Überhorizontradar

Überhorizontradar ( OTH ), auch Beyond-the-Horizon-Radar ( BTH ) genannt , ist ein Radarsystem, das Ziele in sehr großer Entfernung – typischerweise Hunderte bis Tausende Kilometer – jenseits des Radarhorizonts , der Reichweitengrenze herkömmlicher Radargeräte, erfassen kann. Mehrere OTH-Radarsysteme wurden ab den 1950er- und 1960er-Jahren als Teil von Frühwarnradarsystemen eingesetzt , sind aber mittlerweile weitgehend durch luftgestützte Frühwarnsysteme ersetzt worden. In jüngster Zeit erleben OTH-Radargeräte ein Comeback, da der Bedarf an präziser Langstreckenortung seit dem Ende des Kalten Krieges an Bedeutung verloren hat und kostengünstigere bodengestützte Radargeräte wieder vermehrt für Aufgaben wie die maritime Aufklärung und die Drogenbekämpfung eingesetzt werden.

Die von den meisten Radargeräten verwendeten Radiowellen (Mikrowellen ) breiten sich geradlinig aus. Aufgrund der Erdkrümmung ist die Erfassungsreichweite von Radarsystemen im Allgemeinen auf Objekte am Horizont beschränkt (allgemein als „Sichtlinie“ bezeichnet, da das Flugzeug zumindest theoretisch von einer Person am Standort und in der Höhe des Radarsenders aus sichtbar sein muss). Beispielsweise hat ein auf einem 10 m hohen Mast montiertes Radar unter Berücksichtigung der atmosphärischen Brechung eine Reichweite bis zum Horizont von etwa 13 km. Befindet sich das Ziel über der Erdoberfläche, erhöht sich diese Reichweite entsprechend, sodass ein 10 m hohes Ziel vom selben Radar in 26 km Entfernung erfasst werden kann. Die Platzierung der Antenne auf einem hohen Berg kann die Reichweite etwas erhöhen; im Allgemeinen ist es jedoch unpraktisch, Radarsysteme mit Sichtlinienreichweiten von mehr als einigen hundert Kilometern zu bauen. ^{[ 1 ]}

OTH-Radargeräte nutzen verschiedene Techniken, um über diese Grenze hinaus zu erfassen. Zwei Techniken werden am häufigsten eingesetzt: Kurzwellensysteme, die ihre Signale an der Ionosphäre brechen , um eine sehr große Reichweite zu erzielen ^{[ 1 ],} und Oberflächenwellensysteme , die niederfrequente Radiowellen nutzen ^{[ 2 ]} , die aufgrund der Beugung der Erdkrümmung folgen und so den Horizont erreichen. Diese Systeme erzielen von kleinen, konventionellen Radaranlagen aus Reichweiten in der Größenordnung von hundert Kilometern. Sie können mithilfe eines Chirp-Senders eine Reihe hoher Frequenzen abtasten .

Der gebräuchlichste OTH-Radartyp, OTH-B (Rückstreuung) ^{[ 3 ]} , nutzt die Raumwellen- oder „Skip“-Ausbreitung. Dabei werden kurzwellige Radiowellen an der Ionosphäre , einer ionisierten Schicht in der Atmosphäre, gebrochen und kehren in einiger Entfernung zur Erde zurück. Ein kleiner Teil dieses Signals wird von den Zielen zurück in den Himmel gestreut, erneut an der Ionosphäre gebrochen und gelangt auf demselben Weg zurück zur Empfangsantenne. Dieses Verhalten tritt regelmäßig nur in einem Frequenzbereich auf: dem Hochfrequenzbereich (HF) oder Kurzwellenbereich des Spektrums von 3–30 MHz. Die optimale Frequenz hängt von den atmosphärischen Bedingungen und dem Sonnenfleckenzyklus ab . Aus diesem Grund überwachen Systeme, die Raumwellen nutzen, typischerweise den Empfang rückgestreuter Signale in Echtzeit, um die Frequenz des Sendesignals kontinuierlich anzupassen. ^{[ 1 ]}

Die Auflösung eines Radars hängt von der Strahlbreite und der Entfernung zum Ziel ab. Beispielsweise zeigt ein Radar mit 1 Grad Strahlbreite ein 120 km entferntes Ziel als 2 km breit an. Um bei den gängigsten Frequenzen einen 1-Grad-Strahl zu erzeugen, ist eine Antenne mit 1,5 Kilometern Durchmesser erforderlich. Aufgrund der Brechung ist die tatsächliche Genauigkeit noch geringer. Es wird eine Entfernungsauflösung von 20 bis 40 Kilometern und eine Peilgenauigkeit von 2 bis 4 Kilometern angenommen. Selbst eine Genauigkeit von 2 km ist nur für die Frühwarnung, nicht aber für den Waffeneinsatz geeignet. ^{[ 1 ]}

Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Brechung stark vom Winkel zwischen Signal und Ionosphäre abhängt und im Allgemeinen auf etwa 2–4 ​​Grad über dem lokalen Horizont begrenzt ist. Um einen Strahl in diesem Winkel zu erzeugen, sind in der Regel riesige Antennenanlagen und ein stark reflektierender Boden entlang des Sendewegs erforderlich, oft ergänzt durch die Installation von Drahtgittermatten, die sich bis zu 3 Kilometer vor der Antenne erstrecken. ^{[ 1 ]} OTH-Systeme sind daher sehr teuer im Bau und praktisch ortsfest.

Aufgrund der Verluste bei jeder Brechung ist dieses Rückstreusignal extrem schwach. Dies ist einer der Gründe, warum OTH-Radargeräte erst in den 1960er-Jahren praktikabel wurden, als erstmals extrem rauscharme Verstärker entwickelt wurden. Da das vom Boden oder Meer reflektierte Signal im Vergleich zum Signal eines Ziels sehr stark ist, muss ein System zur Unterscheidung der Ziele vom Hintergrundrauschen eingesetzt werden. Am einfachsten lässt sich dies mit dem Doppler-Effekt realisieren , der die Frequenzverschiebung bewegter Objekte nutzt, um deren Geschwindigkeit zu messen. Durch Herausfiltern des gesamten Rückstreusignals nahe der ursprünglichen Sendefrequenz werden bewegte Ziele sichtbar. Selbst geringe Bewegungen, bis hin zu Geschwindigkeiten von nur 1,5 Knoten (2,8 km/h), können mit diesem Verfahren erfasst werden. ^{[ 1 ]}

Dieses Grundprinzip findet in nahezu allen modernen Radargeräten Anwendung, wird aber bei OTH-Systemen aufgrund ähnlicher Effekte durch die Bewegung der Ionosphäre deutlich komplexer. Die meisten Systeme nutzten einen zweiten Sender, der direkt in die Ionosphäre sendete, um deren Bewegung zu messen und die Rückstreuung des Hauptradars in Echtzeit anzupassen. Dies erforderte den Einsatz von Computern , was ein weiterer Grund dafür war, dass OTH-Systeme erst in den 1960er Jahren mit der Einführung leistungsstarker Halbleitersysteme wirklich praktikabel wurden . ^{[ 1 ]}

Ein zweiter Typ von OTH-Radar, bekannt als OTH-SW (Oberflächenwellenradar) ^{[ 3 ]} , nutzt deutlich niedrigere Frequenzen im Langwellenbereich . Radiowellen dieser Frequenzen können Hindernisse umströmen und der Erdkrümmung folgen, sodass sie sich über den Horizont hinaus ausbreiten. Die vom Ziel reflektierten Echos kehren auf demselben Weg zum Sender zurück. Diese Bodenwellen haben die größte Reichweite über dem Meer. Wie bei ionosphärischen Hochfrequenzsystemen ist das Empfangssignal dieser Bodenwellensysteme sehr schwach und erfordert extrem empfindliche Elektronik. Da sich diese Signale nahe der Oberfläche ausbreiten und niedrigere Frequenzen eine geringere Auflösung ermöglichen, werden Niederfrequenzsysteme im Allgemeinen eher zur Schiffsverfolgung als zur Flugzeugverfolgung eingesetzt. Durch den Einsatz bistatischer Verfahren und Computerverarbeitung lassen sich jedoch höhere Auflösungen erzielen, die seit den 1990er Jahren genutzt werden.

