DE2520677A1 - Schaltungsanordnung zur reduzierung von clutterstoerungen fuer radaranlagen - Google Patents

Schaltungsanordnung zur reduzierung von clutterstoerungen fuer radaranlagen

Info

Publication number
DE2520677A1
DE2520677A1 DE19752520677 DE2520677A DE2520677A1 DE 2520677 A1 DE2520677 A1 DE 2520677A1 DE 19752520677 DE19752520677 DE 19752520677 DE 2520677 A DE2520677 A DE 2520677A DE 2520677 A1 DE2520677 A1 DE 2520677A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
radar
interference
video input
scan
delayed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19752520677
Other languages
English (en)
Inventor
Dittmar Schwenzfeier
Dieter Dipl Ing Spreckelmeyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Original Assignee
Philips Patentverwaltung GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Patentverwaltung GmbH filed Critical Philips Patentverwaltung GmbH
Priority to DE19752520677 priority Critical patent/DE2520677A1/de
Publication of DE2520677A1 publication Critical patent/DE2520677A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/285Receivers
    • G01S7/292Extracting wanted echo-signals
    • G01S7/2921Extracting wanted echo-signals based on data belonging to one radar period

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

  • Schaltungsanordnung zur Reduzierung von Clutterstörungen für Radaranlagen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Reduzierung von Clutterstörungen für Radaranlagen zur Über fachung des Schiffsverkehrs mit zeit- und Störabhängiger Verstärkungssteuerung des Empfängers und Abtast-Halteschaltung Der Schiffsverkehr auf den Wasserstraßen erfordert Verkehrssicherungssysteme, die gegenüber den bestehenden einen höheren Grad an Automatisierung in der Informationsverarbeitung und -auswertung aufweisen. Das Primärradar liefert neben einer vollständigen Verkehrsübersicht über genügend stark reflektierende Ziele (Schiffe, Seezeichen) auch eine Fülle von nicht interessierenden Signalen, herrührend von der reflektierenden Wasseroberfläche (Seeclutter) und auch von Niederschlägen (Regen, Schnee), die - wenn sie zur Darstellung gelangen - die operationellen Entscheidungen des Radarbeobachters empfindlich beeinträchtigen.
  • Zur Entlastung des Radarbeobachters und insbesondere für eine automatische Datenverarbeitung muß das Rohvideosignal wirksam enttrübt, d.h. von nicht interessierenden Signalen weitgehend befreit werden.
  • Bei her kümmlichen Radaranlagen zur tiberwachung des Schiffsverkehrs ist eine zeitabhängige Verstärkungssteuerung (zvR) vorgesehenJ für die im angloamerikanischen Sprachgebrauch auch der Begriff "STC - Sensitivity Time Control" gebraucht wird, und die Empfindlichkeit des Empfängers in Abhängigkeit von der Zeit bzw.
  • Entfernung und dem mittleren erwarteten Störpegel steuert. Binde Übersteuerung des Empfängers durch starke Radarechos aus dem Nahbereich soll dadurch vermutet werden, daß an den ZF-Vorverstärker eine Steuerspannung angelegt wird, die unmittelbar nach einer Radaraussendung seine Verstärkung stark herabsetzt und nach einer bestimmten Zeit die volle Empfindlichkeit des Empfängers wieder herstellt. Die Verstärkung wird gemäß der erwarteten mittleren Clutterleistung mit Rn variiert, wobei n #3 für Seeclutter angenommen wird. Praktisch begnügt man sich mit einem geradlinigen oder e-funktionsmäßigen Verlauf der Steuerspannung.
  • Aus der deutschen Patentschrift 1 945 790 ist auch eine digitale ZVR-Anordnung (STC) bekannt, bei der die Steuerspannung von einer Kaskade aonostabiler bezüglich Impulsdauer und Ausgangsamplitude einstellbarer flppstufen abgeleitet ist.
  • Das Problem der Detektion von Nutzzielen - insbesondere auch von schwachreflektierenden Zeichen wie Bojen und Fahrwassertonnen- bei gleichzeitig schwankendem Störpegel, abhängig von den Wetter- und Seebedingungen, wird durch die bekannten ZVR-Steuerungen der Empfängerverstärkung nur schlecht gelöst.
