DE19620682C2 - Verfahren zur Lokalisierung und Identifizierung von Objekten mittels eines codierten Transponders - Google Patents

Verfahren zur Lokalisierung und Identifizierung von Objekten mittels eines codierten Transponders

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung und Identifizierung von Objekten mittels eines codierten Trans­ ponders in Verbindung einer in Luft- und Raumfahrzeugen mitgeführten SAR-(Synthetic-Aperture-Radar) Einrichtung.
Wegen ihrer Unabhängigkeit vom Wetter, von Sichtbedingungen und vom Sonnenstand werden abbildende Radarsysteme immer häufiger eingesetzt. Mit Hilfe des Prinzips des Radars mit synthetischer Apertur (SAR) läßt sich mit kompakten Antennen unabhängig von der Entfernung eine hohe räumliche Auflösung erzielen. Damit ist ein Einsatz von SAR-Systemen in Flugzeu­ gen und Satelliten möglich. Allerdings reicht die erzielbare räumliche Auflösung bei bestimmten Anwendungen nicht aus, da Objekte, deren Größe mit derjenigen der Auflösungszelle ver­ gleichbar ist, nicht mehr eindeutig zu identifizieren und damit zu lokalisieren sind.
Zum Kalibrieren von SAR-Geräten werden in der Regel aktive oder passive Transponder eingesetzt. In einer SAR-Aufnahme bilden aktive Transponder aufgrund ihres großen und definierten Rückstreu-Querschnitts einen hellen Punkt bekannter Inten­ sität. Dieser Wert kann zur Auswertung der restlichen Bildda­ ten als Referenzwert herangezogen werden. Eine zusätzliche Co­ dierung der Radarsignale bewirkt, daß die von dem Transponder abgegebenen Signale nur bei einer entsprechenden Prozessie­ rung, d. h. einer Korrelation mit der gleichen Codesequenz, der SAR-Daten sichtbar gemacht werden können.
Aus DE 32 48 879 A1 ist ein Verfahren zur Erzeugung künstli­ cher Zielmarken in der Abbildung eines Radars mit synthetischr Apertur (SAR) bekannt. Bei diesem Verfahren werden mittels eines transparenten Echo-Implsübertragers, d. h. eines Trans­ ponders, der in einem mit SAR kartographierten Areal am Boden angeordnet ist, vom SAR ausgehende Impulse empfangen; diese Impulse werden in dem Transponder nach einer vorgegebenen Ein­ stellung ihrer Frequenz so versetzt, zeitlich verzögert, ver­ stärkt und wieder zurückgesendet, daß sich die vom SAR abge­ bildeten Echos durch ihre Intensität und Form deutlich von der Umgebung abheben. Ferner werden in Bezug auf ein bekanntes Ko­ ordinatensystem wählbare Positionen, Punkte oder Areale im Ge­ lände unter Ausnutzung des dem SAR eigenen Arbeitsprinzips, d. h. einer Signalkorrelation in Entfernungs- und Azimutrich­ tung, und unter Ausschluß zusätzlicher Informationskanäle oder Mittel zum SAR markiert.
Durch die Frequenzumsetzung der Eingangssignale im Transponder und deren zeitliche Verzögerung ist der Informationsinhalt dieser Signale keineswegs in nennenswerter Weise gestört, da es sich um eine lineare Frequenzumsetzung handelt, bei der die Information unverändert bleibt und somit das dem SAR-System eigene Arbeitsprinzip weiterhin angewendet werden kann, um Po­ sitionen zu markieren.
Bei den bekannten, bisher verwendeten aktiven Transpondern ist nachteilig, daß bei solchen Transpondern ohne eine Signalco­ dierung die Lokalisierung und Identifizierung von Objekten, insbesondere in einer Umgebung mit hoher Reflektivität sehr erschwert ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, Verfahren und eine Ein­ richtung zur Durchführung der Verfahrens zu schaffen, bei welchen mittels eines codierten Transponders Objekte, insbe­ sondere auch in einer Umgebung mit hoher Reflektivität, genau und sicher lokalisiert und identifiziert werden können.
