GNSS-Störungen lassen sich nicht nur im Empfänger erkennen und reduzieren. Ein wichtiger Teil der Resilienz beginnt bereits dort, wo die Satellitensignale in das System gelangen: an der GNSS-Antenne. Eine GNSS Anti-Jamming Antenne kann Störsignale bereits an dieser Stelle reduzieren, bevor sie die weitere Signalverarbeitung beeinflussen.
Im ersten Teil unserer Reihe haben wir erklärt, was bei GNSS Jamming und Spoofing passiert. Im zweiten Teil ging es darum, wie sich auffällige GNSS-Signale direkt im Empfänger erkennen lassen. Jetzt betrachten wir die Antennenseite: Welche Störungen lassen sich bereits dort reduzieren, bevor sie die weitere Signalverarbeitung erreichen? Und wann ist welche Technik sinnvoll?
Calian verfolgt dafür unterschiedliche Ansätze. Je nach Störsituation kommen starke Filterung, spezielle Empfangscharakteristiken oder eine CRPA-Antenne zum Einsatz. Genau diese Unterschiede sind für die Praxis wichtig, denn Anti-Jamming ist kein universales Produktmerkmal und nicht jede Anwendung benötigt dieselbe Technik.
Warum eine GNSS Anti-Jamming Antenne sinnvoll sein kann
Die GNSS-Satelliten senden ihre Signale mit einer relativ geringen Leistung von 50 Watt. Nachdem die Signale ca. 20.000 km zurückgelegt haben, erreichen sie die Erdoberfläche mit sehr geringer Energie. In einer aktiven GNSS-Antenne werden deshalb zunächst die gewünschten Frequenzbereiche gefiltert und die empfangenen Signale anschließend über einen Low Noise Amplifier, kurz LNA, verstärkt.
Danach gelangt das analoge Hochfrequenzsignal zum GNSS-Empfänger. Dort wird es weiterverarbeitet, digitalisiert und schließlich für Tracking und Positionsberechnung genutzt.
Genau deshalb kann es sinnvoll sein, Störungen möglichst früh zu reduzieren. Kommt bereits an der Antenne ein stark gestörtes Signal an und wird dieses weiter verstärkt, muss der Empfänger später versuchen, aus einer verrauschten Signalumgebung noch verwertbare Informationen zu gewinnen. Wird störende Energie dagegen schon auf Antennenseite abgeschwächt, steht dem Empfänger ein besser nutzbares Eingangssignal zur Verfügung.
Die Trennung zwischen Antennen und Empfänger Anti-Jamming Technologie ist damit eine wichtige strategische Entscheidung. Sie bestimmt, wie effektiv das System gegen Störungen geschützt ist.
![GNSS Jamming – Impact on GNSS]](https://www.allsat.de/wp-content/uploads/2026/09/20260902_Abbildung1.png)
Jamming ist nicht immer gleich
Auch das Störsignal selbst kann sehr unterschiedlich aussehen. Eine schmalbandige Störung betrifft nur einen begrenzten Frequenzbereich. Breitbandige Störungen können dagegen größere Teile eines GNSS-Bandes überlagern. Hinzu kommt die Unterscheidung zwischen In-Band- und Out-of-Band-Interference.
Bei einer In-Band-Störung befindet sich die Störenergie im gleichen Frequenzbereich wie das gewünschte GNSS-Signal. Bei einer Out-of-Band-Störung liegt sie außerhalb des eigentlichen Empfangsbandes. Solche Signale können trotzdem problematisch werden, wenn ihre Leistung hoch genug ist und die Empfangselektronik beeinflusst.
Nicht jede Störung muss außerdem absichtlich verursacht worden sein. Neben intentionalem Jamming können auch leistungsstarke Funksender in der Umgebung den GNSS-Empfang beeinträchtigen. Michael Schulz nennt dafür beispielsweise Richtfunkstrecken als mögliches Szenario.
Für die Auswahl einer geeigneten Anti-Jamming-Technik ist deshalb entscheidend, mit welcher Art von Störung man es zu tun hat.
XF+ filtert Störsignale außerhalb der GNSS-Bänder
Die erste Ebene ist die Filterung. Calian bezeichnet seine erweiterte Filtertechnologie als eXtended Filtering Plus, kurz XF+. Sie unterdrückt Signale außerhalb der vorgesehenen GNSS-Frequenzbereiche sehr effektiv. Für die Calian CR8894SXF+ nennt Calian mehr als 80 dB Out-of-Band-Unterdrückung im Bereich von 400 bis 3000 MHz. Außerdem werden die oberen und unteren GNSS Frequenzbereiche getrennt geführt. Wird ein Bereich stark gestört, soll der andere dadurch weiterhin nutzbar bleiben können.
