DE102011102568A1

DE102011102568A1 - Vorrichtung zur Lokalisierung von pulsbasierten Hochleistungsmikrowellen-Waffen

Info

Publication number: DE102011102568A1
Application number: DE102011102568A
Authority: DE
Inventors: Christoph Seifarth; Prof. Dr. Scholl Gerd
Original assignee: Bundesrepublik Deutschland; Bundesministerium der Verteidigung
Current assignee: Bundesrepublik Deutschland Vertreten Durch Da De
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2012-11-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lokalisierung von pulsbasierten Hochleistungsmikrowellen-Waffen mit einer Detektoreinheit zu einer Detektion eines Hochleistungsmikrowellen-Pulses und mit einer Basisstation zu einer Verarbeitung von Daten der Detektoreinheit, wobei die Detektoreinheit eine Empfangsantenne zu einem Empfang von Mikrowellen, eine Digitale Signalverarbeitungseinheit und eine Kommunikationseinheit aufweist und die Basisstation mittels einer Kommunikationsschnittstelle über eine Kommunikationsverbindung mit der Kommunikationseinheit der Detektoreinheit verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lokalisierung von pulsbasierten Hochleistungsmikrowellen-Waffen mit einer Detektoreinheit zu einer Detektion eines Hochleistungsmikrowellen-Pulses und mit einer Basisstation zu einer Verarbeitung von Daten der Detektoreinheit, wobei die Detektoreinheit eine Empfangsantenne zu einem Empfang von Mikrowellen, eine Digitale Signalverarbeitungseinheit und eine Kommunikationseinheit aufweist und die Basisstation mittels einer Kommunikationsschnittstelle über eine Kommunikationsverbindung mit der Kommunikationseinheit der Detektoreinheit verbindbar ist.
Ein Angriff mit Hochleistungsmikrowellen-Waffen (allgemein auch als High Power Microwave-Waffen oder HPM-Waffen bezeichnet) auf elektrische oder elektronische Geräte, aber auch auf Lebewesen, lässt sich anhand der Auswirkungen und Schäden nicht immer zuverlässig feststellen. Insbesondere, wenn nur einzelne elektronische Geräte Störungen oder Fehlfunktionen anzeigen, lässt sich nur sehr schwer die Ursache hierfür feststellen. Neben einem Angriff mit Hochleistungsmikrowellen-Waffen könnten auch Spannungsschwankungen im elektrischen Energieversorgungsnetz oder ein Befall durch Computerviren in Betracht kommen.
Selbst wenn ein Angriff mit HPM-Waffen festgestellt wurde, kann eine Lokalisierung und eine damit verbundene Bekämpfung oder ein Gegenangriff mit dem derzeit bekannten Stand der Technik nur sehr eingeschränkt durchgeführt werden. HPM-Waffen hinterlassen keine Einschusslöcher oder Schusskanäle wie Schuss- oder Raketenwaffen. Auch erzeugen sie kein Mündungsfeuer, anhand dessen sie lokalisiert werden könnten, sondern können eine Vielzahl von Materialien nahezu spurlos durchdringen.
Ferner können HPM-Waffen, ohne dass sie in ihrer Funktion oder Wirkung wesentlich beeinträchtigt werden, in unscheinbar oder harmlos wirkende Gegenstände verpackt oder eingebaut werden. So sind bereits seit mehreren Jahren HPM-Waffen bekannt, die Koffergröße besitzen und in gewöhnliche, unscheinbare Reise-, Akten- oder Pilotenkoffer einbaubar sind. Hierdurch wird eine Lokalisierung zusätzlich erschwert, insbesondere wenn solch eine HPM-Waffe nicht herrenlos abgestellt, sondern im Beisein einer Person mit dieser HPM-Waffe ein Objekt angegriffen wird. Gefährdete Objekte sind insbesondere militärische Kraftfahrzeuge, Anlagen und Gebäude, aber auch zivile Kraftfahrzeuge, Anlagen, Gebäude und Industriekomplexe.
In der DE 10 2006 037 209 B4 wird eine Detektionseinrichtung zum Detektieren von Hochleistungsmikrowellen-Pulsen offenbart. Mittels eines unabgestimmten Dipols als Empfangsantenne und einer HF-Diode kann mit der Detektionseinrichtung ein kurzzeitiger Hochleistungsmikrowellen-Puls detektiert werden. Ferner sind mittels mehrerer Detektionseinrichtungen Ursprungsrichtung und Ursprungsentfernung des Hochleistungsmikrowellen-Pulses ermittelbar.
Jedoch weist die Detektionseinrichtung keinen besonderen Eigenschutz gegen Hochleistungsmikrowellen-Pulse auf und ist dadurch selbst leicht störbar oder zerstörbar.
Die US 4 876 551 offenbart eine Vorrichtung zur Detektion eines elektromagnetischen Pulses mit einer gegebenen Herkunft, insbesondere aus einer nuklearen Explosion. Mit der Vorrichtung wird angestrebt, einen detektierten elektromagnetischen Puls, insbesondere aus einer nuklearen Explosion, von anderen, ähnlichen elektromagnetischen Pulsen anderer Herkunft, insbesondere einer natürlichen Herkunft, zu unterscheiden.
Aus der US 5 856 803 ist eine Vorrichtung zur Detektion von Hochfrequenz-Waffen bekannt, wobei die Vorrichtung aus einer Reihe von Hochfrequenzsignalen nur Signalanteile mit einer Leistung oberhalb einer Ansprechschwelle herausfiltert und mit Referenzsignalen vergleicht. Hierbei ist die Empfangsantenne so ausgelegt, dass sie möglichst alle sie rundum umgebende Hochfrequenzsignale empfängt und dadurch keine Lokalisierung ermöglicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Stand der Technik zu verbessern. insbesondere soll eine Vorrichtung zur Lokalisierung von pulsbasierten Hochleistungsmikrowellen-Waffen angegeben werden, die möglichst einfach und modular aufgebaut ist, einen ultrabreiten Empfangsbereich abdeckt und besonders robust und störsicher gegenüber Hochleistungsmikrowellen-Waffen ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Lokalisierung von pulsbasierten Hochleistungsmikrowellen-Waffen mit einer Detektoreinheit zu einer Detektion eines Hochleistungsmikrowellen-Pulses und mit einer Basisstation zu einer Verarbeitung von Daten der Detektoreinheit, wobei die Detektoreinheit eine Empfangsantenne zu einem Empfang von Mikrowellen, eine Digitale Signalverarbeitungseinheit und eine Kommunikationseinheit aufweist, die Basisstation mittels einer Kommunikationsschnittstelle über eine Kommunikationsverbindung mit der Kommunikationseinheit der Detektoreinheit verbindbar ist und die Empfangsantenne zu einem Empfang von Mikrowellen als ultrabreitbandige Monopolantenne ausgeführt ist.
Ein modularer Aufbau der Erfindung mit einer Detektoreinheit und einer Basisstation ermöglicht eine besonders einfache und individuelle Anpassung an örtliche und räumliche Gegebenheiten. Ferner kann die Erfindung einfach um weitere Detektoreinheiten erweitert werden, wodurch eine verbesserte Anpassung an örtliche und räumliche Gegebenheiten erreicht werden kann.
Die Erfindung ist sowohl an immobilen Objekten, insbesondere an Gebäuden oder Zaunanlagen, als auch an mobilen Objekten, insbesondere an Kraftfahrzeugen, Schienenfahrzeugen oder Wasserfahrzeugen, einsetzbar und betreibbar.
Durch die Verwendung einer ultrabreitbandigen Monopolantenne können Hochleistungsmikrowellen-Waffen über ein ultrabreites Frequenzspektrum von mehreren GHz lokalisiert werden. Ferner kann durch die Verwendung einer Monopolantenne auf Symmetrierglieder und eine differentielle Speisung der Antenne verzichtet werden.
Die Erfindung ermöglicht eine Erweiterung um optische Kameras für eine zusätzliche optische Lokalisierung von Hochleistungsmikrowellen-Waffen.
Ferner kann die Erfindung durch besonders gegenüber Hochleistungsmikrowellen-Pulsen abgeschirmte Gehäuse erweitert werden, um die Erfindung besonders robust und störsicher auszuführen.
Bevorzugt umfasst eine Ausführungsform der Erfindung eine Detektoreinheit zu einer Detektion eines Hochleistungsmikrowellen-Pulses und eine Basisstation zu einer Verarbeitung von Daten der Detektoreinheit. Die Detektoreinheit weist hierbei eine Empfangsantenne zu einem Empfang von Mikrowellen, eine Digitale Signalverarbeitungseinheit und eine Kommunikationseinheit auf. Die Basisstation ist hierbei mittels einer Kommunikationsschnittstelle über eine Kommunikationsverbindung mit der Kommunikationseinheit der Detektoreinheit verbindbar. Die Empfangsantenne der Detektoreinheit ist dabei als ultrabreitbandige Monopolantenne ausgeführt.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung werden unter Hochleistungsmikrowellen-Waffen (HPM-Waffen, englisch: high power microwave weapons) Waffen verstanden, deren Waffenwirkung im Wesentlichen auf Mikrowellen mit hoher Leistung beruhen. Unter Mikrowellen sind elektromagnetische Wellen mit Freiraum-Wellenlängen zwischen 1 m und 1 mm, respektive mit Frequenzen zwischen 300 MHz und 300 GHz, zu verstehen. Unter elektromagnetischen Wellen versteht man sich in einem Medium oder einem Vakuum ausbreitende Schwingungen gekoppelter elektrischer und magnetischer Felder. Insbesondere zählen zu elektromagnetischen Wellen Radiowellen und Lichtwellen. Als pulsbasierte Hochleistungsmikrowellen-Waffen versteht man Hochleistungsmikrowellen-Waffen, welche wenigstens einen elektromagnetischen Puls mit einer Anstiegszeit von weniger als 1 μs und einer elektrischen Feldstärke von mehr als 1 kV/m aussenden.