Gemäß der Erfindung ist dies bei Verfahren zur Lokalisierung und Identifizierung von Objekten mittels eines codierten Transponders in Verbindung mit einer in Luft- und Raumfahr­ zeugen mitgeführten SAR-Einrichtung durch die Merkmale in An­ spruch 1 oder 2 erreicht.
Hierbei wird bei dem Verfahren nach Anspruch 1 zuerst das von der mitgeführten SAR-Einrichtung abgegebene und von einem Transponder empfangene Signal so verändert, daß die inhärente Dopplerinformation für die SAR-Auflösung in Azimut-Richtung unbrauchbar wird. Dagegen wird bei dem Verfahren nach An­ spruch 2 das von der mitgeführten SAR-Einrichtung abgegebene und von dem Transponder empfangene Signal so verändert, daß die Chirp-Signalstruktur des SAR-Signals, welche zur Fokus­ sierung des Transponders in Entfernungsrichtung benutzt wird, umgekehrt. Hierauf wird sowohl bei dem Verfahren nach An­ spruch 1 als auch bei demjenigen nach Anspruch 2 das den Transponder repräsentierende Ziel nach der konventionellen SAR-Prozessierung in der SAR-Szene fokussiert und ist damit unsichtbar. Schließlich wird bei den Verfahren nach Anspruch 1 und 2 in einer gesondert durchgeführten Signalverarbeitung mittels einer entsprechend Referenzfunktion des Transponder­ signals dieses fokussiert und damit bei dem Verfahren nach Anspruch 1 das übrige SAR-Bild defokussiert, während bei dem Verfahren nach Anspruch 1 das übrige SAR-Bild in Entfernungs­ richtung verschmiert wird.
In der Szenerie, die von der SAR-Einrichtung abgebildet wird, sind die Transpondersignale somit nicht, wie beispielsweise bei dem aus DE 32 48 879 A1 bekannten Verfahren durch ihre Intensität und Form deutlich von der Umgebung abgehoben, son­ dern die Transpondersignale bleiben im SAR-Bild unsichtbar. Das erfindungsgemäße Verfahren dient somit dazu, Ziele "un­ sichtbar" zu machen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Phaseninforma­ tion, welche beim üblichen SAR-Verfahren bei sich bewegenden Objekten zur Gewinnung der Azimut-Information verwendet wird, durch die Art der Modulation, durch welche die empfangenen Signale mit einer zusätzlichen dominierenden Signalstruktur versehen werden, zerstört. Da bei den erfindungsgemäßen Ver­ fahren ferner durch entsprechende Prozessierung der Daten der Transponder im SAR-Bild bei der SAR eigenen Prozessierung vollständig unterdrückt wird, besteht bei den erfindungsgemä­ ßen Verfahren die Möglichkeit, entweder den Transponder oder den Hintergrund sichtbar zu machen. Dies ist bei dem aus DE 32 48 879 A1 bekannten Verfahren nicht möglich.
Auch muß bei Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahren in dem Transponder das Signal nicht absichtlich verzögert werden wie bei dem angeführten Stand der Technik, um das Echo im Bild an eine Stelle des Hintergrundes mit niedriger Rückstreuung zu verschieben. Vielmehr bietet bei der Erfindung der mit einer Kennung modulierte Transponder den Vorteil, daß keine vom Bildinhalt abhängige Verzögerung eingestellt werden muß. Da ferner der Transponder vor einem defokussierten Hintergrund erscheint, stören auch umgebende Gebiete mit hoher Reflekti­ vität wenig bzw. überhaupt nicht.
Bei bestimmten Anwendungen kann darüber hinaus das Verbergen eines Transponders ein ganz wesentlicher Vorteil sein. Eine derartige Anwendung ist beispielsweise die Kennzeichnung von Objekten, die von einem SAR-Satelliten aus geortet und iden­ tifiziert werden, wovon jedoch andere Nutzer des Satelliten keine Kenntnis bekommen sollen. Eine konkretes Beispiel hier­ für wäre die Etikettierung ("Tagging") von Waffensystemen, deren Standort beispielsweise in einem Abrüstungsvertrag kon­ trolliert werden soll.
