DE19600086C2

DE19600086C2 - Method for recognizing radar targets and arrangement for carrying out the method

Info

Publication number: DE19600086C2
Application number: DE1996100086
Authority: DE
Inventors: Siegfried Vogel
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1996-01-03
Filing date: 1996-01-03
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2016-01-04
Also published as: DE19600086A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erkennung von Radarzielen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.The invention is based on a method for detection of radar targets according to the preamble of the claim 1 and an arrangement for performing the method according to the preamble of claim 7.

Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf die Erken nung von Seezielen mittels einer Radaranlage, insbesonde re von Schiffen bei gleichzeitigem Auftreten von Clutter. Dieser kann sowohl von einer Wellenbewegung als auch vom Wetter, insbesondere Wolken, verursacht werden.The invention is particularly applicable to the oriels of sea targets using a radar system, in particular right of ships with simultaneous occurrence of clutter. This can be caused both by a wave movement and by Weather, especially clouds.

Für eine solche Auswertung werden die von einer Radarantenne empfangenen Echosignale zunächst in den Videobereich umgesetzt (herab gemischt) und dort ausgewertet, beispielsweise durch eine Darstellung des Videosi gnals auf einem Bildschirm und anschließender Auswertung des dargestellten Radarbildes durch einen Beobachter. Dieser kann aufgrund seiner Erfahrung ein Seeziel von Clutter unterscheiden.For such an evaluation, those from a radar antenna received echo signals are first converted into the video area (down mixed) and evaluated there, for example by displaying the video gnals on a screen and subsequent evaluation of the displayed Radar image by an observer. This can be based on his experience Distinguish sea destination from clutter.

Alternativ oder zusätzlich dazu ist es möglich, eine solche Auswertung mittels eines sogenannten (See-)Zielprozessors allein auf elektronischem Weg durchzuführen. In DE 39 24 859 A1 wird hierzu ein Verfahren beschrieben, bei dem mindestens ein Schwellwert zur Unterdrückung des im Videosignal vorhandenen Rauschens und/oder des Clutteranteils verwendet wird. Es werden dabei nur diejenigen Amplitu denwerte zur Zieldetektion weiter ausgewertet, welche die Schwellwerte überschrei ten.Alternatively or in addition, it is possible to carry out such an evaluation using a so-called (sea) target processor to carry out electronically alone. In DE 39 24 859 A1 describes a method for this in which at least one Threshold to suppress the noise present in the video signal and / or the clutter portion is used. Only those amplitudes are used The values for the target detection are further evaluated, which exceed the threshold values th.

Es ist ersichtlich, daß insbesondere dem See-Clutter sehr unterschiedliche Amplitu den-Verteilungsfunktionen zugeordnet werden müssen, denn diese sind abhängig von der gerade vorhandenen Wellenbewegung und/oder der Wetterlage (Wolkenzu stand). Daher wird im allgemeinen entsprechend der gerade vorhandenen Cluttersi tuation ein dieser entsprechendes Clutter-Verteilungsmodell gewählt, das beispiels weise gespeichert ist. Zur Erzeugung einer aktuell verwendeten Clutterschwelle ist es wichtig, daß aktuell gemessene Clutterechos möglichst gut dem gewählten Vertei lungsmodell entsprechen, denn nur dann ist eine darauf basierende Schwellenrege lung mit einer vorgebbaren Fehlerrate möglich. Bei praktischen Anwendungen hat es sich herausgestellt, dass oftmals in störender Weise eine hohe Fehlerrate entsteht, weil eine tatsächlich vorhandene Clutterverteilung nicht dem gewählten Modell ent spricht und auch kein besser geeignetes Modell vorhanden ist. It can be seen that the lake clutter in particular has very different amplitudes must be assigned to the distribution functions because these are dependent from the current wave movement and / or the weather conditions (clouds to was standing). Therefore, in general, according to the currently existing cluttersi tuation selected a corresponding clutter distribution model, for example is stored wisely. It is to generate a currently used clutter threshold It is important that the currently measured clutter echoes match the selected distribution as well as possible model, because only then is there a threshold rain based on it possible with a predefinable error rate. In practical applications it has it turns out that a high error rate often arises in a disruptive manner, because an actual clutter distribution does not match the chosen model speaks and there is no more suitable model available.

Es ist naheliegend, diesen Nachteil dadurch zu beseitigen, daß zunächst eine Vielzahl möglichst fein abgestufter Clut ter-Verteilungsmodelle ermittelt und gespeichert wird. Ein solches Verfahren ist in nachteiliger Weise arbeits- und kostenaufwendig und benötigt außerdem einen sehr großen Speicherplatz.It is obvious to eliminate this disadvantage by that initially a large number of finely graded clut ter distribution models is determined and saved. On such a process is disadvantageous labor and expensive and also requires a very large one Space.

Alternativ dazu ist naheliegend, aus aktuell gemessenen Clutterechos ein zugehöriges Clutter-Verteilungsmodell zu ermitteln, beispielsweise mittels einer Datenverarbeitungs anlage.Alternatively, it is obvious from currently measured Clutter echoes an associated clutter distribution model determine, for example by means of data processing investment.

Beide Verfahren benötigen aber in nachteiliger Weise einen großen technischen und daher kostenungünstigen Aufwand, insbesondere dann, wenn ein hochauflösendes Radar verwendet wird, beispielsweise ein Radar, das im Videobereich 8-bit- Amplituden in zeitlichen Abständen von jeweils ungefähr 50 ns erzeugt.However, both methods disadvantageously require one great technical and therefore inexpensive effort, especially when using high-resolution radar for example, a radar that is 8-bit in the video area Amplitudes at intervals of approximately 50 ns each generated.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gat tungsmäßiges Verfahren anzugeben, mit dem in kostengün stiger und zuverlässiger Weise inbesondere bei einem hoch auflösenden Radar eine Zieldetektion ermöglicht wird.The invention is therefore based on the object of a gat to specify the procedure according to which the cost-effective stiger and reliable way especially at a high targeting is made possible by resolving radar.

Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine An ordnung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.The invention is also based on the object order to implement the procedure.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 7 angegebenen Merkmale.This problem is solved by the in the characterizing Parts of claims 1 and 7 specified features.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den weiteren Ansprüchen entnehmbar. Advantageous refinements and / or further developments are the other claims.

Ein erster Vorteil besteht darin, daß bei jedem Antennen umlauf, der bei einem hochauflösenden Radar lediglich weni ge Sekunden, beispielsweise drei Sekunden, beträgt, eine relevante Cluttersituation neu ermittelt wird. Es ist daher eine sehr schnelle Anpassung an sich ändernde Clutter situationen möglich, ohne daß gespeicherte Clutter-Vertei lungsmodelle benötigt werden.A first advantage is that with each antenna orbit, which is only a little with a high-resolution radar seconds, for example three seconds, is one relevant cluster situation is newly determined. It is therefore a very quick adjustment to changing clutter situations possible without a saved clutter distribution development models are required.

Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß selbst bei einem hochauflösenden Radar lediglich eine geringe Datenrate be nötigt wird, zur Ermittlung der aktuellen Ziel- und Clut tersituation. Dadurch kann eine sehr kostengünstige Daten verarbeitungsanlage mit einer relativ niedrigen Ver arbeitungsgeschwindigkeit (Taktrate) verwendet werden.A second advantage is that even with one high-resolution radar only a low data rate is required to determine the current target and clut tersituation. This can be a very inexpensive data processing plant with a relatively low Ver operating speed (clock rate) can be used.

Ein dritter Vorteil besteht darin, daß zur Ermittlung der Cluttersituation lediglich ein geringer Speicherplatz er forderlich ist. Dieser ist kostengünstig.A third advantage is that to determine the Cluster situation only a small storage space is required. This is inexpensive.