Radarstörungen können die Fähigkeit von OTH zur Zielerfassung beeinträchtigen. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Solche Störungen können durch atmosphärische Phänomene wie beispielsweise durch ionosphärische Störungen infolge geomagnetischer Stürme oder anderer Weltraumwetterereignisse verursacht werden . Dieses Phänomen tritt besonders deutlich in der Nähe der geomagnetischen Pole auf , wo die Einwirkung des Sonnenwinds auf die Erdmagnetosphäre Konvektionsmuster im ionosphärischen Plasma erzeugt . ^{[ 4 ]}

Es ist bekannt, dass sowjetische Ingenieure 1949 das erste funktionsfähige OTH-System namens „Veyer“ entwickelten. Allerdings finden sich in westlichen Quellen nur wenige Informationen zu diesem System, und es sind keine Details zu seiner Funktionsweise bekannt. Es ist bekannt, dass sowjetische Teams bis in die 1960er und 70er Jahre keine weiteren Forschungen dazu durchführten. ^{[ 6 ]}

Ein Großteil der frühen Forschung an effektiven OTH-Systemen wurde unter der Leitung von Dr. William J. Thaler am United States Naval Research Laboratory (NRL) durchgeführt. Das Projekt trug den Namen „Projekt Teepee“ (für „Thalers Projekt“). Ihr erstes experimentelles System, MUSIC ( Multiple Storage, Integration, and Correlation ), wurde 1955 in Betrieb genommen und konnte Raketenstarts in 970 km Entfernung (600 Meilen) am Cape Canaveral sowie Atomexplosionen in Nevada in 2.700 km Entfernung (1.700 Meilen) erfassen. ^{[ 7 ]} Ein deutlich verbessertes System, eine Testplattform für ein operationelles Radar, wurde 1961 als MADRE ( Magnetic-Drum Radar Equipment ) in der Chesapeake Bay gebaut . Es erfasste Flugzeuge in bis zu 3.000 km Entfernung (1.900 Meilen) mit einer Sendeleistung von nur 50 kW. ^{[ 6 ] [ N 1 ]}

Wie die Namen bereits andeuten, basierten beide NRL-Systeme auf dem Vergleich von auf Magnettrommeln gespeicherten Rücksignalen . Um Störungen auf Radarbildschirmen zu reduzieren, wurde in vielen Radarsystemen der späten Kriegs- und Nachkriegszeit eine akustische Verzögerungsleitung integriert . Diese speicherte das empfangene Signal exakt so lange, bis der nächste Signalimpuls eintraf. Durch Addition des neu eingetroffenen Signals zu einer invertierten Version der in der Verzögerungsleitung gespeicherten Signale enthielt das Ausgangssignal nur die Änderungen von einem Impuls zum nächsten. Dadurch wurden statische Reflexionen, beispielsweise von nahen Hügeln oder anderen Objekten, eliminiert, sodass nur noch bewegte Objekte wie Flugzeuge sichtbar waren. Dieses Grundprinzip wäre auch für Langstreckenradargeräte geeignet, hatte jedoch den Nachteil, dass die Verzögerungsleitung mechanisch an die Impulsfolgefrequenz ( PRF ) des Radars angepasst werden muss. Für den Einsatz auf große Entfernungen ist die PRF von vornherein sehr hoch und wird bewusst variiert, um unterschiedliche Entfernungen sichtbar zu machen. Für diese Anwendung war die Verzögerungsleitung ungeeignet, und die neu eingeführte Magnettrommel bot ein komfortables und einfach zu steuerndes System mit variabler Verzögerung.

Ein weiteres frühes Kurzwellen-OTH-System wurde Anfang der 1960er Jahre in Australien errichtet. Es bestand aus mehreren Antennen, die im Abstand von vier Wellenlängen angeordnet waren. Dadurch konnte das System mittels Phasenverschiebungs- Beamforming die Empfindlichkeitsrichtung steuern und so anpassen, dass Singapur, Kalkutta und Großbritannien abgedeckt wurden. Für die Antennenanordnung wurden 40 km elektrisches Kabel benötigt. ^{[ 7 ]}

Eine neuere Ergänzung ist das operative Radarnetzwerk Jindalee, das 1998 vom australischen Verteidigungsministerium entwickelt und im Jahr 2000 fertiggestellt wurde. Es wird von der 1. Radarüberwachungseinheit der Royal Australian Air Force betrieben . Jindalee ist ein Multistatik-Radarsystem (mit mehreren Empfängern) auf Basis von OTH-B, wodurch es sowohl über große Reichweiten als auch über Fähigkeiten zur Bekämpfung von Tarnkappentechnologie verfügt . Die offizielle Reichweite beträgt 3.000 Kilometer, doch 1997 konnte der Prototyp Raketenstarts Chinas ^{[ 8 ]} in über 5.500 Kilometern Entfernung orten.

