DE2736895C2 - Frequenzdiversity-Pulsradar-Einrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Frequenzdiversity-Pulsradar-Einrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Das Rückstrahlecho beispielsweise eines Flugzeuges setzt sich aus der vektoriellen Addition der Rückstrahlungen einer sehr großen Zahl von »Elementstrahlern« zusammen. Das hat zur Folge, daß das resultierende Echo unter anderem stark mit der Sendefrequenz schwankt. Dies wiederum hat zur Folge, daß von Antennenumlauf zu Antennenumlauf Signalflukluationen von mehr als 10 dB auftreten können. Dadurch wird die Entdeckungswahrscheinlichkeit für ein zu ortendes Ziel wesentlich herabgesetzt (jedenfalls, wenn für die Entdekkung der Mittelwert des Echos, gemessen über viele Antennenumläufe, maßgebend ist).

Es ist bekannt, daß zum Ausmitteln der Signalfluktuationen der Reservekanal ,5 einer Radareinrichtung eingesetzt werden kann, indem mit diesem ein zweiter Sendepuls abgestrahlt wird, der gegenüber dem ersten und vom Betriebskanal A abgestrahlten um wenige Mikrosekunden Ar zeitlich versetzt ist und dessen Frequenz h um einen genügend großen Betrag Af (beispielsweise 10 MHz) gegenüber der Frequenz /Ί des Betriebskanals A versetzt ist. Im Signalprozessor wird das Echo im Betriebskanal A um Ar gegenüber dem Echo im Reservekanal B verzögert. Am Ausgang jedes der beiden Kanäle sind somit die Echos eines Objektes zeitlich vorhanden. Zur Auswertung müssen beide Kanäle zusammengefaßt werden. In der Praxis sind bisher hierfür nur die additive und die multiplikative Verknüpfung verwendet worden (vgl. auch: Herscovici, Detape: »Performances d'un Radar Diversite« Annales des Radioelectricito, BoI. 12, No. 50, p. 285-298, Oct. 1957 und »Test and Evaluate Dual Diversity for Airport Surveillance Radars«, Final Report, Dec. 69, Federal Aviation Administration, USA).

Dabei zeigte sich die additive Verknüpfung der multiplikativen überlegen. Jedoch hat auch die additive Verknüpfung den Nachteil, da3 dasjenige Echo in den beiden Kanälen, welches das größere Signal/Rausch-Verhältnis aufweist, dann wesentlich verschlechtert wird, wenn das zugehörige andere Echo gerade ein sehr kleines Signal-Rausch-Verhältnis aufweist, dann wesentlich verschlechtert wird, wenn das zugehörige andere F.cho gerade ein sehr kleines Signal-Rausch-Verhältnis hat; denn dann trägt das schwächere der beiden Echos zu der additiven Verknüpfung nur unnützes Rauschen bei. Duner wird die Entdcckungswahrscheinlichkeit für das

Objekt auf diese Weise verringert.

Aus der US-PS 37 25 926 ist ein Frequenzdiversity-Radarsystem bekannt, welches einen aus mehreren SubPulsen mit unterschiedlichen. Frequenzen zusammengesetzten Radarimpuls auf eine Vielzahl von Radarkanälen aufteilt und im Videobereich des Empfängers über Detektoren und Normalisierer die Signale verarbeitet Die Normalisierer geben ein Ausgangssignal ab, wenn das Eingangssignal im untersuchten Enifemungsbereich

ίο einen Mittelwert überschreitet. Dieses Ausgangssignal wird anschließend gesampelt und einem Binomial-Detcktor zugeleitet, welcher beim Vorhandensein einer Mindestanzahl von Pulsen aus der Maximalzahl N seinerseits ein Signal zur Weiterverarbeitung abgibt. Dar-

r> aus ergibt sich, daß möglicherweise Ziele zwar Echos bewirken, diese Echos jedoch in einer zu geringen Zahl von Kanälen entdeckt werden und wegen NichtÜberschreiten der Schwelle im Binomial-Detektor nicht auf Ziel entschieden wird.

Die US-PS 37 55 810 beschreibt ein Polarisations-Diversity-Radar, welches die empfangenen Radarsignale in zueinander senkrecht polarisierte Anteile aufteilt und diese Anteile teilweise getrennt parallel verarbeitet. Die Ausgangssignale der parallelen Kanäle werden mit unterschiedlicher Phasenlage summiert und die Amplituden der Summensignale legen die Farbe und Intensität bei der Zieldarstellung auf zwei Kathodenstrahlröhren fest.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art anzugeben, die bei geringem Aufwand eine zuverlässige Zielentdcckung gewährleistet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Der Anspruch 2 enthält eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert

F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungswesentlichen Teiles einer Zweifach-Frequenzdiversity-Pulsradar-Einrichtung und

F i g. 2 zeigt eine Gegenüberstellung von Diagrammen zu einer bekannten bzw. der erfindungsgemäßen Einrichtung.
In F i g. 1 laufen in die Radar-Empfangs-Kanäle A und ß jeweils Radarechos mit den Frequenzen f\ bzw. Λ hinein, wo sie jeweils zu einem 1 -Bit-Quantisierer t bzw. 2 gelangen. Deren Ausgängen ist das Oder-Gatter 3 nachgeschaltet, dessen Ausgang mit Il bezeichnet ist

In F i g. 2 ist zunächst im oberen Teil rechts das Blockschaltbild der F i g. 1 wiederholt, während links das Blockschaltbild für die bekannte additive Verknüpfung mit Hilfe des Summengliedes 4 angegeben ist, dem ein Quantisierer 5 (Schwelle) mit dem Ausgang I folgt. Den Kanälen A und B sind die Signal-Rausch-Verhältnisse (S/o)\ bzw. (S/φ zugeordnet.

Unterhalb dieser Darstellung sind in F i g. 2 zwei Diagramme angegeben, welche den Ausgängen I bzw. Il zugeordnet sind. Darin ist jeweils die Entdeckungswahrscheinlichkeit Pd in Abhängigkeit vom Signal-Rausch-

bo Verhältnis (S/o)\ aufgetragen. Die Kurvenzüge der Diagramme sind die Ergebnisse einer Rechnersimulation. Als Parameter ist der Spannungsquotient (S/0)2 verwendet worden.

Der Vergleich der beiden Diagramme in F i g. 2 zeigt,

hi daß beispielsweise bei einem Signal-Rausch-Verhältnis (Sin)\ von 2,8 und (S/0)2 « 0 die bekannte Einrichtung nach dem linken Teil der F i g. 2 eine Entdeckungswahrsehoinlichkeit von 58"/o hat, während mit der erfindungs-

gemäßen Einrichtung gemäß dem rechten Teil der F i g. 2 eine Entdeckungswahrscheinlichkeit Pd von 82% erreicht wird. Es ist also eine wesentliche Verbesserung erzielt worden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Frequenzdiversity-Pulsradar- Einrichtung mit mindestens zwei Sende-Empfangskanälen, einem digitalen Zielextraktor zur automatischen Zielentdekkung und mit 1-Bit-Quantisierern. dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Empfangskanal (A. B) jeweils ein 1-Bit-Quantisierer (i, 2) vorgesehen ist, daß die Quantisierer unabhängig voneinander arbeiten und ihre Ausgänge mit den Eingängen eines ODER-Gatters (3) verbunden sind, welchem ein Extraktor nachgeschaltet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Extraktor ein Wanderfensterdetektor vorgesehen ist.