  • Bine einmal eingestellte Steuerkennlinie - sei sie analog oder digital - muß durch den Radarbeobachter häufig neu eingestellt werden, um vor allem im Nahbereich Schiffsziele noch identifizieren zu können. Dabei werden entweder schwächere Nutzziele unterdrückt oder es gelangen starke zusammenhängende Clutteranteile zur Darstellung, die die Verkehrsübersicht im Nahbereich erheblich verschlechtern.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine automatisch arbeitende Schaltungsanordnung für die Detektion von Nutzzielechos für ihre Folgeschaltungen (z.B. Sichtgerät, Zielextrakter) anzugeben, die in großem Dynamikbereich arbeitet und bei der die Anzahl der "Falschzielen - hervorgerufen durch Clutter von See-und auch Regenechos - stark reduziert und möglichst konstant gehalten werden kann.
  • Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß eine Schwellenspannung für das Videosignal erzeugt wird, die aus den in einem Meßkanal verzögert summierten Videsoeingangssignalen abgeleitet und mit dem jeweiligen Videoeingangssignal oder mit einem verzögerten Videoeingangssignal verglichen wird.
  • Durch Verringerung des Störanteils im analogen Video wird die Signalerkennung verbcssert. Während eine fest eingestellte Schwelle bei veränderlichem Störpegel allgemein fehlangepaßt ist, "gleitet der Arbeitspunkt der vorgeschlagenen Schwelle in Abhängigkeit von einer tatsächlich gemessenen repräsentativen Störleistung. Dabei wird die Schwellenspannung dem mittleren Störpegel angepaßt, der in der getsteten Entfernungszelle auftrat.
  • Die Vorteile bestehen darin, daß eine Korrektur der Empfängerverstärkung durch den Radarbeobachter nicht mehr erforderlich ist und daß unabhängig von Weterverhältnissen und Seegang weitgehend von Clutter befreite Rohvideosignale zur Darstellung gelangen, was bei etwa konstanter Anzahl von"Falschzielen" eine optimale Detektion von Nutzzielen erlaubt (z.B. Bojen, Schiffe im Fahrwasser- und Hafengebiet).
  • Ein weiterer Vorteil ist, daß nun eine automatische Verarbeitung der Radardaten mit tragbarem Aufwand durchgeführt werden kann.
  • Anhand des Blockschaitbilds der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Von Entfernungszelle zu Entfernungszelle wird der monentan maßgebende mittlere Störpegel gemessen und der Einstellwert für die Detektionsschwelle neu festgesetzt. Der Arbeitspunkt der Schwellwertschaltung wird also proportional zu der gemessenen Störgröße gesteuert, so daß Regelschwingungen auch bei beliebig schnellen Anderungen der Schwellenwerte nicht auftreten können.
  • Damit die Störanteile möglichst wirkungsvoll unterdrückt werden, muß die Messung der Störleistung bei voller Dynamik der Störsignale erfolgen. Daher wird für den Meßkanal eine analoge, @@albandige Verzögerungsleitung 1 gewählt, der im Laufe einer Empfangszeit das Videosignal einer Empfangsperiode über einen Verstärker 2 zugeführt wird. Die Verzögerungsleitung 1 mit dem Abschlußwiderstand Zo vermag die Empfangs Signale für eine definierte Zeitdauer zu speichern, so daß an den Abgriffen a1 an dekorrelierte Meßproben (Amplitudenwerte) zur VerfU-gung stehen. Der Meßkanal kann auch aus einer digital arbeitenden Verzögerungsleitung bzw. einem Digitalfilter mit entsprechenden Abgriffen bestehen.
  • Diese Meßproben werden aufsummiert in einem über Widerstände R1...
  • ...Rn angeschlossenen Summierverstärker 3 mit einem Verstärkungsfaktor mittels des Widerstandes RV bewertet und einer Schwellwertspannungsstufe 4 zugeführt, all der auch die momentan betrachtete Videoamplitude über Leitung 5 ansteht. So wird für jedes Auflösungselement im Laufe der Empfangs zeit der mittlere Störpegel in der nahen Umgebung gemessen und von der beobachteten Videoamplitude subtrahiert. Dabei werden Störsignale je nach Bewertung des gemessenen Störpegels unterdrückt, während die den Störsignalen additiv überlagerten Nutzsignale bei genügendem Signal/ Störabstand die momentane Schwellenspannung überschreiten.
  • Es ist auch möglich, der Schwellwertspannungsstufe 4 ein verzögertes Videosignal zuzuleiten, das zum Beispiel an dem Abgriff an abgenommen werden kann.
  • 2 Unmitilbar nach einer Radarimpulssendung ist die aus der Schwellwertspannungsstufe 4 resultierende Schwelle für wenige /us fehlangepaßt, da die analoge Verzögerungsleitung 1 noch nicht vollständig mit dem neuen Videosignal gefüllt ist, d.h. der Arbeitspunkt der Schwelle muß sich erst einstellen.
