EK-Simulator Marine

Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr (BAAINBw)

1 Allgemeine Anforderungen
Im Rahmen des Projekts "Test- und Ausbildungseinrichtung für den Elektronischen Kampf der Marine (EK-Range See)" besteht
die Absicht zur Beschaffung eines Simulators im Radarbereich. Dieser ist als modernes, modular aufgebautes,
bedienerfreundliches und für zukünftige Anforderungen erweiterbares Gesamtsystem für den weltweiten Einsatz an Land und
auf seegehenden Plattformen auszulegen.
Der EK-Simulator (EK: Elektronischer Kampf) besteht aus den folgenden Hauptkomponenten: Sendesystem, Empfangs- und
Signalanalysesystem, Radar Antwort System (Repeater), Antennensystem und einem klimatisierten 20 ft-ISO-Container
einschließlich eines 20 ft-ISO Container-Flats (Plattform für das Antennensystem). Der EK-Simulator deckt den
Frequenzbereich von 0,5 GHz bis 40 GHz ab und ermöglicht die Abstrahlung von komplexen Radarsignalen bei einer
Reichweite von 10 km bei 10 m Antennenhöhe über See. Der EK-Simulator ermöglicht die Nachbildung realistischer,
reproduzierbarer Radarszenarien bei gleichzeitiger Abstrahlung von mindestens 32 unterschiedlichen, frei wählbaren Emittern
und der synchronen Abstrahlung komplexer Pulssequenzen mehrerer Emittergruppen. Der Frequenzbereich 8-12 GHz ist für
eine zeitlich parallele Abstrahlung von Emittern doppelt auszuführen.
Der EK-Simulator ist so auszulegen, dass der Betrieb und daraus resultierende Analysen und Auswertungen unter
Sicherstellung der erforderlichen Geheimhaltung (Geheimhaltungsgrad bis max. VS-Geheim) durchgeführt werden können.
1.1 Geforderter Leistungsumfang des Sendesystems
Das Kernstück des Systems ist ein aus marktverfügbaren Komponenten aufgebauter Signalsimulator, der durch ein Empfangsund
Analysesystem ergänzt wird. Das Sendesystem ist so auszuführen, dass durch dessen Auslegung eine hohe spektrale
Reinheit des abgestrahlten Signals sichergestellt wird und auch bei zeitlich paralleler Aussendung von Signalen erhalten
bleibt.
Der Signalsimulator ist in der Lage mindestens 32 reproduzierbare Echtzeit-Radar-Pulssignale von hoher zeitlicher Dichte zu
erzeugen und über das gesamte Frequenzband abzustrahlen, ebenso die simultane Abstrahlung von Emittern über einen
spezifizierten Frequenzbereich zu generieren. Diese Signale werden kontrolliert über gerichtete Antennen gegen seegehende
Einheiten mit EK-Gerät gesendet. Die hochgenauen komplexen Radarsignale dienen für EloUM-Tests, Wirksamkeitsnachweise,
Abnahmen und Teamausbildung an Bord von seegehenden Einheiten der Marine.
Das Sendesystem hat folgende technische Anforderungen zu erfüllen:
- Erzeugung von bis zu 32 komplexen Emittern im Frequenzbereich 0,5 GHz bis 40 GHz.
- Die Aufteilung der Frequenzbereiche und der korrespondierenden Antennen (Anforderungsprofil für Antennensystem
siehe 1.4) orientiert sich an den handelsüblichen Komponenten des Sendesystems. Die Kombination aus
Antennensystem und Sendeverstärkern ist so ausgelegt, dass der Empfangspegel in einer Entfernung von
mindestens 10 Kilometern und 10 m über der Wasserlinie einem Signalpegel entspricht (unter den unten genannten
Ausbreitungsbedingungen), der den Empfang, die Analyse und die Klassifikation der Radaremitter mit den modernen
EloKa-Anlagen der deutschen Marine ermöglicht. Auch für den Frequenzbereich von 18 GHz bis 40 GHz ist ein
entsprechender Empfangspegel gefordert. Die Reichweitenangabe gilt für alle Polarisationsebenen unter
Standardbedingungen für die Ausbreitung (4/3-Erdradius):
- Keine Niederschläge
- Unbehinderte und klare Sicht auf die zu vermessende Einheit
- Seegang ≤4
- Wind ≤20kn (5 Beaufort)
Die erforderliche Sendeleistung ist in Hochleistungsverstärkern zu erzeugen. Mindestens 32 Emitter können verteilt über den
gesamten Frequenzbereich oder nur in einem Frequenzband im Zeitmultiplexverfahren abgestrahlt werden.
