Ausprobiert: Das Raymarine Quantum 2 Doppler Marine-Radar

Titelfoto: ©Screenshot/Axiom Pro

Das Quantum 2 Doppler Marine-Radar ist ein Allrounder

Mit dem Quantum 2 Doppler Marine-Radar hat Raymarine ein Radargerät auf den Markt gebracht, das für die Sportschifffahrt äußerst interessant ist, weil es eine Vielzahl an Funktionen abdeckt und einfach zu bedienen ist. Außerdem bietet es mit dem Doppler-Effekt eine hilfreiche Unterstützung bei der Interpretation von Radarbildern.

Technische Daten des Quantum 2 Doppler Marine-Radars

Das Quantum 2 Doppler Radar arbeitet im X-Band und hat keinen klassischen Magnetron-Scanner. Stattdessen arbeitet es mit Halbleiter-Technologie, die umgangssprachlich auch Solid-State-Technologie genannt wird.

Der Vorteil des Solid-State-Radars gegenüber einem klassischen Magnetron-Radar ist, dass der Stromverbrauch geringer ist, das Bild feiner aufgelöst und die Antenne schneller hochgefahren werden kann. Einziger Haken: Mit einem Magnetron kann eine höhere Reichweite als mit Solid-State abgebildet werden. Allerdings verfügt das Quantum 2 Doppler Marine-Radar je nach Installationsort über eine Reichweite von bis zu 24 Seemeilen und das ist für Sportboote in meinen Augen völlig ausreichend. Insofern kann das vernachlässigt werden.

Die Radarantenne im Radom dreht sich mit 24 Umdrehungen pro Minute, sodass alle zweieinhalb Sekunden ein neues Bild gezeichnet wird. Das Radom wiegt 5,6 Kilogramm und benötigt eine Gleichstromspannungsversorgung im Bereich von 10,8 bis 31,2 Volt. Durch die Solid-State-Technologie ist die Stromaufnahme relativ gering. Im Sendemodus liegt sie bei maximal 17 Watt, was bei einer Bordspannung von 12 Volt einem Strom von 1,4 Ampere entspricht. Im Standby-Modus sind es sogar nur 7 Watt (0,6 Ampere).

Die Schutzklasse für die Wasserdichtigkeit ist IPX 6, was bedeutet, dass das Radom gegen starkes Strahlwasser geschützt ist, nicht aber gegen Untertauchen. Der Temperaturbereich, in dem das Radom genutzt werden kann, erstreckt sich von -10 bis +55 Grad Celsius und die Luftfeuchtigkeit sollte 95 Prozent (bei 35 Grad Celsius) nicht übersteigen.

Die Strahlbreite der Radarkeule wird vom Hersteller im horizontalen Bereich mit 4,9° angegeben, was für die Sportschifffahrt absolut ausreichend ist. Der vertikale Keulenwinkel beträgt 20 Grad, was Standard auf Yachten ist.

Tipp: Wie die Abtastung in Abhängigkeit von der Strahlbreite und vom Keulenwinkel funktioniert und was sie für die Interpretation der Radarbilder bedeutet, habe ich ausführlich in meinem Online-Seminar zu Radar und AIS erklärt.

Installation des Quantum 2 Doppler Marine-Radars

Die Installation des Radoms ist relativ einfach, wenn der Standort gefunden wurde. Eine Betrachtung darüber, welcher Montageort auf einer Yacht besonders gut geeignet ist, ist nicht Gegenstand dieses Beitrages. Wir hatten das Radom für den Test provisorisch auf der ersten Saling montiert.

Die Stromversorgung erfolgt über ein mitgeliefertes Anschlusskabel, das zehn Meter lang ist. Für die Datenübertragung an ein kompatibles Raymarine-Multifunktionsdisplay (MFD) gibt es zwei Optionen. Wenn das MFD von der Radarantenne nicht mehr als 15 Meter entfernt ist und die direkte Strecke nicht durch Aufbauten wie beispielsweise Kajütdächer gestört wird, können die Daten per WLAN übertragen werden. Weniger störanfällig ist logischerweise eine Kabelverbindung. Bei dieser Alternative ist ein RayNet-Datenkabel zu verwenden. Beim Test haben wir die Kabelvariante genutzt.