Jindalee nutzt 560  kW im Vergleich zu den 1 MW des US-amerikanischen OTH-B-Systems, bietet aber dank der deutlich verbesserten Elektronik und Signalverarbeitung eine wesentlich größere Reichweite als das US-System aus den 1980er Jahren. ^{[ 9 ]}

Das OTH 0100 Radar ist in der Lage, Schiffe in einer Entfernung von mehr als 200 Seemeilen (370 km; 230 Meilen) von der Küste zu überwachen und damit die direkte Sichtlinie herkömmlicher Radargeräte zu überschreiten. ^{[ 10 ]}

Kanada erforscht seit über 30 Jahren den Einsatz von Hochfrequenz-Oberflächenwellenradar (HFSWR) zur Überwachung der 200-Seemeilen- Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ). Die Forschung begann 1984 mit der Umrüstung eines stillgelegten LORAN-A- Navigationsfeuers für Experimente zur Verfolgung von Flugzeugen, Schiffen und Eisbergen. ^{[ 11 ]} Die Forschung wurde im folgenden Jahrzehnt fortgesetzt, und 1999 installierte Kanada zwei SWR503-HFSWR-Systeme am Cape Race und am Cape Bonavista in Neufundland. ^{[ 12 ]} Die Standorte wurden im Jahr 2000 einer Technologiebewertung unterzogen und anschließend modernisiert und 2002 operativ evaluiert. ^{[ 13 ]} Das folgende Zitat stammt aus der vom kanadischen Verteidigungsministerium im Oktober 2002 durchgeführten operativen Evaluierung (OPEVAL): ^{[ 14 ]} „HFSWR ist eine sinnvolle Ergänzung des Seelagebildes (RMP). Von allen evaluierten Datenquellen war es der einzige Sensor, der nahezu Echtzeit-Informationsaktualisierungen lieferte. Es lieferte häufige Meldungen und zeigte im Allgemeinen eine zuverlässige Verfolgung von Oberflächenzielen in seinem Erfassungsbereich. Die Kombination des HFSWR-Systems mit anderen Datenquellen ergab einen Synergieeffekt, der die Gesamtqualität des Seelagebildes verbesserte. Darüber hinaus zeigte die Analyse des potenziellen Beitrags zu den überwachungsbezogenen Einsatzplanungsszenarien, dass das Seelagebild von der Hinzunahme des HFSWR als neuer Datenquelle profitieren würde.“ Es folgten internationale Verkäufe des SWR503-Radars mit der Installation operationeller Systeme in Asien (2008) und Europa (2009). ^{[ 15 ]} Im Jahr 2007 wurde der Betrieb der kanadischen Systeme aufgrund von Bedenken hinsichtlich potenziell schädlicher Interferenzen mit primären Spektrumnutzern eingestellt. ^{[ 16 ]} Im Jahr 2010 führte die einzigartige Fähigkeit von HFSWR, eine kostengünstige Überwachung der AWZ zu ermöglichen, zu einer Neubewertung der Technologie und der anschließenden Entwicklung eines HFSWR-Systems der 3. Generation (3. Gen.). Dieses basiert auf dem Prinzip der „Sense-and-Adapt“-Technologie und ermöglicht durch dynamisches Spektrummanagement einen Betrieb ohne zugewiesenes Frequenzspektrum und ohne Interferenzen . Zu den weiteren Verbesserungen zählten eine höhere Reichweite, eine bessere Positionsgenauigkeit, die Reduzierung von Fehlalarmen und ein früherer Tracking-Start. ^{[ 17 ]} Im Juni 2019 erhielt MAEROSPACE eine weltweite Lizenz für die Entwicklung, Herstellung und internationale Vermarktung des kanadischen HFSWR-Systems und seiner Derivate. ^{[ 18 ]}

Am 18. März 2025 kündigte der kanadische Premierminister Mark Carney an, dass Kanada die JORN-Radartechnologie von Australien für den Einsatz über der Arktis erwerben werde. ^{[ 19 ]}

Berichten zufolge sind in China mehrere OTH-B- und OTH-SW-Radargeräte in Betrieb. ^{[ 20 ]} Die Übertragungen dieser Radargeräte verursachen jedoch erhebliche Störungen bei anderen international lizenzierten Nutzern . ^{[ 21 ] [ 22 ]}

Nach der Stationierung von THAAD in Südkorea wurde in der Inneren Mongolei ein OTH-B-System installiert. ^{[ 22 ]}