- Im Frequenzband 8GHz bis 12GHz können neben der Abstrahlung von Emittern im Zeitmultiplexverfahren zusätzlich
mindestens zwei komplexe Emitter gleichzeitig (simultan) abgestrahlt werden. Die Gleichzeitigkeit wird für den
gesamten genannten Frequenzbereich durch technische Einrichtungen erreicht.
- Der Signalsimulator ist auch in der Lage, in allen Frequenzbändern CW- und LPI-Signale abzustrahlen.
- Die Generierung der Emitter unterliegt einer durch den Bediener einstellbaren Prioritätskontrolle. Aus der
Prioritätsfunktion ergibt sich keine Beschneidung von Radarpulsen.
- Hohe Frequenzgenauigkeit und Stabilität.
- Große Variationsbereiche für Pulsbreiten und Pulswiederholintervalle, Agilität, z.B. Stagger und Jitter.
- Erzeugung langer und komplexer Pulssequenzen.
- Synchronisation komplexer Emitter-Pulsgruppen.
- Die Anwender-Signalerzeugungs-Software erlaubt die Zusammenstellung von komplexen Emittern und
Szenarien
1.2 Geforderter Leistungsumfang des Empfangs- und Signalanalysesystem
Mit dem Empfangssystem sollen Prüfungen zur Peil- und Abstrahlgenauigkeit sowie von Reaktionszeiten erfolgen. Ein
wesentliches Merkmal ist der gleichzeitige Sende- und Empfangsbetrieb. Der EK-Simulator ist, soweit wie möglich, aus
marktverfügbaren Komponenten zusammenzustellen.
Das System empfängt alle elektromagnetischen Abstrahlungen im Frequenzbereich 0,5 GHz bis 40 GHz. Es ermöglicht die
Vermessung und Aufzeichnung der von Bord abgestrahlten EloGM-Signale, die Überprüfung der eigenen abgestrahlten Signale
sowie die Auswertung der aufgezeichneten Signale und der Messergebnisse online und offline.
Die Anzeige, Analyse und Aufzeichnung erfolgt mit schnellen Breitband- sowie Fein- und Vektoranalyseverfahren. Die
Messeinrichtung hat eine fensterorientierte Bedienoberfläche und ist mit einer leistungsfähigen Auswertungs-, Darstellungsund
Dokumentationssoftware auszurüsten.
- Der Empfangsanteil hat folgende technische Anforderungen zu erfüllen:
- Kontrolle, Vermessung und Dokumentation der bordseitig abgestrahlten Radarsignale und der elektronischen
Gegenmaßnahmen (GM), (Frequenz, Bandbreite, Modulation usw.).
- Vermessung des zeitkritischen Verhaltens der GM-Anlagen, Echtzeit-Analyse, Reaktionszeit.
- Synchronisation des Empfängers auf Abstrahlung des Simulationsspektrums (auch phasenkohärent).
- Intrapuls- und Puls zu Pulsvermessung: Frequenz, Phase, Bandbreiten, Pulsflanken, Sprungverhalten.
- Detektion von LPI- und CW-Signalen.
- Simultane Vermessungen von Puls zu Puls, Puls auf CW, Multi-CW.
- Frei wählbar zwischen automatischer und manueller Vermessung.
- Beobachtung/Vermessung der Wirkungsweise und Wirkung der bordeigenen GM.
- Breitbandiges digitales Empfangssystem.
- Hohe Empfindlichkeit.
- Hohe Abtastraten
- Schutz des Empfangsteils gegen eigene und fremde Sendeleistungen durch hohe Antennenentkopplung und Limiter
ggf. Blanking-Unit.
