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Verfahren zur Verbesserung der OrtungsgenautgL eit von Radaranlagen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Ortungsgenauigkeit von
Radaranlagen durch Erhöhung des azimutalen Auflösungsvermögens bei passiv reflektierenden
Zielen.
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Die genaue Positionsbestimmung von Radarzielen auf engen, dicht befanrenen
Wasserstraßen stellt an die Ortungsgenauigkeit und damit an das Auflösungsvermögen
einer Radaranlage hohe Ansprüche. Das Auflösungsvermögen muß beispielsweise bis
zu Entfernungen von 10 km besser als 50 m sein, danit sich große tiefgehende Schiffe
(z.3. Supertanker) von bis zu 350 m Länge und 60 m 3reite in einer schmalen Fahrrinne
von nur 300 m Breite gefahrlos begegnen können. Die maximal ausnutzbare Reichweite
der Radaranlage wird unter solchen Bedingungen nicht durch den Systemwert der Anlage,
ausgedrückt durch Sendeleistung, Antennengewinn und Empfängerempfindlichkeit begrenzt,
sondern durch das Auflösungsvermögen. Bei höherem Auflösungsvermögen ware in vielen
Fällen ein größerer gegenseitiger Abstand der Radarstationen in einer Radarkette
möglich Zwischen radialem und azimutalem Auflösungsvermögen ist zu unterscheiden.
Bleibt das begrenzte Auflösungsvermögen des Radarschirmes unberücksichtigt, so wird
das radiale Auflösungsvermögen nänerungsweise durch die Sendeimpulsdauer, das azimutale
Auflösungsvermögen durch die Keulenbreite der Antenne bestimmt.
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Das radiale Auflösungsvermögen ist demnach im gesamten nrfassungsbereich
der Radaranlage konstant. Das azimutale Auflösungsvermögen nimmt dagegen im Fernfeld
der Antenne stetig mit der Entfernung ab.
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Beträgt die Sendeimpulsdauer wie bei den im Küstenbereich zur Sicherung
des Schiffsverkehrs errichteten Landradaranlagen 0, 1 µs, entsprechend einem radialen
Auflösungsvermögen von 15 m, und die 3d3-KeuLenbreite der Antenne 0,50 (Breite im
-3dB iveau bezogen auf das Keulenmaximum), so wird das azimutale Auflösungsvermögen
bereits in einer Entfernung von 1,7 km
geringer als das radiale.
In 10 km Entfernung hat sich das Verhältnis auf 6:1 verschlechtert.
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Da bei den meist langgestreckten Wasserstraßen die Fahrwasserachse
in großer Entfernung von der Radaratation nahezu radial verläuft, die Schiffe also
einen ungefahr radialen Kurs steuern, bestimmt das azimutale Auflösungsvermögen
den Querabstand in der Fahrrinne, das radiale Auflösungsvermögen den längsabstand
zu dem nächsten Bezugspunkt (Fahrwassertonne oder Kurswechselpunkt). Der für die
Schiffsführung besonders wichtige Querabstand muß daher mit hoher Genauigkeit, der
Längsabstand darf dagegen mit wesentlich geringerer Genauigkeit ermittelt werden.
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Die Radaranlage liefert jedoch ein Ortungsergebnis mit gerade entgegengesetzten
Genauigkeitswerten.
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Die Schwierigkeiten der Scniffsortung nehmen dadurcn noch erneblich
zu, daß stark reflektierende Ziele schon weit unterhalb des -3dB-Niveaus der Antennenkeule
entdeckt und angezeigt werden. in Punktziel, das beispielsweise im -20dB-Niveau
erfaßt wird, erscneint auf dem Bildschirm (bei Vernacnlässigung des Leuchtfleckdurchmessers)
in azimutaler Richtung um den Faktor 2,5 bis 3 breiter als ein Punktziel, dessen
Entdeckun£sschwelle im -3dB-Niveau liegt. wenn die.Breite der Antennenkeule nimnt
um diesen Faktor eichen den beiden Niveaus zu. Da der Dynamikumfang zwiscnen schwach
und stark reflektierenden Zielen mehr als 50 d3 beträgt, schwankt die öe der Entdeckungsschwelle
je nacn empfangenen Signalpegel um metir als 25 dB bezogen auf das Keulenmaximum
(die Antenne--ist zugleich Sende-und Empfangsantenne!). Entsprechend ändert sicn
die azimutale Zielbreite auf dem Bildschirm. Die Ortungsgenauigkeit großer stark
reflektierender Schiffe ist aus diesem Grunde besonders schlecht. Aber gerade diese
Fahrzeuge sind wegen ihres großen Tiefganges und ihrer geringen manövrierfähigkeit
auf eine nohe Ortungsgenauigkeit angewiesen.
