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Sensoren

Metamaterial könnte Drohnen mit Radar ausstatten

Ein Start-up will autonomen Fluggeräten oder Autos kostengünstige Miniradare spendieren. Dank eines Metamaterials kann man auf klobige Bauteile verzichten.
Metamaterial

Metamaterialien sind vor allem dafür bekannt, trotz jahrelanger Ankündigungen immer noch keine funktionierende Tarnkappentechnologie hervorgebracht zu haben. Tatsächlich liegt jedoch, wie Entwickler schon lange wussten, ihr eigentlicher Nutzen unter anderem im Bau ultraflacher Linsen: Anstatt Licht- oder andere Strahlen störungsfrei um ein Objekt herumzulotsen und es damit für das Auge unsichtbar zu machen, sollen sie Wellen des elektromagnetischen Spektrums fokussieren, bündeln oder anderweitig manipulieren.

Octocopter mit Radar an Bord
Octocopter mit Radar an Bord | Auf dem Versuchsfluggerät haben Ingenieure von Echodyne einen Prototypen ihrer Radarantenne installiert. Metamaterialien sollen eine besonders flache Bauweise ermöglichen.

Das Magazin "Technology Review" berichtet nun von den Plänen der US-amerikanischen Firma Echodyne, miniaturisierte Radargeräte zu entwickeln, die eine ähnliche Funktionalität aufweisen wie die Anlagen moderner Kampfjets. Möglich macht dies ein Metamaterial, das die Aufgabe des so genannten Phasenschiebers übernimmt. Es steuert die Richtung, in die der Strahl gelenkt wird. Die Verwendung des flachen Materials bedeute den Wegfall einer besonders klobigen und teuren Komponente, heißt es in dem Bericht.

Metamaterialien bestehen aus regelmäßig angeordneten Elementen, die kleiner sind als die zu verändernde Wellenlänge. Dadurch erhält das Gesamtsystem exotische Eigenschaften, die mit einem simplen, herkömmlichen Material nicht zu erreichen sind. Allerdings erstreckt sich die Wirkung immer nur auf den jeweils berücksichtigten Wellenlängenbereich. Echodynes Radarkomponente besteht dem Bericht zufolge aus Kupferdrähten, die in einem bestimmten Muster auf einer herkömmlichen Platine aufgebracht werden. Mit mehreren solcher Schichten lasse sich der Strahl spannungsgesteuert auf ein Ziel richten, so "Technology Review". Jeder Hersteller gedruckter Leiterplatinen könne ein solches Gerät herstellen, erklärt Echodyne-Chefwissenschaftler Tom Driscoll.

Mit einem Prototypen an Bord einer Drohne haben die Echodyne-Entwickler offenbar bereits experimentiert: Ein einfaches Kollisionsvermeidungssystem sei ausprobiert worden, und außerdem, so erzählt Driscoll, "haben wir auf einen unserer Ingenieure aufgeschaltet und sind ihm durch meinen Garten gefolgt."

Freilich lässt sich die Technologie, sollte sie demnächst zur Marktreife gelangen, in allen möglichen Umgebungen einsetzen. Auch autonome Fahrzeuge könnten von kleinen Radargeräten profitieren ebenso wie allgemeine Sicherheits- und Überwachungssysteme. Und natürlich dürfte Echodyne auch das Militär als potenziellen Abnehmer im Auge haben. Herkömmliche militärische Radaranlagen würden mindestens sechsstellige Beträge kosten, der Preis des Metamaterialradars soll deutlich darunter liegen.

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