- Aufzeichnung der Empfangsdaten und Winkelstellung des Antennenpositionierungssystems.
- Schnelle Verfügbarkeit der Messwerte.
- Einlesen, Erfassen und Dokumentieren von Messdaten in ein Datenbanksystem.
Der Signalanalyseteil hat folgende technischen Anforderungen zu erfüllen:
- Online- und Offline-Analyse.
- Großer Analyseumfang.
- Hohe Analysetiefe.
- Darstellung: Zeit-Diagramme (Frequenz, PRI, Pulsbreite, Amplitude) Histogramme (Frequenz, Pulsbreite,
Pulsamplitude, PRI, 2D/3D- Diagramme).
- Vergleich mit in einer Datenbank abgelegten Signalen (Frequenz, Pulsbreite, Pulsamplitude, PRI, Scan).
- Puls-Datenanalyse, Intrapulsanalyse
- Darstellung Zeitbereich (Amplitude, Frequenz, Phase, Einhüllende).
- Darstellung Frequenzbereich (Leistungsspektrum, Einhüllende).
- Statistik-Funktionen für die Ergebnisdarstellung.
1.3 Geforderter Leistungsumfang des Radar Antwort Systems (Repeater)
Der Repeater ist in der Lage, Radaremitter empfangsseitig aufzuzeichnen, in einer Datenbank abzulegen und unter
Beibehaltung der Signalform (Waveform) synchronisiert zeitversetzt wieder abzustrahlen. Der Repeater dient zur Ermittlung der
Störfestigkeit und dem Nachweis der Genauigkeit von Radaranlagen. Darüber hinaus kann er vorprogrammierte Signale
abstrahlen.
Das Repeatersystem hat folgende technische Anforderungen zu erfüllen:
- Synchronisiertes zeitversetztes Wiederabstrahlen der empfangenen Radarsignale.
- Synchronisiertes Abstrahlen von definierten Störsignalen oder eines Rauschspektrums aus der Datenbank
zur Ermittlung der Störfestigkeit von Radaranlagen.
- Ablegen und analysieren der empfangenen Life-Radarsignale in einer Datenbank.
- Abstrahlen von Datenbanksignalen mit sich ändernder Zeitverzögerung (Simulation beweglicher Ziele).
Der Repeater wird nicht gleichzeitig mit dem Sende-/Empfangssystem betrieben. Die Nutzung gleicher
Ausstattungskomponenten, z.B. Leistungsverstärker und Signalerzeugung, ist zu berücksichtigen.
1.4 Geforderter Leistungsumfang des Antennensystem
Das Antennensystem nutzt eine 20 ft-ISO-Container-Bodenplatte als Fundament und ein gemeinsames Pedestal für alle
Antennen. Das Antennenflat wird mit Twist-Locks gesichert auf dem 20 ft-ISO Container stehend betrieben.
Für eine ausreichende Entkopplung zwischen Sende- und Empfangsantennen sind diese gegeneinander abgeschirmt. Die
Mehrfachausnutzung von Sendeantennen reduziert die notwendige Anzahl einzelner Antennen und sorgt zusammen mit
weiteren Maßnahmen für eine ausreichend hohe Entkopplung zwischen Sende- und Empfangsantennen, um den Repeater oder
das Sendesystem und Empfangssystem gleichzeitig betreiben zu können.
Zur Ausrichtung der Antennensysteme dient ein Trackingsystem, das als Datenquelle auf eine GPS/AIS-Telemetrie, ein
Rundsuchradar und ein Kamerasystem für Tag und Nachtsicht zugreifen kann. Dadurch wird ein Betrieb auch bei schlechter
Sicht, in der Nacht und in komplexen, für ein zuverlässiges Tracking störanfälligen Umgebungen sichergestellt. Das Ausrichten
des Antennensystems kann wahlweise von Hand oder automatisch durch das Trackingsystem erfolgen.
Das Antennensystem hat folgende technischen Anforderungen zu erfüllen:
- Antennensystem mit Video- und Kommunikationseinrichtungen
- Flat auf dem Dach des Containers zur Aufnahme der (getrennten) Antennen für simultanen Sende-/Empfangs-Betrieb
sowie deren Stabilisierung einschließlich der Drehgestelle und Videokameraeinrichtungen, der Funk- und GPS-/AISAntennen.
