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Hochfrequenz-Leistungsverstärker sind entscheidende Komponenten moderner Abwehrsysteme gegen unbemannte Luftfahrtsysteme (C-UAS), die eine präzise Steuerung elektromagnetischer Energie ermöglichen, um feindliche Drohnen zu stören oder außer Betrieb zu setzen. Diese Systeme verstärken HF-Signale auf hohe Leistungsniveaus und unterbrechen dadurch gezielt die Funktionen von Drohnen durch gezielte Störung.
RF-Leistungsverstärker nehmen schwache Radiosignale entgegen und verstärken sie auf deutlich höhere Leistungsniveaus, üblicherweise zwischen 50 Watt und 10 Kilowatt. Die von diesen Geräten erzeugte elektromagnetische Energie ist gezielt ausgerichtet und stark genug, um Drohnenkommunikation vollständig zu stören oder zu blockieren. Bei Arbeiten mit Gegenmaßnahmen gegen unbemannte Flugsysteme (C-UAS) konzentrieren sich die meisten dieser Verstärker auf Frequenzen von etwa 2,4 Gigahertz und 5,8 Gigahertz, da dies die Frequenzen sind, auf denen die meisten Consumer-Drohnen für Steuerung und Videoübertragung nutzen. Die neueren Modelle in Halbleitertechnik sind zudem recht effizient geworden, erreichen oft über 65 % Wirkungsgrad und können dennoch gezielt bestimmte Frequenzen beeinflussen, ohne dabei andere elektronische Geräte in der Umgebung zu stören. Dies ist gerade in realen Szenarien von großer Bedeutung, bei denen es darum geht, unbefugte Drohnen zu stoppen, ohne legitime drahtlose Geräte zu stören.
RF-Verstärker ermöglichen zwei wesentliche Störoperationen:
Durch präzise Anpassung der Ausgangsleistung (gemessen in dBm) und Modulationsmuster können diese Systeme gezielt GPS, Wi-Fi und proprietäre Protokolle von führenden Herstellern wie DJI und Autel stören, ohne die umgebende Infrastruktur zu beeinträchtigen.
Gezielte HF-Energie deaktiviert Drohnen durch drei wesentliche Mechanismen:
Militärsysteme nutzen Galliumnitrid-(GaN)-Transistortechnologie, um Spitzenleistungsdichten von über 10 W/mm zu erzeugen. Dies ermöglicht eine effektive Wirkung auf Entfernungen von bis zu 1,2 km (0,75 Meilen) bei gleichzeitig kompakter, mobiler Einsatzfähigkeit.
Mikrowellen-Hochleistungssysteme oder HPM-Systeme funktionieren dadurch, dass sie mithilfe von Hochfrequenzverstärkern gebündelte Impulse elektromagnetischer Energie erzeugen, die sämtliche Elektronik von Drohnen gleichzeitig und auf mehrere verschiedene Systeme auswirken können. Wenn die Mikrowellenenergie in engen Strahlen ausgerichtet wird, entsteht sogenannte lokale EMI-Störung, die die Navigation, Kommunikation und Steuerung von Drohnen stört. Das britische Heer führte 2025 einen Test mit einer solchen Waffe aus gerichteter Hochfrequenzenergie durch und schaffte es, innerhalb eines Drohnen-Schwarms etwa 9 von 10 Drohnen zu stoppen. Dies zeigt, wie skalierbar diese Technologie tatsächlich ist, um gleichzeitig mit mehreren Bedrohungen umzugehen.
Moderne Feldsysteme beginnen damit, HF-Verstärker einzubauen, die in ihren mobilen Konfigurationen Ausgangsleistungen im Bereich von 50 bis 300 Kilowatt bewältigen können. Bei Tests in Wüstengebieten gelang es einem Prototyp eines gepanzerten Fahrzeugs, innerhalb eines 400 Meter großen Areals zwölf Drohnen mittlerer Größe abzuschießen. Das System hielt sein Signal auch bei extremer Hitze stabil und verlor weniger als 3 dB an Effizienz, trotz der hohen Temperaturen. Warum funktioniert das so gut? Weil diese neuen Systeme Festkörper-Verstärkerarrays verwenden, anstelle der veralteten Röhrentechnik. Der Wechsel hat in Bezug auf Zuverlässigkeit und Leistung auf echten Einsatzzentren einen großen Unterschied gemacht.