Als elektromagnetischer Puls ist hierbei ein zeitlich und räumlich begrenztes Wellenpaket aus einer Überlagerung von elektromagnetischen Wellen zu verstehen, wobei die zeitliche Dauer eines Pulses weniger als 1 s beträgt.
Dementsprechend ist als Hochleistungsmikrowellen-Puls ein elektromagnetischer Puls mit einer Anstiegszeit von weniger als 1 μs und mit Freiraum-Wellenlängen zwischen 1 m und 1 mm.
Unter Lokalisierung ist eine Bestimmung der Position eines Objektes, insbesondere in Bezug auf die Lokalisierungsvorrichtung, zu verstehen. Je nach erforderlicher Genauigkeit und Aufbau der Lokalisierungsvorrichtung kann die Lokalisierung darin bestehen, einen räumlich breiten Bereich für die Position des Objektes anzugeben oder die Position des Objektes auf wenige Meter oder Zentimeter genau zu ermitteln.
Unter einer Detektion eines Hochleistungsmikrowellen-Pulses versteht man ein Erkennen eines Vorhandenseins des Hochleistungsmikrowellen-Pulses. Eine Lokalisierung des Hochleistungsmikrowellen-Pulses setzt daher seine Detektion voraus. Als Detektoreinheit ist eine Vorrichtung mit Mitteln und Verfahren zu verstehen, welche eine Detektion eines Hochleistungsmikrowellen-Pulses ermöglichen und Daten und/oder Signale an eine Basisstation übermitteln können.
Als Basisstation wird eine Vorrichtung mit Mitteln und Verfahren zu einer Kommunikation mit der Detektoreinheit sowie zu einer Verarbeitung und einer Auswertung von Daten und/oder Signalen der Detektoreinheit verstanden. Günstig ist es, wenn die Basisstation so eingerichtet ist, dass mittels dieser Daten und/oder Signale mehrerer Detektoreinheiten verarbeitbar und auswertbar sind. Als Daten werden hierbei alle logisch gruppierten Informationseinheiten verstanden, die elektronisch, magnetisch oder sonst nicht unmittelbar wahrnehmbar gespeichert sind oder übermittelt werden.
Unter einer Kommunikationseinheit wird ein Mittel verstanden, mittels dessen Daten und/oder Signale über eine Kommunikationsverbindung an die Basisstation übermittelbar sind. Als Kommunikationsverbindung ist hierbei ein Weg für eine Übertragung von Daten zwischen einem Sender, insbesondere der Detektoreinheit, und einem Empfänger, insbesondere der Basisstation, zu verstehen. Insbesondere kann eine Kommunikationsverbindung mittels elektromagnetischer Wellen über Funk, drahtgebunden und/oder über Lichtwellenleiter hergestellt werden.
Als Digitale Signalverarbeitungseinheit werden Mittel und Verfahren verstanden, welche aus sich wert- und zeitkontinuierlich ändernden (analogen) Eingangssignalen und/oder zeit- und wertdiskreten (digitalen) Eingangsdaten mittels elektronischer Bauelemente, insbesondere Logikgattern, und logischer Funktionen und/oder Prozessen digitale Ausgangssignale und/oder digitale Ausgangsdaten erzeugen.
Insbesondere sind Digitale Signalprozessoren (DSP), Digitale Signalcontroller (DSC), Mikrocontroller und Feldprogrammierbare Logik-Gatter-Anordnungen (FPGA, englisch: field programmable gate array) Digitale Signalverarbeitungseinheiten.
Unter einer Empfangsantenne ist ein Mittel zum Empfang elektromagnetischer Wellen zu verstehen, wobei die Empfangsantenne ungeführte, sich in einem freien Raum, insbesondere einer Erdatmosphäre, ausbreitende elektromagnetische Wellen in geführte elektromagnetische Wellen umwandelt.
Als Monopolantenne wird eine Empfangsantenne verstanden, welche eine Antennenstruktur mit einem Fußpunkt und eine elektrische leitende Massefläche umfasst, wobei die geführten elektromagnetischen Wellen zwischen dem Fußpunkt und der Massefläche abgreifbar sind. Aufgrund der elektrisch leitenden Massefläche, welche die angeführten elektromagnetischen Wellen reflektiert, können die Abstrahlrichtung und die Empfangsrichtung der Monopolantenne insbesondere räumlich eingeschränkt sein. Dadurch weist die Monopolantenne im Allgemeinen keine räumlich omnidirektionale Richtcharakteristik auf.
Man versteht unter einer ultrabreitbandigen Monopolantenne eine Monopolantenne mit einer Bandbreite von mindestens 500 MHz. Die Bandbreite ist hierbei als eine Differenz zwischen einer oberen Grenzfrequenz und einer unteren Grenzfrequenz zu verstehen, wobei die beiden Grenzfrequenzen eine Mittenfrequenz einschließen. Als Mittenfrequenz ist dabei die Frequenz zu verstehen, auf welcher die von der Monopolantenne abstrahlbare Energie einen absoluten Maximalwert aufweist. Die beiden Grenzfrequenzen sind als die Frequenzen anzusehen, auf denen die abstrahlbare Energie jeweils 10% des Maximalwertes und zwischen denen die abstrahlbare Energie mehr als 10% des Maximalwertes beträgt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Empfangsantenne als ultrabreitbandige Monopolantenne in einer offenen Streifenleiterbauweise ausgeführt. Hierdurch kann eine besonders platzsparende und kostengünstig herzustellende Bauform erreicht werden.
Unter einer offenen Streifenleiterbauweise ist eine planare Ausführung der Antennenstruktur und der Massefläche der Monopolantenne zu verstehen.
Insbesondere sind Patchantennen in offener Streifenleiterbauweise ausgeführt. Als planar ist eine Antennenstruktur anzusehen, deren Dicke klein gegenüber ihrer Breite und/oder Länge ist. Günstig ist es, wenn die Antennenstruktur und die Massefläche auf einem Substrat oder zwischen zwei Substratschichten aufgebracht sind.
Hierdurch können zum einen die Länge und Breite der Antennenstruktur verringert und zum anderen die Stabilität und/oder die Flexibilität der Monopolantenne erhöht werden.
Besonders günstig ist es, wenn die Antennenstruktur und die Massefläche gemeinsam auf einer Seite des Substrates oder der Substratschicht aufgebracht sind. Hierdurch lässt sich der Fertigungsaufwand reduzieren.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Empfangsantenne in einer horizontalen Ebene einen Öffnungswinkel von maximal 270° auf. Hierdurch kann die Empfangsrichtung des Hochleistungsmikrowellen-Pulses näher eingegrenzt werden. Unter einer horizontalen Ebene ist hierbei eine Ebene parallel zur Erdoberfläche zu verstehen. Unter einem Öffnungswinkel versteht man die Differenz zwischen einem linken Grenzwinkel und einem rechten Grenzwinkel in einem Antennendiagramm, wobei die beiden Grenzwinkel einen Hauptkeulenwinkel einschließen. Als Hauptkeulenwinkel ist dabei der Winkel in einer Ebene des Antennendiagramms zu verstehen, bei welchem die von der Monopolantenne abstrahlbare Energie einen absoluten Maximalwert aufweist. Die beiden Grenzwinkel sind als die Winkel in der Ebene anzusehen, bei denen die abstrahlbare Energie jeweils 50% des Maximalwertes und zwischen denen die abstrahlbare Energie mehr als 50% des Maximalwertes beträgt.
Günstig ist es, wenn die Detektoreinheit mehrere Empfangsantennen mit einem Öffnungswinkel von maximal 270° umfasst. Hierdurch lässt sich bereits durch die Detektoreinheit selbst mittels einer Direktivität die Empfangsrichtung des Hochleistungsmikrowellen-Pulses noch näher eingrenzen.
Bevorzugt umfasst in einer weiteren Ausführungsform die Detektoreinheit einen Pulsdetektor mit einer Speicherschaltdiode und/oder einer Tunneldiode zur Detektion des Hochleistungsmikrowellen-Pulses. Hierdurch lassen sich auch Hochleistungsmikrowellen-Pulse mit Pulsdauern von wenigen Nanosekunden detektieren.