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Mit der Zunahme der Schiffsgrößen sind erhebliche Anstrengungen unternommen
worden, das azimutale Auflösungsvermögen zu verbessern. Da die Keulenbreite in erster
Linie von der Antennenlänge abhängt, wurden immer längere Antennen entwickelt und
eingesetzt. Im X-3and sind Reflektorantennen bis zu 7,5 m Länge mit
einer
3dB-Keulenbreite von 0,3° /1/ und Schlitzstrahlantennen bis 9,5 m Länge und einer
3dE-Kealenbreite von 0,260 /2/ im Einsatz. Darüber hinaus wurden durch Kombination
mehrerer Schlitzstrahler sog. Produktantennen entwickelt, die durch "Multiplikation"
der Antennendiagramme eine 3d3-Breite der resultierenden Antennenkeule von nur 0,220
bei einer Länge von ca. 5 m erzielen /2/.
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Eine nennenswerte Verbesserung dieser Daten scheint heute nicht mehr
möglich zu sein, da bereits gewisse mechanische und elektorische Grenzwerte erreicht
bzw. schon überscnritten sind. Ver Nachteil hochauflösender Reflektorantennen liegt
in dem hohen Gewicht und der ausgedehnten Windangriffsfläche. Das hohe Gewicht setzt
eine starke Turmkonstruktion voraus und erschwert die Montage. Die ausgedehnte Windangriffsfläche
bedeutet eine nohe Antriebsleistung mit einem entsprechend schweren Motor-Getriebe-Block.
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Der Einsatz hochauflösender, endgespeister Schlitzstrahlantennen
wird bei Betrieb mit senr kurzen Sendeimpulsen problematisch. Liegt die Impulslänge
(Impulsdauer x 1/2 Lichtgeschwindibkeit) in der Größenordnung der effektiven Antennenlänge
(Berücksichtigung der Gruppenlaufzeit im geschlitzten Hohlleiter), dann wird während
eines erheblichen Prozentsatzes der Impulsdauer nicht mehr die gesamte Antennenfläche
ausgeleuchtet. Als Folge davon tritt neben einer Verschlechterung des Gewinn und
des Nebenzipfelabstandes eine wesentliche Verbreiterung der Antennenkeule auf /3/.
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Produktantennen sind sehr aufwendig und empfindlich gegen Phasenverschiebungen
der im ZF-Bereich zu multiplizierenden Signale. Beispielsweise treten durch Vereisung
der Antenne starke Diagrammverzerrungen auf.
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Bei den neuentwickelten Antennentypen mit paralleler Speisung der
Strahlungselemente (Arrayantennen) wäre im Prinzip eine noch größere Antennenlänge
als die zuvor genannten denkbar.
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Allerdings ergeben sich: auch hier Grenzwerte durch die mit der Antennenlänge
überproportional wachsenden Anforderungen an die mechanische und elektrische Präzision
und die Steifigkeit der
der Antennenkonstrnktion.
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Die Ortungsgenauigkeit kann grundsätzlich auch durch eine Zielmittenbestimmung
nach einer automatischen Zielextraktion verbessert werden. Bekannt ist die Technik
des tanderfensterdetektors /4/. Er liefert während des Durchlaufens der Antennenkeule
durch den Zielazimut eine Zielanfangs und Zielendemeldung, aus der die Zielmitte
ermittelt wird, Da Oluttersignale und Rauschen diese Zielmeldungen stören können,
insbesondere dann, wenn die Entdeckungsschwelle sehr niedrig liegt, ist die vom
Zielextraktor ausgegebene Zielmitte mit einem relativ großen Fenler behaftet. Sind
die Zielabmessungen wie bei allen größeren Scniffen erneblich größer als die Auflösungszelle
(deren Abmessungen durch die Sendeimpuladauer und die 3dB-KeuLenbreite der Antenne
gegeben sind), so nimmt der Fehler der automatischen Positionsbestimmung noch wesentlich
zu. Der Echoschwerpunkt ist in solchen Fällen nicht identisch mit der Zielmitte.