Ein vierter Vorteil besteht darin, daß durch die Zeiter sparnis aufgrund der geringen Datenrate eine sehr schnelle und vielseitige Anpassung an zu überwachende Gebiete mög lich ist, beispielsweise an zu überwachende Schiffahrtswege auf offener See und/oder auf einem Fluß.A fourth advantage is that by the time a very fast saving due to the low data rate and versatile adaptation to areas to be monitored possible Lich, for example on shipping routes to be monitored on the open sea and / or on a river.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung.Further advantages result from the following Be scription.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß zu detektie rende Radarziele, insbesondere größere Schiffe, die in der Handelsschiffahrt verwendet werden, ein gutes Radar-Refle xionsvermögen besitzen und einer Zusammensetzung aus meh reren Radarpunktzielen entsprechen. Ein Radarpunktziel ist ein (Radar-)Ziel, das während des Schwenkens des Antennenrichtdiagramms (Antennenkeule) innerhalb der gesamten Brei te der Empfangskeule mit einer vorgebbaren minimalen zeit lichen Wahrscheinlichkeit Echosignale erzeugt. Das heißt, während des Schwenkens der Empfangskeule entstehen von ei nem Punktziel in Azimutrichtung mehrere benachbarte Radar auflösungszellen, in denen jeweils ein Echosignal vorhanden ist. Alle von einem Punktziel herrührenden Echosignale wer den als Cluster bezeichnet. Es ist ersichtlich, daß die An zahl der zu einem (Punktziel-)Cluster gehörenden Echosigna le von verschiedenen Parametern abhängt, beispielsweise der sogenannten Breite der Empfangskeule, der Entfernung des Punktziels vom Ort der Antenne sowie von der Größe der Ra darauflösungszelle am Ort des Punktzieles.The invention is based on the finding that to detect radar targets, especially larger ships operating in the Merchant shipping used a good radar reflect have xions ability and a composition of meh correspond to other radar point targets. Is a radar point target a (radar) target that is panned while panning the antenna pattern (Antenna beam) within the entire porridge te of the receiving lobe with a predefinable minimum time likelihood generates echo signals. This means, while swiveling the receiving lobe arise from egg Several neighboring radar in the azimuth direction resolution cells, each of which has an echo signal is. All echo signals originating from a point target called the cluster. It can be seen that the An Number of echo signals belonging to a (point target) cluster le depends on various parameters, for example the so-called width of the receiving lobe, the distance of the Point target from the location of the antenna and the size of the Ra then the solution cell at the point of destination.

Dagegen entsteht beispielsweise von einer an sich gut re flektierenden Meereswelle im allgemeinen kein derart ausge prägter Cluster, da sich das Reflexionsverhalten der Mee reswelle anders verhält, weil die azimutal benachbarten Echos nicht so stark korreliert sind wie die eines Punkt zieles. Dadurch entsteht in Azimutrichtung nicht in allen Radarauflösungszellen, die zu der Breite der Empfangskeule gehören, jeweils ein relevantes Echosignal.On the other hand, for example, a good re reflecting ocean wave in general no such characterized cluster because the reflection behavior of the Mee reswelle behaves differently because the azimuthally neighboring Echoes are not as strongly correlated as that of a point target. This does not result in all in the azimuth direction Radar resolution cells that add to the width of the receiving lobe belong, each a relevant echo signal.

Die Erfindung beruht weiterhin auf der Erkenntnis, daß ein zu detektierendes (See-)Ziel im allgemeinen von Clutter um geben ist. Das heißt, ein zu detektierendes (Radar-)Ziel besitzt immer eine so große Umgebung, daß darin in relevan ter Weise die Clutterverteilung ermittelt werden kann und daraus ein dieser Verteilung entsprechender Schwellwert. Bei zu detektierenden (See-)Zielen, insbesondere auf einem Schiffahrtsweg, ist aus Sicherheitsgründen im allgemeinen ein großer Abstand, bezogen auf die Größe eines Zieles, zwischen den einzelnen Zielen vorhanden. Daraus folgt, daß bei einem weitreichenden Überwachungsradar (maximale Reichweite beispielsweise 50 km), insbesondere zur Überwachung eines Seegebietes, lediglich mit einem geringen Anteil von Zielechosignalen, die von zu detektierenden Seezielen, z. B. Schiffe, Bojen sowie Baken, herrühren, gerechnet werden muß.The invention is further based on the knowledge that a The (sea) target to be detected is generally from clutter give is. That is, a (radar) target to be detected always has such a large environment that it is relevant ter the clutter distribution can be determined and from this a threshold value corresponding to this distribution. With (sea) targets to be detected, especially on a Shipping route is general for safety reasons a large distance, based on the size of a target, between the individual targets. It follows that with a long-range surveillance radar (maximum range for example 50 km), especially for surveillance of a sea area, only with a small share of Target echo signals from sea targets to be detected, e.g. B. Ships, buoys and beacons are coming from, are to be counted got to.

Bei der Erfindung wird nun in Abhängigkeit von der Größe der Radarauflösungszelle, die von der Bauart des Radars und der Entfernung von dem Radar abhängt, ein zu überwachendes (See-)Gebiet so groß gewählt, daß einerseits zu detektie rende (See-)Ziele, im allgemeinen Schiffe, noch Cluster bilden und andererseits der zu erwartende maximale Anteil der Zielechosignale einen vorgebbaren Wert nicht über schreitet.The invention now depends on the size the radar resolution cell, which depends on the type of radar and depends on the distance from the radar, one to be monitored (Lake) area chosen so large that on the one hand to detect rende (sea) destinations, generally ships, still clusters form and on the other hand the expected maximum share the target echo signals do not have a predeterminable value below.

Für das nachfolgend erläuterte Beispiel wird ein zu über wachendes Gebiet, das vorzugsweise durch einen Azimut- so wie einen Entfernungsbereich gekennzeichnet wird, so ge wählt, daß der darin zu erwartende maximale Anteil der Zielechosignale klein ist, beispielsweise ungefähr 1%, be züglich aller Signale (Clutter- und Zielechos), die von der Radaranlage in einem vorgegebaren Zeitraum, beispielsweise während eines viertel Antennenumlaufs, überhaupt verarbei tet werden kann.For the example explained below, one is over guarding area, preferably by an azimuth so how a distance range is marked, so ge chooses that the maximum proportion of the expected Target echo signals is small, for example approximately 1% with regard to all signals (clutter and target echoes) that are generated by the Radar system in a predetermined period, for example processed during a quarter of an antenna orbit can be tet.

Mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften von zu de tektierenden Radarzielen ist eine erhebliche Reduktion der Datenmenge möglich, die von einem Signalprozessor verar beitet werden muß.With the properties described above from de Detecting radar targets is a significant reduction in the Amount of data possible, processed by a signal processor must be processed.

Bei der Erfindung wird von einem zu überwachenden Gebiet, beispielsweise einem 90°-Azimutsektor mit vorgebbarem Ent fernungsbereich, im Videobereich immer nur ein vorgebbarer Anteil, beispielsweise maximal 10%, aller dem Gebiet zuzuordnenden Echoamplituden ausgewertet und daraus die in dem Gebiet möglicherweise vorhandenen Radarziele bestimmt.In the invention, from an area to be monitored, for example a 90 ° azimuth sector with a predeterminable Ent distance range, in the video area always only a definable Share, for example a maximum of 10%, of all that can be assigned to the area Echo amplitudes evaluated and from that the in the Area determined possibly existing radar targets.

Dieses wird im folgenden anhand eines Beispiels unter Be zugnahme auf schematisch dargestellte Figuren näher erläu tert. Dabei zeigenThis is explained below using an example under Be Access to schematically illustrated figures tert. Show

Fig. 1 ein schematisch dargestelltes Blockbild zur Erläu terung des Beispiels Fig. 1 is a schematically illustrated block diagram to explain the example

Fig. 2 bis 4 schematisch dargestellte Diagramme zur Erläu terung der Erfindung. Fig diagrams schematically illustrated. 2 to 4 for Erläu esterification of the invention.

Entsprechend Fig. 1 gelangt das in den Videobereich herab gemischte Eingangssignal EI, das bei einem hochauflösenden Radargerät beispielsweise eine Bandbreite von ungefähr 20 MHz besitzt und das sowohl Clutter als auch zu detektie rende Ziel-Echosignale enthält, an den Eingang eines Ana log/Digital-Wandlers ADC. Dieser erzeugt daraus beispiels weise digitale 8-bit-Amplitudenwerte in zeitlichen Abstän den von jeweils 25 ns entsprechend einer Abtastfrequenz von 40 MHz (Abtasttheorem). Dieses digitalisierte Rohvideosig nal wird, lediglich zu Überwachungszwecken, über ein soge nanntes Display-Interface D_INTF einem Sichtgerät SIG, bei spielsweise einem Raster-Scan-Sichtgerät, zugeführt. Das digitalisierte Rohviedosignal wird außerdem über eine mög licherweise vorhandene Videomaske VM einer in der Radar technologie üblichen CFAR-Anordnung CFAR ("Constant False Alarm Rate") zugeführt. Mittels der Videomaske VM, die bei spielsweise über einen Ladeeingang LE aus einem nicht dar gestellten Maskenspeicher geladen werden kann, ist vorteil hafterweise eine erste Datenreduktion (Reduktion der zu berarbeitenden Abtastwerte) möglich. Denn mit der Vi deomaske VM können beispielsweise bedarfsweise nicht zu detektierende Festziele ausgeblendet werden, beispielsweise sogenannter Festziel-Clutter, der von dem Ufer- und/oder Küstenbereich herrührt, welcher einen zu überwachenden Schiffahrtsweg begrenzt. Mit einer solchen Videomaske VM kann aber allgemein ein nicht zu überwachendes Gebiet aus geblendet werden. Solche Videomasken sind in der Radartech nologie üblich.According to FIG. 1, the input signal EI mixed down into the video area, which, for example, has a bandwidth of approximately 20 MHz in a high-resolution radar device and which contains both clutter and target echo signals to be detected, reaches the input of an analog / digital signal. Converter ADC. This generates, for example, digital 8-bit amplitude values in time intervals of 25 ns each, corresponding to a sampling frequency of 40 MHz (sampling theorem). This digitized raw video signal is fed to a viewing device SIG, for example a raster scan viewing device, via a so-called display interface D_INTF, only for monitoring purposes. The digitized raw video signal is also fed via a possibly available video mask VM to a CFAR arrangement CFAR ("Constant False Alarm Rate") common in radar technology. A first data reduction (reduction in the sample values to be processed) is advantageously possible by means of the video mask VM, which, for example, can be loaded from a mask memory (not shown) via a loading input LE. Because with the Vi deomaske VM, for example, non-detectable fixed destinations can be hidden, for example, so-called fixed destination clutter, which originates from the bank and / or coastal area that limits a shipping route to be monitored. With a video mask VM of this type, however, an area that is not to be monitored can generally be masked out. Such video masks are common in radar technology.