Als Pulsdetektor ist eine Vorrichtung zu verstehen, mittels welcher der Hochleistungsmikrowellen-Puls detektierbar und zumindest teilweise in einen niedrigeren Frequenzbereich umsetzbar ist. Unter einer Speicherschaltdiode (englisch: step recovery diode) wird eine Halbleiterdiode, insbesondere eine Ladungsspeicherdiode, verstanden, deren Strom in einer Sperrrichtung bei einer Umpolung von einer Vorwärtsrichtung in die Sperrrichtung innerhalb von maximal 3 ns schlagartig auf nahezu null abfällt. Unter einer Tunneldiode versteht man eine Halbleiterdiode, welche derart dotiert ist, dass ein Ferminiveau in einem Leitungsband eines n-Halbleiters und in einem Valenzband eines p-Halbleiters der Halbleiterdiode liegt.
Besonders bevorzugt weist in einer weiteren Ausführungsform die Detektoreinheit einen Pulsdetektor mit einem logarithmischen Detektor mit einer ultrabreiten Eingangsbandbreite zur Detektion des Hochleistungsmikrowellen-Pulses auf.
Hierdurch kann eine besonders einfache Detektion des Hochleistungsmikrowellen-Pulses, insbesondere bei verschiedenen Empfangsleistungen des Hochleistungsmikrowellen-Pulses, erreicht werden. Auch kann anhand einer Ausgangsspannung besonders einfach die Empfangsleistung des Hochleistungsmikrowellen-Pulses bestimmt werden. Ferner wird eine Auswertung einer Signalform des Hochleistungsmikrowellen-Pulses ermöglicht.
Unter einem logarithmischen Detektor ist eine elektronische Schaltung zu verstehen, mittels derer in Abhängigkeit der Empfangsleistung des Hochleistungsmikrowellen-Pulses, bezogen auf ein Kurzzeitintegral von wenigen Nanosekunden, eine Ausgangsspannung erzeugt wird, wobei die Ausgangsspannung im wesentlichen linear, insbesondere proportional, zu einem dekadischen Logarithmus der Empfangsleistung ist.
Als Empfangsleistung ist die über einen Frequenzbereich von 1 Hz bis 1 THz integrierte Energie der geführten elektromagnetischen Wellen zu verstehen, welche am Fußpunkt der Empfangsantenne, bezogen auf ein Kurzzeitintegral von wenigen Nanosekunden, zu einem Zeitpunkt abgreifbar ist.
Als Eingangsbandbreite wird eine Differenz zwischen einer oberen Eingangsgrenzfrequenz und einer unteren Eingangsgrenzfrequenz verstanden. Die beiden Eingangsgrenzfrequenzen sind als die Frequenzen anzusehen, zwischen denen die Ausgangsspannung im wesentlichen linear, insbesondere proportional, zu dem dekadischen Logarithmus der Eingangsleistung ist.
Günstig ist es, wenn der logarithmische Detektor eine Eingangsbandbreite von mindestens 3 GHz besitzt. Besonders günstig ist es, wenn der logarithmische Detektor einen Eingangs-Dynamikbereich von mindestens 30 dB besitzt.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Pulsdetektor durch die Digitale Signalverarbeitungseinheit steuerbar und/oder regelbar. Hierdurch kann eine Ansprechschwelle für die Detektion des Hochleistungsmikrowellen-Pulses einfach verändert werden und dadurch eine Detektionsempfindlichkeit besonders einfach an Umgebungsbedingungen, insbesondere an wechselnde Störeinflüsse durch herkömmliche Radiowellen, angepasst werden.
Bevorzugt umfasst die Detektoreinheit in einer weiteren Ausführungsform einen Analog-Digital-Wandler zur Digitalisierung des mittels der Empfangsantenne empfangenen Hochleistungsmikrowellen-Pulses, wobei der Analog-Digital-Wandler mittels der Digitalen Signalverarbeitungseinheit steuerbar und/oder regelbar ist. Hierdurch lassen sich neben Informationen zu einer Pulsform des Hochleistungsmikrowellen-Pulses auch Informationen zu einer Phase und/oder einer Phasenlage des Hochleistungsmikrowellen-Pulses gewinnen.
Unter einem Analog-Digital-Wandler versteht man hierbei eine Vorrichtung, mittels derer ein zeitmäßig kontinuierliches und wertmäßig kontinuierliches (sogenanntes analoges) elektrisches Signal in ein zeitmäßig diskretes und wertmäßig diskretes (sogenanntes digitales) elektrisches Signal wandelbar ist.
Besonders bevorzugt umfasst in einer weiteren Ausführungsform die Detektoreinheit ein Dämpfungsglied zur Dämpfung der Empfangsleistung des Hochleistungsmikrowellen-Pulses. Hierdurch kann einerseits die Ansprechschwelle für die Detektion des Hochleistungsmikrowellen-Pulses heraufgesetzt werden, um Störeinflüsse und Fehldetektionen zu minimieren. Andererseits können dadurch auch sehr leistungsstarke Hochleistungsmikrowellen-Pulse detektiert werden, die ansonsten zu einer Schädigung oder Zerstörung der Detektoreinheit führen könnten. Unter einem Dämpfungsglied, auch Abschwächer genannt, ist in diesem Zusammenhang ein Mittel zu verstehen, welches die Empfangsleistung eines Empfangssignales, insbesondere des Hochleistungsmikrowellen-Pulses, um wenigstens 20% reduziert.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Dämpfungsglied als variables Dämpfungsglied ausgeführt und durch die Digitale Signalverarbeitungseinheit und/oder durch die Basisstation steuerbar und/oder regelbar. Hierdurch kann die Ansprechschwelle für die Detektion des Hochleistungsmikrowellen-Pulses besonders einfach verändert und somit die Detektionsempfindlichkeit besonders einfach an Umgebungsbedingungen angepasst werden.
Unter einem variablen Dämpfungsglied wird ein Dämpfungsglied verstanden, bei welchem ein Betrag einer Reduzierung der Empfangsleistung des Empfangssignales, insbesondere des Hochleistungsmikrowellen-Pulses, veränderbar ist.
Besonders günstig ist es, wenn das variable Dämpfungsglied elektronisch steuerbar und/oder regelbar ist. Hierdurch lässt sich besonders einfach und komfortabel eine Änderung der Dämpfung mittels der Digitalen Signalverarbeitungseinheit und/oder der Basisstation erreichen.
In einer besonders bevorzugten weiteren Ausführungsform sind die Basisstation und/oder die Detektoreinheit mittels einer Batterie und/oder eines Akkumulators betreibbar. Hierdurch wird eine Unabhängigkeit von einem festen Stromversorgungsnetz ermöglicht. Ferner kann hierdurch eine Unempfindlichkeit gegenüber Spannungsschwankungen, Spannungsspitzen und/oder Spannungsimpulsen, insbesondere aufgrund von in das Stromversorgungsnetz eingekoppelten Hochleistungsmikrowellen-Pulsen, erhöht werden.
Bevorzugt sind in einer weiteren Ausführungsform die Basisstation und/oder die Detektoreinheit energieautark betreibbar. Hierdurch kann auf Batterien verzichtet werden und somit ein Wechsel der Batterien entfallen.
Unter einem energieautarken Betrieb versteht man, dass eine für den Betrieb einer Einheit benötigte Energie in Form von Strom in der Einheit selbst aus Energiequellen einer Umgebung erzeugt werden kann. Insbesondere kann die benötigte Energie in einer Solarzelle durch einen photoelektrischen Effekt aus einer Lichtquelle, insbesondere aus einem Sonnenlicht, erzeugt werden. Auch kann die benötigte Energie mittels einer Turbine aus Luftströmungen, insbesondere aus Wind, erzeugt werden. Bei einem energieautarken Betrieb ist die Speicherung der erzeugten Energie in einem Akkumulator, einem elektrischen Kondensator oder einer elektrischen Spule möglich.
In einer besonders bevorzugten weiteren Ausführungsform ist die Kommunikationsverbindung zwischen der Basisstation und der Detektoreinheit mittels einer drahtgebundenen und gegenüber Hochleistungsmikrowellen abgeschirmten Leitung und/oder mittels eines Lichtwellenleiters realisiert. Unter einer abgeschirmten Leitung ist ein mit einer elektrisch leitenden Oberfläche ummantelter mehradriger Verbund von Drähten oder ein mit einer elektrisch leitenden Oberfläche ummantelter Einzeldraht zu verstehen. Hierbei verfügt der Einzeldraht oder verfügen die Drähte über ein im Wesentlichen uniformes Querschnittsprofil. Insbesondere ist eine Koaxialleitung, deren elektrisch leitender Mantel mit einem Massepotential elektrisch verbunden ist, eine abgeschirmte Leitung.
Als eine gegenüber Hochleistungsmikrowellen abgeschirmten Leitung versteht man eine abgeschirmte Leitung, die eine Schirmdämpfung von mindestens 40 dB in einem Frequenzbereich von 1 MHz bis 300 GHz besitzt.
Die Schirmdämpfung ist hierbei als ein Verhältnis einer elektromagnetischen Leistungsdichte S1 an einem Raumpunkt vor einem Einbringen eines elektrisch leitenden Schirms zu einer elektromagnetischen Leistungsdichte S2 am selben Raumpunkt nach einem Einbringen des elektrisch leitenden Schirms zu verstehen. Die elektromagnetische Leistungsdichte S1 wird als Betrag eines Poynting-Vektors einer ersten elektromagnetischen Welle verstanden, die elektromagnetische Leistungsdichte 52 dementsprechend als Betrag des Poynting-Vektors einer zweiten elektromagnetischen Welle.
