DE2815981A1 - Radarempfaenger - Google Patents

Description

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RADAREMPFÄNGER

Die Erfindung betrifft einen Radarempfanger, bei dem die Häufigkeit der Falschalarme konstant gehalten wird (CFAR-Technik).

Der Ausdruck CFAR (constant false alarm rate = konstante Falschalarmrate) ist in der Radartechnik allgemein bekannt. Die Falschalarme beziehen sich auf unerwünschte Echos (verursacht z.B. von Feuchtigkeit in der Luft, Clutter oder Rückstrahlsignale, die von anderen Strahlungsquellen verursacht wurden), die in einigen Fällen zumindest kurzzeitig den Signalpegel, oberhalb dem normalerweise Zielsignale vorhanden sind, überschreiten können. Diese unerwünschten Signale überschreiten häufig den Rauschpegel des Empfängers und löschen möglicherweise die Radaranzeige vollständig aus. Sie können auch die Signalverarbeitungsrechner, die hinsichtlich interessierender Ziele ja/nein-Entscheidungen treffen, überlasten.

In dem Buch "Radar Handbook" von Merrill J.Skolnik, McGraw-Hill-Verlag 1970 v/erden im Kapitel 5 CFAR-Empfänger erläutert. Die CFAR wird insbesondere im Kapitel 5.8 abgehandelt und die logarithmische Videodetektor/Empfängertechnik wird im Kapitel 5.9 beschrieben.

Beim Vorhandensein von durch Rauschen, Regen-Clutter oder der See verursachten Echos, deren Intensität schwankt, ist es bekannt, zur Erzielung einer konstanten Falschalarmrate einen logarithmischen Detektor zu verwenden.

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In der Patentliteratur und in der übrigen technischen Literatur sind viele Beispiele der Videosignalverarbeitung zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses bei schwieriger Umgebung beschrieben.

In dem speziellen Fall eines Bodenüberwachungsradars, z.B. einem Flughafenbodenüberwachungsradar, mittels dem Flugzeuge oder andere Fahrzeuge erkannt und verfolgt werden, ist eine Anzahl spezieller Probleme vorhanden. Zu diesen gehört die große Ausdehnung des Zielechosignals verglichen mit der Größe eines Radarauflösungsbereiches; für ein großes modernes Flugzeug auf der Rollbahn kann hierbei ein Verhältnis von 5-1 erreicht werden. Weiterhin stammen aus den der Rollbahn benachbarten Bereichen Boden-Cluttersignale mit großer Amplitude, die von dem der Rollbahn benachbarten Gelände verursacht werden. In kleinen Bereichen seitlich des Ziel-Signals sind Boden-Cluttersignale mit relativ kleiner Amplitude · vorhanden. Diese Signale werden durch Rollbahnreflexionen verursacht.

Die oben erwähnten speziellen Bedingungen schließen die bekannte CFAR-Verarbeitung aus. Die logarithmische FTC kann wegen der Differenziation der Wellenform nicht verwendet werden; im Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinrichtung ist nur noch die Vorderkante des Zielechos enthalten. Die Erhaltung der Form des Zielechos für die Bedienungsanzeige ist für ein erfolgreiches Flughafenradarüberwachungssystem eine Notwendigkeit.

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Der sogenannte Verzögerungsleitung-Differenziator (DLD), Pulslangendiskrimxnatoren (PLD) und Hochpaßschaltungen zur Unterdrückung von Nebenkeulen (SRF) differenzieren ebenfalls die Wellenform des von einem Ziel reflektierten Signals und sind deshalb für die vorliegende Aufgabe ebenfalls nicht geeignet. Die bekannte SRF-Technik ist in dem Artikel "Optimal Resolution of Rectangular Pulses and Noise", von E.F.Thomas und R.J.Evans, IEEE Transactions, AES-11, Nr.3, Mai 1975, Seiten 372 bis 379 beschrieben.

Die Technik der Mittelwertbildung der Entfernungsbereiche (oder Ermittlung des mittleren Pegels) ist eine Art der CFAR-Verarbeitung und von V.G.Hansen und H.R.Ward in dem Artikel "Detection Performance of the Cell Averaging LOG/ CFAR Receiver", IEEE Transactions, AES-8, Nr.5, September 1972, Seiten 648-652 beschrieben. Diese Technik erfüllt die vorliegenden Anforderungen ebenfalls nicht, da das Vorhandensein eines Satzes von Referenz-Radarauflösungszellen, die frei sind von Boden-Clutter, in dem Überwachungsbereich nicht garantiert werden kann. Die Verwendung von Clutter-Signalen, die von Bereichen außerhalb der Rollbahn stammen, wirken ungünstig auf die CFAR ein und verschlechtern das Erkennen von Zielen.