Mit der CFAR-Anordnung CFAR, die an sich aus der Radar technologie bekannt ist, erfolgt vorteilhafterweise eine zweite Datenreduktion. Dazu ist die CFAR-Anordnung CFAR vorzugsweise als schnelle, an die zu erwartende Datenrate angepaßte Schaltungsanordnung ("Hardware-Anordnung") aus gebildet. In der CFAR-Anordnung werden sogenannte Block echos dekorreliert, insbesondere sogenannter Wolkenclutter. In der CFAR-Anordnung wird mittels eines vorgebbaren CFAR- Fensters immer ein relativ kurzer vorgebbarer Sweep-Aus schnitt des Empfangssignals ausgewertet. Beispielsweise kann zu einer Radarauflösungszelle unter Test immer ledig lich deren Umgebung berücksichtigt werden, welche in einem Entfernungsbereich von ungefähr ±1 km liegt. Damit ist beispielsweise mit einer vorgebbaren Detektionswahrschein lichkeit ein gut reflektierendes Radarziel von einer dieses umgebenden Wolkenformation, beispielsweise ebenfalls gut reflektierenden Cumuluswolken und/oder Regen, unterscheid bar. Die CFAR-Anordnung CFAR erzeugt also ein Ausgangs signal, das einen vorgebbaren CFAR-Schwellwert überschrei tet.With the CFAR arrangement CFAR, which in itself is off the radar technology is known, there is advantageously a second data reduction. The CFAR arrangement is CFAR preferably as a fast, to the expected data rate adapted circuit arrangement ("hardware arrangement") educated. So-called blocks are in the CFAR arrangement echoes decorrelated, especially so-called cloud clutter. In the CFAR arrangement, a predefinable CFAR Window always has a relatively short predefinable sweep-out cut of the received signal evaluated. For example can always be single to a radar resolution cell under test Lich their surroundings are taken into account, which in one Distance range is approximately ± 1 km. So that is for example with a predefinable detection probability a well reflecting radar target from one of these surrounding cloud formation, for example, also good reflective cumulus clouds and / or rain bar. The CFAR arrangement CFAR thus generates an output signal that exceeds a predefinable CFAR threshold tet.

Mit der nachfolgend beschriebenen Anordnung wird nun ge prüft, ob in dem Ausgangssignal der CFAR-Anordnung CFAR die eingangs erwähnten Cluster, die lediglich zu detektierenden Zielen zuzuordnen sind, vorhanden sind. Diese Cluster ent halten Echo-Amplitudenwerte in benachbarten (Azimut- und/oder Entfernungsrichtung) Radar-Auflösungszellen. Es ist nun ersichtlich, daß die Größe eines Clusters im we sentlichen von der Größe des Radar-Ziels und dessen Entfer nung zu der Radarantenne abhängt. Mit der nachfolgend be schriebenen Anordnung wird nun in vorteilhafter Weise er reicht, daß selbst kleinere Ziele, beispielsweise Seezei chen (Bojen, Tonnen) und/oder kleine Schiffe (Fischerboote) in unmittelbarer Nachbarschaft von großen Radarzielen, bei spielsweise hochseetüchtigen Handelsschiffen, gut detek tierbar sind, und zwar im wesentlichen unabhängig von der Entfernung zu der Radarantenne.With the arrangement described below is now ge checks whether CFAR in the output signal of the CFAR arrangement initially mentioned clusters, which are only to be detected Can be assigned to goals, are available. These clusters ent hold echo amplitude values in neighboring (azimuth and / or range direction) radar resolution cells. It it can now be seen that the size of a cluster in we depends on the size of the radar target and its distance depends on the radar antenna. With the following be written arrangement is now he advantageously is enough that even smaller destinations, such as Seezei boats (buoys, tons) and / or small ships (fishing boats) in the immediate vicinity of large radar targets, at for example ocean-going merchant ships, good detec are animal, essentially independent of the Distance to the radar antenna.

Aufgrund dieser Eigenschaften werden nun zunächst aus dem Ausgangssignal der CFAR-Anordnung CFAR immer lediglich die jenigen Auflösungszellen ausgewählt, denen ein vorgebbarer Abtastwertebereich, beispielsweise maximal 10%, der größ ten Abtastwerte innerhalb des vorgebbaren zu überwachenden Gebietes zuzuordnen ist. Diese Auswahl der größten Abtast werte erfolgt in der Reduktions-Schwellen-Anordnung RED_S, die vorteilhafterweise als schnelle Hardware-Schaltung aus gebildet ist und die beispielsweise einen Maximumdetektor für die Abtastwerte enthält. Der Abtastwertebereich wird ermittelt und eingestellt durch die mit RED_MM bezeichnete Reduktions-Schwellen-Mangement-Anordnung. Da nun zwischen den ausgewählten größten Abtastwerten relativ große zeitli che Lücken, bezogen auf die Abtastwerte, auftreten können, werden die Ausgangs-Abtastwerte und die zugehörigen Radar- Auflösungszellen der Reduktions-Schwellen-Anordnung RED_S zwischengespeichert in einem sogenannten FIFO-Speicher FIFO ("First In First Out", z. B. einem Schieberegister), mit vorgebbarer Speicherkapazität, die beispielsweise an die maximal zu erwartende Menge der Radarziele innerhalb der zu überwachenden Gebiete angepaßt ist. In Abhängigkeit von der Speicherplatzbelegung des FIFO-Speichers FIFO, beispielsweise bei einem zu erwartenden sogenannten Überlauf, er folgt eine Rückmeldung an die Reduktions-Schwellen-Manage ment-Anordnung RED_MM, worauf die Reduktions-Schwelle (RED_ S) dementsprechend angepaßt wird.Because of these properties, the Output signal of the CFAR arrangement CFAR always only that selected those resolution cells to which a definable Sample range, for example a maximum of 10%, the largest th sample values within the specifiable to be monitored Area is to be assigned. This selection of the largest samples values take place in the reduction threshold arrangement RED_S, which advantageously consists of a fast hardware circuit is formed and which, for example, a maximum detector for the samples. The sample range is determined and set by the one labeled RED_MM Reduction threshold Mangement arrangement. Since now between the selected largest sample values are relatively large in time gaps in relation to the samples can occur, the output samples and the associated radar Resolution cells of the reduction threshold arrangement RED_S cached in a so-called FIFO memory FIFO ("First In First Out", e.g. a shift register), with predeterminable storage capacity, for example to the maximum expected amount of radar targets within the surveillance areas is adapted. Depending on the Space allocation of the FIFO memory FIFO, for example in the event of an expected overflow, he there follows a feedback to the reduction threshold management arrangement RED_MM, whereupon the reduction threshold (RED_ S) is adjusted accordingly.

Die Ausgangssignale des FIFO-Speichers FIFO werden nun ei nem in der Radartechnologie üblichen Sweep-to-Sweep-Korre lator SWC zugeführt, in welchem geprüft wird, ob in jeweils zwei aufeinander folgenden Sweeps im jeweils selben Entfer nungs-Inkrement Radarechos vorhanden sind. Bejahendenfalls werden diese "zeitlich stabilen" Abtastwerte als Ausgangs signal ausgegeben. Andernfalls werden die Radarechos des älteren Sweeps unterdrückt.The output signals of the FIFO memory FIFO are now egg a sweep-to-sweep correction common in radar technology lator SWC supplied, in which it is checked whether in each two consecutive sweeps at the same distance increment radar echoes are present. If so, these "temporally stable" samples are used as output signal output. Otherwise, the radar echoes of the suppressed older sweeps.

Das Ausgangssignal des Sweep-to-Sweep-Korrelators SWC ent hält lediglich derartige zeitlich stabile Abtastwerte sowie die zugehörigen Auflösungszellen. Es ist ersichtlich, daß die Anzahl der hier vorhandenen und noch weiter zu verar beitenden Abtastwerte erheblich verringert ist, beispiels weise auf einen Wert von kleiner ungefähr 10%, bezogen auf die Anzahl der Abtastwerte am Ausgang des Analog/Digital- Wandlers ADC.The output signal of the sweep-to-sweep correlator SWC ent only holds such temporally stable samples as well the associated resolution cells. It can be seen that the number of available here and still to be processed processing samples is significantly reduced, for example point to a value of less than about 10% based on the number of samples at the output of the analog / digital Converter ADC.