Gemäß der Erfindung ist ferner eine Einrichtung zur Durchfüh­ rung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2 angegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die an­ liegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Transponders zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2a und 2b schematische, prinzipielle Darstellungen einer Wiedergabe mit Azimutmodulation, und zwar Fig. 2a ein normal-prozessiertes SAR-Bild und Fig. 2b ein Bild mit fokussiertem Transponder und unterdrücktem Hinter­ grund;
Fig. 3a eine dreidimensionale Darstellung mit Azimut-Modula­ tion des Hintergrunds mit dekorreliertem Transponder;
Fig. 3b eine der Fig. 3a entsprechende, dreidimensionale Dar­ stellung mit Azimut-Modulation eines korrelierten Transponders mit defokussiertem Hintergrund;
Fig. 4a eine Darstellung eines SAR-Bildes mit Azimut- und Entfernungs-Modulation der Umgebung eines Transpon­ ders, und
Fig. 4b einen vergrößerten Ausschnitt der Darstellung in Fig. 4a eines SAR-Bildes mit Azimut- und Entferungs- Modulation in der Umgebung des Transponders.
Obwohl es in Fig. 1 im einzelnen nicht dargestellt ist, sind eine Empfangsantenne AE und eine Sendeantenne AS um 90° gegeneinander gedreht, um eine ausreichende Entkopplung in Form einer Polarisationsentkopplung zu erreichen. Hierbei gehören Blöcke 1 bis 6 zum Empfängerteil eines Transponders und Blöcke 15 bis 21 zu dessen Sendeteil. Dazwischen vorge­ sehene Blöcke 7 bis 14 bilden einen (vorstehend bereits er­ wähnten) Modulator in Form eines binären Phasenmodulators.
Die einzelnen Blöcke 1 bis 21 sind in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise miteinander verbunden und enthalten im einzelnen folgende Komponenten:
Wie bereits ausgeführt, sind die Empfangsantenne AE und die Sendeantenne AS zur Polarisationsentkopplung um jeweils 45° zu der vertikalen Polarisationsebene gedreht, was einer Signaldämpfung von jeweils 3 dB entspricht. Ein mittels der Antenne AE empfangenes Signal mit einer Eingangsleistung PET von beispielsweise -45 dBm wird von einem rauscharmen Ver­ stärker 1 um beispielsweise 26 dB verstärkt. In einem nachge­ ordneten Bandpaßfilter 2 für das C-Band werden störende Signalanteile unterdrückt.
In einem Mischer 3 wird aus dem C-Band auf eine Zwischenfre­ quenz (IF) von beispielsweise 300 MHz herabgemischt. Eine Mischfrequenz von beispielsweise 5 GHz, deren Pegel etwa 7 dBm beträgt, wird von einem externen Synthesizer 22 erzeugt. Die Abwärtsmischung erfolgt hierbei zur besseren Signalverarbei­ tung. Mittels eines dem Mischer 3 nachgeordneten Dämpfungs­ glieds 4 werden die von einem Filter 5 reflektierten Frequenzanteile unterdrückt, und das Dämpfungsglied 4 dient daher zur Einstellung der Gesamtverstärkung. Das Filter 5 ist ein ZF-Bandpaßfilter, das Störfrequenzen, welche durch das Abwärtsmischen entstanden sind, unterdrückt. Ein GPD-Ver­ stärker 6 bewirkt eine Verstärkung des Signals auf einen Pe­ gel von 0 dBm, was einer Verstärkung von etwa 36 dB entspricht.
In einem dem Verstärker 6 nachgeordneten Splitter 7 wird das HF-Signal in zwei Pfade aufgeteilt, von denen der eine zu einem Ringmischer 14 führt, während der zweite Pfad zur Taktgewinnung und Codeerzeugung zu einer Einrichtung (Blöcke 8 bis 13) führt. Ein dem Splitter 7 nachgeordneter Detektor 8 erzeugt die Hüllkurve der eingehenden Hochfrequenz-Pulse. Das Ausgangssignal des Detektors 8 weist eine negative Polarität auf, und seine Amplitude ist proportional zum Eingangspegel.