Bitte beachten: Die Radarantenne, beziehungsweise das Radom, ist nur eine Teilkomponente des Gesamtsystems. Um die Radarbilder sichtbar zu machen, wird zusätzlich ein kompatibles Raymarine-Multifunktionsdisplay benötigt. Eine Liste kompatibler Multifunktionsdisplays gibt es in der Installationsanleitung das Quantum 2 Radoms (Kapitel 3.3). Die Anleitung kann hier heruntergeladen werden. Wir haben zum Testen ein Axiom Pro Display von Raymarine verwendet.

Außerdem sollten die folgenden Daten im schiffsinternen Datennetzwerk zur Verfügung stehen, damit sämtliche Funktionen der Anlage optimal genutzt werden können.

• COG (Kurs über Grund)
• SOG (Geschwindigkeit über Grund)
• HDG/HDT (wahrer Kompasskurs)

Hinweis: Die Steuerkurs-Datenquelle (HDG/HDT) ist für die weiter unten erläuterte Nutzung der Doppler-Funktion nicht unbedingt erforderlich. Im Zusammenspiel mit COG und SOG kann sie jedoch die Interpretation von Objekten mit Geschwindigkeiten von weniger als 15 Knoten bei Tidenströmung und/oder Abdrift deutlich verbessern. Für die Nutzung der ebenfalls weiter unten gezeigten MARPA-Funktionen sind alle drei Parameter essenziell.

Die Zoom-Stufen am Quantum 2 Doppler Marine-Radar

Es gibt 10 Zoomstufen in der Distanz, was weit mehr als ausreichend ist. Sie lauten:

• 1 Seemeile
• 1,5 Seemeilen
• 2 Seemeilen
• 3 Seemeilen
• 4 Seemeilen
• 6 Seemeilen
• 8 Seemeilen
• 12 Seemeilen
• 16 Seemeilen
• 24 Seemeilen

Im Nahbereich gibt es sechs weitere Abstufungen, was erstaunlich viel ist. Leider werden sie als Brüche angegeben, was ein wenig verwirrend ist und die Entfernungsabschätzung etwas erschwert, man hat den Bogen aber schnell raus 🙂

Die Abstufungen sind:

• 1/16 Seemeile (116 Meter)
• 1/8 Seemeile (0,125 Seemeilen/232 Meter)
• 1/4 Seemeile (0,250 Seemeilen/463 Meter)
• 3/8 Seemeile (0,375 Seemeilen/695 Meter)
• 1/2 Seemeile (0,500 Seemeilen/926 Meter)
• 3/4 Seemeile (0,750 Seemeilen/1.389 Meter)

Radarmodi/Verstärkungen/Dämpfungen des Quantum 2 Doppler Marine-Radars

Bei jedem guten Radargerät können die Verstärkungen oder Dämpfungen der Echos angepasst werden. Typischerweise in drei Abstufungen: Allgemeine Verstärkung, Seegangsdämpfung und Regendämpfung. Das ist auch beim Raymarine Quantum 2 Doppler Marine-Radar der Fall.

Zusätzlich gibt es vordefinierte Betriebsmodi, die situationsabhängig verwendet werden können und eine jeweilige Kombination der genannten Parameter darstellen.

Modus: Hafen

Der Hafenmodus berücksichtigt, dass es in Hafenumgebungen Echoreflektionen durch nahe Landmassen/Gebäude gibt. Dann erscheinen Fehlechos im Radarbild. Das Ziel in diesem Modus ist es, solche Fehlreflektionen so zu unterdrücken, dass schwächere Echos trotzdem weiterhin sichtbar bleiben und die falschen Echos nicht die Interpretation des Radarbildes stören.