Das Ausgangssignal des Sweep-to-Sweep-Korrelators SWC wird einer Clustererkennung CLST zugeführt, in welcher mittels einer vorgebbaren Schwelle offensichtliche Cluster, die beispielsweise eine vorgebbare Minimalgröße besitzen, un mittelbar über einem mit "JA" bezeichneten Ausgang einer Treffererkennung TRE zugeführt werden. An dem mit "NEIN" bezeichneten Ausgang sind lediglich Abtastwerte vorhanden, welche entweder Clutter oder kleinen Radar-Zielen, die kei ne Clustermarkierung besitzen, zuzuordnen sind. Mittels der Clustererkennung CLST erfolgt also vorteilhafterweise be reits im sogenannten Rohvideobereich eine Ausblendung der zu Clustern gehörenden Abtastwerte. Diese Cluster können zunächst lediglich angeblichen Radar-Zielen zugeordnet wer den. Eine genaue Bestimmung der Zugehörigkeit zu einem zu detektierenden Radar-Ziel erfolgt in der Treffererkennung TRE, welcher eine Zielerkennung ZIE nachgeschaltet ist. Zu dem Rohvideobereich gehören alle Abtastwerte, die unmittel bar während eines Antennenumlaufs entstanden sind. Im Roh videobereich erfolgt insbesondere kein Vergleich derjenigen Abtastwerte, die zu unterschiedlichen Antennenumläufen ge hören.The output signal of the sweep-to-sweep correlator SWC becomes a cluster recognition CLST supplied, in which by means of a predefinable threshold of obvious clusters that for example, have a predefinable minimum size, un indirectly via an output labeled "YES" Hit detection TRE are supplied. On the one with "NO" designated output, there are only samples, which are either clutter or small radar targets that cannot have a cluster marking that can be assigned. By means of the Cluster detection CLST is therefore advantageously carried out already in the so-called raw video area a blanking of the samples belonging to clusters. These clusters can initially only assigned to alleged radar targets the. A precise determination of belonging to one Detecting radar target occurs in hit detection TRE, which is followed by a target detection ZIE. To the raw video area includes all samples, the immediate bar have arisen during an antenna revolution. In the raw video area in particular there is no comparison of those Samples that lead to different antenna revolutions hear.

Mit der nachfolgend beschriebenen Anordnung wird nun er mittelt, ob die an dem NEIN-Ausgang der Clustererkennung CLST vorhandenen Abtastwerte zu Clutter oder kleinen Radar zielen gehören. Diese Entscheidung wird auch bei der Tref fer- sowie der Zielerkennung TRE bzw. ZIE berücksichtigt. Dazu werden die am NEIN-Ausgang der Clustererkennung vor handenen Abtastwerte einem in der Radartechnoligie üblichen Antennenumlauf-Korrelator SSC ("Scan to Scan Correlator") zugeführt. In diesem wird innerhalb des Überwachungsgebie tes für alle vorhandenen Radarzellen eine Umlaufkorrelation ("Scan to Scan Correlation") durchgeführt. Dazu werden die jeweils aktuellen Abtastwerte mit den jeweils zugehörigen des vorhergehenden Antennenumlaufs verglichen, welche in einem Umlaufspeicher USP gespeichert sind. Ist eine vorgeb bare Übereinstimmung zwischen einem aktuellen Abtastwert und dem zugehörigen gespeicherten vorhanden, so wird der aktuelle Abtastwert an die Treffererkennung TRE weiterge leitet. Ist dieser Vergleich für eine Radarzelle beendet, so wird der zugehörige aktuelle Abtastwert im Umlaufspei cher USP gespeichert. Das heißt, die vom vorhergehenden Um lauf vorhandenen Abtastwerte werden fortlaufend durch die aktuellen Abtastwerte ersetzt. With the arrangement described below, he is now averages whether the at the NO output of the cluster detection CLST existing samples to clutter or small radar aiming belongs. This decision is also made at the Tref fer- and the target recognition TRE or ZIE considered. For this purpose, the cluster detection is provided at the NO output existing samples a common in radar technology Antenna circulation correlator SSC ("Scan to Scan Correlator") fed. In this is within the surveillance area Circulation correlation for all existing radar cells ("Scan to Scan Correlation") carried out. To do this, the current samples with the respective associated of the previous antenna round trip, which in a circulation storage USP are stored. Is a given real match between a current sample and the associated saved, so the forward current sample to hit detection TRE passes. If this comparison is finished for a radar cell, so the corresponding current sample value is in circulation saved USP. That is, that of the previous order existing samples are continuously updated by the current samples replaced.

Der Umlaufspeicher USP wird vorzugsweise als relativ klei ner, und daher kostengünstiger, listenförmig organisierter Speicher ausgebildet. Das heißt, der Umlaufspeicher USP ist an sich sättigbar bezüglich der von einem Antennenumlauf an sich zu erwartenden und zu speichernden Menge der Ab tastwerte. Eine Sättigung wird aber mit einer Art Füll standsmessung, mit welcher fortlaufend die Anzahl der be legten Speicherplätze ermittelt wird, dadurch vermieden, daß bei einem Überschreiten eines vorgebbaren Füllstandes (Anzahl belegter Speicherplätze) ein entsprechendes Füll standssignal an die Reduktions-Schwellen-Mangement-Anord nung RED_MM ausgegeben wird. Die veranlaßt daraufhin in der Reduktions-Schwellen-Anordnung RED_S eine Verringerung der Anzahl der zu berücksichtigenden Abtastwerte, bei spielsweise dadurch, daß ausgehend von dem maximalen Ab tastwert der prozentuale Anteil der berücksichtigten Ab tastwerte gesenkt wird.The circulation storage USP is preferably relatively small ner, and therefore cheaper, organized in a list Memory trained. That is, the circulation storage is USP inherently saturable with respect to that from an antenna revolution expected and to be stored amount of the Ab sample values. Saturation is filled with a kind of fill level measurement, with which the number of be stored storage locations is determined, thereby avoided, that when a predetermined fill level is exceeded (Number of occupied storage spaces) a corresponding fill status signal to the reduction threshold management arrangement RED_MM is issued. The causes then in the Reduction threshold arrangement RED_S a reduction in Number of samples to be taken into account at for example in that starting from the maximum Ab sample value the percentage of the considered Ab is reduced.

Die in dem Umlaufspeicher USP gespeicherten Abtastwerte werden außerdem einem Clutter-Detektor CLD zugeführt. Die ser erzeugt daraus für ein vorgebbares Cluttermeßgebiet, das beispielsweise die Umgebung eines Clusters umfaßt, eine Treffer-Erkennungsschwelle TEK_S, welche der Treffererken nung TRE zugeführt wird, sowie eine Ziel-Erkennungsschwelle ZEK_S, welche der Zielerkennung ZIE zugeführt wird. Diese Erkennungsschwellen gelten einheitlich für das ausgewählte Cluttermeßfeld. Diese Erkennungsschwellen können bestimmt werden mittels in der Radartechnologie geläufiger Verfah ren, vorzugsweise einem Clutter-Statistik-Verfahren unter Verwendung einer sogenannten geordneten Statistik ("ordered statistic"). Bei Verwendung einer solchen geordneten Stati stik werden die in dem Cluttergemßgebiet vorhandenen Ampli tudenwerte, die keine Cluster-Kennung haben, von dem Clut ter-Detektor CLD in einer mit diesem verbundenen Clutter- Statistik-Liste CSL, die als Datenspeicher ausgebildet ist, abgespeichert, beispielsweise geordnet entsprechend der Größe der Amplitudenwerte und einschließlich der zugehöri gen Häufigkeit (Anzahl der Abtastwerte, die zu einem vor gebbaren Amplitudenwert gehören). Es entsteht eine Häufig keitsverteilung, aus welcher die genannten Erkennungs schwellen ermittelt werden.The samples stored in the circulation memory USP are also fed to a clutter detector CLD. the it generates from it for a predeterminable clutter measuring area, which, for example, encompasses the environment of a cluster, a Hit detection threshold TEK_S which of the hit detects TRE is supplied, as well as a target detection threshold ZEK_S, which is supplied to the target recognition ZIE. This Detection thresholds apply uniformly to the selected one Cluttermeßfeld. These detection thresholds can be determined are made using methods familiar in radar technology ren, preferably a clutter statistics method under Use of so-called ordered statistics ("ordered statistic "). When using such an ordered status The ampli present in the cluttering area become static values from the clut that do not have a cluster identifier ter detector CLD in a clutter connected to it Statistics list CSL, which is designed as a data memory, stored, for example ordered according to the Size of the amplitude values and including the associated frequency (number of samples that lead to a previous definable amplitude value). A common arises distribution, from which the mentioned recognition thresholds are determined.