Ein Operationsverstärker 9 arbeitet invertierend, um das ne­ gative Ausgangssignal des Detektors 8 auf TTL-Pegel anzuhe­ ben. Der Verstärker 9 ist als Komparator geschaltet, um eine Umschaltung zwischen log "0" und log "1" bei einer bestimmten Schaltschwelle zu gewährleisten. Das TTL-Signal ist ein Rechteck-Pulssignal mit der gleichen Pulsfolgefrequenz und Pulsdauer wie vor dem Verstärker 9.
Mit einem dem Verstärker 9 nachgeschalteten Monoflop 10 wird ein Taktpuls (Trigger) mit einer Zeitdauer von beispielsweise 1 ms erzeugt. Hierbei wird der Taktpuls von der abfallenden Flanke des Rechteck-Pulssignals abgeleitet.
Die Erzeugung eines Triggersignals mit fallender Flanke hat folgende Gründe:
  • - Das Hochfrequenz-Pulssignal hat eine kurze Laufzeit vom Splitter 7 zum Phasenmodulator (Blöcke 8 bis 13).
  • - Die Signallaufzeit für den Detektor und die Takterzeugung sowie die Code-Austaktung sind um ein Vielfaches länger.
  • - Würde der Takt mit der steigenden Pulsflanke erzeugt, würde die Phase im Phasenmodulator kurz nach Beginn des Hochfre­ quenz-Pulses umgetastet. Dies hätte eine fehlerhafte und nicht zu definierende Signalstruktur zur Folge.
Aus diesen Gründen erfolgt die Takterzeugung mit fallender Pulsflanke, was eine Phasenumtastung erst nach dem Hochfre­ quenz-Puls zur Folge hat, welcher den Takt erzeugt hat. Auf­ grund dessen geht der erste einlaufende Hochfrequenz-Puls ohne eine Phasenumtastung durch den Modulator. (Da im An­ fangszustand der Code auf "0" steht, wird diese Phasenlage als 0°-Phase definiert.)
Eine Taktanzeige erfolgt durch ein D Flip-Flop 11, das eine LED ansteuert. Mit dem ersten erzeugten Takt leuchtet die Anzeige auf und kann nach Ausbleiben des Taktes, wodurch das Signalende angezeigt wird, durch einen Taster (RESET) ge­ löscht werden. In einem nachgeordneten Codegenerator 12 wird ein Code mit einer Länge von 1023 Bit erzeugt.
Eine Symmetriereinheit 13 wandelt das Codesignal (TTL-Pegel) in ein bipolares Signal (±2 V) um, da der nachgeordnete Ring­ mischer 14 nur mit einem bipolaren Signal gesteuert werden kann. Mit diesem seriell ausgegebenen Code (1 Bit pro Takt) werden die beiden Diodenpaare des Ringmischers 14 gesteuert. Der Codezustand bildet also die Referenz für die Phasenlage der Hochfrequenz-Pulse.
An einem Eingang des Ringmischer 14 liegen die Hochfrequenz- Pulse und am Zwischenfrequenz-Eingang IF (Intermediate Fre­ quency) das Codesignal zur Phasenumtastung an. Die Phasenum­ tastung (PSK: Phase Shift Keying) erfolgt durch Umschalten zwischen den beiden Pfaden des Splitters 7. Am Hochfrequenz- Ausgang RF (Radio Frequency) wird das phasenmodulierte Signal abgegriffen.
Ein festes Dämpfungsglied 15 und ein variables Dämpfungsglied 16 dienen zur Einstellung der Gesamtverstärkung des Signals. In einem den Dämpfungsgliedern 15 und 16 nachgeordneten Mi­ scher 17 wird das Signal aus der Zwischenfrequenz-Ebene mit­ tels des externen Synthesizers 22, der eine Mischfrequenz von 5 GHz und eine Pegel von etwa 7 dBm hat, ins C-Band aufwärtsge­ mischt. Der nachgeordnete, zweistufige C-Bandverstärker 18 be­ wirkt eine Signalverstärkung von 22 dB.