Modus: Küste

Außerhalb des Hafens kann Seegang zu Radarechos führen, die im Nahbereich rund um die eigene Yacht denen von kleineren Yachten und Seezeichen, also schwachen Echos, sehr ähnlich sind. Im Küstenmodus werden diese Echos berücksichtigt und das Radarbild um sie bereinigt, damit die relevanten schwachen Echos weiterhin sichtbar bleiben.

Modus: Auf See

Dies ist die Steigerung des Modus „Küste“. Weiter draußen auf See können die Wellen höher und die Störungen durch Seegang stärker und flächendeckender sein. Dieser Modus eliminiert eine große Menge von Seegangsreflektionen, sodass die relevanten Echos bei der Navigation weiterhin sichtbar bleiben.

Modus: Wetter

Im Wettermodus wird die Darstellung von Niederschlag optimiert, damit dieser insbesondere über anderen flächendeckenden Echos wie Land leichter identifiziert werden kann. Das ist möglich, weil hier Wassertropfen in der Luft für ein Echo sorgen, das eine andere Echocharakteristik als klassische Echos von Seezeichen, Land oder Schiffen hat und somit extrahiert werden kann.

Peilen und Messen: EBL/VRM

Mit den Funktionen EBL und VRM stehen zwei klassische Radarfunktionen zur Verfügung, die seit Jahrzehnten Standard sind. Mit EBL, der Electronic Bearing Line, also der elektronischen Peillinie, können Radarechos in Relation zur eigenen Yacht gepeilt werden. Der Mitspieler heißt VRM, das ist ein Variable Range Marker, also ein Entfernungsmesser in Relation zur eigenen Position.

Über die gemeinsame Nutzung von EBL und VRM kann ich ein Echo markieren und dann über die Zeit beobachten, wie es sich in Relation zu meinem Echo verhält. So würde man beispielsweise erkennen, ob das Echo näherkommt und womöglich die Gefahr einer Kollision besteht.

Die Doppler-Funktion des Quantum 2 Doppler Marine-Radars

Eine hochinteressante Funktion ist das Doppler-Radar. Mit dieser Funktion werden Echos identifiziert, die sich mit mehr als drei Knoten relativ zum eigenen Schiff bewegen. Während Land oder Seezeichen bei der Erkennung unberücksichtigt bleiben (die bewegen sich ja auch nicht 🙂 ), werden die erkannten, beweglichen Ziele farbig dargestellt. Das macht es leichter, sie zu erkennen und zu verfolgen. Am besten funktioniert das Doppler-Radar mit Objekten, die sich direkt auf das eigene Schiff zu- oder davon wegbewegen.

Technisch gesehen wird beim Doppler-Radar ein Mikrowellensignal ausgesendet, das von beweglichen Objekten in der Ferne reflektiert wird. Dadurch, dass das andere Objekt in Bewegung ist, kommt es zu einer Veränderung der Messergebnisse während der Dauer des Signals. Das Radar analysiert dann, wie das bewegliche Objekt die Frequenz des zurückgegebenen Signals verändert hat (Stichwort: Frequenzverschiebung), und es kann auf der Basis dieser Veränderung sehr genaue Berechnungen hinsichtlich der Fahrtrichtung des anderen Echos in Relation zur eigenen Position durchführen.

Beim Raymarine Quantum 2 Radar werden alle Echos, die sich relativ mit mehr als drei Knoten auf mich zubewegen, rot eingefärbt. Echos, die sich entfernen, werden hingegen grün dargestellt. Dabei gilt, dass Echos, die mehr als 12 Seemeilen entfernt sind, nicht dargestellt werden, weil sie dann zu schwach werden und fehlinterpretiert werden könnten. Die Farben können angepasst werden, was in meinen Augen aber nicht so viel Sinn ergibt.

Logischerweise ist die Doppler-Radartechnologie besonders in stark befahrenen Gebieten, wie etwa dem Englischen Kanal, der Elbe, der Ostsee oder dem IJsselmeer hilfreich. Immer dann, wenn viele Echos auf engem Raum zu sehen sind, ist die Interpretation durch die Fülle der Signale erschwert, vor allen Dingen auch bei schlechten Sichtverhältnissen oder gar dichtem Nebel. Durch die Einfärbung heben sich potentiell gefährliche Objekte so klar ersichtlich von den restlichen Echos ab.