  • Die volle Wirkung der gleitenden Schwelle in unmittelbarer Umgebung der Radaranlage wird nun dadurch gewährleistet, daß eine Korrektur der Schwellenspannung vorgenommen wird, die auf der Kenntnis der Störleistung aus der jeweils vorhergehenden Radarempfangsperiode beruht. Es wird die für den Nahbereich (z.B.
  • einige 100 m) maßgebende Störleistung an den Abgriffen a1....a4 über eina3 Summierverstärker 6 gemessen, bis zur nächsten Empfangsperiode zwischengespeichert und dann unmittelbar nach der Radarimpulsaussendung mittels der Abtast-Halteschaltung 7 voll zur Wirkung gebrachte Praktische Untersuchungen rechtfertigen ein solches Vorgehen. Während sich nun der neue Einsteliwert für die.
  • Schwelle in wenigen Zs aufbaut, verschwindet im gleichen Maße das Zusatzkriterium.
  • Die vom Summierverstärker 6 abgenommene Spannung kann außerdem als zusätzliches Regelkriterium einer störabhängigen Regelung des Radar-ZF-Verstärkers verwendet werden, indem sie mit der Einstellung der Steuerkennlinie des ZF-Verstärkers kombiniert wird.
  • Die Wirksamkeit der Signalerkennung hängt entscheidend von der absoluten Höhe der Schwelle ab. Da nur eine begrenzte Zeit für die Beobachtung eines Nutzsignals im Störrauschen (= thermisches Rauschen + Clutter) zur Verfügung steht, können zwei Entscheidungsfehler auftreten: 1.) Eine Rauschamplitude überschreitet die Schwelle und wird als Nutzsignal gewertet (Fehlmeldung) 2.) eine Nutzsignalamplitude überschreitet die Schwelle nicht und geht verloren.
  • Wird die Zahl der die Schwelle überschreiteten "Falschalarme" (=Fehlmeldungen) über ein Steuer- und Regelsystem konstant gehalten, so ist die Wahrscheinlichkeit PD für die Entdeckung eines einzelnen Nutzechos nur noch eine Funktion des Abstands von Nutzsignalleistung S zu mittlerer Störsignalleistung N: PD f (N) für PFA = const PFA = Wahrscheinlichkeit dafür, daß ein Störsignal als "Ziel" gewertet wird.
  • Die Wahrscheinlichkeit für die Entdeckung eines Nutzzieles ist optimal, wenn die Wahrscheinlichkeit für die Wertung eines Störzieles als Nutzecho (= Falschalarm) minimal ist.
  • Da die Entscheidung "Ziel" oder "kein Ziel" mit jedem Entfernungsschritt - in kurzen Zeitabständen - noch während der Dauer einer Radarzeile zu treffen ist, und da der Störsignalpegel von Entfernungselement variieren kann, muß die Schwellenspannung für die anstehende Entscheidung möglichst schnell und automatisch eingestellt werden. Die wirksamste Beeinflussung der Signalerkennung im Sinne einer verminderten Falschalarmwahrscheinlichkeit bei verbesserter Entdeckungswahrscheinlichkeit für ein Nutzecho ist gegeben, wenn der in unmittelbarer Umgebung einer getesteten Entfernungszelle gemessene Störsignalpegel ein Maß für den Einstellwert der'Schwelle ist. Damit wird die Schwellenspannung proportional zu der Störgröße gesteuert - Regelschwingungen können auch bei beliebig schnellen Änderungen der Schwellwerte nicht auftreten.
  • Wegen der schnellen Anpassungsfähigkeit der Schwelle an die variable Störumgebung ist es nicht notwendig, auch die Störanteile in azimutaler Zielnähe auszumessen und für die Steuerung der Schwelle heranzuziehen.
  • Wegen der geringen Dynamik des quantisierten Videos (in wenige Amplitudenschritte) muß die Reduzierung des Störanteils vor der Analog/Digital-Umsetzung, also bei voller Dynamik der Störsignale erfolgen. Um eine möglichst gute Abschätzung des maßgebenden Störpegels zu erhalten, sollte der Meßkanal keine weiteren Nutzziele erhalten und von derselben Störfunktion beeinflußt sein. Praktisch folgt daraus, daß die Länge des Meßkanal nS cht zu groß gewählt werden darf, da sonst die Annahme einer identischen Störverteilung in den benachbarten Referenzzellen immer weniger sinnvoll ist. Auterdem wächst die Gefahr einer Fehlanpassung der Schwelle: der Störinhalt des Referenzkanals wird entweder zu groß gemessen und damit eine unnötig hohe Schwelle eingestellt ( geringere Falschalarmwahrscheinlichkeit) oder umgekehrt. Der zuerst genannte Fall bedeutet einen Abschattungs- bzw. Signalunterdrückungseffekt, der auch auftritt, wenn weitere Nutzziele (kohärente Anteile) im Referenzkanal enthalten sind. Der Abschattungseffekt läßt sich durch geeignet gewählte Abgriffe bzw. Meßpunkte und Regelzeitkonstanten vermindern. Die Länge und die Anordnung des Referenzkanals bestimmen wesentlich den Schaltungsaufwand.
  • Patentansprüche:

