DE3223566A1

DE3223566A1 - Verfahren zur zielerkennung unnd stoersignalunterdrueckung in radargeraeten

Info

Publication number: DE3223566A1
Application number: DE19823223566
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Minker; Hermann Dipl.-Math. 7900 Ulm Rohling
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1982-06-24
Filing date: 1982-06-24
Publication date: 1983-12-29
Also published as: DE3223566C2

Description

Verfahren zur Zielerkennung und Störsignalunterdrückung in
Radargeräten Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist Gegenstand des Hauptpatents DBP .. .. ... (Patentanmeldung P 32 13 430).
Bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent werden alle Werte der betrachteten Umgebung der Zelle unter Test miteinander verglichen. Dadurch wird die Anordnung zur Rangordnung der Werte für größere Nachbarschaften sehr aufwendig. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren nach dem Hauptpatent so fortzubilden, daß der Aufwand zur Durchführung geringer gehalten werden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Durch die Bildung mehrerer Teilumgebungen aus den Radarzellen in der vorgegebenen Nachbarschaft bleiben die einzelnen Teilumgebungen kleiner und können mit geringem Aufwand geordnet werden. Die verschiedenen Teilumgebungen liegen relativ zu der jeweils betrachteten Radarzelle fest und müssen nicht notwendig disjunkt sein. Innerhalb jeder Teilumgebung wird aus den Amplitudenwerten eine Rangfolge gebildet. Ein oder auch mehrere Werte aus der Rangfolge werden zur Weiterverarbeitung ausgewählt. Diese Werte stehen an bestimmten Plätzen der Rangfolge. Die aus den Teilumgebungen ausgewählten Werte werden wiederum der Größe nach zu einer Wertefolge sortiert und ein auf einem festgelegten Platz dieser Wertefolge stehender Wert wird zur Ableitung des Schwellwerts weitergeleitet.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Aufwand gegenüber dem Verfahren nach dem Hauptpatent deutlich verringert werden, und gleichzeitig bleiben die wesentlichen Vorteile einer Zielerkennung und Störunterdrückung eines CFAR-Verfahrens mit geordneter Statistik erhalten.
Günstigerweise sind die einzelnen Teilumgebungen in Form und Größe, gemessen in Radarzellen in Azimut- und Entfernungsrichtung, gleich Neben der einheitlichen Behandlung aller Teilumgebungen bildet eine solche Ausführung besonders vorteilhafte Möglichkeiten der weiteren Aufwandsverringerung. Eine weitere Vereinheitlichung der Behandlung der mehreren Teilumgebungen besteht darin, daß die bestimmten Plätze der Randfolgen, auf denen die zur Weiterverarbeitung ausgewählten Werte stehen, bei den Rangfolgen aller Teilumgebungen die gleichen sind.
Wenn die Teilumgebungen alle die gleiche Form und Größe haben, so ergibt sich, durch Verschieben der jeweils betrachteten Zelle, eine genaue Überdeckung einer aktuellen Teilumgebung mit einer anderen Teilumgebung zu einer bereits früher betrachteten Zelle. Die Amplitudenwerte in der Teilumgebung sind nach wie vor dieselben, so daß sich bei einer erneuten Rangordnung auch wieder dieselbe Rangfolge ergibt. Daraus ergeben sich, bei gleichen bestimmten Plätzen, auch wieder dieselben ausgewählten Werte. Eine besonders vorteilhafte Ausführung sieht daher vor, beim erstmaligen Bearbeiten einer Teilumgebung, d. h.
Rangordnen der darin auftretenden Amplitudenwerte und Auswählen eines oder mehrerer Werte von bestimmten Plätzen der Rangfolge, die ausgewählten Werte zu speichern. Wenn dieselbe Teilumgebung zu einem späteren Zeitpunkt für eine andere Zelle unter Test wieder zur Bearbeitung ansteht, brauchen die Amplitudenwerte nicht erneut einer Rangordnung unterzogen zu werden, da die ausgewählten Werte bereits abgespeichert vorliegen. Bei N gleichen Teilumgebungen zu einer Zelle unter Test wird dann nur noch jeweils für eine Teilumgebung, und zwar für die Teilumgebung mit dem jüngsten Amplitudenwert, eine Rangordnung durchgeführt. Für die anderen N-1 Teilumgebungen kann auf die im Speicher abgelegten ausgewählten Werte zurückgegriffen werden. Daraus ergibt sich eine erhebliche Aufwandsverringerung.
In einer bevorzugten Ausführung wird aus jeder der zu den mehreren Teilumgebungen gehörenden Rangfolgen nur ein Wert ausgewählt.
Für viele Fälle günstig hat sich erwiesen, von den ausgewählten Werten den maximalen Wert zur Ableitung des Schwellwerts weiterzuleiten.
Bei einer vorteilhaften Ausführung sind zwei symmetrisch zur Zelle unter Test liegende Teilumgebungen, die beispielsweise nur in Entfernungsrichtung benachbarte Radarzellen umfassen, vorgesehen. Bei einer anderen vorteilhaften Ausführung ist diesen beiden Teilumgebungen noch eine dritte Teilumgebung hinzugefügt, die die Zelle unter Test als Umgebungszelle einschließt. Diese dritte Teilumgebung kann durchaus mit den beiden anderen Teilumgebungen überlappen.