Die vorliegende Erfindung gibt eine neue Art der CFAR-Verarbeitung an, bei der die bekannten Nachteile überwunden werden. Sie ist besonders für Bodenüberwachungssysteme geeignet.

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Der erfindungsgemäßen Einrichtung wird das Video-Ausgangssignal eines logarithmischen Detektors zugeführt. Die Verwendung eines logarithmischen Detektors ist für die Punktion der erfindungsgemäßen Einrichtung besonders vorteilhaft.

Es ist eine Verzögerungsleitung mit Anzapfungen oder eine äquivalente Einrichtung vorgesehen, um gleichzeitig Abtastwerte des Videosignals zu erhalten, das in einer Anzahl Radar-Auflösungsbereichen, die beidseitig eines zentralen Bereichs vorhanden sind, enthalten ist. Es ist eine Minimumschaltung vorgesehen, die ein Signal aus dem Bereich von den Bereichen auf einer der beiden Seiten des zentralen Bereichs auswählt, in dem das Video-Signal die kleinste Amplitude hat. Das ausgewählte minimale Signal wird von dem Signal, das in dem zentralen Bereich enthalten ist, subtrahiert, um das CFAR-Videoausgangssignal zu erhalten. Die Schaltung mit der Verzögerungseinrichtung arbeitet wie ein "gleitendes Entfernungsfenster", bei dem das Video-Signal eines zentralen Auslösungsbereiches ständig mit einem Referenz· signal - dies ist das oben erwähnte Video-Signal mit der kleinsten Amplitude, das in einem der Entfernungsbereiche, die durch das "gleitende Entfernungsfenster" gebildet werden (der zentrale Bereich wird hierbei ausgenommen), enthalten ist - verglichen. Es wird anschließend gezeigt, daß mit der erfindungsgemäßen Einrichtung eine CFAR-Regelung möglich ist, wenn das vorhergesagte Rauschen der stationären Gauß¹sehen Verteilung entspricht (Einhüllende entsprechend der Rayleigh-Statistik). Thermisches Rauschen und gleichförmiger Regen-Clutter genügen diesem Modell.

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Der sogenannte "Minimalisierungs-Test" der Abtastwerte basiert auf dem Signal, das das maximale von zwei benachbarten Bereichen ist. Eine Schaltung, die diese Auswahl durchführt, wird "Minimumschaltung" genannt. Durch die Verwendung des Maximums von zwei benachbarten Bereichen wird das Abschätzen des Rauschens verbessert. Dieser Vorgang hat eine Eigenschaft,, die der Mittelwertbildung von zwei Abtastwerten ähnlich ist. Das Verfahren ist natürlich nicht auf zwei Bereiche beschränkt. Man erhält bei der Verwendung von drei oder mehr benachbarten Bereichen, die von der "Minimumschaltung" während einer PRT (Impulswiederholzeit) entsprechend verarbeitet werden, eine noch bessere Abschätzung. Es müßte dabei jedoch sichergestellt sein, daß pro Rollbahn normalerweise drei oder vier benachbarte Clutter-Bereiche vorhanden

^-> sind. Maß muß jedoch annehmen, daß zwischen dem Flugzeug und dem Gelände nur zwei solcher benachbarter Clutter-Bereiche vorgesehen sind.

Wenn das Basis-Radargerät ohne Frequenz-Diversity arbeitet, ist eine CFAR-Aufzeichnung, die vorzugsweise digital ist und eine Entfernung- und Azimut-Aufzeichnung des betroffenen Gebietes mittels Entfernungs-Azimutbereichen schafft, vorgesehen. Die in jedem Bereich vorhandenen Clutter-Signale werden in einer digitalen Zahl diskret für jeden solchen Bereich gespeichert. Die Aufnahme in die CFAR-Aufzeichnung erfolgt über eine binäre Schwellwertschaltung, d.h. eine Schaltung, die als Antwort auf ein Signal, das einem