Die neuesten Hochfrequenz-Waffen mit gerichteter Energie entwickeln sich hin zu modularen Designansätzen, die es den Bedienern ermöglichen, die Leistungsabgabe je nach Einsatzort anzupassen. In städtischen Gebieten könnte eine Leistung von etwa 20 kW erforderlich sein, während offene Schlachtfelder bis zu einer enormen Leistung von 1 MW benötigen. Diese Systeme können auch ziemlich schnell zwischen verschiedenen Wellenformen wechseln – von einer breiten Abdeckung mit einem Strahlungswinkel von etwa 10 Grad bis hin zu präziser Genauigkeit bei nur 2 Grad, wenn erforderlich. Diese Fähigkeit reicht aus, um sowohl Drohnen-Schwärme als auch besonders wertvolle Schutzobjekte zu bewältigen. Was diese Systeme besonders effektiv gegen moderne Bedrohungen macht, ist ihre Fähigkeit, Funkfrequenzen in Echtzeit zu analysieren. Das System passt seine Arbeitsfrequenz ständig an, um Drohnen, die versuchen, durch das Wechseln zwischen verschiedenen Frequenzen der Erkennung zu entgehen, stets einen Schritt voraus zu sein. Eine solche adaptive Reaktion verschafft den Bedienern einen erheblichen taktischen Vorteil in den komplexen Kampfszenarien der heutigen Zeit.
Die Vorschriften darüber, wie viel Leistung diese Systeme nutzen dürfen, hängen stark vom Einsatzort ab. In Städten wird normalerweise auf niedrige Leistungsstufen unter 10 kW begrenzt, um die Bevölkerung nicht zu stören. In militärischen Zonen hingegen steigen die erlaubten Werte deutlich an, manchmal bis auf 500 kW in Verteidigungsszenarien gegen Angriffsschwärme. Eine interessante Erkenntnis aus jüngsten Forschungen des letzten Jahres zeigte zudem, dass eine sorgfältige Kalibrierung der Geräte durch die Bediener die Gefahr von unbeabsichtigten elektronischen Schäden um rund drei Viertel reduziert, verglichen mit ungezügeltem Betrieb. Eine weitere clevere Funktion in neueren Modellen ist ein automatischer Abschaltmechanismus. Dieser aktiviert sich, sobald das System freundliche IFF-Signale erkennt, was im Grunde bedeutet, dass es weiß, wann es nicht auf eigene Kräfte feuern soll. Eine ziemlich wichtige Funktion, wenn es um Menschenleben geht.
Galliumnitrid-(GaN-)Transistoren bieten eine überlegene Leistung gegenüber herkömmlichen Halbleitern in Verteidigungsanwendungen und ermöglichen 300 % höhere Leistungsdichte im Vergleich zu Galliumarsenid und arbeiten zuverlässig bei Spannungen über 100 V. Diese Verstärker erreichen 85 % Power-Added Efficiency in Störsystemen – 35 % höher als siliziumbasierte Alternativen. Zu den wesentlichen Vorteilen zählen:
GaN-basierte Verstärker werden nun in Systemen priorisiert, die eine schnelle Frequenzagilität erfordern, wie dies durch den Einsatz von 20-kW-GaN-Jammern durch das US-Heer im Jahr 2023 in kompakten Gehäusen mit weniger als 2 HE demonstriert wurde.