In der Treffer-Erkennung TRE werden sowohl die von der Clu ster-Erkennung CLST (JA-Ausgang) als auch die von der Um lauf-Korrelation SSC herrührenden Amplitudenwerte (Aus gangssignale) mit der Treffer-Erkennungsschwelle TEK_S ver glichen und lediglich die Amplitudenwerte, die größer als die Treffer-Erkennungsschwelle TEK_S sind, an die Ziel erkennung ZIE weitergeleitet. Dort wird nach an sich be kannten Verfahren, beispielsweise mittels eines Wanderfen ster-Detektors, eine genaue Zielerkennung durchgeführt. Zur Kontrolle wird das Ausgangssignal der Treffer-Erkennung TRE außerdem über das Display-Interface D_INTF dem Sichtgerät SIG zugeleitet.In the hit detection TRE, both those of the Clu ster detection CLST (YES output) as well as that of the Um run correlation SSC-derived amplitude values (Aus gear signals) with the hit detection threshold TEK_S ver and only the amplitude values greater than the hit detection threshold TEK_S are to the destination Detection ZIE forwarded. There will be known methods, for example by means of a Wanderfen ster detector, accurate target detection performed. to Control is the output signal of the hit detection TRE also the display device via the display interface D_INTF SIG forwarded.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen Diagramme zur Erläuterung der Funk tion der beschriebenen Anordnung und zur Wirkungsweise der dort auftretenden Amplitudenschwellen. Figs. 2 to 4 show diagrams for explaining the radio tion of the described arrangement and operation of the amplitude thresholds occurring there.

Fig. 2 zeigt ein beispielhaft gewähltes Rohvideosignal (ausgezogene Line), das am Eingang der Reduktions-Schwel len-Anordnung RED_S anliegt. Dabei sind die (digitalisier ten) Amplitudenwerte (Ordinate in willkürlichen Einheiten) in Abhängigkeit von der Entfernung oder dem Azimutwert (Abszisse) aufgetragen. Diese Rohvideosignal enthält See clutter, der von der Wellenbewegung herrührt, sowie Clu ster, die einem Schiff zugeordnet werden können, und weitere Reflexionen, die beispielsweise keine Cluster bilden aber kleinen Radarzielen zugeordnet werden können. Fig. 2 shows an exemplary selected raw video signal (solid line), which is present at the input of the reduction threshold arrangement RED_S. The (digitized) amplitude values (ordinate in arbitrary units) are plotted depending on the distance or the azimuth value (abscissa). This raw video signal contains sea clutter, which results from the wave movement, as well as clusters that can be assigned to a ship, and further reflections that, for example, do not form clusters but can be assigned to small radar targets.

Durch die Clustererkennung CLST (Fig. 1) können Schiffs amplituden, die aufgrund der physikalischen Ausdehnung ei nes Schiffs korreliert sind und daher in Cluster auftreten, von Clutterechos unterschieden werden, welche im allgemei nen nicht in Clusterform auftreten. Voraussetzung dafür ist allerdings, daß die von der Reduktions-Schwellen Anordnung RED_S erzeugte Reduktions-Schwelle nicht zu tief liegt, beispielsweise auf dem Amplitudenwert RED_S1 (Fig. 2), son dern hoch genug positioniert ist, beispielsweise auf dem Amplitudenwert RED_S2, und damit den Clutter für die weite re Auswertung ausreichend aufreißt, das heißt, es werden nur noch die den Amplitudenwert RED_S2 überschreitenden Amplitudenwerte weiterverarbeitet. Bei einer zulässigen Da tenrate von 5 bis 10% (oder bedarfsweise noch weniger) kann dies immer erreicht werden.The cluster detection CLST ( FIG. 1) allows ship amplitudes that are correlated due to the physical expansion of a ship and therefore occur in clusters to be distinguished from clutter echoes, which generally do not occur in cluster form. A prerequisite for this, however, is that the reduction threshold generated by the reduction threshold arrangement RED_S is not too low, for example on the amplitude value RED_S1 ( FIG. 2), but is positioned high enough, for example on the amplitude value RED_S2, and thus Clutter tears open sufficiently for the further evaluation, that is, only the amplitude values exceeding the amplitude value RED_S2 are processed further. With a permissible data rate of 5 to 10% (or even less if necessary) this can always be achieved.

Sogar bei clusterähnlichen Störungen, wie vom Schiff abge setze Heckseen zeigte das beschriebene Verfahren der Clu sterauswertung bessere Ergebnisse an den hier durchgeführ ten Beispielen als die bisher üblichen Algorithmen.Even with cluster-like disruptions, such as from the ship set Heckseen showed the procedure described by the Clu better evaluation of the results carried out here ten examples than the usual algorithms.

Aus Fig. 2 ist erkennbar, daß die Cluster-Erkennung CLST vorteilhafterweise bereits im Rohvideosignal durchgeführt wird, weil da die Strukturunterschiede der verschiedenen Echoarten noch deutlicher ausgeprägt sind, als nach einer Scan to Scan Correlation, wo die Echos durch ein Glättungs verfahren nivelliert worden sind. Verwischte Strukturen könnten dann möglicherweise zu Fehlinterpretationen führen.It can be seen from FIG. 2 that the cluster detection CLST is advantageously already carried out in the raw video signal because the structural differences between the different types of echoes are even more pronounced than after a scan to scan correlation, where the echoes have been leveled by a smoothing method , Blurred structures could then lead to misinterpretations.

Schiffe liefern Echos, die im allgemeinen über der durch den Clutterdetektor CLD (Fig. 1) bestimmten Clutterschwelle TEK_S liegen und die in einem lückenlosen Verbund (Cluster) zusammenhängen. Durch die Clusterstruktur unterscheiden sich diese (Ziel-)Echos von (hohen) Clutteramplituden, die nach Bewertung durch die Reduktions-Schwellen Anordnung RED_S (Reduktionsschwelle RED_S2) statistisch verteilt (aufgerissen) auftreten. Möglicherweise in Blockstruktur auftretender ausgedehnter Wetterclutter wird durch die vor geschaltete CFAR-Anordnung CFAR (Fig. 1) aufgerissen und tritt vorteilhafterweise nicht mehr in geschlossener Block form auf.Ships deliver echoes which are generally above the clutter threshold TEK_S determined by the clutter detector CLD ( FIG. 1) and which are connected in a gapless cluster. Due to the cluster structure, these (target) echoes differ from (high) clutter amplitudes, which appear statistically distributed (broken down) after evaluation by the reduction threshold arrangement RED_S (reduction threshold RED_S2). Extended weather clutter possibly occurring in a block structure is torn open by the upstream CFAR arrangement CFAR ( FIG. 1) and advantageously no longer occurs in a closed block form.

Die Clusterbetrachtung macht erst dann einen Sinn, wenn der Clutter aufgrund der beschriebenen Maßnahmen in seinen kleineren Amplituden soweit ausgedünnt worden ist, daß er keine Cluster mehr mit den höheren Amplituden bildet, aber Zielamplituden (Schiffe) davon unbeeinflußt bleiben (Clutterechos, die in Fig. 2 über der Schwelle RED_S2 lie gen). Die Cluster-Erkennung CLST funktioniert nicht, wenn alle Echo-Amplituden der zugehörigen Verteilungsdichtefunk tion (VDF) verarbeitet werden würden, das betrifft alle Amplitudenwerte, die über dem Schwellwert RED_S1 liegen. Die Cluster-Erkennung CLST benötigt eine genügend hohe Re duktionsschwelle RED_S2 in Verbindung mit der von der CFAR- Anordnung CFAR erzeugten CFAR-Schwelle. Unter dieser Vor aussetzung liegt die Reduktionsschwelle RED_S2 dann bei un gefähr 5 bis 10% der ursprünglichen Echo-Menge im oberen (großen) Amplitudenbereich der VDF. Bei großen Clutter- Meßgebieten kann bedarfsweise ein noch geringerer Prozent satz eingesetzt werden.The cluster consideration only makes sense if the clutter has been thinned out in its smaller amplitudes to such an extent that it no longer forms clusters with the higher amplitudes, but target amplitudes (ships) remain unaffected (clutter echoes, which are shown in Fig. 2 lie above the threshold RED_S2). The cluster detection CLST does not work if all echo amplitudes of the associated distribution density function (VDF) would be processed, this applies to all amplitude values that are above the threshold RED_S1. The cluster detection CLST requires a sufficiently high reduction threshold RED_S2 in connection with the CFAR threshold generated by the CFAR arrangement CFAR. Under this prerequisite, the reduction threshold RED_S2 is approximately 5 to 10% of the original echo amount in the upper (large) amplitude range of the VDF. In the case of large clutter measuring areas, an even lower percentage can be used if necessary.

Die Einführung der Reduktionsschwelle RED_S2 bewirkt eine Veränderung der Amplituden-Verteilung (VDF). Dadurch, daß nur noch ein geringer Prozentsatz der ursprünglichen VDF zugelassen wird, weicht diese neue VDF erheblich von der ursprünglichen ab. Hier werden die Vorteile einer, von der VDF unabhängigen Schwellengenerierung erkennbar.The introduction of the RED_S2 reduction threshold causes one Change in the amplitude distribution (VDF). As a result of that only a small percentage of the original VDF is approved, this new VDF differs significantly from the original from. Here are the advantages of one VDF independent threshold generation recognizable.

