Innovative Technologie zur UAS-Detektion im Nahbereich vorgestellt

Autonomes Fahren und der Schutz sensibler Areale vor illegal genutzten unbemannten Flugsystemen haben auf den ersten Blick nicht viel gemeinsam. Dabei sind die Schnittmengen sehr konkret. In beiden Teilbereichen der UxS-Industrie kommt es auf eine automatisierte und möglichst präzise Umfelderkennung im Nahbereich an. Xavveo erweitert daher seine Perception-Technologie um ein System zur Drohnendetektion. Und setzt dabei mit seinen patentierten Silizium-Photonik-Chips auf „German Engineering“.

Traditionelle Systeme zur Luftraumüberwachung sind tendenziell darauf ausgelegt, große Fluggeräte über möglichst große Entfernungen und in größeren Höhen sicher zu detektieren. Wenn Verkehrsflugzeuge, Kampfjets oder Marschflugkörper unterwegs sind, möchte man das natürlich möglichst frühzeitig wissen. Und die Bedrohungen nähern sich in solchen Fällen eher über längere Distanzen an, als dass sie im eigenen Hinterhof gestartet werden. Die Folge: Gerade die UAS-Detektion im Nahbereich und bei geringen Flughöhen stellt häufig eine Schwachstelle in der Luftraumaufklärung dar.

Kurze Reaktionszeiten, kleine Objekte

Eine Lücke, die spätestens mit dem russischen Angriffskrieg gegen die Ukraine offensichtlich wurde. Daher sind kleine, flexibel einsetzbare und nicht selten auf Spionageeinsätze oder schnelle „One-Way-Missionen“ ausgelegte Drohnen zunehmend zur zentralen Herausforderung für moderne Schutzkonzepte geworden. Und wo die Reaktionszeiten kürzer und die zu detektierenden Systeme kleiner werden, steigt die Notwendigkeit, die Präzision der Luftraumüberwachung zu optimieren.

Zuverlässige Umgebungserkennung im Nahbereich ist eine Grundvoraussetzung für autonomes Fahren – und für die Erstellung eines Echtzeit-Luftlagebilds

Um eine schnelle, hochpräzise Umgebungserkennung auf der Kurz- und Nahdistanz geht es auch im Bereich des autonomen Fahrens. In diesem Sektor der Mobilität der Zukunft ist das Berliner Startup Xavveo seit seiner Gründung im Jahr 2023 unterwegs. Das Deeptech-Unternehmen entwickelt hochmoderne Halbleiter und sorgte zuletzt auf der Consumer Electronics Show im Januar in Las Vegas sowie im März auf der XPONENTIAL Europe in Düsseldorf für Aufsehen. Mit einer neu entwickelten, im Wesentlichen auf hochauflösender Radarsensorik basierenden Technologie zur Umgebungserfassung bietet Xavveo eine Lösung an, die sowohl für unbemannte Fahrzeuge als auch den Perimeterschutz neue Optionen eröffnen soll. Der Clou: Neben einer nach Herstellerangaben besonders hohen Auflösung und Geschwindigkeit sind die erforderlichen Sensoren auch klein und leicht genug, um perspektivisch sogar in unbemannte Flugsysteme integriert zu werden.

Kohärente Signalintegration

Dabei ist das Gesamtsystem so ausgelegt, dass neben Radartechnologie grundsätzlich auch andere Sensoren ergänzt werden können, um optische oder akustische Signale in die Lagebeurteilung zu integrieren. Neben dieser Flexibilität ist es vor allem die Geschwindigkeit der Datenübertragung und -integration, die die Xavveo-Technologie vom Marktumfeld abheben soll. Die Signale werden über Lichtwellenleiter übertragen und in einer zentralen Einheit kohärent zusammengeführt. Auf diese Weise ist es möglich, dezentral angeordnete Sensoren gewissermaßen zu koppeln, um eine 360-Grad-Umfelderkennung zu ermöglichen. Und das 20 bis 30-mal pro Sekunde, wie Dr. Sven Otte, Mitgründer und CEO von Xavveo, betont.

Die Sensoren dienen dabei als reine Signalsammler, die ununterbrochen Daten via Glasfasertechnik übermitteln. Die Plattform nutzt dabei monolithische Silizium-Photonik-Technologie und liefert laut Xavveo eine native Winkelauflösung von weniger als 0,1°. Auf diese Weise sollen eine Auflösung und eine Detailierung erzielt werden, die mit LiDAR-Systemen vergleichbar sind. Der Vorteil liegt nicht zuletzt darin, Objekte – von kleinen Drohnen bis hin zu tieffliegenden Aufklärungsflugzeugen – präziser erfassen und anschließend klassifizieren zu können. Auch bei Nacht oder bei schlechten Witterungsbedingungen.

Großflächige Luftlagebeurteilung

Dank der höheren Datenauflösung soll es möglich sein, UAS zuverlässig von Vögeln zu unterscheiden und einzelne Drohnen innerhalb eines Scharms voneinander abzugrenzen. Eine Option, die sowohl für die Sicherung militärischer Liegenschaften als auch für den Schutz kritischer Infrastruktur wie Kraftwerksanlagen und Flughäfen von sehr konkretem Nutzen ist. Bei ausreichend vielen verbauten Sensoren lassen sich zudem große Areale überwachen, beispielsweise um ein städtisches oder gar landesweites Luftlagebild zu generieren.

Drohnen stellen eine enorme Herausforderung für die Luftraumüberwachung im Nahbereich dar

„Wir bauen kein marginal besseres Radar. Wir bauen eine neue Perception-Architektur, die sich zuerst in Verteidigung und Schutz bewährt. Günstige, leicht verfügbare Drohnen werden zu einem zentralen Element und zu einer erheblichen Bedrohung für westliche kritische Infrastrukturen und Verteidigungssysteme. Drohnenabwehr wird damit zu einem zentralen Baustein nationaler Sicherheit und wirtschaftlicher Stabilität“, erläutert Dr. Sven Otte. „Als Betreiber von Verteidigungs- und Sicherheitsinfrastrukturen uns mitteilten, dass sie kleine FPV- und Aufklärungsdrohnen mit bestehenden Systemen nicht zuverlässig detektieren und klassifizieren können, wurde klar, dass unsere Technologieplattform die passende Lösung bietet.”