Günstig ist es, wenn die gegenüber Hochleistungsmikrowellen abgeschirmte Leitung eine Schirmdämpfung von mindestens 60 dB in einem Frequenzbereich von 1 MHz bis 300 GHz besitzt.
Unter einem Lichtwellenleiter ist eine wenigstens einen Lichtleiter umfassende Leitung zur geführten Übertragung von elektromagnetischen Wellen mit einer Freiraum-Wellenlänge zwischen 100 μm und 100 nm, auch Lichtwellen genannt, zu verstehen. Man versteht hierbei unter einem Lichtleiter einen dielektrischen Wellenleiter, dessen Brechungsindex von innen nach außen graduell (sogenannte Gradientenindexfaser) oder sprunghaft (sogenannte Stufenindexfaser) abnimmt, aber auch einen dielektrischen Wellenleiter, der im Wesentlichen aus photonischen Kristallen besteht.
Besonders bevorzugt umfasst in einer weiteren Ausführungsform die Detektoreinheit ein Gehäuse und/oder die Basisstation ein Basisstationsgehäuse, wobei das Gehäuse und/oder das Basisstationsgehäuse gegenüber Hochleistungsmikrowellen abgeschirmt ausgeführt sind. Hierdurch lässt sich ein Eigenschutz der Basisstation und/oder der Detektoreinheit gegenüber Angriffen von Hochleistungsmikrowellen-Waffen erhöhen.
Unter einem gegenüber Hochleistungsmikrowellen abgeschirmten Gehäuse ist ein Gehäuse zu verstehen, welches eine Schirmdämpfung von mindestens 40 dB in dem Frequenzbereich von 1 MHz bis 300 GHz besitzt.
Besonders günstig ist es, wenn die Schirmdämpfung des Gehäuses mindestens 60 dB in dem Frequenzbereich von 1 MHz bis 300 GHz beträgt. Hierdurch lässt sich der Eigenschutz der Basisstation und/oder der Detektoreinheit gegenüber Angriffen von Hochleistungsmikrowellen-Waffen weiter erhöhen.
Besonders günstig ist es auch, wenn einzelne Komponenten und/oder Schaltungsteile selbst ein Gehäuse oder eine Abdeckung aufweisen, welche gegenüber Hochleistungsmikrowellen abgeschirmt ausgeführt sind.
Bevorzugt weist in einer weiteren Ausführungsform die Basisstation einen Kameraanschluss und/oder die Detektoreinheit einen Kameraanschluss auf.
Unter einem Kameraanschluss sind Mittel zu verstehen, welche einen elektrischen Anschluss einer optischen Kamera an die Basisstation und/oder die Detektoreinheit ermöglichen. Hierdurch wird eine Verwendung und Integration einer Kamera in die Vorrichtung ermöglicht, um die Lokalisierung von HPM-Waffen zu verbessern.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform umfasst eine erste Kamera zur optischen Lokalisierung von HPM-Waffen. Hierdurch kann die Lokalisierung von HPM-Waffen verbessert werden, indem zusätzlich eine optische Erkennung von HPM-Waffen ermöglicht wird.
Unter einer Kamera ist eine phototechnische Vorrichtung zur Erfassung einzelner optischer Bilder oder Bildsequenzen zu verstehen, wobei die Kamera hierzu Lichtwellen empfängt und verarbeitet.
Günstig ist es, wenn die erste Kamera als digitale Videokamera ausgeführt ist. Hierdurch können Kamerasignale besonders einfach digital weiterverarbeitet werden. Besonders günstig ist es, wenn die optischen Bilder oder Bildsequenzen mittels Markierungen, insbesondere mittels digitaler Zeitmarken, mit dem empfangenen Hochleistungsmikrowellen-Puls in der Detektoreinheit und/oder in der Basisstation synchronisierbar sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erste Kamera mittels einer Kommunikationsverbindung mit dem Kameraanschluss verbindbar, wobei die Kommunikationsverbindung mittels einer drahtgebundenen und gegenüber Hochleistungsmikrowellen abgeschirmten Leitung und/oder mittels eines Lichtwellenleiters realisiert ist. Hierdurch können Kamerasignale störsicher an die Basisstation und/oder die Detektoreinheit übertragen werden, um dort weiterverarbeitet werden zu können.
Günstig ist es, wenn die Kommunikationsverbindung als abgeschirmte Twisted-Pair-Leitung mit einer paketbasierten Datenübertragung nach einem Internet Protokoll realisiert ist. Hierdurch können handelsübliche und kostengünstige Komponenten verwendet werden.
Besonders günstig ist es, wenn die Kommunikationsverbindung als Lichtwellenleiter realisiert ist. Hierdurch können auch große Datenmengen schnell und einfach übertragen werden.
Bevorzugt weist in einer weiteren Ausführungsform die erste Kamera ein Kameragehäuse auf, wobei das Kameragehäuse gegenüber Hochleistungsmikrowellen abgeschirmt ausgeführt ist.
Hierdurch lässt sich ein Eigenschutz der Kamera gegenüber Angriffen von Hochleistungsmikrowellen-Waffen erhöhen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform umfasst Mittel und Verfahren zu einer optischen Objekterkennung und/oder zu einer optischen Erkennung einer Änderung einer Umgebung. Hierdurch kann die optische Erkennung von Hochleistungsmikrowellen-Waffen besonders einfach und komfortabel gestaltet werden.
Unter Mitteln zu einer optischen Objekterkennung versteht man insbesondere Digitale Signalprozessoren (DSP), optische Filter, optische Linsen und optische Beugungselemente.
Unter Verfahren zu einer optischen Objekterkennung sind Bildverarbeitungsverfahren zu verstehen, welche ein Objekt klassifizieren und mit anderen gespeicherten Objekten vergleichen können. Insbesondere zählen zu Bildverarbeitungsverfahren Kantendetektion, Farberkennung und Transformationen.
Besonders günstig ist es, wenn die Mittel und Verfahren zu der optischen Objekterkennung in dem FPGA der Basisstation implementiert sind. Hierdurch lässt sich ein besonders kompakter Aufbau erreichen.
Besonders bevorzugt umfasst eine weitere Ausführungsform wenigstens eine zweite Kamera, wobei die Kameras an gegeneinander versetzt liegenden Orten angeordnet sind. Hierdurch lässt sich ein Beobachtungsbereich und Lokalisierungsbereich vergrößern.
Besonders günstig ist es, wenn alle Kameras die gleichen Merkmale aufweisen. Hierdurch können eine kostengünstige Produktion, ein besonders einfacher Austausch defekter Kameras und eine besonders einfache Konfiguration erreicht werden.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform weist wenigstens eine weitere Detektoreinheit auf, wobei die Detektoreinheiten an gegeneinander versetzt liegenden Orten angeordnet sind. Hierdurch lässt sich ein Detektionsbereich und Lokalisierungsbereich vergrößern.
Besonders günstig ist es, wenn alle Detektoreinheiten die gleichen Merkmale aufweisen. Hierdurch können eine kastengünstige Produktion, ein besonders einfacher Austausch defekter Detektoreinheiten und eine besonders einfache Konfiguration erreicht werden.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Basisstation eine Programmierschnittstelle zu einer externen Programmierung und/oder Parametrierung und/oder Diagnose auf. Hierdurch lässt sich die Basisstation besonders einfach und komfortabel an eine Änderung von Umgebungsbedingungen und/oder an eine Änderung der Anzahl und Ausrichtung von Detektoreinheiten anpassen.
Unter einer Programmierschnittstelle sind Mittel und Verfahren zu verstehen, mittels derer ein Austausch von Informationen zwischen einer programmierbaren und/oder auslesbaren Einheit und einer Programmierumgebung und/oder Diagnoseumgebung mit dem Ziel der Programmierung und/oder Konfiguration der Einheit und/oder einem Auslesen von Konfigurationen, Parametern, Fehlern und/oder Stall erfolgt.
Günstig ist es, wenn die Basisstation eine Auswerteeinheit aufweist, welche mittels der Programmierschnittstelle programmierbar ist.
Bevorzugt umfasst in einer weiteren Ausführungsform die Basisstation eine Fernkommunikationsschnittstelle zu einer Kommunikation mit einer Zentrale und/oder einem Führungsinformationssystem. Hierdurch lassen sich Lokalisierungsdaten und Daten über identifizierte Hochleistungsmikrowellen-Waffen an eine Zentrale oder an Systeme fernab der Basisstation übertragen, um die Zentrale oder andere Stellen über einen Angriff von Hochleistungsmikrowellen-Waffen zu informieren und Schutzmaßnahmen ergreifen zu können.
Ferner werden hierdurch eine Fernwartung und/oder eine Ferndiagnose ermöglicht. Unter einer Fernkommunikationsschnittstelle versteht man Mittel und Verfahren zu einem Austausch von Daten über eine Entfernung von mindestens 10 m, insbesondere von mindestens 100 m, hinaus oder über Grenzen eines zusammenhängenden Gebäudekomplexes hinweg.