Mittels eines weiteren Dämpfungsglieds 19 sollen die von einem Bandpaßfilter 20 reflektierten Frequenzanteile unterdrückt werden; somit dient das Dämpfungsglied 19 zur Einstellung der Gesamtverstärkung. Mittels des Bandpaßfilters 20 im C-Band werden Störfrequenzen unterdrückt, welche durch das Aufwärts­ mischen entstanden sind. Mittels eines Leistungsverstärkers 21 wird das Sendesignal auf den jeweils geforderten Pegel ge­ bracht.
In Fig. 2a ist eine Darstellung eines normal-prozessierten SAR- Bilds mit Azimut-Modulation wiedergegeben. In Fig. 2a zeigt eine überstrahlte Azimutlinie den unfokussierten Transponder während seiner ganzen Sichtbarkeitsdauer während der Beleuch­ tung durch einen Satelliten. Die von der Anmelderin gewollte "Überstrahlung" der Azimutlinie diente hierbei lediglich Test­ zwecken.
Der rechts neben Fig. 2a angeordneten Fig. 2b ist ein der Fig. 2a entsprechendes Bild jedoch mit fokussiertem Transponder und unterdrücktem Hintergrund zu entnehmen. Sowohl in Fig. 2a als auch in Fig. 2b ist die Position des Transponders jeweils mit einem Kreis gekennzeichnet, in dessen Mittelpunkt, wie in Fig. 2b angedeutet, der Transponder selbst angeordnet ist. In den beiden Fig. 2a und 2b ist auf der Abszisse die Entfer­ nung und auf der Ordinate der Azimut jeweils in km aufgetra­ gen.
In Fig. 3a ist mit einer Azimut-Modulation eine dreidimensiona­ le Darstellung des Hintergrundes mit einem dekorrelierten Transponder wiedergegeben, wobei auf der senkrecht zur Wieder­ gabeebene eingetragenen Achse die Amplitude aufgetragen ist. Im Unterschied zu Fig. 3a ist in Fig. 3b mit einer Azimut-Modu­ lation eine dreidimensionale Darstellung eines korrelierten Transponders mit einem defokussierten Hintergrund wiedergege­ ben.
Mit Hilfe der Codemodulation wird nach der Prozessierung eines SAR-Bildes der Transponder so defokussiert, daß er im Bild unterdrückt wird. Da das Maß der Unterdrückung unter Um­ ständen nicht ausreicht, um den Transponder unsichtbar zu ma­ chen, wird zusätzlich, und in Verbindung mit der Reduzierung der Sendeleistung des Transponders, das von dem SAR-Gerät ver­ wendete Pulskompressionsspektrum (Chirp) umgekehrt. Werden die SAR-Daten unter Berücksichtigung des Codes und des geänderten Chirp-Verlaufs prozessiert, dann läßt sich der Transponder wieder fokussieren und als ein heller Punkt orten.
Mit der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann wahlweise außer der Azimut-Modulation zusätzlich eine Entfernungs-Modulation durchgeführt werden. Dies geschieht durch eine Umkehr des intra-modulierten SAR-Sendesignals (Chirp), wobei ein Aufwärts-Chirp in einen Abwärts-Chirp umgewandelt wird oder umgekehrt. Dies wird durch eine entsprechende Umsetzung der Transpondersignale er­ reicht.
Der anhand von Fig. 1 bisher beschriebene Transponder ist für eine Zwischenfrequenz von 300 MHz ausgelegt. Durch Verwenden unterschiedlicher Mischfrequenzen im Sende- und Empfangsteil des Transponders wird eine Umkehr der Chirp-Modulation be­ wirkt. Hierzu ist in Fig. 1 ein schematisch angedeuteter Schal­ ter 23 vorgesehen, mit welchem zwischen dem Snythesizer 22 und einem gestrichelt wiedergegebenen Synthesizer 24 umgeschaltet werden kann, wobei letzterer eine Mischfrequenz von 5,6 GHz hat.
Bei einer Beschränkung auf die Azimut-Modulation der Transpon­ dersignale können die SAR-Daten entweder für eine Fokussierung des Transpondersignals oder für eine Fokussierung der passiven Signale der Umgebung prozessiert werden.