- Ein TV/LWIR-Kamerasystem ist am Antennensystem so auszurichten, dass eine Kontrollmöglichkeit in Zielrichtung
besteht.
- Getrennte Antennensysteme für den Sende- und Empfangsanteile.
- Verschiedene Polarisationsarten sind wählbar (auch für das Empfangssystem).
- Das Antennensystem ist stabilisiert.
- Auf dem Drehgestell befindet sich auch ein hochauflösendes Video-/IR-Trackingsystem. Das Antennensystem ist so
ausgelegt, dass der Betrieb bis 25 kn-Windgeschwindigkeit bei garantierter Richtgenauigkeit aufrecht erhalten bleibt.
Windbelastung ohne Beschädigung bis 90 kn im eingeklappten Zustand.
- Die Antennenplattform ist ein 20 ft-ISO-Containerflat, welches für den Betrieb auf dem Dach des Containers montiert
ist. Für den Transport ist das Antennensystem so konstruiert, dass die Außenmaße eines 20 ft-ISO-Containers nicht
überschritten werden.
- Automatische synchrone Nachsteuerung der Sende-/Empfangsantennen zum Beispiel durch Funk-Übertragung der
Bord-GPS/AIS-Positionsdaten und weiteren Tracking-Quellen.
- Manuelle und automatische Antennen-Nachsteuerung mittels TV/LWIR-Tracksystem.
1.5 Geforderter Leistungsumfang des klimatisierten Messcontainers und Antennen-Flats
Der EK-Simulator ist in einem klimatisierten 20 ft-ISO-Container (Messcontainer) und auf einem Container-Flat (Antennen-Flat)
untergebracht.
Die elektronischen Bauteile erhalten Luftkühlung durch die Klimaanlage. Gegebenenfalls ist für Teilkomponenten eine
Flüssigkeitskühlung vorzusehen.
Das Antennen-Flat ist als 20 ft-ISO-Container-Flat ausgeführt und umfasst die Antennenfundamentierung (Pedestal), die
Antennenpositionierung, das Antennensystem, gegebenenfalls Leistungsverstärker und die unterstützenden Strukturen des
Aufbaus.
Container und Antennensystem sind für den Transport auf der Straße, zur See und den Lufttransport zugelassen und für den
Betrieb an Land und auf See innerhalb eines breiten Bereiches klimatischer Bedingungen ausgelegt (siehe Punkt 1.7). Für
Transportzwecke können der Container und das Flat getrennt werden.
Der 20 ft-ISO-Messcontainer hat folgende technische Anforderungen zu erfüllen:
- Ausrüstung mit VHF, 2 UHF Sprechfunk, Telefon, WL/GL-Anlage und Lautsprecher für Schiffsdurchsagen.
- Ausrüstung mit 4-Antennen-GPS-Referenzsystem zur Bestimmung der Eigenposition und des Schiffskurses.
- Die Stromversorgung des ganzen Systems ist ausgelegt für den Anschluss an Drehstromnetze 400V/50Hz und
440V/60Hz (Bordbetrieb).
- Der Container ist mit einer Klimaanlage, getrennt einstellbar für Geräte und Personal, auszustatten.
- Der Container ist in einem Bediener- und Geräteraum aufzuteilen.
1.6 Geforderter Leistungsumfang der Software
Für den Betrieb des EK-Simulators werden die gerätespezifischen Softwareanteile der einzelnen Subsysteme genutzt. Sie
dienen zur Erstellung und manuellen oder automatischen Abstrahlung von Sendesignalen, der Steuerung des Repeaters sowie
für die Online- und Offline-Analyse, Verarbeitung, Ausgabe und Speicherung der Empfangssignale.
Die Softwareanteile steuern alle für den Betrieb des Simulationssystems notwendigen Parameter und Funktionen über
technisch aktuelle Standardschnittstellen. Extern erstellte Radarszenarien und Emitter-Datenbanken können geladen werden.