Bevorzugt umfasst die Erfindung in einer weiteren Ausführungsform mit Fernkommunikationsschnittstelle Mittel und Verfahren zu einer Verschlüsselung und/oder Entschlüsselung von Daten, welche mittels der Fernkommunikationsschnittstelle übertragen werden. Hierdurch können eine erhöhte Abhörsicherheit sowie eine hohe Manipulationssicherheit von übertragenen und/oder gespeicherten Daten erreicht werden.
Unter Verschlüsselung ist ein Verfahren zu verstehen, mit welchem einfach und klar interpretierbare Daten (sogenannte Klardaten) mittels eines Schlüssels in nicht einfach interpretierbare Daten (sogenannte Geheimdaten) umgewandelt werden. Unter Entschlüsselung ist ein Verfahren zu verstehen, mit welchem nicht einfach interpretierbare Daten (sogenannte Geheimdaten) mittels eines Schlüssels in einfach und klar interpretierbare Daten (sogenannte Klardaten) umgewandelt werden. Unter einem Schlüssel ist eine Information zu verstehen, mittels derer Klardaten in Geheimdaten und/oder Geheimdaten in Klardaten umwandelbar sind. Insbesondere ist ein Schlüssel eine willkürliche Zeichenfolge, ein Passwort oder eine zufällige Zeichenfolge.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels, welches in den Figuren der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:
1: eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Lokalisierung von pulsbasierten Hochleistungsmikrowellen-Waffen mit mehreren Detektoreinheiten und mehreren Kameras,
2: eine detaillierte Ansicht einer Detektoreinheit,
3: eine detaillierte Ansicht einer Basisstation und
4: eine detaillierte Ansicht einer planaren kreisförmigen Monopolantenne.
Die in 1 dargestellte Vorrichtung zur Lokalisierung von pulsbasierten Hochleistungsmikrowellen-Waffen (HPM-Waffen) umfasst vier Detektoreinheiten 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 mit jeweils einer Empfangsantenne 21.1, 21.2, 21.3 und 21.4, sowie eine Basisstation 10. Die vier Detektoreinheiten 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 sind über jeweils eine Kommunikationsverbindung 30.1, 30.2, 30.3 und 30.4 mit der Basisstation verbunden, wobei die Kommunikationsverbindungen 30.1, 30.2, 30.3 und 30.4 mittels Single-Mode-Lichtwellenleitern für eine Laserwellenlänge von 635 μm realisiert sind. Alternativ ist auch eine Ausführung mittels Multi-Mode-Lichtwellenleitern und/oder für andere optische Wellenlängen, insbesondere für eine Laserwellenlänge von 1310 μm, möglich.
Die Empfangsantennen 21.1, 21.2, 21.3 und 21.4 sind so angeordnet, dass sich Empfangsbereiche benachbarter Antennen teilweise überlappen.
Ferner umfasst die Vorrichtung zur Lokalisierung von pulsbasierten HPM-Waffen vier Kameras 34.1, 34.2, 34.3 und 34.4, wobei die Kamera 34.1 über eine Kommunikationsverbindung 32.1 mit der Detektoreinheit 20.1 verbunden ist. Die Kamera 34.2 ist über eine Kommunikationsverbindung 32.2 mit der Detektoreinheit 20.2 verbunden und die Kameras 34.3 und 34.4 sind über jeweils eine Kommunikationsverbindung 32.3 und 32.4 mit der Basisstation verbunden. Die Kommunikationsverbindungen 32.1, 32.2, 32.3 und 32.4 sind hierbei als Koaxialkabel mit einer Schirmdämpfung von mindestens 60 dB zwischen 1 MHz und 3 GHz und von mindestens 50 dB zwischen 3 GHz und 10 GHz ausgeführt. Alternativ ist auch eine Ausführung mittels Multi-Mode-Lichtwellenleitern und/oder Single-Mode-Lichtwellenleitern möglich. Für die Datenübertragung über die Kommunikationsverbindungen 32.1, 32.2, 32.3 und 32.4 wird ein Frequenzspreizverfahren (englisch: spread spectrum technique) verwendet, um Robustheit, Störsicherheit und Abhörsicherheit zu erhöhen.
Die Kameras 34.1, 34.2, 34.3 und 34.4 sind als optische Videokameras ausgeführt und weisen jeweils ein Kameragehäuse und jeweils ein Kameraobjektiv auf. Die Kameragehäuse sind aus Aluminium gefertigt und besitzen eine Schirmdämpfung von mindestens 60 dB in einem Frequenzbereich von 1 MHz bis 3 GHz. Zwischen 3 GHz und 10 GHz beträgt die Schirmdämpfung mindestens 50 dB. Abdichtungen am Gehäuse 29, insbesondere zwischen einem Kameragehäusedeckel und Kameragehäusewänden, sind als Kupferdrahtgeflecht ausgeführt. Einerseits wird hierdurch eine sehr gut elektrisch leitfähige Verbindung zwischen Kameragehäusedeckel und Kameragehäusewänden hergestellt und andererseits elektrisch nicht leitfähige Spate am Kameragehäuse, insbesondere zwischen Kameragehäusedeckel und Kameragehäusewänden, auf eine minimale Anzahl und/oder eine minimale Größe reduziert, um die geforderte Schirmdämpfung zu erzielen.
Alternativ können die Abdichtungen auch aus einem Aluminiumdrahtgeflecht gefertigt sein. Zusätzlich kann das Kameragehäuse weitere Abdichtungen, insbesondere aus einem Gummi oder aus einem Kunststoff, zum Schutz gegen Flüssigkeiten und/oder Stäuben aufweisen.
Die Kameraobjektive sind jeweils an einer Außenseite mit einem feinen Geflecht aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere Kupfer oder Aluminium, überzogen, um auch an den Kameraobjektiven eine Schirmdämpfung von mindestens 60 dB in einem Frequenzbereich von 1 MHz bis 3 GHz, sowie zwischen 3 GHz und 10 GHz die Schirmdämpfung von mindestens 50 dB zu erreichen.
Hierzu ist das Geflecht elektrisch leitend mit dem Kameragehäuse verbunden.
Das Geflecht ist so ausgeführt, dass Lichtwellen mit einer Freiraum-Wellenlänge von 100 nm bis 100 μm durch das Geflecht um maximal 10 dB, insbesondere um nur maximal 3 dB, gedämpft werden. Radiowellen werden durch das Geflecht um die in den vorstehend beschriebenen Frequenzbereichen geforderte Schirmdämpfung gedämpft.
2 zeigt eine Detektoreinheit 20 mit einer Empfangsantenne 21, einem Dämpfungsglied 23, einem Pulsdetektor 22 und einer Digitalen Signalverarbeitungseinheit (DSV) 24. Ferner weist die Detektoreinheit 20 eine Energieversorgungseinheit 26, einen Kameraanschluss 27, eine Kommunikationseinheit 28 und ein Gehäuse 29 auf.
Die Empfangsantenne 21 ist als ultrabreitbandige Monopolantenne in Form einer planaren kreisförmigen Monopolantenne ausgeführt, wie sie beispielhaft in 4 dargestellt ist. Die geführten elektromagnetischen Wellen werden vom Fußpunkt der Empfangsantenne in einer Mikrostreifenleitungstechnik mittels eines koplanaren Wellenleiters (englisch: coplanar waveguide) mit einem Leitungswellenwiderstand von 50 Ohm zu dem Dämpfungsglied 23 geführt.
Zwischen der Empfangsantenne 21 und dem Dämpfungsglied 23 ist ein nicht dargestellter Varistor zum Schutz der Detektoreinheit 20 vor Überspannungen und zu hohen Hochleistungsmikrowellen-Pulsen (HPM-Pulsen) geschaltet. Alternativ kann anstelle des Varistors auch eine Suppressordiode (englisch: Transient Voltage Suppressor Diode) verwendet werden.
Als Dämpfungsglied 23 wird ein elektronisch steuerbares, variables Dämpfungsglied (englisch: variable gain attenuator) als integrierte Schaltung (IC, englisch: integrated circuit) mit einer digital anpassbaren Dämpfung von 1 dB bis 30 dB in 0,5 dB-Schritten verwendet. Dessen Dämpfung wird mittels der DSV 24 abhängig von einer Empfangsleistung geregelt, um eine Schädigung oder Zerstörung des Pulsdetektors 22 und der DSV 24 sowie der Detektoreinheit 20 an sich bei zu hohen Empfangsleistungen zu verhindern.
Die Dämpfung des Dämpfungsgliedes 23 ist so eingestellt, dass Störeinflüsse durch herkömmliche Funkübertragungen, insbesondere durch Mobilfunk und drahtlose lokale Netzwerke (WLAN, englisch: wireless local area networks), so gedämpft werden, dass sie unterhalb einer Ansprechschwelle des Pulsdetektors 22 liegen.
Der Pulsdetektor 22 umfasst einen logarithmischen Detektor in Form einer integrierten Schaltung mit einer Eingangsbandbreite von 10 GHz und einem Eingangs-Dynamikbereich Von ca. 55 dB, sowie einen Analog-Digital-Wandler mit einer Abtastrate von 1 Gbit/s und einer Auflösung von 8 bit. Sowohl der logarithmische Detektor als auch der Analog-Digital-Wandler werden von der DSV 24 gesteuert. Hierbei ist eine Taktfrequenz des Analog-Digital-Wandlers mit einer Taktfrequenz der DSV 24 synchronisiert.