Im folgenden wird die durch die Reduktionsschwelle RED_S2 abgeschnittene VDF als VDF_ab bezeichnet.In the following, the reduction threshold RED_S2 truncated VDF referred to as VDF_ab.

Das Ziel der Cluster-Erkennung CLST ist es also, Clutter- und Zielechos möglichst frühzeitig zu trennen, um sie dann jeweils verschiedenen Verarbeitungsalgorithmen zuzuführen.So the goal of the CLST cluster detection is to and separate target echoes as early as possible in order to then separate them to supply different processing algorithms.

In Fig. 3 sind verschiedene Verteilungsdichtefunktionen VDF (Abhängigkeit der Häufigkeit (Ordinate) der Amplitudenwerte von der Größe der Amplitudenwerte (Abszisse)) dargestellt. Es ist ersichtlich, daß es nahezu unmöglich ist, aus einer ursprünglichen VDF (hier: VDF (Clutter + Schiff), welche einer Amplitudenverteilung am Ausgang des Analog/Digitalwandlers ADC (Fig. 1) entspricht, alleine d. h., ohne weitere Zusatz information, die VDFs für Schiffe und Clutter zu trennen, da sich beide Informationen in ihren Amplituden innerhalb der VDF vermischen und nicht getrennt zugänglich sind. Die gemeinsame VDF aus Clutter und Schiff (VDF (Clutter + Schiff)), wird gegenüber der VDF aus reinem Clutter (VDF (Clutter)) an ihrem oberen Ende durch die Schiffsamplituden (VDF (Schiff)) erweitert, d. h., es treten zusätzlich höhere Amplituden auf, bzw. die Häufigkeit der höheren Amplituden wird größer. In der gemeinsamen VDF ist also keine Unterscheidung zwischen Clutter und Schiff mög lich. Dieses ist jedoch vorteilhafterweise mittels der Clu ster-Erkennung CLST möglich durch Untersuchen der Cluster struktur innerhalb der gemeinsamen VDF und weiterhin eine Auflösung, bzw. Trennung der Echos von Clutter und Schiff.In Fig. 3 different distribution density functions are shown VDF (dependence of the amplitude values of the magnitude of the amplitude values (abscissa) of the frequency (ordinate)). It can be seen that it is almost impossible, from an original VDF (here: VDF (Clutter + Schiff), which corresponds to an amplitude distribution at the output of the analog / digital converter ADC ( Fig. 1), alone, that is, without any additional information Separate VDFs for ships and clutter, since the two amplitudes of the information mix within the VDF and are not separately accessible. The common VDF from clutter and ship (VDF (Clutter + Schiff)) is compared to VDF from pure clutter (VDF (Clutter)) at its upper end expanded by the ship's amplitudes (VDF (ship)), ie higher amplitudes also occur or the frequency of the higher amplitudes becomes larger, so there is no distinction between clutter and ship in the common VDF However, this is advantageously possible by means of the cluster recognition CLST by examining the cluster structure within the common VDF and furthermore a resolution, or separation of the echoes from clutter and ship.

Fig. 3 zeigt die gemeinsame VDF (Clutter + Schiff), die Auflö sung in ihre Komponenten VDF (Clutter) sowie VDF (Schiff) und schließlich die "abgeschnittenen" VDFs, nämlich die gemeinsame VDF_ab (Clutter + Schiff), sowie ebenso die zugehörigen Komponenten VDF_ab (Clutter) und VDF_ab (Schiff). Fig. 3 shows the common VDF (clutter + ship), the resolution in its components VDF (clutter) and VDF (ship) and finally the "cut" VDFs, namely the common VDF_ab (clutter + ship), as well as the associated Components VDF_ab (clutter) and VDF_ab (ship).

Echoamplituden, die nach der eingangs erwähnten Clusterde finition nach Überschreitung der Reduktionsschwelle RED_S2 im Verbund auftreten, erhalten eine Cluster-Kennung (CLST- K). Diese Amplituden werden als definierte Zielechos im weiteren sowohl von der Umlaufkorrelation SSC als auch von der Cluttermessung für die Schwellenbestimmung im Clutter- Detektor CLD fern gehalten. Sie werden direkt der Tref fererkennung TRE zugeführt. Die separierten Echoamplituden (fett dargestellte Kurve in Fig. 3) aus der VDF_ab (Clutter) werden dagegen sowohl der Umlaufkorrelation SSC als auch der Cluttermessung im Clutterdetektor CLD zugeführt (Fig. 1).Echo amplitudes that occur after the reduction definition RED_S2 has been exceeded in the network after the cluster definition mentioned at the beginning are given a cluster identifier (CLST-K). As defined target echoes, these amplitudes are furthermore kept away from both the circulation correlation SSC and from the clutter measurement for the threshold determination in the clutter detector CLD. They are fed directly to the hit detection TRE. The separated echo amplitudes (curve shown in bold in FIG. 3) from VDF_ab (clutter), on the other hand, are fed to both the circulation correlation SSC and the clutter measurement in the clutter detector CLD ( FIG. 1).

Die Umlaufkorrelation SSC (Figur i) dekorreliert die Echos eines Seeclutter-Elementes, das sich während des Antennen durchgangs stationär verhält und daher korrelierte Seeclut terechos liefert, in zwei aufeinander folgenden (Antennen- )Umläufen. Durch Integration der dekorrelierten Seeclutte rechos wird eine Clutternivellierung mit daraus folgender Störabstandsverbesserung für die (See-)Ziele erreicht. Die Umlaufkorrelation SSC integriert dazu in jedem Antennenum lauf die aktuelle Echo-Amplitude zu dem Integrationsergeb nis aus dem vergangenen Antennenumlauf für jede Radarzelle des Überwachungsbereichs. Um die Integration zu ermögli chen, ist ein Umlauf-Speicher USP notwendig, der das Inte grationsergebnis des vergangenen Umlaufs speichert und das neue wieder aufnehmen kann. Zur Umlaufkorrelation SSC wer den also nur diejenigen relevanten Amplituden zugelassen, welche die Reduktionsschwelle RED_S2 überschreiten und wel che kein Custererkennungs-Bit (CLST-K Bit) haben. Amplitu den mit CLST-K Bit werden nicht der Umlaufkorrelation SSC unterworfen und auch nicht in dem Clutter-Detektor CLD zur Cluttermessung zugeleitet.The circular correlation SSC (Figure i) decorrelates the echoes of a sea clutter element that moves during antenna behaves stationary throughout and therefore correlated sea clutches terechos delivers, in two successive (antenna ) Rounds. By integrating the decorrelated sea clump rechos becomes a cluster leveling with the following S / N improvement for the (sea) targets achieved. The Circulation correlation SSC integrates in every antenna run the current echo amplitude to the integration result from the previous antenna circulation for each radar cell of the surveillance area. To enable integration Chen, a circulation memory USP is necessary, the inte The result of the past round saves and that can resume new ones. For the circulation correlation SSC who which only allows those relevant amplitudes which exceed the reduction threshold RED_S2 and wel have no cluster detection bit (CLST-K bit). Amplitu those with CLST-K bits are not the circular correlation SSC subjected and also not in the clutter detector CLD Clutter measurement forwarded.

Wenn allerdings nur ca. 5 bis 10% der möglichen Radarechos zur Weiterverarbeitung zugelassen werden, macht es keinen Sinn, für die Umlaufkorrelation SSC einen nicht sättigbaren Umlaufspeicher (USP) für alle möglichen Radarzellen einzu setzen.If only about 5 to 10% of the possible radar echoes be approved for further processing, it does not Sense, a non-saturable for the SSC orbital correlation Recirculation memory (USP) for all possible radar cells put.

Die Umlaufkorrelation SSC verwendet daher aus ökonomischen Gründen einen sättigbaren Umlaufspeicher USP, der nur eine Speicher-Kapazität für die relevanten ca. 5% bis 10% der möglichen Radarechos (plus Reserve) aufweist, welche die Reduktionsschwelle RED_S2 überschreiten. Dabei handelt es sich vorwiegend um die Clutterspitzen.The SSC circular correlation is therefore used for economic reasons Establish a saturable circulation storage USP that only one Storage capacity for the relevant approximately 5% to 10% of the possible radar echoes (plus reserve), which the Reduction threshold RED_S2 exceeded. This is what it is about mainly around the clutter tips.