Claims (4)

  1. Patentansprüche: 1.)Schaltungsanordnung zur Reduzierung von Clutterstörungen für Radaranlagen zur Überwachung des Schiffsverkehrs mit zeitabhängiger Verstärkungssteuerung des Empfängers und Abtasthalteschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwellenspannung für das Videosignal erzeugt wird, die aus den in einem Meßkanal verzögert summierten Videoeingangssignalen abgeleitet und mit dem jeweiligen Videoeingangssignal oder mit einem verzögerten Videoeingangssignal verglichen wird.
  2. 2. SchalLungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkanal eine analoge Verzögerungsleitung (i) mit einem Summierverstärker (3) ist und Abgriffe besitzt, die an einen weiteren Summierverstärker (6) angeschlossen sind.
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Summierverstärker (6) an die Abtasthalteschaltung (7) angeschlossen ist, die mit dem Eingang des Summierverstärkers (3) gekoppelt ist.
  4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkanal aus einer digitalen Verzögerungsleitung besteht.
    L e e r s e i t e
DE19752520677 1975-05-09 1975-05-09 Schaltungsanordnung zur reduzierung von clutterstoerungen fuer radaranlagen Withdrawn DE2520677A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752520677 DE2520677A1 (de) 1975-05-09 1975-05-09 Schaltungsanordnung zur reduzierung von clutterstoerungen fuer radaranlagen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752520677 DE2520677A1 (de) 1975-05-09 1975-05-09 Schaltungsanordnung zur reduzierung von clutterstoerungen fuer radaranlagen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2520677A1 true DE2520677A1 (de) 1976-11-18

