Parabol-Antennenspiegels am Flughafen Bremen

Neuere ASR-Empfänger besitzen i.d.Regel eine weitestgehend digitale Signal-Verarbeitung und Weiterleitung der Daten über ein digitales Radar-Netwerk an die ATC Kontroll Zentren.

Zusätzlich können ASR-Anlagen auch optional mit einem zusätzlichen PSR-Empänger ausgerüstet sein der ausschließlich zur Generierung von Wetter-Informationen aus den Echos im Erfassungsbereich der ASR dient.