Zielverfolgung (MARPA) mit dem Quantum 2 Doppler Marine-Radar

Eine weitere Möglichkeit, andere Radarechos unabhängig von der relativen Geschwindigkeit automatisch interpretieren zu lassen, bietet die Funktion MARPA. Hinter der Abkürzung verbirgt sich der Begriff: Mini Automatic Radar Plotting Aid. Das bedeutet, dass das Radar berechnet, wohin sich ein vom Anwender markiertes Echo bewegt und mit welcher Geschwindigkeit es das tut.

Während mit dem Doppler-Effekt sämtliche Echos, die schneller als drei Knoten sind, dargestellt werden, können mit MARPA bewusst einzelne Echos markiert werden. Nach einer kurzen Berechnungszeit erhalten diese dann einen Bewegungsvektor, der die Richtung der Bewegung sowie anhand seiner Länge auch die Geschwindigkeit darstellt – ganz so, wie man es auch von AIS-Vektoren kennt.

Es können über MARPA bis zu 25 Ziele gleichzeitig verfolgt werden, was auf Yachten mehr als ausreichend ist und eine Obergrenze darstellt, die in der Praxis vermutlich nicht erreicht wird. Wie beim AIS auch, können durch Anklicken des Vektors weitere Informationen wie beispielsweise der Kurs (COG) und die Geschwindigkeit (SOG) des Objektes über Grund angezeigt werden. Dazu gehören auch die wichtigen Informationen CPA (Closest Point of Approach) und TCPA (Time of Closest Point of Approach). Ich erfahre also, wann es zur dichtesten Annäherung kommt und wie groß der Abstand dann ist. Das kennen die meisten Segler ebenfalls vom AIS und das ist praktisch, weil wir so auch Echos, die kein AIS-Signal aussenden, mit einem Bewegungsvektor versehen können.

MARPA-Echos können überwacht werden. Kommt es zu einem CPA, das einen voreingestellten Wert unterschreitet, wird ein Alarm ausgelöst, wie das folgende Beispiel zeigt. In 9 Minuten und 46 Sekunden (TCPA) wird ein CPA erreicht, das zu gering ist.

Bei der Konfiguration des Alarms kann festgelegt werden, was als „sichere Entfernung“ gilt und wie viel Zeit als Puffer bis zum Erreichen der Entfernungsgrenze noch verstreichen darf. Dazu ein Beispiel: Wenn ich drei Minuten, bevor ein anderes Echo dichter als eine halbe Seemeile kommt, informiert werden möchte, muss ich den Alarm wie folgt einstellen.

Stichwort AIS. Je nach im Netzwerk vorhanden Komponenten, Daten und Plottern/MFDs können über das Radarbild auch AIS-Signale gelegt werden. Dann entsteht ein vollumfängliches Bild meiner Umgebung.

Dieses Beispiel zeigt sehr schön die ganze Bandbreite des Systems. Die beiden Echos oben rechts im vorstehenden Bild sind in Abhängigkeit ihrer Geschwindigkeit und Fahrtrichtung in Relation zu meiner Yacht „rot“ beziehungsweise „grün“ eingefärbt. Zusätzlich sind ihre AIS-Signale sichtbar, die zeigen, dass die Doppler-Interpretation stimmt. Theoretisch kann ich einen Annäherungs-Alarm auch auf AIS-Ziele setzen.

Hinweis: AIS ist aber kein Bestandteil der Quantum 2 Doppler Marine-Radar-Antenne und wird daher nicht weiter betrachtet. Der Vollständigkeit halber wollte ich diese Option aber erwähnen, da sie äußerst praktisch ist.