Frankreich entwickelte in den 1990er Jahren ein OTH-Radar namens NOSTRADAMUS ^{[ 23 ]} (NOSTRADAMUS steht für „New Transhorizon Decametric System Applying Studio Methods“ (französisch: nouveau système transhorizon décamétrique appliquant les méthodes utilisées en studio )). Im März 1999 soll das OTH-Radar NOSTRADAMUS zwei Northrop B-2 Spirit-Bomber auf dem Weg in den Kosovo geortet haben. Es wurde 2005 bei der französischen Armee in Dienst gestellt und wird weiterhin weiterentwickelt. Das Radar basiert auf einem sternförmigen Antennenfeld, das sowohl zum Senden als auch zum Empfangen (monostatisch) genutzt wird, und kann Flugzeuge in einem Umkreis von über 3.000 Kilometern (1.900 Meilen) und einem Erfassungsbereich von 360 Grad orten. Der verwendete Frequenzbereich liegt zwischen 6 und 30 MHz.

Das 2009 offiziell gestartete französische Forschungsprojekt STRADIVARIUS entwickelte ein neues Überhorizontradar (Hochfrequenz-Oberflächenwellenradar – HFSWR), das den Schiffsverkehr bis zu 200 Seemeilen (370 km) vor der Küste überwachen kann. Ein Demonstrationsstandort ^{[ 24 ]} ist seit Januar 2015 an der französischen Mittelmeerküste in Betrieb, um die 24/7-Fähigkeiten des Systems zu demonstrieren, das nun von DIGINEXT zum Verkauf angeboten wird. [Der vorherige Link scheint defekt zu sein.]

Indien hat verschiedene Lang- und Kurzstreckenradargeräte entwickelt. Obwohl es derzeit kein einsatzfähiges Radar mit Reichweite über den Horizont hinaus besitzt, hat das indische Langstrecken-Ortungsradar „Swordfish“ , ein Bestandteil des indischen Raketenabwehrsystems, eine maximale Reichweite von 800 Kilometern (500 Meilen), die derzeit auf 1.500 Kilometer (930 Meilen) erweitert wird. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

Das LRDE der DRDO arbeitet an einem Prototyp eines OTH-Radars. Die Systementwicklung ist bereits abgeschlossen, und ein OTH-Prototyp wird voraussichtlich Ende 2021 fertiggestellt sein. Der Prototyp wird über zwei verschiedene Antennenarrays verfügen und selbst die optimale Frequenz für die Objektverfolgung bestimmen. Nach erfolgreichen Tests des bestehenden Systems plant Indien die Entwicklung eines großen OTH-Radars auf Basis desselben Designs. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

Der Iran arbeitet an einem OTH-Radar namens Sepehr mit einer angegebenen Reichweite von 3.000 Kilometern (1.900 Meilen). ^{[ 29 ]} Es ist derzeit betriebsbereit. ^{[ 30 ]}

Bereits in den 1950er Jahren befasste sich die Sowjetunion mit OTH-Systemen. Das erste experimentelle Modell war offenbar der „Veyer“ (Handfächer), der 1949 gebaut wurde. Das nächste bedeutende sowjetische Projekt war „Duga“ , das in der Nähe von Mykolajiw an der Schwarzmeerküste bei Odessa in der Ukraine errichtet wurde. „Duga“ war nach Osten ausgerichtet, nahm am 7. November 1971 seinen Erstbetrieb auf und wurde erfolgreich zur Verfolgung von Raketenstarts aus dem Fernen Osten und dem Pazifik zum Testgelände auf Nowaja Semlja eingesetzt .

Darauf folgte das erste betriebsbereite System Duga-1 , im Westen als „Steel Yard“ bekannt , das 1976 seinen Betrieb aufnahm. Es wurde außerhalb von Gomel, nahe Tschernobyl , errichtet , war nach Norden ausgerichtet und deckte das Festland der Vereinigten Staaten ab. Seine lauten und sich wiederholenden Impulse im mittleren Kurzwellenbereich führten dazu, dass es von Funkamateuren als „Russischer Specht“ bezeichnet wurde . Die Sowjetunion wechselte schließlich die von ihr genutzten Frequenzen, ohne zuzugeben, dass sie die Quelle war, hauptsächlich aufgrund von Störungen bestimmter Langstrecken-Boden-Luft-Verbindungen, die von Verkehrsflugzeugen genutzt wurden. Ein zweites System wurde in der Nähe von Komsomolsk am Amur im russischen Fernen Osten errichtet, das ebenfalls das Festland der Vereinigten Staaten und Alaska abdeckte.

