Das Institut für Kommunikation und Navigation betreibt seit vielen Jahren Forschung im Bereich der optischen Freiraumkommunikation durch die Atmosphäre. Typische Anwendungen sind die schnelle Datenübertragung von Flugzeugen oder Satelliten zu einer optischen Bodenstation (>>1 Gbps). Für die Auslegung und Optimierung von Kommunikationssystemen sind Kanalmessungen eine äußerst wichtige Voraussetzung. Zudem müssen erarbeitete Konzepte, wie z.B. Methoden zur Single-Mode-Faserkopplung oder Diversitätsverfahren zur Unterdrückung von Signalstörungen, aufgebaut und demonstriert werden.
Das aktuelle Teleskop mit dem 40 cm großen Primärspiegel wurde in vielen Experimenten genutzt, um wertvolle Erkenntnisse über den atmosphärischen Kanal zu bekommen und um verschiedene Technologien zu demonstrieren. Einige Beispiele sind Experimente und Demonstrationen mit hochratiger optischer Kommunikation zwischen Flugzeugen, Satelliten und Bodenstationen, sowie Quantenschlüsselverteilung zwischen Flugzeug und Boden. Für zukünftige Entwicklungen und zur Steigerung der Qualität der Messungen wird die optische Bodenstation aufgerüstet. Ein neues Teleskopsystem mit größeren Primärspiegel und Coudé-Durchführung des optischen Strahlengangs in den Laborraum wird aufgebaut (Coudé-Labor). Dies erlaubt ein effizientes Aufbauen von Experimenten in einem Laborumfeld, was die Durchführung von komplizierten Experimenten, z.B. im Bereich der adaptiven Optik, ermöglicht. Hinzu kommt eine Testquelle für Testmessungen über lange Distanzen und ein Ensemble von Atmosphärenmessgeräten (Atmosphärenmessgarten) zur Standortcharakterisierung. Diese neue Station wird zur Entwicklung und Untersuchung zukünftiger optischer Satelliten- und Flugzeugverbindungen verwendet werden und bei nationalen und internationalen Messkampagnen zum Einsatz kommen können.
Der Aufbau der Installation ist in drei Bestandteile aufgegliedert: das Coudé-Labor, den Testsender und den Atmosphärenmessstation. Die untere Abbildung zeigt das Konzeptschaltbild. Das Coudé-Labor bietet die Möglichkeit den von der Atmosphäre gestörten Laserstrahl während eines Experiments (Satelliten- oder Flugzeugverbindung) mit unterschiedlichen Instrumenten zu vermessen. Da diese Instrumente in der Coudé-Anordnung nicht direkt am Teleskop, sondern nun vibrationsentkoppelt auf einem separatem Tisch aufgebaut werden können, lassen sich Messungen durchführen, die ein Höchstmaß an Präzision erfordern.
Die Testquelle ermöglicht die Justage und Kalibrierung der Messgeräte im Coudé-Labor, sowie den Test von Entwicklungen in einem statischen Szenario. Er wird in einer Entfernung von ca. 7 km zur Bodenstation auf der Antennenplattform des Funkturms Fürstenfeldbruck 2 (Gemeinde Schöngeising), aufgebaut und mit unterschiedlichen Lasern, Signal- und Datenquellen ausgestattet werden.
Der Atmosphärenmessgarten beinhaltet mehrere Standardmessinstrumente, welche am Standort der optischen Bodenstation zur Charakterisierung der Atmosphäre aufgebaut werden. Die Instrumente werden operationelle Messungen der Luftturbulenz, der atmosphärischen Transmission und der relevanten Wetterparameter liefern, welche für die Evaluierung der gewonnenen Messdaten während eines Satelliten- und Flugzeugexperiments notwendig sind. Dazu gehören beispielsweise ein Szintillometer und ein Sodar. Beide werden zur Modellierung von Turbulenzprofilen verwendet.
Großinvestition – Erweiterung des bestehenden Labors OGSOP
Januar 2017
24 Monate bis Dezember 2018
Videokanal des Instituts