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bestimmten Bereich zugeordnet ist, eine "eins" oder ein Signal mit einem ersten Zustand erzeugt, wenn dessen Wert oberhalb des Schwellwertes ist, bzw. eine "null" oder ein Signal mit einem zweiten Zustand im anderen Fall. Zum Einschreiben der Aufzeichnungswerte wird das Ausgangssignal der "Minimumschaltung" der binären Schwellwertschaltung zugeführt. Das Auslesen der Aufzeichnungswerte erfolgt synchron zu einem Digital/Analog-Wandler. Das resultierende Analog-Signal wird als adaptives Rückkopplungssignal zur Modifizierung des Schwellwertes der binären Schwellwertschaltung verwendet; dasselbe Signal wird auch zu einer Amplituden-Einstellschaltung geleitet, mittels der eine gewünschte Falschalarmrate eingestellt wird. Das auf eine geeignete Amplitude gebrachte und den Clutter darstellende Signal wird dann von dem Signal des (zeitlich) mittleren Bereiches der oben erwähnten benachbarten Bereiche, die durch das gleitende Entfernungsfenster erzeugt werden, abgezogen, um das gewünschte und einer CFAR-Verarbeitung unterzogene Video-Ausgangssignal zu erhalten.

Wenn von Luftfeuchtigkeiten (Regen usw.) verursachte Clutter-Signale von Impuls zu Impuls dekorreliert werden, ist es mit dem ET log-CFAR-System (ET (extended target = ausgedehntes Ziel; log-CFAR ist in dem bereits zitierten Buch "Radar Handbook" auf Seite 5-36 beschrieben) gemäß der Erfindung bei der Verarbeitung möglich, daß nur ein geringer Verlust entsteht (z.B. weniger als 3 dB), was äquivalent ist zu einer nicht-kohärenten Integration von Impuls zu Impuls. Wenn also wie bei frequenzveränderlichen (Frequenz-) Radarsystemen eine solche Dekorrelation durchgeführt wird.

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ist der CFAR-AufZeichnungsprozess nicht notwendig, um eine gute CFAR-Fähigkeit zu erhalten. Mehr Informationen hierüber und die Beschreibung der Funktionsweise der ET log-CFAR gemäß der Erfindung wird weiter unten beschrieben.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:

Fig.iA und 1B eine Draufsicht bzw. eine Frontansicht eines Flugzeugs auf einer Rollbahn zur Erläuterung der Aufgabe und ihrer Lösung,

Fig.2 ein typisches Beispiel für den Verlauf eines

Ziel- und eines Boden-Clutter-Signals, aufgenommen von einem Radargerät, das quer zur Rollbahn strahlt, wie in Fig.1A dargestellt,

Fig.3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig.4 ein Blockschaltbild der "Minimumschaltung" nach Fig.3,

Fig.5 ein detaillierteres Blockschaltbild der erfindungsgemäßen CFAR-Einrichtung ohne die digitale CFAR-AufZeichnungseinrichtung,

Fig.6 eine Modifikation der Schaltung nach Fig.5 mit der digitalen Aufzeichnungseinrichtung.

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In den Fig.iA und 1B wird angenommen, daß sich das Radargerät auf der linken Seite befindet und daß die augenblickliche Strahlrichtung quer zur Rollbahn zeigt wie in Fig.1 angegeben. Aus den Fig.iA und 1B ist zu entnehmen, daß das vom Radargerät empfangene Signal aus folgenden Bestandteilen besteht: Echosignal, verursacht von dem großen Flugzeug auf der Rollbahn; Rückstrahlstreuung, verursacht von dem Gelände seitlich der Rollbahn; Rückstrahlstreuung von der relativ ebenen Rollbahn selbst.

In der Fig.2 ist die Einhüllende eines von dem Radargerät empfangenen Videosignals als Funktion der Entfernung angegeben. Es ist dabei die in Fig.1 angegebene Strahlrichtung angenommen. Die Fig.iA, 1B und 2 sind ungefähr so angeordnet, daß ihre Lage zueinander ungefähr den tatsächlichen Verhältnissen entspricht. Dies gilt auch für die zeitliche/entfernungsmäßige Aufeinanderfolge von der Streustrahlung, verursacht durch das Gelände abseits der Rollbahn, der von dem Flugzeug selbst verursachten Streustrahlung und der Streustrahlung von der ebenen Rollbahnfläche, die dem eigentlichen Echosignal des Flugzeugs unmittelbar vorangehen oder folgen. Es ist eine typische Rollbahnbreite von 200 Fuß (ca.70m) angegeben und dementsprechend ist für das Boderüberwachungsradargerät ein Entfernungsbereich Οτ/2 zu 20 Fuß (ca 7m) angenommen. Hierfür ist dann ein Radargerät mit einer Betriebswellenlänge von 1,9 cm geeignet.