Anfang 2014 kündigte Russland ein neues System namens Container an , das eine Reichweite von über 3000 km haben sollte. ^{[ 31 ]}

Podsolnukh (Sonnenblume) ^{[ 32 ]} – Küstenhorizont-Kurzwellenradar mit kurzer Reichweite. Entwickelt zur Erfassung von Oberflächen- und Luftzielen in einer Entfernung von 450 Kilometern (280 Meilen). Konzipiert für den Einsatz in Küsten-Oberflächen- und Luftraumüberwachungssystemen innerhalb der 200-Meilen-Wirtschaftszone (320 km). ^{[ 33 ]} „Sonnenblume“ ermöglicht es den Bedienern, bis zu 300 Offshore- und 100 Luftobjekte jenseits des Funkhorizonts automatisch und gleichzeitig zu erfassen, zu verfolgen und zu klassifizieren sowie deren Koordinaten an die Zielsysteme und Bewaffnung von Schiffen und Luftverteidigungssystemen zu übermitteln. Das Radar wurde 2008 staatlich geprüft. Drei Stationen sind im Einsatz: im Ochotskischen Meer , im Japanischen Meer und im Kaspischen Meer .

Die erste wirklich einsatzfähige Entwicklung war ein anglo-amerikanisches System namens Cobra Mist , dessen Bau Ende der 1960er Jahre begann. Cobra Mist nutzte einen enormen 10-MW-Sender und konnte von seinem Standort in Suffolk aus Flugzeuge über der westlichen Sowjetunion orten . Als 1972 die Systemtests begannen, machte jedoch eine unerwartete Störquelle das System weitgehend unbrauchbar. Die Störquelle konnte nie identifiziert werden, und der Standort wurde 1973 aufgegeben. ^{[ 34 ]}

Weitere frühe britische/amerikanische Systeme aus derselben Zeit sind:

• Eine Anlage auf dem RAF-Stützpunkt Akrotiri auf Zypern und Okinawa . ^{[ 35 ]} Das sogenannte „Cobra Shoe“-Radar war ein von der RCA Corporation entwickeltes Over-the-Horizon-Backscatter-Radar (OTH-B) zur Überwachung von Raketentests im Inneren der Sowjetunion und war im westlichen souveränen Stützpunktgebiet (Akrotiri) auf Zypern installiert . ^{[ 36 ]} Quelle: „Freigegebene US-Dokumente“. Es war etwa seit 1964 in Betrieb; es liegen keine Informationen darüber vor, wann es außer Dienst gestellt wurde oder ob es außer Betrieb genommen wurde.
• das Sugar Tree Radarsystem .

Senderanlage, Sektor 6, Christmas Valley, Oregon

Empfängeranordnung, Sektor 5, Tule Lake, Kalifornien

Veraltetes OTH-B (AN/FPS-118) Radar der US-Luftwaffe

Das Labor der US-Luftwaffe in Rom erzielte mit seinem AN/FPS-118 OTH-B den ersten vollständigen Erfolg . ^{[ 37 ]} Ein Prototyp mit einem 1-MW-Sender und einem separaten Empfänger wurde in Maine installiert und bot eine Abdeckung in einem 60-Grad-Bogen zwischen 900 und 3.300 Kilometern (560 und 2.050 Meilen). Anschließend wurde eine permanente Sendeanlage auf der Moscow Air Force Station , eine Empfangsanlage auf der Columbia Falls Air Force Station und ein operatives Zentrum zwischen diesen beiden Standorten in Bangor, Maine, errichtet . Die Abdeckung konnte durch zusätzliche Empfänger erweitert werden, wodurch eine vollständige Abdeckung in einem 180-Grad-Bogen (jeder 60-Grad-Abschnitt wird als „Sektor“ bezeichnet) erreicht wurde.

GE Aerospace erhielt den Entwicklungsauftrag zur Erweiterung des bestehenden Systems an der Ostküste um zwei zusätzliche Sektoren. Gleichzeitig wurde ein weiteres Drei-Sektoren-System an der Westküste, ein Zwei-Sektoren-System in Alaska und ein nach Süden ausgerichtetes Ein-Sektoren-System errichtet. 1992 beauftragte die US-Luftwaffe die Erweiterung des Erfassungsbereichs um 15 Grad im Uhrzeigersinn im südlichen der drei Ostküstensektoren, um die südöstliche Grenze der USA abdecken zu können. Zusätzlich wurde die Reichweite auf 4.800 km (3.000 Meilen) erweitert und überquerte damit den Äquator. Das System wurde 40 Stunden pro Woche zu unregelmäßigen Zeiten betrieben. Die Radardaten wurden an das C3I-Zentrum der US-Zoll- und Küstenwache in Miami, das Operationszentrum der Joint Task Force 4 in Key West, das Operationszentrum des US Southern Command in Key West und das Operationszentrum des US Southern Command in Panama übermittelt. ^{[ 37 ]}

