DE3112323C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Zur Befreiung der von einer Radarantenne empfangenen Echosignale von Störsignalen ist es allgemein bekannt, im Zuge der Radarsignalverarbeitung eine Schwelle zu setzen, welche nur solche Signale durchläßt, die eine Mindestamplitude aufweisen, und der weiteren Auswertung zur Zielentdeckung zuleitet. Signale, welche diese Schwelle nicht überschreiten, werden als Störechos ein­ gestuft und ausgeblendet. Da sich die Störsituation und damit die Intensität der Störsignale zeitlich und räum­ lich ändern, ist es erforderlich, die Signalschwelle adaptiv zu gestalten. Hierzu ist es beispielsweise aus der DE-AS 20 09 071 bekannt, das Überwachungsgebiet in Ringsektorzonen einzuteilen und zur Schwellensetzung für eine aktuelle, d. h. momentan ausgewertete Ring­ sektorzone aus drei benachbarten Zonen einen Amplituden­ mittelwert zu bilden und die Amplitudenschwelle für die aktuelle Ringsektorzone auf diesen Mittelwert einzustel­ len. Dieses bekannte Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß kleine Ziele in der Nachbarschaft von großen Zielen durch die hoch angesetzte Schwelle unentdeckt bleiben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches bei unter­ schiedlichen Störsituationen einerseits Störechos soweit wie möglich unterdrückt, andererseits aber eine zuver­ lässige Zielentdeckung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Ver­ fahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung begeht also zur Reduktion der Radardaten einen Weg mit doppelter Schwellensetzung. Bei der adap­ tiven Steuerung der Zielerkennungsschwelle in Abhängig­ keit von der Störsituation wird für jedes Teilgebiet die Clutterumgebung innerhalb eines mehrere Teilgebiete um­ fassenden Rahmens um dieses Teilgebiet berücksichtigt. Damit flächenhaft ausgedehnte Zielechos den Mittelwert bzw. die Anzahl der Schwellenüberschreitungen nicht merklich beeinflussen (und dadurch u. U. kleinere Ziele unterdrückt werden), sind die mehrere Teilgebiete um­ fassenden Rahmen einerseits groß zu wählen gegenüber den zu erwartenden Zielflächen. Da aber andererseits nicht zu erwarten ist, daß der Clutter in groß gewählten Ge­ bieten homogen ist, muß ein Kompromiß gebildet und eine mittlere Größe für die Clutterauswertegebiete (Rahmen) angenommen werden. Durch die Nachbarschaftsunter­ suchungen unter den Teilgebieten können aufgrund einer merkbaren Änderung des Amplitudenmittelwertes Ziel­ echos innerhalb eines Teilgebietes erkannt und von einem Beitrag zur Bestimmung der Datenreduktionsschwelle ausgeschlossen werden. Zur Bestimmung dieser Schwelle werden also nur Amplitudenwerte herangezogen, die auf Störsignalen beruhen.

Aus statistischen Überlegungen ist es vorteilhaft, den aus den Amplituden aller Teilgebiete eines Rahmens ge­ bildeten ersten Mittelwert mit einem Faktor, der größer ist als Eins, zu bewerten und die erste Schwelle auf diesen neuen Wert einzustellen. Als besonders günstig erwiesen haben sich Bewertungsfaktoren zwischen 1 und 2. Eine günstige Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, jeweils eine Mehrzahl von Radarauflösungs­ zellen zu einem Teilgebiet mit einheitlicher Schwellen­ setzung zusammenzufassen. Gemäß einer weiteren vorteil­ haften Ausgestaltung wird ein Rahmen, der mehrere Teil­ gebiete umfaßt, so gewählt, daß er die dem zu unter­ suchenden Teilgebiet direkt benachbarten Teilgebiete (acht an der Zahl) in azimutaler und Entfernungsrich­ tung jeweils einen Teilgebietsschritt davor und zurück­ liegend umfaßt.

Der so ermittelte Schwellwert läßt sich gemäß einer Wei­ terbildung der Erfindung besonders vorteilhaft verwen­ den, um aus mehreren einstellbaren zeitabhängigen Dämpfungsverläufen (STC), wie beispielsweise 1/R ⁴ bei geringem Clutter bis zu 1/R ² bei starkem Clutter einen Dämpfungsverlauf auszuwählen.

