DE2822236C2

DE2822236C2 - Schaltung zur Steuerung der Verweilzeit der Antennenstrahlungskeule einer elektronisch steuerbaren Pulsradar-Antenne

Info

Publication number: DE2822236C2
Application number: DE19782822236
Authority: DE
Inventors: Wulf-Dieter Dr.-Ing. 5308 Rheinbach Wirth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-05-22
Filing date: 1978-05-22
Publication date: 1984-01-19
Also published as: DE2822236A1

Description

multipliziert wird, daß die zu verarbeitenden E'mpfangssignaie (x) einer Divisionsschaltung (D t) ■ zugeführt sind, in welcher sie durch die von der Multiplizierschaltung (M) abgegebene Ausgangsgröße (S) dividiert werden, und daß die Ausgangssignale dieser Divisionsschaltung (D 1) zur Verarbeitung dem Sequential-Detektor (SD) zugeführt sind, dessen Konstruktionssignal (ao) vor der eigentlichen Eingab·: in einer weiteren Divisionsschaltung (D2) ebenfalls durch die von der Multiplizierschaltung (M) abgegebene Ausgangsgröße (δ) dividiert wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitabschnitt L, während welchem in den empfangenen Signalen (x) nur Rausch- und Störsignale, dagegen keine Zielechosignale vorhanden sind, mittels einer Schaltereinrichtung (C) ausgewählt ist und zwar so, daß,er nach Positionierung der Antennenkeule in eine neue Richtung und vor dem Aussenden des Sendeimpulses in diese Richtung vorliegt.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Schwelle (A) — und die

andere Schwelle (B) beträgt, wobei λ die

Falschmeldungswahrscheinlichkeit und β die Nichtentdeckungswahrscheinlichkeitist.

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Steuerung der Verv/eilzeit der Antennenstrahlungskeu-Ie einer elektronisch steuerbaren Pulsradar-Antenne in bestimmten Richtungen unter Verwendung eines Sequential-Detektors, dem ein Konstruktionssignal eingegeben und dessen Ansprechverhalten von Schwellen bestimmt wird, weiche von der Falschmeldungs-Wahrscheinlichkeit und von der Nichtentdeckungswahrscheinlichkeit abgeleitet sind.

Die Einwirkung von Störsendern auf ein Radarsystem bewirkt ohne Gegenmaßnahmen eine Sättigung des Systems mit Falschmeldungen. Zur Abhilfe wird beispielsweise die Entdeckungsschwelle höher geregelt, wobei jedoch die Entdeckung von Zielen verschlechtert wird. Zur Aufrechterhaltung der Zielentdeckung kann die Sendeenergie durch eine Verlängerung der Verweilzeit der Antennenkeule in den gestörten Richtungen erhöht werden, wobei eine elektronisch steuerbare Antenne vorausgesetzt werden muß. Dabei entsteht das Problem einer geeigneten Steuerung der Verweilzeit bsi wechselnder Störleistung. Änderungen der Störleistung ergeben sich zwangsläufig durch die bei der Antennenschwenkung wechselnden Antennennebenkeulen, über welche die Störer empfangen werden.

Die bekannte Sequentialentdeckung ist besonders geeignet für eine wirtschaftliche bzw. effektive Zielentscheidung bei elektronisch gesteuertem Radar. Es führt jedoch in seiner bisher bekannten Form zu einem Fehlverhalten bei einer erhöhten Störleistung, vgl. NTZ 20 (1967), Heft 2, S. 66-69 und NTZ 25 (1972), Heft 2, S. 72-76.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch eine Erweiterung des Sequential-Detektors das Problem der Steuerung der Verweilzeit der Antenne zur Aufrechterhaltung der Entdeckungswahrscheinlichkeit für Ziele unter Störbedingungen bei gleichzeitig korn tant gehaltener Falsch- !meldungswahrscheinlichkeit zu lösen.

Gemäß der Erfindung, die sich auf eine Schaltung der eingangs genannten Art bezieht, wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß in jeder Antennenkeulenposition die nur Rausch- und Störsignale, dagegen keine Zielechosignale enthaltenden empfangenen Signale in einer Summationsschaltung über einen bestimmten Zeitabschnitt L summiert werden, daß die Ausgangsgröße dieser Summationsschaltung in einer Multiplizierschaltung mit einem Faktor

multipliziert wird, daß die zu verarbeitenden Empfangssignale einer Divisionsschaltung zugeführt sind, in welcher sie durch die von der Multiplizierschaltung abgegebene Ausgangsgröße dividiert werden, und daß die Ausgangssignale dieser Divisionsschaltung zur Verarbeitung dem Sequential-Detektor zugeführt sind, dessen Konstruktionssignal vor der eigentlichen Eingabe in einer weiteren Divisionsschaltung ebenfalls durch die von der Multiplizierst," "Itung abgegebene Ausgangsgröße dividiert wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Zeitabschnitt, während welchem in den empfangenen Signalen nur Rausch- und Störsignale, dagegen keine Zielechosignale vorhanden sind, mittels einer Schaltereinrichtung ausgewählt ist und zwar so, daß er nach Positionierung der Antennenkeule in eine neue Richtung und vor dem Aussenden des Sendeimpulses in diese Richtung vorliegt.