Die Erfingung ist nachfolgend noch anhand der Abbildungen veranschaulicht. Dabei zeigt FIG. 1 den prinzipiellen Signallauf und Aufbau einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens FI. 2 die Lage der Zelle unter Test mit drei Teilumgebungen zu drei verschiedenen Zeitpunkten FIG. 3 eine besonders vorteilhafte Anordnung zur Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bei der Anordnung der FIG. 1 seien der Übersichtlichkeit wegen nur Radarzellen zu einer Radarperiode betrachtet.
Diese liegen in Entfernungsrichtung hintereinander. Bei der Verarbeitung der Radarsignale gleitet die jeweils betrachtete Zelle Y, die Zelle unter Test, über die aufeinanderfolgenden Radarzellen. Die bezüglich der betrachteten Zelle Y festliegenden Teilumgebungsbereiche I, II und III werden synchron mitverschoben. Die Teilumgebungen seien gleich groß und umfassen im dargestellten Beispiel je sechs Radarzellen. Die Zahl der Radarzellen pro Teilumgebung ist im Realfall im allgemeinen größer. Die Teilumgebungsbereiche überlappen teilweise. Die Amplitudenwerte zu einer Teilumgebung I, II oder III sind jeweils einer Rangordnungseinrichtung li, 111 oder 1111 zugeführt.
Die Amplitudenwerte jeweils einer Teilumgebung werden in den Rangordnungseinrichtungen 1 der Größe nach geordnet und als Rangfolge in Speichern 2I, 211 und 2III abgelegt.
Bei den Speichern 2 ist jeweils ein bestimmter Speicherplatz, im Beispielsfall der dritte, mit einem weiterführenden Anschluß versehen. Damit wird aus den drei Rangfolgen jeweils der an dritter Stelle stehende Wert ausgewählt. Die ausgewählten Werte W1, W11 und WIII sind einer Sortiereinrichtung 8 zugeführt, die wie die Einrichtungen 1 die an ihren Eingängen liegenden Amplitudenwerte der Größe nach sortiert und in einem Speicher 9 als sortierte Wertefolge speichert. Aus einem festgelegten Platz dieser Wertefolge wird ein Wert durch eine Leseeinrichtung 7 ausgelesen und zur Weiterverarbeitung einem Multiplizierer 4 zugeleitet. Dieser multipliziert den ausgelesenen Wert mit einem in einem Speicher 3 abgelegten Faktor F, wie auch beim Gegenstand des Hauptpatents. Der Ausgang des Multiplizierers 4 ist mit einer Einrichtung 5 zur Schwellwertaufbereitung verbunden, die dem Schwellwertkomparator 6 den Schwellwert für die Zielentscheidung vorgibt.
FIG. 2 zeigt, wie die Zelle unter Test Y mit den relativ zu ihr festliegenden Teilumgebungen 1, II und III in Richtung der zunehmender Entfernung entsprechenden Radarzellen verschoben wird. Die Radarzellen, die zum Zeitpunkt 6 die Teilumgebung I zur Zelle Y bilden, bilden zu einem späteren Zeitpunkt t' die Teilumgebung III' zur Zelle Y' und zu einem noch späteren Zeitpunkt t" die Teilumgebung II" zur Zelle Y". Für die Teilumgebung III' und II" ergibt sich dieselbe Amplitudenwert-Rangfolge und damit auch derselbe ausgewählte Wert W wie für die Teilumgebung I bereits zu einem früheren Zeitpunkt.
tiere Erkenntnis führt auf eine Anordnung, wie sie in FIG.
3 skizziert ist. Diese Anordnung leistet genau dasselbe wie die in FIG. 1 dargestellte Anordnung, ist gegenüber dieser aber wesentlich einfacher aufgebaut. Die Teilumgebung I enthält den jüngsten Amplitudenwert des insgesamt von den Teilumgebungen erfassten Nachbarschaftszellen, so daß für diese Teilumgebung noch keine Rangordnung aus einem früheren Zeitpunkt vorliegt. Für?die Teilumgebung I werden daher in bekannter Weise in einer Rangordnungseinrichtung 1 die Amplitudenwerte der Größe nach geordnet und die so gebildete Rangfolge im Speicher 2 gespeichert. Der Wert WI aus einem bestimmten Platz dieser Rangfolge wird ausgewählt. Dieser ausgewählte Wert WI wird zum einen auf den ersten von mehreren Eingängen einer Sortiereinrichtung 8, zum anderen auf den Eingang des.Registers 10 gegeben.
In dem Register 10 sind bereits die in zurückliegenden Zeitpunkten aus den jeweiligen Teilumgebungen I ausgewählten Werte vorhanden. Das Register wirkt für die eingegebenen Werte als Verzögerungsleitung und ist bevorzugterweise als getaktetes Schieberegister ausgeführt. Das Register weist zwei Ausgänge auf, an denen der ausgewählte Wert W111 zur Teilumgebung IIl und der ausgewählte Wert WII zur Teilumgebung II abgegriffen werden. Die beiden Ausgänge sind gegenüber dem Eingang des Registers um t'-t bzw. t"-t (FIG. 2) verzögert. Die ausgewählten Werte W1 und WIII liegen an weiteren Eingängen der Sortiereinrichtung 8. Die Verarbeitung der Werte und die entsprechende Anordnung sind im weiteren Verlauf gleich wie bei der in FIG. 1 dargestellten Anordnung.