Die DSV 24 ist als FPGA mit einer Taktfrequenz von 500 MHz und mit einem software-basierten Mikrocontroller ausgeführt. In der DSV 24 ist ein Verfahren zur Detektion des HPM-Pulses so implementiert, dass neben der reinen Detektion auch Informationen zu einer Wellen- und/oder Pulsform, sowie zu einer Pulslänge des HPM-Pulses gewonnen werden. Hierzu werden einerseits Abtastwerte des Analog-Digital-Wandlers ausgewertet und andererseits die daraus gewonnene Pulsform mit gespeicherten Referenzpulsen verschiedener Längen und verschiedener Frequenzen verglichen. Dadurch wird die möglicherweise verwendete HPM-Waffe identifiziert, sofern deren Pulsform und Pulslänge bekannt und als Referenzwerte abgespeichert sind.
Ferner wird die Empfangsleistung des HPM-Pulses mittels der DSV 24 ermittelt. Hierzu wird zunächst die digitalisierte Ausgangsspannung des logarithmischen Detektors entsprechend seiner Kennlinie in eine Leistung umgerechnet und über die Pulslänge integriert. Danach wird zu der so errechneten Leistung in dB oder in dBm die aktuelle Dämpfung des variablen Dämpfungsgliedes 23 in dB addiert, um die Empfangsleistung am Fußpunkt der Empfangsantenne 21 zu erhalten.
Diese Empfangsleistung wird zusammen mit einer Empfangszeit neben der gewonnenen Pulsform und/oder einer Kennnummer einer identifizierten HPM-Waffe von der DSV 24 über die Kommunikationseinheit 28 und die Kommunikationsverbindung 30 an die Basisstation 10 übermittelt.
Die Kommunikationseinheit 28 ist hierbei als ein bidirektionales Halbleiterlaser-Kommunikationsmodul mit einer Laserwellenlänge von 635 μm ausgeführt.
Insbesondere bei einem mobilen Einsatz der Vorrichtung wertet die DSV 24 auch die Störeinflüsse herkömmlicher Funkübertragungen aus, sofern sie oberhalb der Ansprechschwelle des Pulsdetektors 22 liegen. Liegen die Störeinflüsse über einen bestimmten Zeitraum oberhalb der Ansprechschwelle des Pulsdetektors 22, wird die Dämpfung des Dämpfungsgliedes 23 so erhöht, dass die Störeinflüsse wieder unterhalb der Ansprechschwelle des Pulsdetektors 22 liegen. Werden über einen bestimmten, längeren Zeitraum keine Störeinflüsse ermittelt, wird die Dämpfung des Dämpfungsgliedes 23 schrittweise soweit erniedrigt, bis die Störeinflüsse wieder knapp oberhalb der Ansprechschwelle des Pulsdetektors 22 liegen. Somit passt sich die Detektoreinheit 20 selbständig an sich ändernde Umgebungsbedingungen an.
Die Energieversorgungseinheit 26 umfasst eine Batterie und eine Batteriespannungsüberwachungseinheit in Form eines IC, welche die Batteriespannung überwacht. Ein Unterschreiten einer vorgegebenen Batteriesollspannung wird von der Batteriespannungsüberwachungseinheit an die DSV 24 übermittelt und zusätzlich optisch mittels einer blinkenden Leuchtdiode angezeigt.
Alternativ kann die Energieversorgungseinheit 26 auch ein Batteriepack, einen Akkumulator oder ein Akkumulatorpack umfassen.
Die Energieversorgungseinheit 26 versorgt den Pulsdetektor 22, das variable Dämpfungsglied 23, die DSV 24, den Kameraanschluss 27 und die Kommunikationseinheit 28 mit elektrischer Energie.
Der Kameraanschluss 27 umfasst eine Koaxialbuchse zum Anschluss der Kommunikationsverbindung 32 und ein Empfangsmodul zum Empfang von Kamerasignalen über die Kommunikationsverbindung 32 zwischen einer Kamera 34 und der Detektoreinheit 20. Das Empfangsmodul empfängt die Kamerasignale und leitet sie in einem Basisband an die Kommunikationseinheit 28 weiter, welche sie wiederum mittels der Kommunikationsverbindung 30 zwischen der Detektoreinheit 20 und der Basisstation 10 digital an die Basisstation 10 überträgt. Hierbei steuert und koordiniert die DSV 24 die Übertragung der Kamerasignale und der Empfangsleistung, sowie sämtlicher anderer zu übertragenden Daten.
Das Gehäuse 29 ist aus Aluminium gefertigt und besitzt eine Schirmdämpfung von mindestens 60 dB in einem Frequenzbereich von 1 MHz bis 3 GHz. Zwischen 3 GHz und 10 GHz beträgt die Schirmdämpfung mindestens 50 dB. Abdichtungen am Gehäuse 29, insbesondere zwischen einem Gehäusedeckel und Gehäusewänden, sind als Kupferdrahtgeflecht ausgeführt. Einerseits wird hierdurch eine sehr gut elektrisch leitfähige Verbindung zwischen Gehäusedeckel und Gehäusewänden hergestellt und andererseits elektrisch nicht leitfähige Spalte am Gehäuse 29, insbesondere zwischen Gehäusedeckel und Gehäusewänden, auf eine minimale Anzahl und/oder eine minimale Größe reduziert, um die geforderte Schirmdämpfung zu erzielen.
Wahlweise können die Abdichtungen auch aus einem Aluminiumdrahtgeflecht gefertigt sein. Zusätzlich kann das Gehäuse 29 weitere Abdichtungen, insbesondere aus einem Gummi oder aus einem Kunststoff, zum Schutz gegen Flüssigkeiten und/oder Stäuben aufweisen.
Alternativ kann das Gehäuse 29 aus Kunststoff in einem Spritzgussverfahren gefertigt sein, wobei der Kunststoff mit einer Schicht elektrisch leitfähigen Materials, insbesondere Kupfer, überzogen wird.
3 zeigt die Basisstation 10 mit einer Ausgabeeinheit 13, einer Auswerteeinheit 14, einer Programmierschnittstelle 15, einer Energieversorgungseinheit 16 und einem Basisstationsgehäuse 19. Ferner umfasst die Basisstation 10 einen Kameraanschluss 17 und vier Kommunikationsschnittstellen 18.1, 18.2, 18.3 und 18.4 zu je einer der Detektoreinheiten 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4.
Die Kommunikationsschnittstellen 18.1, 18.2, 18.3 und 18.4 sind als bidirektionale Halbleiterlaser-Kommunikationsmodule mit einer Laserwellenlänge von 635 μm ausgeführt. Sie empfangen die von den Detektoreinheiten 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 übermittelten Signale, insbesondere ermittelte Empfangsleistungen und gewonnene Pulsformen, und leiten diese Signale aufbereitet als elektrische Signale an die Auswerteeinheit 14 weiter.
Der Kameraanschluss 17 umfasst vier Koaxialbuchsen zum Anschluss von vier Kommunikationsverbindungen 32.1, 32.2, 32.3 und 32.4 und ein Empfangsmodul zum Empfang von Kamerasignalen der Kameras 34.1, 34.2, 34.3 und 34.4 über die Kommunikationsverbindungen 32.1, 32.2, 32.3 und 32.4. Das Empfangsmodul empfängt die Kamerasignale und leitet sie in digitaler Form an die Auswerteeinheit 14 weiter. Sind einzelne Kameras 34.1, 34.2 an die Kameraanschlüsse 27 der Detektoreinheiten 20.1, 20.2 angeschlossen, werden die Kamerasignale von den Kommunikationsschnittstellen 18.1, 18.2 empfangen und dann an die Auswerteeinheit 14 weitergeleitet.
Die Energieversorgungseinheit 16 umfasst eine Batterie und eine Batteriespannungsüberwachungseinheit in Form eines IC, welche die Batteriespannung überwacht. Ein Unterschreiten einer vorgegebenen Batteriesollspannung wird von der Batteriespannungsüberwachungseinheit an die Auswerteeinheit 14 übermittelt und zusätzlich optisch mittels einer blinkenden Leuchtdiode angezeigt.
Alternativ kann die Energieversorgungseinheit 16 auch ein Batteriepack, einen Akkumulator oder ein Akkumulatorpack umfassen.
Die Energieversorgungseinheit 16 versorgt die Ausgabeeinheit 13, die Auswerteeinheit 14, die Programmierschnittstelle 15, den Kameraanschluss 17 und die Kommunikationsschnittstellen 18.1, 18.2, 18.3 und 18.4 mit elektrischer Energie.
Die Auswerteeinheit 14 ist als FPGA mit einer Taktfrequenz von 500 MHz und mit einem software-basierten Mikrocontroller und einem digitalen Signalprozessor ausgeführt. Der FPGA lässt sich über die Programmierschnittstelle 15 programmieren und in seiner Konfiguration ändern. Hierbei ist die Programmierschnittstelle 15 nach einem IEEE-Standard 1149.1, auch bekannt als sogenannte JTAG-Schnittstelle, ausgeführt und umfasst einen Universal Serial Bus-Anschluss (USB-Anschluss).
