Sicher landen mit Radar-Hochleistungsimpulsen

Radarsysteme sind für den sicheren Betrieb von Flughäfen heute unabdingbar. Sie senden Radarimpulse mit hoher Intensität aus und erkennen Flugzeuge anhand der reflektierten Signale. Ein entscheidendes Element aller Radarsysteme ist das Gerät, das diese Hochleistungsimpulse aussendet. Traditionell werden die Impulse mithilfe von Elektronenröhren erzeugt. Doch mit der Entwicklung von Halbleiterschaltern durch ABB zur Erzeugung von Hochleistungsimpulsen, neigt sich die Ära der Elektronenröhren dem Ende entgegen.

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Angehrn AG - Umformtechnik

SGT Sinterform-Gleitlager-Technik AG

Die von ABB Semiconductors in Lenzburg entwickelte fortschrittliche Technologie bietet bedeutende Vorteile und spielt eine entscheidende Rolle bei der Modernisierung von Flughafenradarsystemen in den USA. Wie bedeutend der Markt für diese zukunftsweisende Technologie ist, zeigen die Bestellungen von insgesamt 300 Systemen für alle zivilen Flughäfen in den USA.

Während Elektronenröhren besonders geeignet sind, hohe Leistungsflüsse in elektrischen Systemen zu formen, war genau dies für Halbleiterschalter lange eine grosse Herausforderung. Einen hohen Strom innerhalb weniger Mikrosekunden ansteigen zu lassen und einen hohen Leistungsfluss durch das Halbleiterelement aufrechtzuhalten, ist keine leichte Aufgabe.

Ausführliche Tests bestanden

Die von ABB entwickelte ausgeklügelte Kombination aus einem gategesteuerten Thyristor (Gate-Controlled Thyristor, GCT) und einer schnellen Ansteuereinheit ist in der Lage, die Anforderungen an ein schnelles Schaltvermögen und eine hohe Stromtragfähigkeit zu erfüllen. Diese Elemente können einen Leistungsimpuls ein-, aber nicht wieder ausschalten, was in diesem Fall aber unbedeutend ist, da ein Kondensator entladen wird. Durch die Entladung wird automatisch die entsprechende Abfallflanke des Stromimpulses erzeugt. Mithilfe eines solchen Schalters ist es möglich, eine sehr hohe Energie in eine Last - zum Beispiel einen Impulstransformator oder ein Klystron - zur Aussendung von Radarimpulsen einzuspeisen.

Nach diesem Prinzip hat ABB eine komplette Schaltereinheit mit drei in Reihe geschalteten IGCTs (IGCT = Integrated Gate-Commutated Thyristor), integriertem Netzteil, optischer Zündung und luftgekühlten Kühlkörpern entwickelt (siehe Kasten). Das System wurde von Forschern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) sowohl im Labor als auch in der Praxis sorgfältig getestet und der Northrop Grumman Corporation, dem US-amerikanischen Lieferanten von Flughafenradarsystemen, empfohlen.