Zentrales Überhorizont-Rückstreuradarsystem

Während die vier geplanten OTH-B-Systeme eine Überwachungszone um die östliche, westliche und südliche Peripherie Nordamerikas einrichten sollten, war das zentrale Radarsystem (CRS) erforderlich, um die Peripherieabdeckung der südlichen Zugänge zu Nordamerika zu vervollständigen. Es wurde außerdem benötigt, um die küstennahen Meeresgebiete abzudecken, die nicht von den OTH-B-Systemen an der Ost- und Westküste erfasst wurden. ^{[ 38 ]}

Das CRS würde aus vier Sektoren bestehen, die jeweils einen 60-Grad-Bogen abdecken, was einen Gesamtabdeckungsbereich von 240 Grad über den westlichen, südwestlichen, südöstlichen und östlichen Zugängen zu Nordamerika, einschließlich des Golfs von Mexiko , des mexikanischen Festlandes und des Pazifischen Ozeans westlich und südlich von Mexiko, ergibt. Das CRS würde auch küstennahe Gebiete entlang der Ost- und Westküste Nordamerikas abdecken, die vom ECRS und WCRS nicht erfasst werden, da das OTH-B-System nur in einer Entfernung von mehr als 500 Seemeilen von den Empfangsantennen funktioniert. Somit würde das CRS die Abdeckung dieser Gebiete vervollständigen und die Überwachungsbereiche des ECRS und WCRS überlappen. ^{[ 39 ]}

Mit dem Ende des Kalten Krieges reichte der Einfluss der beiden Senatoren aus Maine nicht aus, um das Projekt zu retten. Die Standorte in Alaska und im Süden wurden eingestellt, die beiden bis dahin fertiggestellten westlichen Sektoren sowie die östlichen Sektoren abgeschaltet und in einen „Warmspeicher“ überführt, um sie bei Bedarf wieder in Betrieb nehmen zu können. ^{[ 40 ]} Im Jahr 2002 wurden die Anlagen an der Westküste auf den Status eines „Kaltspeichers“ herabgestuft, was bedeutete, dass nur noch minimale Wartungsarbeiten von einem Hausmeister durchgeführt wurden.

Es wurden Machbarkeitsstudien zur Entfernung der Anlagen eingeleitet. Nach einer Phase der öffentlichen Anhörung und Umweltverträglichkeitsprüfungen veröffentlichte das US Air Force Air Combat Command im Juli 2005 die „Abschließende Umweltverträglichkeitsprüfung für die Entfernung der Ausrüstung an den Over-the-Horizon Backscatter Radar-Anlagen an der Westküste“ ^{[ 41 ]} . Es wurde beschlossen, die gesamte Radarausrüstung am Senderstandort des Westküstensektors auf der Christmas Valley Air Force Station bei Christmas Valley, Oregon, und am Empfängerstandort in der Nähe von Tulelake, Kalifornien , zu entfernen . Diese Arbeiten wurden bis Juli 2007 mit dem Abriss und der Entfernung der Antennenanlagen abgeschlossen, wobei die Gebäude, Zäune und die Versorgungsinfrastruktur an beiden Standorten erhalten blieben. ^{[ 42 ]}

Im Jahr 2018 begann die Entwicklung des Hochfrequenz-Radars TACMOR (Tactical Multi-Mission Over the Horizon), eines Technologieprototyps zur Verbesserung der Luft- und Seelageerfassung im Westpazifik . ^{[ 43 ]} Im Jahr 2022 wurde der Bau einer TACMOR-Radarstation in Palau vereinbart, deren Inbetriebnahme für 2026 geplant ist. ^{[ 44 ] [ 45 ]}