Denn je nach dem Aspekt, unter dem das Schiff vom Radarstrahl abgetastet wird, reflektieren
unterschiedliche Flächen und Aufbauten des Scniffes. Nur ein geübter beobachter
kann aus der Echostruktur des Ronvideobildes die Schiffslage im Fahrwasser erkennen.
An einer Verbesserung des Auflösungsvermögens des Rohvideobildes besteht daher ein
starkes Interesse.
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3ei den heutigen Radaranlagen richtet sich die Signalverstärkung allein
nach den schwächsten noch zu entdeckenden Zielen.
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Sie wird entfernungsabhängig so gesteuert bzw. geregelt, daß die Entdeckungsschwelle
knapp oberhalb des Clutter- oder Rauschpegels liegt. Bei stark reflektierenden Zielen
tritt dann die zuvor erläuterte azimutale Zielverbreiterung auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln,
das die Ortungsgenauigkeit von Radaranlagen verbessert.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zu einer von
der maximalen Signalamplitude des Zieles abhängigen Verstärkungsreduktion bzw. Entdeckungsschwellenanhebung
im unnittelbaren nielbereich nach Zwischenspeicherung der empfangenen Signalfolgen
mehrerer Radarperioden innerhalb eines schmalen, mit der Antenne umlaufenden Azimutintervalls
von der 3reite der Antennenkeule
das Signalmaximum in diesem Intervall
für jeden radialen Quantisierungsschritt (= Entfernungsring) unabhängig ermittelt
wird, und von diesem Signalmaximum entsprecnend seiner amplitude die Verstärkung
des aus der Intervallmitte dem Speicher nichtlöschend entnommenen Signals so weit
reduziert wird, bzw. die Entdeckungsschwelle so weit angehoben wird, daß die Entdeckungsschwelle
die Antennenkeule im oberen schmalen Teil schneidet.
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Das Prinzip der Erfindung wird zunächst daran erläutert, die Entdeckungsschwelle
einer SignaLampLitude eines punktförmigen, stark reflektierenden Zieles anzupassen.
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Abb. 1a zeigt den Azimutalschnitt durcn die Echosignale 1 eines solchen
Zieles, in dessen Umgebung Störsignale 2 (Cluttersignale oder Rauschen) auftreten.
Die For des Azimutalschnittes entspricht bekanntLich der Charakteristik der Antennenhauptkeule.
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Die in Abb. 1a aufgetragenen Signalwerte entstammen den in Abb. 2
dargestellten azimutal benachbarten Elementarzellen eines Entfernungsringes 1. Diese
Elementarzellen entstehen durch die Azimut@uantisierung w und die Entfernungsquantisierung
r des Radarbereiches. w ist der gegenseitige Abstand benachbarter Empfangsperioden.
Im Zentrum 2 liegt der Standort der Radaranlage.
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Der Maximalwert der Echosignale bestimmt erfindungsgemäß die Höhe
der Entdeckungsschwelle 3 (Abb. 1a). Sie liegt in Abb. 1a ca. 5 d unterhalb des
Signalmaximums, d.h. ca. im -5dB-Niveau der Antennenkeule. Durch das Signalmaximum
ist die ltdeckungsschwelle ungefähr um- 20 dB angehooen worden. Die Verbesserung
des Auflösungsvermögens entspricht dem Quotienten aus den Keulenbreiten mit bzw.
ohne Schwellenannebung. Im vorliegenden Beispiel beträgt der Verbesserungsfaktor
ungefähr 3.
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in völlig gleichwertiges @rgebnis erhält man, wenn anstelle einer
anhebung der Entdeckungsschwelle die Signalverstärkung um einen gleich großen dB-Betrag
reduziert wird. Abb. ib zeigt den entsprecnenden @erstärkungsverlauf, bb. 1c den
Signalverlauf nach der Verstärkungsreduktion bei konstanter Höhe der Entdeckungsschwe
lle 4. Gegenüber der Schwellenanhebung besitzt
die Verstärkungsreduktion
jedoch einen praktichen Vorteil: Der Dynamikumfang der weiter zu-verarbeitenden
Signale wird stark eingeengt, und eine Steuerung der Entdeckungsschwelle entfällt.