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Die in Fig.2 dargestellte Video-Einhüllende ist diejenige, die man bei einem Radargerät, das entlang der in Fig.1a angegebenen Richtung strahlt, erhält. Eine Strahlbreite von 1/3 in einer Entfernung von 3.400 Fuß können als typische Werte für das verwendete Radargerät angenommen werden.

Die Erfindung enthält im wesentlichen drei zusammenwirkende Untergruppen; die erste besteht aus den in der Fig.3 dargestellten Schaltungen um eine "Minimum'-Clutter-Referenz, zu erzeugen, die ein Maß ist für die Rückstrahlstreuung in den Mulden, die dem Hauptechosignal unmittelbar vorangehen bzw. folgen (s.Fig.2). Der Pegel dieses Signals entspricht demjenigen, das von der relativ ebenen Rollbahnoberfläche empfangen wird.

Es ist weiterhin eine Einrichtung vorgesehen, die aus dem logarithmischen Video-Signal, das der in Fig.3 dargestellten Schaltung zugeführt wird, aus den in zwei Entfernungsbereichen vorhandenen Signalen das maximale auswählt. Schließlich werden den bisher erwähnten Einrichtungen noch die in Fig.6 dargestellte Komponenten hinzugefügt, die die CFAR-Aufzeichnung bewirken. Dies ist im wesentlichen eine zweidimensionale Speicherung mittels Entfernungs/Azimut-Clutter-Zellen, in denen Rückstreusignale, die durch Luftfeuchtigkeiten verursacht werden, (Regen, Graupelregen, usw.) vorhanden sind und die innerhalb der volumenmäßigen Bedeckung durch das Radargerät liegen. Mehr Abtastwerte als die Ermittlung des einen Impulses, die anderweitig erzeugt werden (z.B. zehn), dienen zur Clutter-Integration während des Auf-

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zeichnungs-Vorgangs, wodurch man einen niedrigeren Gesamtverlust bei der Verarbeitung erzielt. Durch den AufzeichnungsVorgang (z.T. auch als Kartographie bezeichnet) wird ein gesamtes Clutter-Bild über eine Vielzahl von Antennenrotationen gespeichert und integriert.

Als nächstes wird die Grundschaltung nach Fig.3 erläutert. Es wird angenommen/ daß am Eingang 10 ein logarithmisches Video-Signal vorhanden ist. Die Verzögerungsleitung 11 mit Anzapfungen gibt 11 Ausgangssignale X bis X₁₀ ab. Das Ausgangssignal der mittleren Anzapfung X5 wird getrennt ausgegeben; alle anderen Ausgangssignale hingegen werden der "Minimumschaltung" 12 zugeführt, die für jedes Impulswiederholungsintervall (mit Ausnahme von X5) das kleinste der Ausgangssignale, die an den Ausgängen der Verzögerungsleitung vorhanden sind, weiterleitet. Das "Minimum-Signal" steht auf der Leitung 13 zur Verfügung und wird in einer Differenzbildungsschaltung 14 (z.B. ein algebraischer Addierer) von dem Signal X5 abgezogen. Dementsprechend ist am Ausgang das CFAR-Videosignal durch X5(t)-Z(t) bestimmt, wobei Z das kleinste Signal der der "Minimumschaltung" 12 (wie oben beschrieben) zugeführten Signale ist, d.h. das Signal auf der Leitung 13.

Die "Minimumschaltung" kann bekannterweise auf viele bekannte Arten realisiert werden. In der Fig.4 ist ein einfaches Beispiel hierfür dargestellt. Es wird eine Vielzahl von Dioden verwendet; für jeden der Eingänge Xo bis X10 (mit Ausnahme von X5) eine. Es sind beispielsweise drei Dioden 17, 18, 19 angegeben. Eine Spannungsquelle (+E) spannt über

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einen begrenzenden Widerstand alle diese Dioden parallel vor. Wenn die Vorspannung gleich der Amplitude des erwarteten "minimalen" Signals ist, dann passiert das "Minimumsignal" den entsprechenden Diodenzv/eig, während die übrigen Dioden durch die größeren Signale so vorgespannt werden, daß sie im Sperrbereich arbeiten.