Die theoretischen Grundlagen der Sequential-Entdeckung zur effektiven Verarbeitung einer Vielzahl von Entfernungsringen sind bekannt (NTZ 25 (1972), Heft 2, S. 74 und 75). Wesentlich ist hierbei die Gleichung für die Testfunktion %„ in Abhängigkeit von der Impulszahl n:

X₁. = exp (-n-%) itI₀ (a, X₁)

\ *■ / ic =. 1

Si =

(f)¹

exp (-g

exp (-a?)

Hierbei bedeuten:

O₀ = Konstruktionssignal bei größter Entfernung
a_t = Konstruktionssignal bei Entfernungselement / M = Zahl de» Entfernungselemente
η = Zahl der bisher ausgesandten Impulse
x_ik = Echosignal aus Entfernungselement / nach dem /c-ten Sendeimpuls.

?.„ wird mit den Schwellen A und B verglichen. Diese Schwellen folgen direkt aus den Fehlerwahrscheinlich-

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Schwellen folgen direkt aus den Fehlerwahrscheinlich keiten öl (Falschmeldungswahrscheinlichkeit) und β 20 ti ■('(Nichtentdeekungswahrscheinlichkeit): w

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',; Bei dem Ansatz der Testfunktion wird vorausgesetzt, Baß das Empfangssignal χ ein Rauschen mit der Stendardabweichung o=\ enthält. Liegt ein Zielecho mit einer Amplitude a>ao (am Beobachtungsrand) vor, so werden beide Fehlerwahrscheinlichkeiten χ, β eingehalten. Die mittlere Testlänge bei Rauschen ohne Zielecho wird durch B und ao bestimmt Kleinere Werte für Z? oder , führen zu längeren Tests.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in einer Figur dargestellten Blockschaltbildes näher erläutert.

Das empfangene Signal* wird für jede Antennenkeu-Ienposition so normiert, daß die Standardabweichung des Rauschens wieder zu Eins wird. Dazu wird zunächst jdas empfangene Signal χ über einen gewissen !Zeitabschnitt L in einer Summationsschaltung S summiert. Dieser Abschnitt L muß so gewählt werden, daß er nur das Rauschen und Störsignale, jedoch keine -Zielechos enthält, z. B. nach Einstellung der Antennenkeule in eine neue Richtung und vor dem Aussenden des diesbezüglichen Sendeimpulses. Die Auswahl dieses Zeitabschnittes L geschieht mittels eines Schalters C. Das Ergebnis der Summation wird in einer MulliplizierschaltungAimit einem Faktor

i/L ■ VwF'

multipliziert. Dadurch wird am Ausgang der Multiplizierschaltung M ein Schätzwert ff für den Effektivwert der Störung erhalten, der um so genauer ist, je länger der Zeitabschnitt L gewählt werden kann.

Die zu verarbeitenden Empfangssignale χ werden in einer Divisionsschaltung D 1 durch den Schätzwert 5 dividiert. Dadurch wird die erwähnte Normierung erreicht. Die normierte Signalfolge x/o wird als Eingangssignal einem Sequentipl-Detektor Si? zugeführt. Das in den Sequential-Detektor SD außerdem eingegebene Konstruktionssignal ao wird vor der eigentlichen Eingabe in einer anderen Divisionsschaltung D 2 ebenfalls durch die Größe σ dividiert Dadurch wird das Kons>truktionssignal ao den durch einen Faktor ο dividierten, zu erwartenden Zielsignalen χ angepaßt. iBei ungeänderten Schwellen A und B für den Sequential-Detektor SD bleiben die Werte der Fehler-Wahrscheinlichkeiten auch für durch die Größe σ geteilte Zielechoamplituden erhalten. Es ergibt sich dazu automatisch eine größere mittlere Testlänge für Rauschen ohne Ziele, welche maßgeblich die Suchzeit und damit auch die Suchenergie bestimmt Die maximale Testlänge ist in zweckmäßiger Weise bei einem höheren Wert als für den Normalfall zu begrenzen, um ein Festhalten der Antennenkeule in einer Richtung zu vermeiden.

Wesentlich bei der Erfindung ist somit zum einen die Steuerung der Verweilzeit der Antennenkeule zur Zielsuche mittels einer elektronisch gesteuerten Pulsradar-Antenne bei wechselnder Störleistung durch einen Sequent^ !-Detektor und zum anderen die Aufrechterhaltung der Fehlerwahrscheinlichkeiten durch eine Normierung des zu verarbeitenden Signales auf einen Schätzwert des Stör- und Rauschsignals und eine gleichartige Normierung des Konstruktionssignals für den Sequential-Detektor. Die Schätzung des Störsignal-Effektivwertes erfolgt dabei in vorteilhafter Weise während eines Zeitabschnittes nach der Keulenpositionierung in einer Richtung und vor der Abgabe des Sendeimpulses in dieser Richtung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Steuerung der Verweilzeit der Antennenstrahlungskeule einer elektronisch Steuerbaren Pulsradar-Antenne in bestimmten Richtungen unter Verwendung eines Sequential-Detektors, dem ein Konstruktionssignal eingegeben und dessen Ansprechverhalten vpn Schwellen bestimmt wird, welche von der Falschmeldungswahrscheinlichkeit und von der Nichtentdeckungswahrscheinlichkeit abgeleitet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Antennenkeulenposition die nur Rausch- und Störsignale, dagegen keine Zieiechosignale enthaltenden empfangenen Signale in einer Summationsschaltung (S) über einen bestimmten Zeitabschnitt L summiert werden, daß die Ausgangsgröße dieser Summationsschaltung (S) in einer Multiplizierschaltung (M) mit einem Faktor

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