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Im folgenden wird daher die Verstärkungsreduktion vorzugsweise behandelt.
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Ein wesentliches iterkmal der Erfindung besteht darin, daß die Verstärkung
im azimutalen Zielbereich konstant ist. Dadurcn wird der effekt einer niedrigen
Verstärkung mit entsprectiend hohem azimutalen Auflösungsvermögen bei stark reflektierenden
Zielen erreicht ohne daß gleichzeitig die Entdeckungswahrscheinlichkeit schwach
reflektierender Ziele verschlechtert wird.
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Die Entdeckung eines schwach reflektierenden Zieles in der Nachbarschaft
eines stark reflektierenden setzt jedoch voraus, daß sich die Verstärkungsreduktion
auf den unmittelbaren Zielbereich beschränkt. Oder anders ausgedrückt: Die Verstärkungsreduktion
darf sich nur auf ein Azimutintervall von der Breite der Antenne nenkeule in de
niedrigsten noch vorkommenden Niveau der Entdeckungsschwelle erstrecken, da die
Echosignale nur innerhalb dieses Intervalls korreliert sind.
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Aus dem gleichen Grunde muß in jedem mntfernungsring ein unabhängiger
Prozess der signalabnängigen Verstärkungsreduktion ablaufen. enn in radial benacnbarten
Elementarzellen sind die Echosignale nur schwach oder gar nicht korreliert.
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Die bisherigen Überlegungen haben sich ausschließlich auf Punktziele
bezogen. Sie sind jedoch onne Einschränkungen auch für Flächenziele gültig. Jedes
Fläcnenziel kann gedanklich in eine Vielzahl von Punktzielen zerlegt werden, deren
gegenseitige radiale und azimutale Abstände durch die Systemauflösung (Größe der
Auflösungszelle) gegeben ist. Dann sind die Echosignale dieser Punktziele näherungsweise
dekorreliert, und sie dürfen als unabhängige Ziele betrachtet werden. Für jedes
dieser @unktziele wird die Entdeckungsschwelle über die Verstärkung indivisuell
festgelegt. Es besteht dauer grundsätzlich kein unter scilied zwischen einer Annäufung
punktförmiger Nutzziele, die einzeln entdeckt und aufgelöst werden sollen, und einea
Flächenziel mit gleicher Gesamtausdehnung.
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Die signalabhängige Reduktion der Verstärkung (bzw. die äquivalente
Anhebung der Entdeckungsscnwelle) in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Art setzt
eine Signalzwischenspeicherung voraus. Denn die Verstärkungsreduktion muß einerseits
in inrem Umfang bereits festgelegt sein, bevor die Antennenkeule das (Punkt-) Ziel
voll erfaßt hat, und andererseits bestimmt das Signalmaximum noch die Höhe der Verstärkungsreduktion,
nacndem die Antennenkeule schon weitgehend über das Ziel hinweggestricnen ist. Diese
azimutal zurück- und vorausgerichtete Wirkung des Signalmaximums läßt sich nur erreichen,
wenn die Echosignale in einer vorausschauenden" und in einer "zurückschauenden"
Speicherhälfte zwischengespeichert werden. Beide Speicherhälften bilden einen Gesamtspeicher,
in dessen Mitte die Echosignale ohne Löschen des Speicherinhaltes ausgelesen und
dann entsprechend der Höhe des Signalmaximums im Intervall in der Amplitude reduziert
werden.