Claims

Patentansprüche Zusatz zu Patent .. .. .., (Patentanmeldung P 32 13 430) Verfahren zur Zielerkennung und Störsignalunterdrückung in Radargeräten mit Unterteilung des über wachungsgebiets in Azimut und Entfernung in eine Mehrzahl von Radarzellen, bei dem das echosignal jeder Radarzelle mit einem Amplituden-Schwellwert verglichen wird, der aus den Echosignalen der Radarzellen, die in vorgegebener radialer und/oder azimutaler Nachbarschaft der betrachteten Zelle liegen, abgeleitet wird, indem die Amplitudenwerte der Echosignale aus den benacharten Zellen gespeichert und der Größe nach geordnet werden und aus der Rangfolge der Schwellwert abgeleitet wird, nach Patent .. ., ... (Patentanmeldung P 32 13 430), dadurch gekennzeichnet, daß aus den Radarzellen in der vorgegebenen Nachbarschaft mehrere Teilumgebungen gebildet werden, daß die Amplitudenwerte der Radarzellen innerhalb jeder Teilumgebung jeweils der Größe nach zu einer Rangfolge geordnet werden, daß ein oder mehrere auf einem oder mehreren bestimmten Plätzen der jeweiligen Rangfolge stehende Werte ausgewählt werden, daß die ausgewählten Werte wiederum der Größe nach zu einer Wertefolge sortiert werden und daß ein auf einem festgelegten Platz dieser Wertefolge stehender Wert zur Ableitung des Schwellwerts weitergeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilumgebungen untereinander in Azimut und Entfernung sich über die gleiche Anzahl von Radarzellen erstrecken.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Teilumgebungen gebildet werden, die symmetrisch zu der jeweils betrachteten Zelle liegen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Teilumgebung gebildet wird, die die betrachtete Zelle einschließt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Teilumgebung mit den beiden anderen Teilumgebungen teilweise überlappt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmten Plätze der Rangfolgen in den einzelnen Teilumgebungen die gleichen sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim erstmaligen Bearbeiten einer Teilumgebung der oder die ausgewählten Werte gespeichert werden und bei jeder weiteren Bearbeitung derselben Teilumgebung nur diese gespeicherten Werte ausgelesen und weiterverwandt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Rangfolge jeder Teilumgebung nur ein Wert ausgewählt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß von den ausgewählten Werten das Maximum zur Ableitung des Schwellwerts weiterverwandt wird.
10. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Rangordnungseinrichtung (1), an deren Eingängen die Amplitudenwerte der Teilumgebung mit dem jüngsten der Amplitudenwerte aus allen Nachbarschaftszellen anliegen, einen Speicher (2), in welchem die Amplitudenwerte dieser Teilumgebung der Größe nach geordnet abgelegt sind und aus dessen einem oder mehreren bestimmten Speicherplätzen die ausgewählten Werte ausgelesen werden, ein Register (10) in welchem die ausgewählten Werte gespeichert werden, eine Sortiereinrichtung (8), an deren ersten Eingängen die ausgewählten Werte aus dem Speicher (2) und an deren weiteren Eingängen die im Register (10) gespeich.erten ausgewählten Werte zu den anderen der mehreren Teilumgebungen liegen, und die die an allen ihren Eingängen anliegenden ausgewählten Werte der Größe nach sortiert und in einem weiteren Speicher (9) ablegt.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Register (10) ein Schieberegister ist.