Durch eine zusätzliche, wahlweise durchgeführte Entfernungs- Modulation kann der Transponder im SAR-Bild zusätzlich um ≧ 25 dB unterdrückt werden. Damit beträgt dann die Unter­ drückung in Azimut- und in Entfernungsrichtung insgesamt ≧ 50 dE. Um den gleichen Betrag werden dann auch natürliche Punkt­ ziele bei einer den Strukturen der Transponder-Signale ange­ paßten Prozessierung unterdrückt.
In Fig. 4a und 4b sind entsprechend ausgewertete Datensätze eines SAR-Bildes mit Entfernungs- und Azimut-Modulation in der Umgebung eines Transponders wiedergegeben, wobei die Transpon­ derposition wieder durch einen Kreis gekennzeichnet ist, in dessen Kreismittelpunkt sich der Transponder befindet. Sowohl in Fig. 4a als auch in Fig. 4b sind auf der Abszisse die Entfer­ nung und auf der Ordinate der Azimut jeweils in km eingetra­ gen. Wie den unterschiedlichen Eintragungen an der Abszisse bzw. der Ordinate zu entnehmen ist, stellt Fig. 4b lediglich einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 4a dar, wobei der Mit­ telpunkt des Kreises in Fig. 4b wiederum der Position des Transponders entspricht.
Es sind somit zwei Verfahren mit einem codierten Transponder geschaffen, mit deren Hilfe Objekte so gekennzeichnet werden können, daß sie im SAR-Bild eindeutig detektiert werden. Bei beiden Verfahren wird hierbei der Transponder in einem konven­ tionell prozessierten SAR-Bild unterdrückt, und bei beiden Verfahren werden bereits existierende und eingesetzte SAR-Sy­ steme ohne eine Modifikation benutzt.
Bei dem ersten Verfahren wird das im Transponder empfangene SAR-Signal von Radarimpuls zu Radarimpuls nach einer pseudobe­ liebigen Codefolge phasenumgetastet, bevor es wieder ausge­ strahlt wird. Im SAR-Bild wird der Transponder dadurch defo­ kussiert. Bei Kenntnis dieses Codes der pseudobeliebigen Code­ folge und der entsprechenden Prozessierung der SAR-Daten läßt sich der Transponder fokussieren und ohne Ortungsfehler im SAR-Bild lokalisieren. Der Code kennzeichnet dann den Trans­ ponder und das Objekt auf dem der Transponder angebracht ist. Trotz eines etwas höheren Aufwandes zur Prozessierung der Da­ ten und einer begrenzten Unterdrückung des Transponders im konventionell prozessierten SAR-Bild liegen die Vorteile die­ ses Verfahrens in der Einfachheit der Transponderauslegung und dem vernachlässigbaren Lokalisierungsfehler.
Bei den zweiten Verfahren wird zusätzlich zur Phasenumtastung (PSK) der empfangenen Impulse die vom SAR zur Impulskompres­ sion erzeugte Chirp-Modulation im Transponder umgekehrt. Da­ durch wird der Transponder im konventionell prozessierten SAR- Bild weiter unterdrückt und damit gänzlich unsichtbar. Wegen der Umkehrung der Chirp-Modulation verschwindet die Doppler- Modulation des Transpondersignals und die SAR-Auflösung geht verloren.
Bei Prozessierung der SAR-Daten mit umgekehrter Chirp-Modula­ tion mit Hilfe des synchronisierten Codes läßt sich dann der Transponder detektieren. Durch eine Bestimmung des Schwer­ punkts der Transponder-Amplitude kann der Transponder im SAR- Bild lokalisiert werden. Die besonderen Vorteile dieses Ver­ fahrens liegen in der einfacheren Datenprozessierung und in der vollständigen Unterdrückung des Transpondersignals im kon­ ventionell prozessierten SAR-Bild.