In der Fig.5 stellt der Block 20 einen Radarempfänger dar, der ein logarithmisches Videosignal abgibt. Er entspricht dem Stand der Technik.

Durch die Kombination einer Verzögerungseinrichtung 21 und einer Einrichtung "Max" 22 erhält man auf der Leitung 23 ein Signal, das von denen in zwei benachbarten Zellen das größere ist. Die Verzögerungseinrichtung 21 erzeugt zu 22 hin eine Verzögerung um einen Entfernungsbereich (Impuls- ·* länge eines abgestrahlten Impulses), so daß die beiden Eingangssignale (auf den Leitungen 24 und 25) der "Maximum-Schaltung" 22 im wesentlichen zeitlich koinzident sind, oder anders ausgedrückt, ein gegebener Entfernungsbereich auf der Leitung 24 ist koinzident mit dem vorausgegangenen Entfernungsbereich, der auf der Leitung 25 mm τ verzögert wurde. Es kann gezeigt werden, daß diese paarweise Maximierung das Schwanken des CFAR-Referenzsignals reduziert und den Verlust an Erkennbarkeit von Eingangssignalen minimalisiert.

Die in Fig.5 dargestellte Verzögerungsleitung 11 mit Anzapfungen hat eine Gesamtverzögerung von Κ·τ, wobei K im vorliegenden Fall gleich 10 ist. Die Anzapfungen haben einen Abstand τ voneinander; die mittlere - X5 - ist jedoch weggelassen. Falls diese Anzapfung vorhanden wäre, würde ihr Ausgangssignal dieselbe Verzögerung haben wie sie durch

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die separate Verzögerungseinrichtung 26 erzeugt wird. Dementsprechend liegt das Signal des zentralen Entfernungsbereichs auf der Leitung 27 zeitlich in der Mitte der durch 11 erzeugten Verzögerungen.

Die "Minimum-Schaltung" 12 ist dieselbe wie die im Zusammenhang mit Fig.3 beschriebene und ihr Ausgangssignal auf der Leitung 13 wird der Differenzbildungsschaltung 14 über eine Amplitudensteuereinrichtung 28, in der eine Veränderung um den Faktor α erfolgt, zugeführt. Dementsprechend wird das CFAR-verarbeitete (normierte) Video-Signal auf der Leitung ausgegeben als Differenz zwischen den Signalen 27 und 30. Hinsichtlich des Faktors α ist zu bemerken, daß er so ausgewählt werden kann, daß man eine gewünschte Falschalarmrate erhält.

Es kann analytisch gezeigt werden, daß ein CFAR-Prozessor nach Fig.5 dazu verwendet werden kann, eine wirksame Erkennung zu erzielen, wobei die gewünschten Eigenschaften bezüglich CFAR erhalten bleiben. Es kann weiterhin gezeigt werden, daß die Erkennungsfähigkeit der Einrichtung nach Fig.5 im wesentlichen dieselbe ist wie die eines bekannten log-FTC-Prosessors.

Ein bekannter log-FTC-Prozessor ist beispielsweise von V.G. Hansen in dem Artikel "Studies of Logarithmic Radar Receiver Using Pulse-Length Discrimination", IEEE Transactions, AES-1, Nr. 3, Dezember 1965, Seiten 246-253, beschrieben.

Es ist vorteilhaft, wenn der mit dem Empfänger 20 nach Fig.5 zusammenarbeitende Radarsender nach dem Frequenz-Diversity-Prinzip arbeitet und nach einem bestimmten Programm unter schiedliche Frequenzen abstrahlt. Die Frequenz-Diversity

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und ihre vorteilhafte Dekorrelation der Rückstrahlstreuung von Luftfeuchtigkeiten ist dem Fachmann bekannt.

Wenn keine Frequenz-Diversity verwendet wird, kann die in Fig.6 dargestellte zusätzliche Einrichtung dazu verwendet werden, die Integration nach der Erkennung von Nutzsignalen gegenüber Clutter und anderen unerwünschten Rückstreusignalen zu verbessern.