Der Vorteil dieser Technik liegt auf der Hand: Störenergie, die sich frequenzseitig vom gewünschten GNSS-Signal unterscheiden lässt, kann bereits vor der weiteren Verarbeitung stark reduziert werden.
Liegt die Störung allerdings direkt im genutzten GNSS-Band, kann ein Filter dieses Band nicht einfach vollständig sperren. Damit würden gleichzeitig die gewünschten Satellitensignale verloren gehen.
An diesem Punkt wird die Richtung des Störers interessant.
Low Elevation Angle Nulling für bodennahe Störquellen
Viele terrestrische Störquellen befinden sich in vergleichsweise niedrigen Elevationswinkeln. Calian nutzt diese Eigenschaft mit seinen Stacked Helix Anti-Jamming-Antennen aus.
Die Calian AJ977XF arbeitet mit einem Low Elevation Angle Nulling Pattern. Signale aus niedrigen Elevationen werden dabei deutlich abgeschwächt. Calian nennt eine typische Dämpfung von 20 dB im Bereich von 0 bis ungefähr 15 Grad Elevation. Oberhalb von 20 Grad bleibt die Antennencharakteristik dagegen auf den Empfang der GNSS-Signale ausgerichtet.
Diese Lösung ist insbesondere dort interessant, wo Störer überwiegend bodennah auftreten. Das kann beispielsweise im maritimen Umfeld der Fall sein.
Im Gegensatz zu einer CRPA passt eine solche Antenne ihr Empfangsdiagramm jedoch nicht laufend an eine konkrete Störquelle an. Die räumliche Unterdrückung ist durch das Antennendesign vorgegeben.
Wie eine CRPA Störquellen räumlich ausblendet
Eine Controlled Reception Pattern Antenna, kurz CRPA, geht einen Schritt weiter. Sie verwendet mehrere Antennenelemente, die dieselbe Signalumgebung parallel empfangen. Bei der Calian CR8894SXF+ handelt es sich um eine Vier-Element-CRPA. Aus den parallelen Empfangsdaten kann ein Echtzeit-Hochleistungsprozessor ableiten, aus welcher Richtung eine Störquelle eintrifft.
Danach wird das Empfangssignal aktiv angepasst. In Richtung des erkannten Störers entsteht eine sogenannte Nullstelle. Dieses Verfahren wird als Null Steering bezeichnet.
Anschaulich bedeutet das: Die Antenne macht sich in Richtung des Jammers möglichst unempfindlich. GNSS-Signale aus anderen Richtungen sollen dagegen weiterhin empfangen werden können.
Calian beschreibt CRPA entsprechend als Technologie mit mehreren Antennenelementen und Real-Time Null Steering. Durch das dynamische Platzieren von Nullstellen im Empfangssignal werden Störsignale aus bestimmten Richtungen reduziert.
Der Unterschied zur reinen Frequenzfilterung ist wesentlich: XF+ unterscheidet vor allem nach Frequenz. Eine CRPA nutzt zusätzlich die räumliche Herkunft des Signals.
Gerade bei In-Band-Jamming ist das wichtig. Befinden sich Nutzsignal und Störsignal im gleichen Frequenzbereich, lässt sich die Störung nicht einfach über einen klassischen Frequenzfilter entfernen. Eine CRPA kann dann versuchen, die Störquelle gezielt aus ihrer Richtung heraus abzuschwächen.
CRPA muss nicht automatisch die erste Wahl sein
Die technisch aufwendigste Lösung ist nicht in jedem Projekt notwendig. Wenn das Problem überwiegend durch starke Signale außerhalb der GNSS-Bänder verursacht wird, kann eine hochwertige Filterung bereits ausreichend sein. Treten Störer typischerweise aus niedrigen Elevationswinkeln auf, kann eine entsprechend ausgelegte Stacked Helix Antenne sinnvoll sein.
Eine CRPA wird vor allem dann interessant, wenn Störer innerhalb der GNSS-Bänder auftreten, ihre Richtung variieren kann oder eine besonders hohe GNSS-Verfügbarkeit gefordert ist.
Hinzu kommt, dass eine CRPA auch auf bewegten Plattformen eingesetzt werden kann. Im Gespräch nennt Michael Schulz unter anderem Anwendungen in Schifffahrt, Robotik, Maschinensteuerung, Landwirtschaft und mobilen Plattformen.
Für die Auswahl sollte deshalb nicht die Frage am Anfang stehen, welche Anti-Jamming-Antenne die leistungsfähigste ist. Wichtiger ist, welche Art von Störung zu erwarten ist, welche GNSS-Frequenzen benötigt werden und welche Folgen ein zeitweiser Verlust der Position hätte.
Eine CRPA lässt sich vergleichsweise einfach integrieren
Für bestehende GNSS-Systeme ist ein weiterer Punkt wichtig: Eine CRPA bedeutet nicht automatisch, dass auch der vorhandene GNSS-Empfänger ersetzt werden muss.