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Abb. Da veranschaulicht annand eines Beispiels mit zwei azimutal benachbarten
Zielen Z1 und Z2 den Prozess der Verstärkungsreduktion. Das Azimutintervall von
der breite a bis c läuft mit der Antenne um. Im Antennenazimut a nimmt der Speicher
die zenosignale auf und speicnert sie solange, bis das Azimutintervall insgesamt
über diese Richtung hinweggestrichen ist. @n der SteL-lung 1 des Intervalls hat
die Antennenkeule das Ziel Z1 mit der Flanke erfaßt. Die vorausliegende Speichernälfte
a-b liefert den Maximalwert des Intervalls, der die Signalverstärkung am Signalausgang
b festlegt. In der Stellung 2 ist das Signalmaximum des Zieles erreicht. Es wandert
mit der Antennenumdrehung von der vorausliegenden in die zurückliegende Speicherhälfte
hinüber bis die Stellung 3 erreicht ist. Die Verstärkung bleibt innerhalb dieses
winkels konstant. @n Stellung 4 liefert die Signalamplitude der @ielflanke in der
zurückliegenden Speicherhälfte b-c:. den Maximalwert des intervalls. Er wechselt
in Stellung 5 wieder in die vorausliegende Speicherhälfte über, da azimutal voraus
ein neues Ziel Z2 entdeckt wird.
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Während die Antenne durch den Aæimut der beiden Ziele dreht, beschreibt
der Punkt bin der Intervallmitte den geometrischen Verlauf des Signalmaximums im
Intervall. Dieser Verlauf stellt den durch die Erfindung vorgeschriebenen prinzipiellen
Verlauf
der Verstärkungsreduktion (Dämpfung) dar (Abb. 3b). damit
ist das Zustandekommen eines vom Signalmaximum abhängigen, innerhalb der Zielbreite
konstanten Verstärkungsverlaufes geklärt.
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Ist der Nebenzipfelabstand der Antenne gering oder ist der Dynamikumfang
zwischen schwach und stark reflektierenden Zielen besonders groß, so werden die
der Hauptkeule benachbarten Nebenzipfel die Entdeckungsschwelle überschreiten und
auf den Bildschirm dargestellt werden. Diese Nebenzipfel können durch die Yerstrkungsreduktion
miterfaßt und unterdrückt werden, wenn das Azimutintervall um die Breite der Nebenzipfel
erweitert wird. Allerdings werden dann auch unmittelbar benachbarte, schwach reflektierende
Nutzziele nicht entdeckt.
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Im Erfassungsbereich der Radaranlage können nahezu unbegrenzt viele
Ziele mit beliebigen Positionen auftreten. Um für alle diese Ziele die Verstärkungsreduktion
der maximalen Signalamplitude individueLL anzupassen, müssen die Echosignale aller
Empfangsperioden innerhalb eines Sektors von der Breite des Azimutintervalls in
einem "Sektor"-Speicher zwischengespeichert werden Abb. 2 zeigt die Elementarzellen
eines Sektors mit einer azimutalen 3reite 3 von 8 w. In jedem Entfernungsring dieses
Sektors wird der Maximalwert der gespeicherten Signale unabnängig ermittelt. Da
die Entfernungsringe nacheinander durchlaufen werden, genügt es jedoch, zur Bestimmung
des Maximalwertes nur eine Quswerteschaltung einzusetzen, die nacheinander die Speicherinhalte
der Entfernungsringe übernimmt und auswertet.
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Die Erfindung besitzt in dieser Hinsicht eine gewisse Ähnlicnkeit
mit einem Wanderfensterdetektor /4/. Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung nat
ein Wanderfensterdetektor hingegen lediglich die Aufgabe, nach einem Häufigkeitskriterium
eine zweite Schwelle für die Zielentdeckung festzulegen. Er liefert, wenn diese
Schwelle überschritten wird, eine Zielanfangs- und eine Zielendemeldung. Die Zwiscnenspeicherung
ruft bei beiden Verfahren eine Drehung des Bildes um eine halbe Intervallbreite
hervor. Sie muß durch eine entsprecnende Drehung der Azimuteichmarken (Nord- und
Winkelmarken) korrigiert werden.
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Als vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung bietet sich eine
zusätzliche
Möglichkeit an, die azimutale Ortungsgenauigkeit über den durch die signalabhängige
Verstärkungsreduktion (zw.