Über die Programmierschnittstelle 15 können sowohl eine Konfiguration, Fehler- und Statusmeldungen der Auswerteeinheit 14 ausgelesen als auch die einzelnen DSV 24 der Detektoreinheiten 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 programmiert und konfiguriert werden.
In der Auswerteeinheit 14 werden die von den Detektoreinheiten 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 empfangenen Daten verarbeitet, indem zunächst die einzelnen Empfangleistungen und Empfangszeiten der einzelnen Detektoreinheiten 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 in Bezug auf die einzelnen Positionen der einzelnen Detektoreinheiten 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 und auf die einzelnen Ausrichtungen der einzelnen Empfangsantennen 21.1, 21.2, 21.3 und 21.4 miteinander verglichen werden. Hierzu sind die Positionen der Detektoreinheiten 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 und die Ausrichtungen der Empfangsantennen 21.1, 21.2, 21.3 und 21.4 in der Auswerteeinheit abgespeichert und können bei Bedarf oder bei einer Positionsänderung über die Programmierschnittstelle 15 geändert werden.
Zunächst wird aus den einzelnen Detektoreinheiten 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 diejenige Detektoreinheit 20.n bestimmt, welche eine höchste Empfangsleistung ermittelt hat. Hierdurch erhält man in Verbindung mit der Richtcharakteristik der zugehörigen Empfangsantenne 21.n bereits den räumlichen Bereich, in dem sich die HPM-Waffe befindet.
Wurde die HPM-Waffe aufgrund ihrer Pulsform bereits durch die betreffende Detektoreinheit 20.n identifiziert, so berechnet die Auswerteeinheit 14 aufgrund der höchsten Empfangsleistung und einer bekannten Sendeleistung der HPM-Waffe eine erste Entfernung, in welcher sich die HPM-Waffe in Bezug auf die Detektoreinheit 20.n befindet. Die erste Entfernung ist hierbei proportional zu einer Quadratwurzel der Differenz aus Sendeleistung und höchster Empfangsleistung. Anderenfalls wird die erste Entfernung in Abhängigkeit der höchsten Empfangsleistung auf einen Maximalwert gesetzt, der für gängige HPM-Waffen typisch ist.
Parallel hierzu wird aus den einzelnen Detektoreinheiten 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 diejenige Detektoreinheit 20.m bestimmt, welche eine zweithöchste Empfangsleistung ermittelt hat. Hierdurch lässt sich in Verbindung mit der Richtcharakteristik der zugehörigen Empfangsantenne 21.m und der Empfangsantenne 21.n der räumliche Bereich, in dem sich die HPM-Waffe befindet, weiter eingrenzen.
Wurde die HPM-Waffe aufgrund ihrer Pulsform bereits durch die Detektoreinheit 20.n und/oder die Detektoreinheit 20.m identifiziert, so berechnet die Auswerteeinheit 14 aufgrund der zweithöchsten Empfangsleistung und der bekannten Sendeleistung der HPM-Waffe eine zweite Entfernung, in welcher sich die HPM-Waffe in Bezug auf die Detektoreinheit 20.m befindet. Anderenfalls wird die zweite Entfernung in Abhängigkeit der zweithöchsten Empfangsleistung auf einen Maximalwert gesetzt, der für gängige HPM-Waffen typisch ist.
Die erste Entfernung bildet in Verbindung mit der Richtcharakteristik der Empfangsantenne 21.n einen ersten Kreisbogen um die Detektoreinheit 20.n, wobei die HPM-Waffe auf einem Punkt des ersten Kreisbogens positioniert ist. Ebenso bildet die zweite Entfernung in Verbindung mit der Richtcharakteristik der Empfangsantenne 21.m einen zweiten Kreisbogen um die Detektoreinheit 20.m, wobei die HPM-Waffe auf einem Punkt des zweiten Kreisbogens positioniert ist. Durch Schneiden des ersten und des zweiten Kreisbogens ist die Position der HPM-Waffe auf maximal zwei mögliche Positionen bestimmbar, sofern die HPM-Waffe identifiziert wurde.
Ist die HPM-Waffe oder die Sendeleistung der HPM-Waffe unbekannt, wird eine Entfernung der HPM-Waffe mittels der Differenz aus der höchsten Empfangsleistung und der zweithöchsten Empfangsleistung ermittelt, wobei die Entfernung eine Abschätzung darstellt.
Gleichzeitig wird aus einer ersten Empfangszeit der Detektoreinheit 20.n und aus einer zweiten Empfangszeit der Detektoreinheit 20.m eine Laufzeitdifferenz gebildet. Diese Laufzeitdifferenz ist proportional zu einem Entfernungsunterschied von der HPM-Waffe zu den beiden Detektoreinheiten 20.n und 20.m. Somit ist die Laufzeitdifferenz auch proportional zu einem Sinus eines Winkels zwischen einer Einfallsrichtung und einer Verbindungsgeraden der Detektoreinheiten 20.n und 20.m. Hierdurch erhält man eine Richtung, in welcher sich die HPM-Waffe befindet.
In Verbindung mit den Richtcharakteristika der Empfangsantennen 21.n und 21.m wird bei identifizierter HPM-Waffe eine Berechnung der Position der HPM-Waffe aufgrund des Schneidens des ersten und des zweiten Kreisbogens verifiziert, verbessert und eindeutig bestimmt und lokalisiert.
Bei unbekannter HPM-Waffe oder unbekannter Sendeleistung wird die Position der HPM-Waffe aus der Entfernung und der Richtung bestimmt und die HPM-Waffe somit lokalisiert.
Sofern mehr als zwei der Detektoreinheiten 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 die HPM-Waffe detektiert haben, werden Empfangsleistungen und Empfangszeiten der weiteren Detektoreinheiten in eine weitere Berechnung analog einbezogen, um eine Lokalisierungsgenauigkeit zu erhöhen.
Die errechnete Position der lokalisierten HPM-Waffe wird von der Auswerteeinheit 14 an die Anzeigeeinheit 13 übermittelt, wo sie in Bezug auf die Detektoreinheiten 20.1, 20.2, 20.3 und 20.4 in Form eines Lageplanes dargestellt wird.
Die Auswerteeinheit 14 verarbeitet ferner die Kamerasignale der Kameras 34.1, 34.2, 34.3 und 34.4, indem Bildsequenzen der jeweiligen einzelnen Kameras 34.1, 34.2, 34.3 und 34.4 mittels eines Videokompressionsverfahrens komprimiert und in einem wiederbeschreibbaren digitalen Speicher, insbesondere für mehrere Minuten bis zu mehreren Stunden, abgespeichert werden.
Hat die Auswerteeinheit 14 die HPM-Waffe lokalisiert, so werden die abgespeicherten Bildsequenzen derjenigen Kamera 34.n weiterverarbeitet, in deren Beobachtungsbereich die HPM-Waffe lokalisiert wurde. Hierbei wird eine optische Objekterkennung mittels einer Korrelation durch Vergleich von Bildern der Kamera 34.n mit abgespeicherten Referenzobjekten bekannter HPM-Waffen oder verdächtiger Objekte durchgeführt. Dabei werden sowohl aktuelle Bildsequenzen wie auch abgespeicherte Bildsequenzen verarbeitet. Eine Anzahl der abgespeicherten Bildsequenzen und/oder eine Speicherdauer der Bildsequenzen sind einstellbar.
Wurde eine bekannte HPM-Waffe oder ein verdächtiges Objekt erkannt, so wird diese Information mit einem dazugehörigen Kamerabild, auf dem die bekannte HPM-Waffe oder das verdächtige Objekt markiert sind, an die Anzeigeeinheit 13 übermittelt.
Während einer Zeit, bis zu der kein Angriff durch HPM-Waffen detektiert wird, werden die Bildsequenzen der Kameras 34.1, 34.2, 34.3 und 34.4 an die Anzeigeeinheit 13 übermittelt und dort gleichzeitig oder wechselnd dargestellt.
Die Anzeigeeinheit 13 weist eine Flüssigkeitskristallanzeige (LCD, englisch: liquid crystal display) auf, die an einer sichtbaren Anzeigeseite mit einer Plexiglasscheibe abgedeckt ist, wobei die Plexiglasscheibe mit einem feinen Geflecht aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere Kupfer oder Aluminium, überzogen ist. Hierdurch wird eine Schirmdämpfung von mindestens 60 dB in einem Frequenzbereich von 1 MHz bis 3 GHz, sowie zwischen 3 GHz und 10 GHz die Schirmdämpfung von mindestens 50 dB erreicht.
Hierzu ist das Geflecht elektrisch leitend mit dem Basisstationsgehäuse 19 verbunden. Das Geflecht ist so engmaschig und dünn ausgeführt, dass Lichtwellen mit einer Freiraum-Wellenlänge von 100 nm bis 100 μm durch das Geflecht um maximal 10 dB, insbesondere um nur maximal 3 dB, gedämpft werden. Radiowellen werden durch das Geflecht um die in den vorstehend beschriebenen Frequenzbereichen geforderte Schirmdämpfung gedämpft.