Der Wechsel von alten Vakuumröhren zu modernen GaN-Festkörpervorverstärkern hat das Spiel für gerichtete Energiewaffen wirklich verändert. Heutige Systeme kombinieren Leistungsmodul in einer Weise, die es ihnen ermöglicht, die HF-Ausgangsleistung von 1 Kilowatt bis hin zu 500 Kilowatt zu steigern, während das Signal sauber und unverzerrt bleibt. Die Zahlen bestätigen dies auch: Feldtests zeigten etwa 82 Prozent bessere Leistung in Bezug darauf, wie lange diese Systeme kontinuierlich betrieben werden können. Bei mikrowellenbasierten Drohnen-Jamming-Systemen bedeutet dies, dass Bediener lästige Drohnenchwärme über deutlich längere Zeiträume ausschalten können, ohne dass das System heruntergefahren werden muss, um abzukühlen oder Wartungspausen einzulegen.
Der Vorteil der Leistungsdichte der Galliumnitrid-(GaN)-Technologie bedeutet, dass Systeme insgesamt deutlich kleiner und leichter gebaut werden können. Nehmen Sie beispielsweise die neuesten portablen Störsender: Diese packen Verstärker mit vollem Frequenzbereich in Gehäuse mit einem Gewicht von unter vier Kilogramm, was etwa 60 Prozent leichter ist als das, was im Jahr 2020 verfügbar war. Kleinere Geräte machen beim schnellen Einsatz vor Ort einen großen Unterschied. Kürzlich hat die NATO tatsächlich GaN-Systeme getestet, die an LKW montiert sind, und diese Systeme haben gezeigt, dass sie große Bereiche von bis zu 5 Quadratkilometern vor lästigen Drohnen der Kategorie 3 schützen können.
Obwohl die Produktionskosten von GaN-Verstärkern 40 % höher sind als bei vergleichbaren Silizium-Alternativen, liefern ihre 10-mal längere Lebensdauer (25.000 Stunden MTBF) und der 75 % geringere Energieverbrauch einen starken Lebenszykluswert. Fachleute der Verteidigungsbranche prognostizieren, dass GaN in Zukunft 87 % der neuen RF-Drohnenabwehrsysteme ausmachen wird bis 2026, angetrieben durch sein überlegenes SWaP-C-Profil (Größe, Gewicht, Leistung und Kosten).
Phased-Array-Technik nutzt mehrere RF-Leistungsverstärker, die zusammenarbeiten, um elektromagnetische Strahlen mit sehr feiner Kontrolle im Millimeterwellenbereich zu lenken. Wenn Ingenieure die Phasenwinkel an verschiedenen Stellen des Antennenarrays justieren – eine Technik, die direkt aus der klassischen Radartechnik stammt – erzielen sie ein stark fokussiertes Signal in eine Richtung und unterdrücken gleichzeitig unerwünschte Signale an anderen Stellen durch destruktive Interferenz.
Auf GaN basierende RF-Verstärker verbessern die Strahlkohärenz, indem sie eine Leistungs-Effizienz von über 70 % im X-Band erreichen. Feldtests bestätigen, dass mit GaN ausgestattete Phased-Arrays die Strahlrichtung in weniger als 200 Mikrosekunden ändern können – schneller, als wendige Quadcopter manövrieren können.
Fortgeschrittene Beamforming-Algorithmen wandeln die Ausgangsleistung des RF-Verstärkers in adaptive „Signalverweigerungszonen“ um, die unbefugte Drohnen mithilfe von Radar- oder elektrooptischen Eingängen verfolgen. Bei einem NATO-Gegen-UAS-Test im Jahr 2023 erreichten 64-Kanal-RF-Anordnungen eine Neutralisierungsrate von 92 % gegen Drohnen-Schwärme durch:
Dieser Ansatz reduziert die Abhängigkeit von omnidirektionalen Jammern und ermöglicht so den Schutz kritischer Infrastrukturen in skalierbarer Form. Prototypen mit GaN-Verstärkern erreichten ein um das 8-fache verbessertes Leistungs-Gewichts-Verhältnis im Vergleich zu röhnenbasierten Systemen, wodurch die Integration auf taktischen Fahrzeugen erleichtert wird.