Die US-Marine entwickelte ihr eigenes System, das AN/TPS-71 ROTHR ( Relocatable Over-the-Horizon Radar ), das ein 64 Grad keilförmiges Gebiet in Reichweiten von 500 bis 1.600 Seemeilen (925 bis 3.000 km) abdeckt. ROTHR war ursprünglich für die Überwachung von Schiffs- und Flugzeugbewegungen über dem Pazifik vorgesehen, um so koordinierte Flottenbewegungen weit vor einem Gefecht zu ermöglichen. 1991 wurde ein ROTHR-Prototyp auf der abgelegenen Aleuteninsel Amchitka in Alaska installiert, um die Ostküste Russlands zu überwachen. Er blieb bis 1993 im Einsatz und wurde anschließend eingelagert. Die ersten Seriensysteme wurden für Abnahmetests auf dem Testgelände in Virginia installiert und anschließend zur Bekämpfung des illegalen Drogenhandels in Mittelamerika und der Karibik eingesetzt . Das zweite Serien-ROTHR wurde später in Texas installiert und deckte viele der gleichen Gebiete in der Karibik ab, bot aber auch eine Abdeckung über den Pazifik bis hinunter nach Kolumbien . Es wird auch im Kampf gegen den Drogenhandel eingesetzt. Das dritte und letzte Produktionssystem wurde in Puerto Rico installiert und dehnte die Drogenüberwachung über den Äquator hinaus bis tief nach Südamerika aus. ^{[ 46 ]}

Eine weitere gängige Anwendung von Überhorizontradar nutzt Oberflächenwellen, auch Bodenwellen genannt. Bodenwellen ermöglichen die Ausbreitung von Mittelwellen-AM-Sendungen unter 1,6 MHz und anderen Übertragungen mit niedrigeren Frequenzen. Die Ausbreitung von Bodenwellen führt zu einem raschen Signalabfall über größere Entfernungen, weshalb viele solcher Rundfunkstationen eine begrenzte Reichweite haben. Meerwasser hingegen, mit seiner hohen Leitfähigkeit, ermöglicht die Ausbreitung von Bodenwellen über Entfernungen von 100 Kilometern und mehr. Diese Art von Radar, das Oberflächenwellen-OTH-Radar, wird zur Überwachung eingesetzt und arbeitet üblicherweise im Frequenzbereich zwischen 4 und 20 MHz. Niedrigere Frequenzen bieten zwar eine bessere Ausbreitung, jedoch eine geringere Radarreflexion durch kleine Ziele. Daher gibt es in der Regel eine optimale Frequenz, die vom jeweiligen Zieltyp abhängt.

Ein anderer Ansatz für Überhorizontradar nutzt Kriechwellen oder elektromagnetische Oberflächenwellen mit deutlich niedrigeren Frequenzen. Kriechwellen entstehen durch die Streuung von Schallwellen an der Rückseite eines Objekts aufgrund von Beugung . Dieses Prinzip erklärt beispielsweise, warum beide Ohren einen Ton von einer Kopfseite wahrnehmen können und wie die frühe Kommunikation und der Rundfunk funktionierten. Im Radarbetrieb werden die betreffenden Kriechwellen um die Erde gebeugt, wobei die Verarbeitung des reflektierten Signals schwierig ist. Die Entwicklung solcher Systeme wurde Ende der 1980er-Jahre durch die rapide steigende Rechenleistung praktikabel. Diese Systeme werden als OTH-SW ( Oberflächenwellenradar ) bezeichnet .

Das erste eingesetzte OTH-SW-System scheint ein sowjetisches System zu sein, das zur Überwachung des Schiffsverkehrs im Japanischen Meer positioniert wurde . Ein neueres System wurde kürzlich zur Küstenüberwachung in Kanada eingesetzt und wird nun von Maerospace zum Verkauf angeboten. ^{[ 47 ]} Auch Australien hat ein Hochfrequenz-Oberflächenwellenradar im Einsatz. ^{[ 48 ]}

Zitate

Bibliographie

• Radarsysteme auf Kurzwelle , eine umfangreiche Liste von OTH- und ähnlichen Radarsystemen, zusammengestellt von Wolf Hadel, August 2013
• Eine kanadische Perspektive auf Hochfrequenz-Überhorizontradar ( archiviert am 14.09.2015 im Internet Archive)  – Beitrag von RJ Riddolls, Defence R&D Canada, Ottawa
• Die Entwicklung von Überhorizontradar in Australien  – ein Beitrag von DH Sinnott auf der Website des australischen Verteidigungsministeriums
• Google Maps-Link  — Russisches „Steel-Yard“-Radar in der Nähe von Tschernobyl .
• Abschließende Umweltverträglichkeitsprüfung Teil IIA - Vorgeschlagenes zentrales Radarsystem Over-the-Horizon Backscatter Radar Programm (1987)
• Umweltverträglichkeitsprüfung - Vorgeschlagene Standorte - Zentrales Radarsystem, Überhorizont-Rückstreuradarprogramm (August 1990)