Die gerätespezifischen Softwareanteile sind in eine übergreifende grafische Benutzeroberfläche integriert. Diese
Benutzeroberfläche ermöglicht ein Nutzermanagement und lässt sich intuitiv einfach bedienen. Über sie sind alle Funktionen
des EK-Simulators einfach erreichbar. Die Bedienung des EK-Simulators erfolgt über zwei Terminals.
Die Funktionen des Simulationssystems sind in eine Systemüberwachung eingebunden (Monitoring). Die Software ist modular
aufzubauen und ermöglicht über den gesamten Nutzungszeitraum Erweiterungen durch Maßnahmen der Softwarepflege und
Softwareänderung.
Sämtliche zum EK-Simulator gehörenden Komponenten, müssen in einer Betriebssoftware eingebunden sein, welche:
- alle für den Betrieb des Simulationssystems notwendigen Parameter und Funktionen über technisch aktuelle
Schnittstellen steuert
- die zeitlich automatische/ manuelle Steuerung der Generierung, Abstrahlung und Vermessung von Radarszenarien
erlaubt sowie die zeitlich automatische/ manuelle Vermessung und Speicherung der bordseitig abgestrahlten EloGM
übernimmt
- das Laden von extern erstellten zeitlich gesteuerten Radarszenarien und extern erstellten Emitter-Datenbanken
erlaubt
- alle Funktionen des Simulationssystems in eine Systemüberwachung einbindet (Monitoring)
- über eine intuitiv einfache grafische Benutzeroberfläche verfügt, von der aus alle Parameter und Funktionen
programmierbar und zu einzelnen oder komplexen, zeitlich und kohärent verknüpften Radarszenarien oder
Vermessungen kombinierbar und in der Datenbank ablegbar sind.
1.7 Geforderter Leistungsumfang des Gesamtsystems
Das Gesamtgewicht des EK-Simulators, bestehend aus 20 ft-ISO-Container, 20 ft-ISO Flat mit dem Antennensystem incl. aller
Einbauten und Zubehör, darf 14 t nicht überschreiten.
Betrieb und Transport
Der EK-Simulator ist für den Transport (See, Luft, Land) sowie den Betrieb an Land (Landbetrieb) und an Bord von
Erprobungsträgern der WTD71 (MZB, Planet) betrieben (Seebetrieb) ausgelegt.
Der Messcontainer ist getrennt vom 20 ft-Antennenflat zu transportieren. Das Antennensystem ist für den Transport klappbar
konstruiert, um die Höhe in der Verzurrstellung zu verringern.
Die Abmessungen des Antennensystems und die des Flats inklusive eingeklappten Antennensystem halten die Norm eines
20 ft-ISO-Containers ein. Der Messcontainer und das Antennenflat verfügen über die entsprechenden Aufnahmesysteme (z.B.
Twist-Locks) für den See-, Luft,- und Landtransport.
Umweltbedingungen
Der uneingeschränkte Betrieb und Transport des EK-Simulators in den Klimakategorien A3/B2/C0 gem. STANAG 4370 ist
gewährleistet. Der Container und das Antennensystem sind staubgeschützt auszuführen.
1.8 Dokumentation und Schulung
Es ist eine Dokumentation gemäß AECMA Specification 1000D der Klasse 1 für die Technische Dokumentation sowie eine Spec
2000M für das Material zu übergeben. Die Dokumentationssprache ist deutsch.
Durch den zukunftigen AN sind die Erstschulungen (Industrieausbildung) durchzuführen. Dieser stellt jedem Teilnehmer die
Schulungsunterlagen bereit. Die Erstausbildung umfasst die Schulung von Betriebspersonal sowie System-, Wartungs- und
Instandsetzungspersonal (Materialerhaltungsstufe MES 1, 2).

Die Frist für den Eingang der Angebote war 2013-01-29. Die Ausschreibung wurde veröffentlicht am 2012-12-20.

Die folgenden Lieferanten werden in Vergabeentscheidungen oder anderen Beschaffungsunterlagen erwähnt:

• • Elettronica GmbH

• • Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr (BAAINBw)

• • Kraftfahrzeuge › Simulatoren

• • Schleswig-Holstein › Rendsburg-Eckernförde