Dadurch ist eine optimale Anpassung der zeitabhängigen Dämpfung an die auch in Entfernungsrichtung veränderliche Cluttersituation für jedes einzelne Teilgebiet gegeben. Da der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmte Schwellwert im wesentlichen nur auf den Störechos ohne Berücksichtigung von Zielechos ermittelt wird, erfolgt auch die Einstellung des Dämpfungsverlaufs nach Maßgabe des Schwellwerts wirklich auf der Grundlage der Stör­ situation und wird nicht durch vorhandene Ziele ver­ fälscht.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft einsetzbar beim Betrieb von Radaranlagen zur Überwachung von Seefahrts­ wegen. Die dabei auftretenden Zielechos sind im wesent­ lichen Schiffsechos und Echos von Markierungstonnen.

Die Erfindung wird im folgenden noch anhand eines Bei­ spiels unter Bezugnahme auf die Abbildung veranschau­ licht.

Eine Schiffahrtsstraße als Überwachungsgebiet sei, wie in der Abbildung angedeutet, durch ein Raster in Teilge­ biete unterteilt. Zur Veranschaulichung der Größe der Teilgebiete im Verhältnis zur Größe der zu erwartenden Ziele ist in der Abbildung ein vier dieser Teilgebiete teilweise überdeckendes Schiffsziel skizziert. Das aktuelle Teilgebiet ist durch Schraffur hervorgehoben. Der zur Schwellwertbestimmung für dieses Teilgebiet zu betrachtende Rahmen ist von der dick ausgezogenen Linie berandet. Die in die jeweiligen Teilgebiete eingezeichne­ ten Zahlen beinhalten eine Information über die Echoin­ tensität innerhalb dieses Teilgebiets und stellen bei­ spielsweise eine gemittelte Trefferzahl dar. Durch Mittelwertbildung über alle Teilgebiete des Rahmens er­ gibt sich ein erster Mittelwert von M _ges = 7,8.

Wird dieser erste Mittelwert nun als erste Schwelle an­ genommen, so verbleiben für die erfindungsgemäße Be­ stimmung des Schwellwerts nur die Teilgebiete, deren Echointensitätswerte unterhalb dieses ersten Mittelwerts liegen. Die nicht weiter zur Schwellwertbestimmung ver­ wandten Teilgebiete sind durch ein Kreuz ^x beim Ampli­ tudenwert gekennzeichnet. Die Bildung des zweiten Mittel­ werts aus den verbleibenden fünf Teilgebieten ergibt einen Wert M _R = 6,6. Auf diese Wert wird die Amplituden­ schwelle für das schraffierte Teilgebiet eingestellt. Die dicke unterbrochene Linie berandet einen gegenüber den vorstehend beschriebenen Rahmen in azimutaler und Entfernungsrichtung um ein Teilgebiet versetzten Rahmen. Die sich für diesen Rahmen ergebenden Werte für M _ges und M _R sind in der Abbildung eingetragen. Je nach den gegebenen Umständen kann es aus statistischen Überlegun­ gen vorteilhaft sein, den ersten Mittelwert M _ges noch mit einem Faktor größer Eins zu bewerten und erst nach dieser Bewertung zu entscheiden, welche Teilgebiete für die Bestimmung des Schwellwerts weiterverwandt werden. Die Annahme eines Bewertungsfaktors berücksichtigt, daß nur eine geringe Zahl von Werten für die Einstellung der ersten Schwelle zur Verfügung steht.

Claims (5)

1. Verfahren zur Schwellwerteinstellung für ein Teil­ gebiet des Überwachungsgebiets einer Radaranlage durch Mittelwertbildung aus den Amplitudenwerten mehrerer Teilgebiete aus der Umgebung des aktuellen Teilgebiets, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Rahmens, der das aktuelle Teilgebiet und die diesem benachbarten Teilgebiete umfaßt, ein erster Mittelwert aus den Amplituden der umfaßten Teilgebiete gebildet und zur Einstellung einer ersten Schwelle heran­ gezogen wird,
daß nur die Amplitudenwerte aus den von dem Rahmen um­ faßten Teilgebieten, welche diese erste Schwelle nicht überschreiten, zur Bildung eines weiteren Mittelwerts herangezogen werden und
daß der Schwellwert für das aktuelle Teilgebiet auf die­ sen weiteren Mittelwert eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schwelle auf den mit einem Faktor größer als Eins bewerteten ersten Mittelwert eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Teilgebiet eine Mehrzahl von Radar­ auflösungszellen umfaßt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen ein Gebiet mit je drei Teilgebieten in azimutaler und in Entfernungsrichtung, zusammen also neun Teilgebiete, mit dem aktuellen Teilge­ biet im Zentrum des Rahmens umfaßt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Einstellmöglichkeiten für die zeitabhängige Amplitudendämpfung (STC) vorge­ sehen sind, von denen jeweils eine nach Maßgabe des ein­ gestellten Schwellwerts ausgewählt wird.