Überwachungszone einrichten am Quantum 2 Doppler Marine-Radar

Wir haben jetzt verschiedene Möglichkeiten betrachtet, wie Radarechos leichter interpretiert werden können – beispielsweise über MARPA oder mittels des Doppler-Effektes. Nicht zu vergessen: EBL und VRM. Alle diese interessanten Möglichkeiten vereinfachen die Interpretation sehr gut, setzen aber immer voraus, dass sich auch jemand das Radarbild ansieht und die passenden Rückschlüsse daraus zieht.

Vor dem Hintergrund ist es sehr praktisch, dass beim Quantum 2 Radar verschiedene Überwachungszonen festgelegt werden können. Sinnbildlich bedeutet das, dass ich eine Schutzzone um meine Yacht herum errichte und wenn in dieser Zone ein Echo auftaucht oder eintritt, kann ein Alarm ausgelöst werden.

Hilfreich ist, dass beim Einstellen der Überwachungszone nicht bloß ein Kreis um die eigene Yacht aufgezogen werden kann, sondern auch andere Formen möglich sind. Ich verwende beispielsweise gerne einen breiten Ring (wie im vorstehenden Screenshot), der im unmittelbaren Nahbereich meiner Yacht nicht greift und damit auch keine Fehlechos durch Seegang berücksichtigt. Mehr noch: So segelt eine Art Schutzschild in alle vier Himmelsrichtungen mit. Im Beispiel hat der äußere Ring einen Radius von 1,5 Seemeilen und spart mittig einen Radius von 0,5 Seemeilen aus.

Gut ist auch, dass alternativ nur ein bestimmter Sektor gewählt werden kann, wie beim Zuschnitt eines Tortenstücks. Das ermöglicht auch eine Überwachung bei einer Fahrt parallel zur Küste, wo das Ufer keinen Alarm auslösen soll. Umgekehrt kommt es zum Alarm, wenn die Yacht vom Kurs abkommt und plötzlich auf das Ufer zufährt.

Für die Alarmzone kann festgelegt werden, ob der Alarm für Radarziele, AIS-Ziele oder für beide gelten soll. Interessant finde ich dabei auch, dass die Empfindlichkeit der Überwachung konfiguriert werden kann, beispielsweise um kleinere Störechos auszuhebeln.

Für Langfahrtsegler wichtig: das verzögerte Senden

Für Langfahrtsegler gibt es eine interessante Funktion, die sich verzögertes Senden nennt. Hier besteht die Möglichkeit, dass das Radar die meiste Zeit im Stand-by-Modus verbringt und nur sporadisch (im folgenden Beispiel alle 10 Minuten) für eine bestimmte Zeit angeht und die Umgebung scannt (im Beispiel 30 Umdrehungen – also für 1 Minute und 15 Sekunden). Das spart auf einer Ozeanüberquerung wertvolle Energie.

Außerdem erhöht dieses Vorgehen die Sicherheit, weil das Radargerät so auch über einen langen Zeitraum beim Segeln eingesetzt werden kann. Einhandsegler schätzen diese Funktion auch sehr in Kombination mit einer festgelegten Überwachungszone.

Fazit zum Quantum 2 Doppler Marine-Radar

Ich kenne unzählige Radargeräte verschiedener Hersteller und habe zwölf Jahre lang Radarschulungen gegeben. In der Zeit haben sich die Möglichkeiten, die Radar bietet, rasant entwickelt. Waren Funktionen wie MARPA vor einigen Jahren noch kostspielige Extras, die eher in der Berufsschifffahrt vorkamen, sind sie heute Standard. Vom Doppler-Effekt, der eine echte Bereicherung ist, ganz zu schweigen.

Raymarine wird dieser Entwicklung mehr als gerecht und hat mit dem Quantum 2 Doppler-Radar einen echten Allrounder auf den Markt gebracht, der auch für Radar-Laien mit etwas Übung eine wertvolle und gut durchdachte Funktionsvielfalt bietet. Für Fahrten- und Langfahrtsegler, die Radar an Bord nicht missen möchten, ist das Quantum 2 Doppler Marine-Radar ein wichtiger Begleiter auf See. Es hat Spaß gemacht, das Gerät auszuprobieren.