Der Umlaufspeicher USP ist sättigbar. Das heißt, die Orga nisation ist nicht mehr streng positionsorientiert wie die eines nicht sättigbaren USP (dort: Adresse = Position), son dern hat die Struktur einer sortierten Liste. Die hier ab gelegten Clutteramplituden werden lückenlos aneinander ge reiht, bzw. aufgelistet. Außerdem ist der USP nicht mehr in einem vom einem Azimut-Geber vorgegebenen feinen AZ-Raster organisiert, sondern in einem groberen AZ-Raster, das der azimutalen Breite der halben 3 dB-Antennenkeule entspricht. Dieses AZ-Raster wird im weiteren USP-Raster genannt. Im USP wird der zuvor in der Umlaufkorrelation SSC gebildete Maximalwert aus den in das USP-Raster fallenden Amplituden nach Verknüpfung desselben mit dem im USP gespeicherten Vergangenheitswert wieder im USP als geglättete Amplitude abgelegt. Die unter einem USP-Raster abgelegten geglätteten Amplituden haben die Struktur eines Sweeps und werden im weiteren USP-Sweep genannt. Zu Beginn eines USP-Sweeps wird der zugehörige USP-Raster-Azimut abgespeichert. Dahinter werden die geglätteten Amplituden mit der zugehörigen Ent fernung lückenlos aufgelistet. Für den USP-AZ und die da hinter aufgelisteten geglätteten Amplituden werden jeweils verschiedene Wortkennungen verwendet. Der USP wird bei je der neuen Umdrehung vollständig umgewälzt. Er muß so bemes sen sein, daß seine Kapazität ungefähr 50% über der maximal zu erwartenden Füllmenge liegt. Damit werden eventuelle Ballungssituationen und alterungsbedingte Verweilzeiten von Amplituden im USP berücksichtigt. Bei Neubeginn einer (Antennen-)Umdrehung wird die erste (älteste) Amplitude des gespeicherten (vergangenen) Umlaufs über einen Lesezeiger (LZ) gelesen. Ein Scheibzeiger (SZ) steht auf dem ersten freien Platz direkt nach dem Ende des gespeicherten (vergangenen) Umlaufs. Er nimmt die, in der Umlaufkorrela tion SSC aktualisierte Amplitude wieder auf. Der USP unter scheidet zwei unterschiedliche Verarbeitungszyklen.The circulation storage USP is saturable. That is, the organization nization is no longer strictly position-oriented like that a non-saturable USP (there: address = position), son it has the structure of a sorted list. The ones here placed clutter amplitudes are ganged together rows or listed. In addition, the USP is no longer in a fine AZ grid specified by an azimuth transmitter organized, but in a coarser AZ grid that the corresponds to the azimuthal width of half a 3 dB antenna lobe. This AZ grid is referred to below as the USP grid. in the USP becomes the SSC previously formed in the circular correlation Maximum value from the amplitudes falling in the USP grid after linking it with the one stored in the USP Past value again in the USP as a smoothed amplitude stored. The smoothed filed under a USP grid Amplitudes have the structure of a sweep and are in the called another USP sweep. At the beginning of a USP sweep the associated USP raster azimuth is saved. behind it the smoothed amplitudes with the associated Ent remote listed without gaps. For the USP-AZ and there are listed behind smoothed amplitudes different word identifiers used. The USP is at each of the new revolution completely circulated. He has to be so big sen that its capacity is about 50% above the maximum expected filling quantity. This will eventually Conurbations and age-related dwell times of Amplitudes taken into account in the USP. When starting again (Antenna) revolution becomes the first (oldest) amplitude of the stored (past) circulation via a read pointer (LZ) read. A disc pointer (SZ) is on the first free space right after the end of the saved (past) circulation. He takes the one in the circulation correla tion SSC updated amplitude again. The USP below distinguishes two different processing cycles.

Zyklus 1: Innerhalb des USP-Rasters wird der USP nur gele sen und nur die jeweils aktuelle Einzelamplitude geglättet.Cycle 1 : Within the USP grid, the USP is only read and only the current individual amplitude is smoothed.

Zyklus 2: Am USP-Rasterende wird der jeweilige Maximalwert aus Amplituden innerhalb des Rasters mit dem im USP enthal tenen Vergangenheitswert verküpft und der USP dadurch ak tualisiert.Cycle 2 : At the end of the USP grid, the respective maximum value from the amplitudes within the grid is linked to the past value contained in the USP and the USP is thereby updated.

Der Clutter-Detektor CLD korrespondiert mit dem Umlaufspei cher USP und der Clutter-Statistik-Liste CSL. Er erzeugt schließlich aus den Daten der CSL für jedes Cluttermeßge biet die zugehörige Treffer-Erkennungs-Schwelle TEK_S und die Ziel-Erkennungs-Schwelle ZEK_S. Für die Erzeugung der Schwellen liest er zunächst aus dem USP die Echos, die in dem jeweiligen Cluttermeßfeld positioniert sind, sortiert sie nach ihrer Amplitude und bestimmt für jede Amplitude die zugehörige Häufigkeit. Beide Werte (Amplitude und Häufigkeit) werden in die Clutter-Statistik-Liste (CSL) einge tragen. Da im USP und in der CSL als Folge der Cluster- Selektion nur vermeintliche Clutteramplituden enthalten sind, erzeugt der CLD die genannten Schwellen direkt aus den in der CSL abgelegten Amplituden. Die Clutterschwelle TEK_S kann dann nach Feststellung der Amplitude, bei der eine geforderte Falsch Alarm Wahrscheinlichkeit (PFA) er reicht wird, direkt auf den ermittelten Wert TEK_S2 (Fig. 3) gesetzt werden. In Fig. 3 wird dies durch die VDF_ab (Clutter) wiedergegeben. Würde keine Clusterselektion durchgeführt, das heißt, wären die Schiffsamplituden noch in der CSL enthalten, so wäre die Clutterschwelle TEK_S zu hoch positioniert, z. B. an der Stelle TEK_S1 (Fig. 3).The clutter detector CLD corresponds to the circulation storage USP and the clutter statistics list CSL. Finally, it generates the associated hit detection threshold TEK_S and the target detection threshold ZEK_S from the data of the CSL for each clutter range. To generate the thresholds, it first reads from the USP the echoes that are positioned in the respective clutter measuring field, sorts them according to their amplitude and determines the associated frequency for each amplitude. Both values (amplitude and frequency) are entered in the clutter statistics list (CSL). Since the USP and the CSL only contain supposed clutter amplitudes as a result of the cluster selection, the CLD generates the thresholds mentioned directly from the amplitudes stored in the CSL. After determining the amplitude at which a required false alarm probability (PFA) is reached, the clutter threshold TEK_S can then be set directly to the determined value TEK_S2 ( FIG. 3). In Fig. 3 this is represented by the VDF_ab (clutter). If no cluster selection was carried out, i.e. if the ship amplitudes were still contained in the CSL, the clutter threshold TEK_S would be positioned too high, e.g. B. at the point TEK_S1 ( Fig. 3).

Die Zielerkennungs-Schwelle ZEK_S kann beispielsweise aus der Treffererkennungsschwelle TEK_S (Clutterschwelle) und einem angenommenen Korrelationsgrad ermittelt werden. Au ßerdem ist die ZEK_S beispielsweise noch von einer Wander fensterlänge abhängig.The target recognition threshold ZEK_S can be, for example the hit detection threshold TEK_S (clutter threshold) and an assumed degree of correlation can be determined. Au In addition, the ZEK_S is still from a hiker, for example window length dependent.

Eine Unterteilung des Cluttermeßgebietes in kleinere Sub felder, wovon bisher üblicherweise jene Subfelder mit Schiffsinformation für die Bestimmung des Clutterpegels eliminiert wurden, ist nicht nötig, weil derselbe Zweck durch die beschriebene Cluster-Selektion erfüllt wird.A subdivision of the clutter measurement area into smaller sub fields, of which so far those subfields have usually been included Ship information for the determination of the clutter level have been eliminated is not necessary because of the same purpose is fulfilled by the described cluster selection.