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Schwellenanhebung) erreichten Stand hinaus zu verbessern. Die im Sektorspeicher
wänrend des Antennendurchlaufs gespeicherten Si5-nalmaxima der Ziele können dazu
herangezogen werden, die azimutale Zieliqitte zu kennzeichnen. Wenn die Antennenkeule
ein Ziel überstreicht, wandert das Signalmaximum, wie anhand der Abb. 3 erläutert,
vom rechten zum linken Intervallrand, d.h. von der vorausliegenden zur zurückliegenden
Speicherhälfte. Ein Amplitudenkomparctor, der die Signalamplitude am Speicherausgang
(in der Intervallmitte) mit dem Signalmaximum im Intervall vergleicht, gibt genau
dann ein Äquivalenzsignal ab, wenn das Signalmaximum die Intervallmitte erreicht
hat. Das Äquivalenzsignal markiert im.Radarbild durch @elltastung die azimutale
Lage des Signalmaximums, die im Normfall mit der azimutalen @ielmitte identisch
ist.
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Abb. A zeigt an einem Beispiel die Verbesserung der azimutalen Ortungsgenauigkeit
durch die signalabnängige Verstärkungsreduktion und die bestimmung der azimutalen
Zielmitte. In dem r-v;-Raster des Radarbereiches (r-= radiale, w = azimutale Quantisierung,
vgl. Abb. 2) ist die Lage eines Schiffes 1 eingetragen, das einen radialen Kurs
steuert (Abb. 4a). Die Schiffslänge erstreckt sich über 4 Elementarzellen des Rasters.
ei konstanter Höhe der Entdeckungsschwelle ohne Änderung der Verstärkung erscheint
das Schiffsecho auf dem Bildschirm in der Darstellung 2, Abb. 4b. Die azimutale
Zielverbreiterung ist stark ausgeprägt.
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Wegen der unterschiedlich stark reflektierenden Schiffsaufbauten ist
jedocn die Zielbreite nicht in jedem Entfernungsring gleich groß. Durch Einsatz
der signalabhängigen Verstärkungsreduktion nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird in jedem Entfernungsring die azimutale Zielbreite auf ungefähr die 3dB-Keulenbreite
vermindert. Im vorliegenden Fall entfallen auf die 3dB-Breite 5 Empfangsperioden).
Das Schiffsecho ist dadurch wesentlich schmaler geworden (DarstelLunÖ 3).
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Mit der Kennzeichnung des Signalmaximums in jedem Entfernungsring
wird die Zielmittellinie (Scniffsachse) hervorgehoben und die Ortungsgenauigkeit
nochmals verbessert (DarsteLLung 4).
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Diese Erweiterung der Erfindung ist für die Lagebestimmung
großer
Schiffe in engen Fahrwasserbereichen besonders interessant.
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Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß mit der
Positionsbestimmung der Signalmaxima aller im Radarbereich erfaßten Ziele bereits
eine automatische Zielextraktion durchgefünrt wird. Die Koordinaten (Entfernung
und Azimut) und die Amplitude dieser Signalmaxima können in codierter orn über einen
schmalbandigen Kanal zur Zentrale übertragen und dort einem Zielverfolgungsrecnner
zur weiteren Auswertung zugeführt werden.
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Weiterhin ist sehr vorteilhaft, daß die codierte Amplitude ein Maß
für den Störabstand des Signals bzw. für die Entdeckungswahrscneiniichkeit des Zieles
liefert. Die Amplitudeninformation kann dadurch den Entscheidungsprozess "Ziel -
kein Ziel" unterstützen und danit die Zielverfolgung entscheidend verbessern.
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a Abb. 5 zeigt das Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung
eines Verfahrens gesäß der Erfindung. Der Radarempfänger 1 verstärkt die von der
Antenne empfangenen Echosignale. Als ZF-Verstärker wird ein log. Verstärker eingesetzt,
damit der@gesaite Dynamikumfang der Signale erhalten bleibt. Der Analog-Digital-vandler
2 setzt die verstärkten analogen Signale in binarcodierte Signale um. Eine 5Bit-Codierung
der Amplitude reicht für einen Dynamikumfang von ca. 50 dB aus, sofern die Amplitude
in Stufen von ca. 1,5 dB quantisiert wird.