Family

ID=5946162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752520677 Withdrawn DE2520677A1 (de) 1975-05-09 1975-05-09 Schaltungsanordnung zur reduzierung von clutterstoerungen fuer radaranlagen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2520677A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2845164A1 (de) * 1977-10-21 1979-04-26 Furuno Electric Co Ziel-ortungs- und entfernungs- messystem
EP0037075A2 (de) * 1980-03-28 1981-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Puls-Doppler-Radar mit einer CFAR-Schwelle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2845164A1 (de) * 1977-10-21 1979-04-26 Furuno Electric Co Ziel-ortungs- und entfernungs- messystem
EP0037075A2 (de) * 1980-03-28 1981-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Puls-Doppler-Radar mit einer CFAR-Schwelle
EP0037075A3 (en) * 1980-03-28 1982-01-13 Siemens Aktiengesellschaft Berlin Und Munchen Pulse doppler radar with a cfar threshold

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2819880C2 (de) Empfänger für ein Gerät zur kohärenten Puls-Doppler-Rückstrahlortung
DE102008030053B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum passiven Bestimmen von Zielparametern
DE69924473T2 (de) Verbesserungen an oder bezüglich radarsystemen
DE2500698C3 (de) Automatischer Peiler
EP0204295A2 (de) Messeinrichtung zur Bestimmung der Windrichtung und Windgeschwindigkeit in der Atmosphäre
EP2401630A1 (de) Verfahren zur erkennung von vereisung bei einem winkelauflösenden radarsensor in einem fahrerassistenzsystem für kraftfahrzeuge
DE2816332A1 (de) System zum identifizieren einer bewegten schallquelle
DE2932769A1 (de) Radar zur erfassung bewegter ziele
EP0057417B1 (de) Einrichtung zur Überwachung des Pegels eines Hochfrequenzsignals
DE3009753C2 (de) Radar zur Anzeige eines bewegten Zieles (MTI)
DE2815981A1 (de) Radarempfaenger
DE102005023787A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Korrigieren von Wetterdaten sowie Computerprogrammprodukt
CH628149A5 (de) Vorrichtung zur automatischen verstaerkungsregelung fuer einen zur empfangseinheit eines impulsradargeraetes gehoerenden zf-verstaerker.
DE102020214873A1 (de) Gerät und verfahren zur aufhebung des empfängereingangsoffsets in einem abstandserfassungssystem
DE2520677A1 (de) Schaltungsanordnung zur reduzierung von clutterstoerungen fuer radaranlagen
DE2845164C2 (de) Ziel-Ortungs- und Entfernungs- Meßsystem
DE3116390C2 (de) Signalverarbeitungsschaltung für Puls-Doppler-Radarsysteme
DE2438837C3 (de) Vorrichtung zum Unterdrücken von Echosignalen
DE2717850A1 (de) System zur automatischen korrektur der nickhoehenfehler in radaranlagen zur verfolgung von zielen in geringer hoehe
DE3209399C2 (de)
DE19600086C2 (de) Verfahren zur Erkennung von Radarzielen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE3127065C2 (de)
DE3213430A1 (de) Verfahren und anordnung zur zielerkennung und stoersignalunterdrueckung in radargeraeten
DE2741847B2 (de) Einrichtung zum Feststellen des Vorhandenseins von Echos in einem Impulsradarempfänger
DE2520678A1 (de) Schaltungsanordnung zur zeit- und stoerabhaengigen verstaerkungssteuerung fuer radarempfaenger

Legal Events

Date Code Title Description
OF Willingness to grant licences before publication of examined application
8139 Disposal/non-payment of the annual fee