Die Einrichtung nach Fig.6 ist im wesentlichen dieselbe wie die der Fig.5 mit dem Unterschied, daß die Amplitudensteuerschaltung 28 nach Fig.5 durch eine digitale CFAR (Clutter-Referenz) Aufzeichnungseinrichtung ersetzt ist. In der Fig.6 wird das Ausgangssignal der Minimumschaltung 12 auf der Leitung 13 zu einer binären Schwellwertschaltung 31 geleitet. Diese Schaltung gibt nur ein Signal mit einem ersten Zustand (z.B. eine logische "1") für irgendein Signal auf der Leitung 13 in Abhängigkeit davon, ob ein vorgegebener Schwellwert überschritten wird, und ein Signal mit einem zweiten Zustand (z.B. eine logische ¹¹O") im anderen Fall ab. Eine digitale CFAR-AufZeichnungseinrichtung 33 ist im wesentlichen ein digitaler Speicher, der in zwei Dimensionen die Entfernungs/ Azimut-Bedeckung mittels Entfernungs/Azimut (Clutter)-Zellen enthält. Eine dritte Dimension enthält ein digitales Wort, das die Amplitude in jeder Zelle angibt.

Bei der Einrichtung nach Fig.6 wird angenommen, daß ein 5-Bit-Wort verwendet wird, das für jede Aufzeichnungszelle 31 Amplitudenmöglichkeiten liefert. Diese Ausgangssignale (z.B. 1 oder 0) von 31 werden über die Leitung 32 zur Aufzeichnungseinrichtung 33 geleitet. Es sind hierbei wie bei anderen

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digitalen Einrichtungen auf bekannte Weise Taktsteuer- und Synchronisationseinrichtungen vorgesehen. Die digitale Clutter-Aufzeichnung an sich ist unabhängig von der neuen Kombination und in der Radartechnik bekannt.

Durch synchrones Auslesen der CFAR-Aufzeichnung in 33

erhält man auf 34 ein Ausgangssignal, das durch einen D/AWandler 35 in analoge Form umgewandelt wird. Das Ausgangssignal des D/A-Wandlers 35 wird einerseits der binären Schwellwertschaltung 31 (durch dieses Rückkopplungssignal ^⁰ wird der Schwellwert der veränderlichen Clutter-Situationen angepaßt) und andererseits über eine Leitung 36 der Differenzschaltung 14 zugeführt, die äquivalent zum Ausführungsbeispiel nach Fig.5 ein CFAR-Signal erzeugt, das über den Ausgang abgegeben wird.

^⁵ Es kann analytisch gezeigt werden, daß ein erfindungsgemäßer Prozessor eine CFAR-Regelung durchführt, wenn das vorhergesagte Rauschen einem stationären Gauß-Prozess entspricht (Rayleigh Einhüllende-Statistik). Thermisches Rauschen und einheitlicher Regen-Clutter genügen diesem Modell.

Es kann weiterhin gezeigt werden, daß die Speicherung von Signalen auf der Leitung 32 in dem CFAR Aufzeichnungsspeicher 33 zu einer Sammlung und Speicherung von unkorrelierten Abtastwerten mittels Entfernungs/Azimut-Zellen in dem Schwenkbereich führt und daß dann eine Mittelwertbildung über eine Vielzahl von Antennenrotationen erfolgt. Die Aufzeichnung erfolgt in polaren Werten und eine typische Entfernungs-Azimut-Zelle kann die Abmessung "eine halbe nautische Meile" auf "10 Grad" haben.

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Beim tatsächlichen Speichern der 5-Bit-Zellen, die die Clutter-Amplitude in jeder der erwähnten Zellen angeben, kann ein sequentieller Zähler (Vorwärts/Rückwärts-Zähler) verwendet werden, der auf die Ausgangssignale von 32 anspricht und die ein Maß sind für die Schwellwertüberschreitungen in 31 und die eine gewichtete Summe in Bezug auf die Clutter-Uberschreitungen bzw. NichtÜberschreitungen angeben. Es kann gezeigt werden, daß, um auf diese Art und Weise eine CFAR aufrechterhalten zu können, ein Vorwärts zählen bis +4 pro Anregung und ein Rückwärtszählen bis -1 für ein Rauschen entsprechend einer Rayleigh-Verteilung optimal ist. Nach jedem Strahlschwenkzyklus wird der Schwellwert von 31 entsprechend den Signalen auf der Leitung 36 erneuert.