Das Basisstationsgehäuse 19 ist aus Aluminium gefertigt und besitzt eine Schirmdämpfung von mindestens 60 dB in einem Frequenzbereich von 1 MHz bis 3 GHz. Zwischen 3 GHz und 10 GHz beträgt die Schirmdämpfung mindestens 50 dB. Abdichtungen am Basisstationsgehäuse 19, insbesondere zwischen einem Basisstationsgehäusedeckel und Basisstationsgehäusewänden, sind als Kupferdrahtgeflecht ausgeführt. Einerseits wird hierdurch eine sehr gut elektrisch leitfähige Verbindung zwischen Basisstationsgehäusedeckel und Basisstationsgehäusewänden hergestellt und andererseits elektrisch nicht leitfähige Spalte am Basisstationsgehäuse 19, insbesondere zwischen Basisstationsgehäusedeckel und Basisstationsgehäusewänden, auf eine minimale Anzahl und/oder eine minimale Größe reduziert, um die geforderte Schirmdämpfung zu erzielen.
Alternativ können die Abdichtungen auch aus einem Aluminiumdrahtgeflecht gefertigt sein. Zusätzlich kann das Basisstationsgehäuse 19 weitere Abdichtungen, insbesondere aus Gummi oder aus Kunststoff, zum Schutz gegen Flüssigkeiten und/oder Stäuben aufweisen.
Wahlweise kann das Basisstationsgehäuse 19 auch aus Kunststoff im Spritzgussverfahren gefertigt sein, wobei der Kunststoff mit einer Schicht elektrisch leitfähigen Materials, insbesondere Kupfer, überzogen wird.
In 4 ist die Empfangsantenne 21 als ultrabreitbandige Monopolantenne in Form einer planaren kreisförmigen Monopolantenne dargestellt. Die Empfangsantenne 21 umfasst ein Substrat 40, auf welchem eine kreisförmige Antennenfläche 40 mit einer Zuleitung 42, eine erste Massefläche 41.1 und eine zweite Massefläche 41.2 aufgebracht sind.
Als Substrat wird ein glasfaserverstärktes Epoxydharz-Substrat, sogenanntes FR4-Substrat, mit einer relativen Dielektrizitätszahl von 4,4 und einer Dicke in einer z-Richtung von 1,52 mm verwendet, wobei alternativ auch andere Materialien, insbesondere ein glasfaserverstärktes Substrat auf Kohlenwasserstoff- und Keramikbasis, verwendet werden können.
Die Zuleitung 42 und die Abstände zwischen der Zuleitung 42 und den Masseflächen 41.1 und 41.2 sind hierbei so dimensioniert und ausgeführt, dass sie den koplanaren Wellenleiter mit dem Leitungswellenwiderstand von 50 Ohm bilden.
Bezugszeichenliste

10: Basisstation
13: Ausgabeeinheit
14: Auswerteeinheit
15: Programmierschnittstelle
16: Energieversorgungseinheit der Basisstation
17: Kameraanschluss der Basisstation
18: Kommunikationsschnittstelle zu einer Detektoreinheit (allgemein)
18.1, 18.2, 18.3, 18.4: Kommunikationsschnittstelle zur ersten, zweiten, dritten, vierten Detektoreinheit
19: Basisstationsgehäuse
20: Detektoreinheit (allgemein)
20.1, 20.2, 20.3, 20.4: Erste, zweite, dritte, vierte Detektoreinheit
21: Empfangsantenne
21.1, 21.2, 21.3, 21.4: Empfangsantenne der ersten, zweiten, dritten, vierten Detektoreinheit
22: Pulsdetektor
23: Dämpfungsglied
24: Digitale Signalverarbeitungseinheit
26: Energieversorgungseinheit einer Detektoreinheit
27: Kameraanschluss einer Detektoreinheit
28: Kommunikationseinheit
29: Gehäuse einer Detektoreinheit
30: Kommunikationsverbindung zwischen Basisstation und Detektoreinheit (allgemein)
30.1, 30.2, 30.3, 30.4: Kommunikationsverbindung zwischen der Basisstation und der ersten, zweiten, dritten, vierten Detektoreinheit
32: Kommunikationsverbindung zwischen Kamera und Kameraanschluss (allgemein)
32.1, 32.2, 32.3, 32.4: Kommunikationsverbindung zwischen erster, zweiter, dritter, vierter Kamera und dem Kameraanschluss
34: Kamera (allgemein)
34.1, 34.2, 34.3, 34.4: Erste, zweite, dritte, vierte Kamera
40: Substrat
41.1: Erste Massefläche
41.2: Zweite Massefläche
42: Zuleitung
43: Kreisförmige Antennenfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006037209 B4 [0005]
US 4876551 [0007]
US 5856803 [0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE-Standard 1149.1 [0125]

Claims

Vorrichtung zur Lokalisierung von pulsbasierten Hochleistungsmikrowellen-Waffen mit – einer Detektoreinheit (20) zu einer Detektion eines Hochleistungsmikrowellen-Pulses und – einer Basisstation (10) zu einer Verarbeitung von Daten der Detektoreinheit (20), wobei – die Detektoreinheit (20) – eine Empfangsantenne (21) zu einem Empfang von Mikrowellen, – eine Digitale Signalverarbeitungseinheit (24) und – eine Kommunikationseinheit (28) aufweist und – die Basisstation (10) mittels einer Kommunikationsschnittstelle (18) über eine Kommunikationsverbindung (30) mit der Kommunikationseinheit (28) der Detektoreinheit (20) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsantenne (21) zu einem Empfang von Mikrowellen als ultrabreitbandige Monopolantenne ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsantenne (21) als ultrabreitbandige Monopolantenne in einer offenen Streifenleiterbauweise ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsantenne (21) in einer horizontalen Ebene einen Öffnungswinkel von maximal 270° aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (20) einen Pulsdetektor (22) mit einer Speicherschaltdiode und/oder einer Tunneldiode zur Detektion des Hochleistungsmikrowellen-Pulses umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (20) einen Pulsdetektor (22) mit einem logarithmischen Detektor mit einer ultrabreiten Eingangsbandbreite zur Detektion des Hochleistungsmikrowellen-Pulses aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulsdetektor (22) durch die Digitale Signalverarbeitungseinheit (24) steuerbar und/oder regelbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (20) einen Analog-Digital-Wandler zur Digitalisierung des mittels der Empfangsantenne (21) empfangenen Hochleistungsmikrowellen-Pulses umfasst, wobei der Analog-Digital-Wandler mittels der Digitalen Signalverarbeitungseinheit (24) steuerbar und/oder regelbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (20) ein Dämpfungsglied (23) zur Dämpfung einer Empfangsleistung des Hochleistungsmikrowellen-Pulses aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsglied (23) als variables Dämpfungsglied ausgeführt und durch die Digitale Signalverarbeitungseinheit (24) und/oder durch die Basisstation (10) steuerbar und/oder regelbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (10) und/oder die Detektoreinheit (20) mittels einer Batterie und/oder eines Akkumulators betreibbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (10) und/oder die Detektoreinheit (20) energieautark betreibbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsverbindung (30) zwischen der Basisstation (10) und der Detektoreinheit (20) mittels einer drahtgebundenen und gegenüber Hochleistungsmikrowellen abgeschirmten Leitung und/oder mittels eines Lichtwellenleiters realisiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (20) ein Gehäuse (29) und/oder die Basisstation (10) ein Basisstationsgehäuse (19) aufweist, wobei das Gehäuse (29) und/oder das Basisstationsgehäuse (19) gegenüber Hochleistungsmikrowellen abgeschirmt ausgeführt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (10) einen Kameraanschluss (17) und/oder die Detektoreinheit (20) einen Kameraanschluss (27) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine erste Kamera (34.1) zur optischen Lokalisierung von Hochleistungsmikrowellen-Waffen.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kamera (34.1) mittels einer Kommunikationsverbindung (32.1) mit dem Kameraanschluss (17, 27) verbindbar ist, wobei die Kommunikationsverbindung (32.1) mittels einer drahtgebundenen und gegenüber Hochleistungsmikrowellen abgeschirmten Leitung und/oder mittels eines Lichtwellenleiters realisiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kamera (34.1) ein Kameragehäuse aufweist, wobei das Kameragehäuse gegenüber Hochleistungsmikrowellen abgeschirmt ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, gekennzeichnet durch Mittel und Verfahren zu einer optischen Objekterkennung und/oder zu einer optischen Erkennung einer Änderung einer Umgebung.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, gekennzeichnet durch wenigstens eine zweite Kamera (34.2), wobei die Kameras (34.1, 34.2) an gegeneinander versetzt liegenden Orten angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine weitere Detektoreinheit (20.2), wobei die Detektoreinheiten (20.1, 20.2) an gegeneinander versetzt liegenden Orten angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (10) eine Programmierschnittstelle (15) zu einer externen Programmierung und/oder externen Änderung von Parametern und/oder Konfigurationen aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (10) eine Fernkommunikationsschnittstelle zu einer Kommunikation mit einer Zentrale und/oder einem Führungsinformationssystem umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch Mittel und Verfahren zu einer Verschlüsselung und/oder Entschlüsselung von Daten, welche mittels der Fernkommunikationsschnittstelle übertragen werden.