Fraunhofer IIS Satellitenkommunikation der Zukunft

Auf dem Teststand der »Facility for Over-the-Air Research and Testing (FORTE)« werden die entwickelten Nachführalgorithmen der Antenne überprüft.
Auf dem Teststand der »Facility for Over-the-Air Research and Testing (FORTE)« werden die entwickelten Nachführalgorithmen der Antenne überprüft.

Rettungskräfte kommunizieren über Satellit, falls Telefon und Mobilfunk ausfallen. Doch die Verbindung ist schnell überlastet und für Fahrzeuge in Bewegung ungeeignet. Das neue System des Fraunhofer-Instituts trotzt diesen Einschränkungen und ermöglicht eine bessere Datenübertragung via Satellit.

Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) hat zusammen mit anderen Forschungseinrichtungen ein mobiles Satelliten-System entwickelt, dass auch bei Bewegung des Endgerätes noch funktionstüchtig ist. Im Verbundprojekt KASYMOSA (Ka-Band Systeme für mobile Satellitenkommunikation) werden Techniken entwickelt, um die Satellitenkommunikation für den mobilen Einsatz fit zu machen. Besonders für Rettungsdienste ist diese Technik interessant. Bei Naturkatastrophen kann es leicht passieren, dass auch Strom- und Telefonleitungen zerstört werden. Gibt es keine andere Möglichkeit zur Kommunikation, greifen Rettungsdienste meist auf Satellitenanlagen zurück. Dabei werden Daten oder Telefonate über einen Satelliten im All zu Empfangsstationen auf der Erde geschickt. Auf diese Weise sind die Rettungskräfte von der Kommunikationsinfrastruktur am Erdboden unabhängig und können ihre lebensrettende Arbeit fortsetzten.

Doch die Satellitenkommunikation ist bei weitem nicht perfekt. Für die Übertragung müssen kleine Satellitenstation errichtet werden, was Zeit kostet. Einmal aufgebaut, können die Stationen nur schwer und mit viel Aufwand bewegt werden. Werden jedoch zu viele Daten übertragen, bricht die Verbindung ab – auch Gewitter wirken störend. Wie auch beim Fernsehen, muss die Antenne präzise auf den Satelliten ausgerichtet sein. Genau deshalb ist es heute so gut wie unmöglich, in einem fahrenden Auto via Satellit breitbandig zu kommunizieren. Schon bei kleinen Bewegungen verliert die Antenne die Verbindung zum Satelliten – allein beim Einsteigen bewegt sich das Fahrzeug zu stark. Die Satellitenantenne auf einem fahrenden Auto muss sich also schnell bewegen und nachführen, um den Satelliten stets im Auge zu behalten. Dabei kommt es auf hohe Präzision an: Sie darf sich nur um höchstens 0,2 Grad aus dem Fokus des Satelliten bewegen. Die Partner des IIS haben Algorithmen für eine Mechanik entwickelt, die Antennen präzise und zügig bewegt und eine Richtungsänderung innerhalb von Sekundenbruchteilen ermöglicht.

Eine klassische Satellitenantenne auf dem Autodach ist ungeeignet, denn sie würde das Schwanken verstärken. »Seit einiger Zeit gibt es weltweit einen Trend zur Entwicklung flacher Satellitenantennen, den Panel-Antennen«, erläutert Projektleiter Florian Raschke vom IIS. Diese werden heute bereits in die Außenhaut von Flugzeugen montiert, um Passagieren die Internetnutzung über Satellit zu ermöglichen – das Inflight-Internet. Ein Flugzeug vollführt aber sehr gleichmäßige Bewegungen und verändert seine Position zum Satelliten relativ langsam. Die Anforderungen an solche Antennen sind geringer als an die für Autos, die im Katastrophenfall möglicherweise über bucklige Feldwege rumpeln.