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Leerseite

Claims (8)

1. Patentansprüche

   / 1J Radarempfänger, bei dem die Häufigkeit der Falschalarme "* konstant gehalten wird (CFAR-Technik) , dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Einrichtung mit mindestens einer Verzögerungseinrichtung (11)/ die mehrere Ausgänge (X) hat, wobei deren zeitlicher Abstand einem Entfernungsauflösungsbereich des Radargerätes entspricht, vorgesehen ist, daß eine zweite Einrichtung (12) vorgesehen ist, die aus den Ausgangssignalen der ersten Einrichtung (11) dasjenige (Z) mit der kleinsten Amplitude auswählt und weiterleitet, wobei bei dieser Auswahl das Ausgangssignal (X5) des zeitlich mittleren Ausgangs nicht berücksichtigt wird, und daß eine Differenzbildungsschaltung (14) vorgesehen ist, in der vom Ausgangssignal (X5) des mittleren Ausgangs das Signal (Z) mit der kleinsten Amplitude subtrahiert wird.
2. 2. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtverzögerung der Verzögerungseinrichtung (11) gleich 2Κτ ist, und daß das Signal (X5) des mittleren Ausgangs um Κτ verzögert ist, wobei τ die zeitliche Länge eines Entfernungsauf lösungsbereiches des Radargerätes ist.

   Sm/Sch

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   ORIGINAL INSPECTED

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3. 3. Radarempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignal ein logarithmisches Videosignal ist.
4. 4. Radarempfänger nach Anspruch 3, dadurch■ .gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (21, 22) vorgesehen ist, der das logarithmische Videosignal zugeführt wird,und daß diese Einrichtung von den in zwei benachbarten Entfernungsbereichen vorhandenen Signalen das Signal mit der größten Amplitude auswählt und dieses der ersten Einrichtung (11) zuführt.
5. 5. Radarempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die zweite Einrichtung (12) und die Differenzbildungsschaltung (14) eine Clutteraufzeichnungseinrichtung (31, 33, 35) eingefügt ist, die eine Eingangsschwellwertschaltung (31) und eine Speichereinrichtung zur Speicherung der Ausgangssignale der zweiten Einrichtung (12) enthält, wobei die Speicherung zweidimensional mittels Entfernungs/Azimut-Zellen erfolgt und daß die Speichereinrichtung der Differenzbildungseinrichtung synchron integrierte Clutter-Signale zuführt.
6. 6. Radarempfänger nach Anspruch 4 bzw. Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Differenzbildungseinrichtung

   (14) und die zweite Einrichtung (12) bzw. die ClutteraufZeichnungseinrichtung (31, 33, 35) zur Erzeugung einer bestimmten Falschalarmrate eine Amplitudensteuereinrichtung eingefügt ist.

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7. 7. Radarempfanger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsschwellwertschaltung (31) eine digitale Einrichtung ist, die abhängig davon, ob das Eingangssignal eine bestimmte Schwelle überschreitet oder nicht überschreitet, ein erstes oder ein zweites binäres Signal abgibt, daß die Speichereinrichtung (33) Mittel enthält, denen die Ausgangssignale der Schwellwertschaltung zugeführt werden, daß die für jede Entfernungs/Azimut-Zelle gespeicherten Werte entsprechend dem ersten bzw. zweiten binären Signal erhöht bzw. erniedrigt werden, wobei die durch das erste binäre Signal bewirkte Erhöhung größer als die durch das zweite binäre Signal bewirkte Erniedrigung ist, daß weiterhin ein Digital/Analog-Wandler (35) vorgesehen ist, der die gespeicherten digitalen Werte synchron ausliest und sie in analoge Signale umwandelt,und daß diese Signale über die Amplitudensteuereinrichtung der Differenzbildungseinrichtung (14) zugeführt werden.
8. 8. Radarempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verzögerungseinrichtung aus einer Verzögerungseinrichtung (26) , die eine Verzögerung um Κτ bildet, und einer Verzögerungseinrichtung (11) mit Anzapfungen, die eine Gesamtverzögerung von 2 Κτ bildet, wobei die einzelnen Anzapfungen um τ voneinander getrennt sind, besteht, und daß als mittleres Ausgangssignal das Ausgangs- < signal der Verzögerungseinrichtung mit der Verzögerung Κ·τ verwendet wird.

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