Calian beschreibt für die CR8894SXF+ einen Standard-RF-Ausgang, der mit handelsüblichen GNSS-Empfängern kompatibel ist. Die Antenne übernimmt die Störunterdrückung und gibt anschließend das aufbereitete RF-Signal an den Empfänger weiter.
Auch im praktischen Einsatz ist die Integration vergleichsweise unkompliziert. Die Antenne kann über den GNSS-Empfänger versorgt werden und arbeitet anschließend selbstständig. Michael Schulz beschreibt die Integration deshalb als ähnlich einfach wie bei einer klassischen GNSS-Antenne.
Wenn zusätzlich Informationen über die Störung benötigt werden, kommt eine weitere Schnittstelle hinzu. Die CR8894SXF+ verfügt über RS232- und RS422-Schnittstellen und kann darüber Informationen zum Jamming-Status, zum betroffenen Band sowie zur Richtung des Störers ausgeben.
Damit kann eine solche Antenne mehr als nur störende Energie reduzieren. Sie liefert gleichzeitig zusätzliche Informationen über die aktuelle GNSS-Signalumgebung.
Warum die Ausrichtung der Antenne wichtig sein kann
Soll nicht nur erkannt werden, dass ein Jammer vorhanden ist, sondern auch aus welcher Richtung er kommt, muss die Orientierung der Antenne bekannt sein.
Michael Schulz weist darauf hin, dass eine stationäre CRPA sauber ausgerichtet werden muss, wenn die ausgegebene Richtungsinformation einen eindeutigen geografischen Bezug haben soll. Nur dann können Angaben zu Azimut und Elevation korrekt interpretiert werden.
Für reine Anti-Jamming-Anwendungen ist diese Zusatzinformation nicht zwingend notwendig. Sie wird aber interessant, sobald eine Störung genauer bewertet oder in eine weitergehende Systemlösung eingebunden werden soll. Informationen dazu liefert Ihnen unser ALLSAT Jamming Detection System.
Wo Anti-Jamming bereits heute besonders relevant ist
Sehr konkret ist das Thema im maritimen Umfeld. Schiffe, Hafenanlagen und Containerterminals gehören zu den Bereichen, in denen GNSS-Störungen bereits heute eine Rolle spielen. Michael Schulz berichtet aus Gesprächen und Projekten, dass das Thema dort längst nicht mehr theoretisch betrachtet wird.
Auch Calian führt Marine, Aerospace und kritische Infrastruktur als wichtige Einsatzfelder seiner resilienten GNSS-Technologien. Darüber hinaus gibt es weitere Anwendungen, bei denen die Verfügbarkeit von GNSS eine besondere Bedeutung hat: Referenzstationen, Timing-Anwendungen, mobile Plattformen, Maschinensteuerung oder automatisierte Systeme.
Für klassische Vermessungsaufgaben ist die Situation differenzierter. Ein fehlender Fix kann viele Ursachen haben. Wenn Korrekturdaten vorhanden sind und ein System korrekt konfiguriert ist, kann eine lokale Funkstörung trotzdem eine mögliche Ursache sein. Ohne zusätzliche Informationen über die Signalumgebung lässt sich das im Nachhinein allerdings häufig nicht eindeutig nachweisen.
Gerade deshalb lohnt sich bei Anwendungen mit hohen Anforderungen an Verfügbarkeit und Verlässlichkeit ein genauer Blick auf die Antennentechnik.
Anti-Jamming hat Grenzen
Auch eine CRPA kann nicht garantieren, dass GNSS unter jeder denkbaren Störbedingung verfügbar bleibt. Für eine Positionsbestimmung müssen weiterhin ausreichend nutzbare Satellitensignale vorhanden sein. Stärke, Anzahl und räumliche Verteilung der Störer spielen ebenso eine Rolle wie die Einbausituation und die Anforderungen der Anwendung.
Wichtig ist außerdem die Abgrenzung zu Spoofing. Jamming und Spoofing sind unterschiedliche Störszenarien. Eine Anti-Jamming-Antenne ersetzt deshalb nicht automatisch Verfahren zur Spoofing-Erkennung auf Empfänger- oder Systemebene.
Das entspricht auch der Logik der bisherigen Beitragsreihe: Die Antenne kann einen wesentlichen Teil zur Störfestigkeit beitragen. Sie ist aber nur eine Ebene innerhalb einer professionellen GNSS-Lösung.
GNSS-Störungen in Ihrer Anwendung?
Nicht jede Störsituation erfordert dieselbe technische Lösung. Wenn Sie einschätzen möchten, welche Rolle Antenne, Filterung oder CRPA in Ihrer GNSS-Anwendung spielen können, sprechen Sie mit Michael Schulz. Gemeinsam lässt sich klären, welcher Ansatz für Ihre Signalumgebung und Ihre Anforderungen sinnvoll ist.