Für den Fall, daß dennoch Zielamplituden und/oder Störam plituden, die ihre Ursache in Zielen haben, in der Clutter- Statistik-Liste CSL existieren, die bei der Clustererken nung nicht als solche erkannt und/oder markiert werden konnten, wird zunächst in der Clutter-Statistik-Liste CSL geprüft, ob ein 1. Minimum in der Verteilungsdichtefunktion VDF_ab (Clutter) existiert. Wenn das der Fall ist, wird ent sprechend Fig. 4 die Treffererkennungsschwelle TEK_S (Clutterschwelle) auf den Wert eines in der VDF_ab (Clutter) auf tretenden ersten Minimums gesetzt. Das auf das 1. Minimum folgende Maximum basiert dann auf zu detektierenden Ziel amplituden, die beispielsweise sogenannten Schiffsresten, das heißt, zu einem Schiff gehörenden kleinen Radar-Zielen, beispielsweise Schiffsaufbauten, zugeordnet werden können und/oder kleinen und/oder weit entfernten Schiffen. Wenn die Treffererkennungsschwelle TEK_S (Clutterschwelle) bei spielsweise entsprechend einer Falsch Alarm Wahrscheinlich keit PFA von 5.10^-4 bestimmt werden soll, so wird in der Clutter-Statistik-Liste CSL festgestellt, bei welcher Amp litude die geforderte Summenhäufigkeit von 5.10^-4 (bezogen auf die Anzahl der Radarzellen innerhalb eines Cluttermeß gebietes) erreicht wird. Die Summenhäufigkeit wird gebildet durch Addition der Häufigkeiten, ausgehend von der höchsten vorkommenden Amplitude in der Clutter-Statistik-Liste CSL in Richtung kleinere Amplituden. Die Treffer Erkennungs Schwelle TEK_S wird auf den entsprechenden Amplitudenwert festgelegt, auch wenn die geforderte Summenhäufigkeit noch nicht voll erreicht ist. Sie wird erst im folgenden (Anten nen-)Umlauf wirksam.In the event that target amplitudes and / or Störam plituden, which have their cause in targets, exist in the clutter statistics list CSL, which could not be recognized and / or marked as such in the cluster recognition, is first in the Clutter statistics list CSL checked whether a 1st minimum exists in the distribution density function VDF_ab (clutter). If this is the case, according to FIG. 4, the hit detection threshold TEK_S (clutter threshold) is set to the value of a first minimum occurring in the VDF_ab (clutter). The maximum following the 1st minimum is then based on the target to be detected, which can be assigned, for example, so-called ship remains, that is, small radar targets belonging to a ship, for example ship superstructures, and / or small and / or distant ships. If the hit detection threshold TEK_S (clutter threshold) is to be determined, for example, in accordance with a false alarm probability PFA of 5.10 ^-4 , the clutter statistics list CSL determines at what amplitude the required total frequency of 5.10 ^-4 (based on the number of radar cells within a clutter measurement area) is reached. The total frequency is formed by adding the frequencies, starting from the highest occurring amplitude in the clutter statistics list CSL in the direction of smaller amplitudes. The hit detection threshold TEK_S is set to the corresponding amplitude value, even if the required total frequency has not yet been fully reached. It only becomes effective in the following (antenna) cycle.

Für die Zielerkennung, beispielsweise mit Hilfe eines Mehr bit-Wanderfensterdetektors (WFD), kann die Zielerkennungs schwelle ZEK_S aus der Treffer Erkennungs Schwelle TEK_S, einem angenommenen Korrelationsgrad für Zielamplituden und der WFD-Länge (WFL) ermittelt werden.For target recognition, for example with the help of a more bit traveling window detector (WFD), can target detection threshold ZEK_S from the hit detection threshold TEK_S, an assumed degree of correlation for target amplitudes and the WFD length (WFL) can be determined.

Die Clutter-Statistik-Liste CSL wird, wie erwähnt, vom Clutter-Detektor CLD aktualisiert. Sie enthält die relevan ten Echos aus einem genügend großen Cluttermeßfenster nach Amplituden sortiert. Jede Amplitude wird zusätzlich ge zählt, so daß am Ende des Cluttermeßgebietes, d. h., wenn alle Amplituden des Meßgebietes aus dem USP gelesen sind, eine Amplituden-Statistik des Meßgebietes vorliegt. Diese Statistik gibt von jeder Amplitude die entsprechende Häu figkeit an. Damit enthält die CSL die VDF_ab (Clutter), wie in Fig. 3 dargestellt. Nach Ermittlung der Clutterschwellen für ein Meßgebiet werden die erzeugten Schwellen für den kommenden Umlauf gespeichert. Bei Antennenumdrehungszeiten von 2 bis 3 Sekunden ist in dieser Zeit nicht mit einer Clutteränderung zu rechnen. Nachdem die Schwellen aus einer aktuellen CSL berechnet sind, wird die CSL wieder gelöscht und damit wieder für ein neues Cluttermeßgebiet bereitge stellt.As mentioned, the clutter statistics list CSL is updated by the clutter detector CLD. It contains the relevant echoes from a sufficiently large clutter measurement window sorted according to amplitudes. Each amplitude is additionally counted so that at the end of the clutter measurement area, ie when all amplitudes of the measurement area have been read from the USP, there is an amplitude statistic of the measurement area. This statistic gives the corresponding frequency of each amplitude. The CSL thus contains the VDF_ab (clutter), as shown in FIG. 3. After determining the clutter thresholds for a measurement area, the generated thresholds are saved for the coming round. With antenna rotation times of 2 to 3 seconds, a clutter change is not to be expected during this time. After the thresholds have been calculated from a current CSL, the CSL is deleted again and is thus made available again for a new clutter measurement area.

Die Zielerkennung ZIE (Zielextraktor) erhält die, in einem Clusterverbund aufgetretenen vermeintlichen Schiffsamplitu den als Rohradar-Information und sporadisch die wenigen ge glätteten vermeintlichen Clutteramplituden, nachdem beide Echoarten die TEK_S überschritten haben. Für die Zielerken nung kann beispielsweise ein Wanderfenster-Detektor Verfah ren (WFD) eingesetzt werden.The target recognition ZIE (target extractor) receives the, in one Cluster association of supposed ship amplitudes the as Rohradar information and sporadically the few ge smoothed supposed clutter amplitudes after both Echo types that have exceeded TEK_S. For target detection For example, a traveling window detector can be used ren (WFD) can be used.

Claims

1. Method for the detection of radar targets within a predeterminable area, in particular a sea area, which is divided into radar resolution cells, wherein
the echo signals corresponding to all radar resolution cells are mixed down into the video area and converted into digitized amplitude values,
from radar cells containing clutter, a clutter threshold value, which is assigned to the area, is formed and
only those amplitude values that are greater than the clutter threshold are used for target detection, characterized in that
that the amplitude values are supplied to a reduction threshold arrangement (RED_S), in which the data rate to be processed is reduced by selecting a predeterminable number of the largest amplitude values,
that the greatest amplitude values are fed to a cluster detector (CLST), in which the presence of clusters is determined,
that amplitude values belonging to a cluster are excluded from a round trip correlation (SSC) and are sent directly to a hit detection (TRE),
that only amplitude values that do not belong to any cluster are fed to the circulation correlation (SSC), in which time-stable amplitude values are determined over a predeterminable number of antenna rotations,
that the time-constant amplitude values are also sent to hit detection (TRE),
that the circular correlation (SSC) is coupled to a circular memory (USP) and only clutter echoes are processed there but no echoes occurring in clusters,
that a hit detection threshold value (TEK_S) is formed in the clutter detector (CLD) from the amplitude values stored in the circulation memory (USP) according to a predeterminable statistical method, which is fed to the hit detection (TRE), and
that in the hit detection (TRE) all amplitude values that are greater than the hit detection threshold value (TEK_ S) are selected and a target detection (ZTE) is slid.

2. The method according to claim 1, characterized in that the hit detection threshold value (TEK_S) by means of a ge ordered statistics is determined.

3. The method according to claim 1 or claim 2, characterized ge indicates that in the clutter detector (CLD) by means of Hit detection threshold value (TEK_S) after a predetermined process additionally a target recognition threshold (ZEK_S) determined and forwarded to the target recognition (ZIE) and that in the target recognition (ZIE) by means of the target Detection threshold (ZEK_S) only those ampli values that belong to a radar target are selected the.

4. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the cluster detector (CLST) Sweep-to-sweep correlator (SWC) is connected upstream with the Amplitude values over a predeterminable number of (Radar) sweeps persistently be selected.

5. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the reduction threshold arrangement (RED_S) a CFAR arrangement (CFAR) for suppressing Clutter due to the weather and constant Maintaining a predeterminable false alarm probability (PFA) is connected upstream.

6. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that the CFAR arrangement (CFAR) a Video mask (VM) to suppress geographic conditions ten fixed and moving target clutter is connected upstream.

7. Arrangement to carry out the method according to a of the preceding claims, characterized in that a saturable circulation signal to the circulation correlator (SSC) cher (USP) is coupled.

8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the circulation storage (USP) via a reduction threshold Management arrangement (RED_MM) with the reduction threshold Arrangement (RED_S) is coupled such that there a Re production threshold for selecting the largest amplitude values in Dependency on the filling level of the circulation storage (USP) is set.

9. Arrangement according to claim 7 or claim 8, characterized ge indicates that the reduction threshold arrangement (RED_S) an intermediate in the form of a shift register memory (FIFO) with a predeterminable limited memory Capacity is connected downstream, and that the buffer (FIFO) via the reduction threshold management arrangement (RED_MM) with the reduction threshold arrangement (RED_S) ge is coupled, such that there the reduction threshold for Selection of the largest amplitude values depending on the egg nem predeterminable fill level of the buffer (FIFO) is provided.

10. Arrangement according to one of claims 7 to 9, characterized ge indicates that the ge with the recirculating storage (USP) coupled clutter detector (CLD) a clutter statistics List memory (CSL) is coupled for storing Amplitude values and their frequency.

11. Arrangement according to one of claims 7 to 10, characterized characterized that a display interface (D_INTF) exists is for coupling a (data) display device (SIG) and that the display interface (D_INTF) with the output of a Analog / digital converter (ADC), which amplitude values it testifies, as well as with the output of the hit detection (TRE) connected is.