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Der Sektorspeicher 3 nimmt die codierten Signale aller Empfangsperioden,
die innerhalb des Azimutintervalls liegen, auf. Besitzt das Azimutintervall beispielsweise
eine 3reite von 32 Empfangsperioden und ist jede Empfangsperiode in 1000 Entfernungszellen
quantisiert, so besteht der Sektorspeicher aus 32 Teilspeichern Si bis S32 mit je
einer Kapazität von 1000 orten x 5 bit. Jeder Teilspeicher nimmt die Signalfolge
genau einer Empfangsperiode auf. Die Teilspeicher S1 bis S16 stellen die vorausliegende
Speicherhälfte, die Teilspeicher S17 bis S32 die zurückliegende Speicherhälfte dar.
Der SignaLausg-ang liegt am Ausgang des 16. Teilspeichers. Die Teilspeicher werden
zweckmäßigerweise als Schieberegister ausgebildet und in Reine geschaltet.
Die
Steuertakteinneit 4, die vom Radartrigger syncnronisiert wird, erzeugt Schiebetakte
zur Ansteuerung der Register.
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Mit jedem Schiebetakt (Entfernungsquantisierungstakt) wird die gespeicherte
Information um eine Speicherstelle weitergeschaltet.
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Nach 32 x 1000 Takten sind die Signalfolgen von 32 Empfangsperioden
im Sektorspeicher zwischengespeicnert. An den Ausgängen der Schieberegister, einschließlich
des Analog-Digital-Wandlers, stehen die Signale eines Entfernungsringes innerhalb
der Intervallbreite zur Verfügung und können ausgewertet werden. Jeder Schiebetakt
liefert die gespeicherten Signale eines neuen Entfernungaringes. Der n-te Schiebetakt
(modulo 1000) schaltet auf den n-ten mntfernungsring (vom Zentrum aus gerechnet)
um. Die Schaltungseinheit 5, die aufgrund ihrer Arbeitsweise als 11lntervallmaximumdetektor11
bezeichnet wird, ermittelt durch sussessiven Vergleich der einzelnen Signale den
Amplituden-Maximalwert des betreffenden Entfernungsringes.
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ber die Verstärkungssteuerstufe 6 reduziert der IIaximalwert z.B.
durch Subxtraktion einer entsprechenden Binärzahl die Amplitude des aus der Intervallmitte
(Ausgang 16 ausgelesenen Signals und erhöht damit erfindungsgemäß das azimutale
Auflösungsvermögen. Dieses Signal wird im Digital-Analog-Wandler 7 wieder in ein
(quasi-)analoges Signal zurückgewandelt und dann dem Sichtgerät 8 zugeführt.
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Zur Bestimmung der azimutalen Zielmitte vergleicht der Komparator
9 das aus der Intervallmitte ausgelesene signal mit dem Maximalwert des Intervalls.
Beide Signale sind nur dann gleich groß, wenn das Signalmaximum eines Zieles die
Intervallmitte erreicht hat. Der Komparator gibt zu diesem Zeitpunkt ein quivalenzsignal
ab, das auf dem Bildschirm des Sichtgerätes die azimutale Zielmitte durch Helltastung
markiert, und den Codierer 10 zur Abgabe einer synthetischen (codierten) Zielinformation
ansteuert. Die synthetische Zielinformation setzt sich aus den codierten Zielkoordinaten:
Entfernung und Azimut und der Codierten Zielamplitude zusammen, die vom Entfernungs-Azimutzähler
11 bzw. vom Intervall@aximumdetektor 5 geliefert werden.
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Der Codierer gibt die synthetische Zielinformation an die automatische
Auswerteeinheit 1,2 ab.
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Durch verschiedene Maßnahmen Läßt sich die tecnnische Ausführung der
Erfindung noch verbessern. Insbesondere kann durch Einschalten eines Linienspeichers
/6/ zwischen Analog-Digital-Wandler 2 und Sektorspeicher 3 die Speicherkapazität
des Sektorspeichers reduziert werden. Der Linienspeicher faßt mehrere Empfangsperioden
durch Integration der Signale zu einer neuen zusammen und vermindert dadurcn die
Zahl der Empfangsperioden pro intervallbreite. Sie erforderliche Speicherkapazität
nimmt entsprecaend ab, und die Taktrate -nn herabgesetzt werden.
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Die Integration der Signale besitzt darüber hinaus den Vorteil, daß
mögliche Signalfluktuationen von Empfangsperiode zu Empfangsperiode abnehmen und
damit Unsicherheiten in der azinutalen Lage der Signalmaxima weitgehend beseitigt
werden.