Ein gemäß der Erfindung entsprechend codierter Transponder kann generell sowohl im militärischen als auch im zivilen Be­ reich eingesetzt werden, um verschiedenartige Objekte zu loka­ lisieren und zu identifizieren. So könnten beispielsweise im militärischen Bereich Militärfahrzeuge erkannt und genau loka­ lisiert werden. Im zivilen Bereich könnten beispielsweise ab­ gelöste Eisberge festgestellt und über einen längeren Zeitraum verfolgt und damit genau lokalisiert werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Lokalisierung und Identifizierung von Objek­ ten mittels eines codierten Transponders in Verbindung mit einer in Luft- und Raumfahrzeugen mitgeführten SAR-Einrich­ tung, dadurch gekennzeichnet, daß das von der mitgeführten SAR-Einrichtung abgegebene und von dem Transponder empfangene Signal so verändert wird, daß die inhärente Dopplerinformati­ on für die SAR-Auflösung in Azimuth-Richtung unbrauchbar wird,
das den Transponder repräsentierende Ziel nach der konventio­ nellen SAR-Prozessierung in der SAR-Szene defokussiert wird und damit unsichtbar ist, und
in einer gesondert durchgeführten Signalverarbeitung mittels einer entsprechenden Referenzfunktion des Transponder-Signals dieses fokussiert und damit das übrige SAR-Bild defokussiert wird.
2. Verfahren zur Lokalisierung und Identifizierung von Objek­ ten mittels eines codierten Transponders in Verbindung mit einer in Luft- und Raumfahrzeugen mitgeführten SAR-Einrich­ tung, dadurch gekennzeichnet, daß das von der mitgeführten SAR-Einrichtung abgegebene und von dem Transponder empfangene Signal so verändert wird, daß die Chirp-Signalstruktur des SAR-Signals, welche zur Fokussierung des Transponders in Ent­ fernungsrichtung benutzt wird, dabei umgekehrt wird, und da­ mit das den Transponder repräsentierende Ziel nach der kon­ ventionellen SAR-Prozessierung in der SAR-Szene defokussiert wird und damit unsichtbar ist, und in einer gesondert durchgeführten Signalverarbeitung mittels einer entsprechenden Referenzfunktion des Transponder-Signals dieses fokussiert und das übrige SAR-Bild in Entfernungsrich­ tung verschmiert wird.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
einem Empfängerteil eines Transponders, in welchem ein emp­ fangenes Signal nach Verstärkung (1) und Bandpaßfilterung (2) in einer von einem oder zwei externen Synthesizern (22; 23) versorgten Mischstufe (3) aus dem C-Band herabgemischt, ge­ dämpft(4), nochmals bandpaß-gefiltert (5) und am Ausgang wie­ der verstärkt (6) wird,
ein Splitter (7) nachgeordnet ist, der das verstärkte HF-Aus­ gangssignal des Empfängerteils in zwei Pfade aufteilt, von denen der eine Pfad zu einem Ringmischer (14) und der zweite Pfad zur Taktgewinnung und Codeerzeugung zu einer Einrichtung (8 bis 13) führt,
welcher das Ausgangssignal eines Detektors (8) mit negativer Polarität und einer zum Eingangssignal proportionalen Ampli­ tude in einem als Komparator geschalteten Verstärker (9) in­ vertiert und einem Monoflop (10) zur Triggerung zugeführt wird, wobei der Triggerimpuls von der abfallenden Flanke des Pulssignals abgeleitet wird,
ein einstellbar verzögertes Ausgangssignal des Monoflop (10) einem Codegenerator (12) zugeführt wird, dessen Ausgangs­ signal mittels einer Symmetriereinheit (13) in ein bipolares Ausgangssignal umgewandelt wird, das an den Ringmischer (14) zur Phasenumtastung des HF-Pulses vom Splitter (7) entspre­ chend der Codesequenz angelegt wird,
das modulierte Signal anschließend nach Einstellung der Ge­ samtverstärkung (mittels Dämpfungsglieder 15, 16) in einer Mischstufe (17) mittels des einen oder der zwei externen Syn­ thesizer (22, 23) im C-Band einer Aufwärtsmischung und Band­ paßfilterung (20) unterzogen und entsprechend verstärkt (18, 21) über eine Antenne (AS) gesendet wird.
DE19620682A 1995-05-24 1996-05-22 Verfahren zur Lokalisierung und Identifizierung von Objekten mittels eines codierten Transponders Expired - Lifetime DE19620682C2 (de)

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