DE3327793C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Radaranlage mit Einrichtungen zur zeitabhängigen Dämpfung (STC) der Echosignale und mit einer nachgeschalteten Amplitudenschwelle zur Unter­ drückung von Signalen, deren Amplitude einen vorgegebenen Schwellwert nicht übersteigt.

Die betriebliche Nutzung einer Radaranlage durch Analog­ verbraucher setzt eine bestimmte Einstellung der zeitab­ hängigen Dämpfung (STC) voraus. Bei der analogen Dar­ stellung ist für eine gute Sichtbarkeit von Flugzielen im inneren Bereich des Überwachungsraums ein gewisser Ver­ stärkungsüberschuß der Radaranlage notwendig. Die Ein­ stellung der STC-Dämpfung nach dem theoretischen R^-4-Verlauf ist deshalb nicht möglich. Im Interesse der analogen Verbraucher wird entsprechend dem Verstärkungs­ überschuß das wirksame Antennendiagramm im inneren Bereich verbreitert.

Bei Verwendung einer zeitlich konstanten Quantisierungs­ schwelle wird deshalb die Trefferzahl im quantisierten Video von der Entfernung abhängig sein. Wird die erste Schwelle so eingestellt, daß im äußeren Bereich eine sinnvolle Zuordnung von Zielentdeckungswahrscheinlichkeit und Falschzielzahl auftritt, so ergibt sich im inneren Bereich ein sehr ungünstiges Verhältnis. Der dort vor­ liegende Verstärkungsüberschuß treibt die Falschalarmwahr­ scheinlichkeit und damit die Falschzielzahl in die Höhe. Die Zielentdeckungswahrscheinlichkeit steigt dabei selbst­ verständlich auch an. Sie ist jedoch wegen der hohen Falschzielzahl nicht mehr nutzbar. Diese Falschziele rühren hauptsächlich von Festzielresten her. Ihre Ver­ teilung hängt von der sektorweise mehr oder weniger starken Clutterintensität ab.

Aus der US 41 69 263 ist ein zeitabhängig variabler Schwellenwertdetektor für Radarsignale bekannt, bei dem ein Ziel mit der gleichen Intensität auf dem Radarschirm erscheint unabhängig davon, ob es sich im Nahbereich befindet oder weit entfernt ist. Der R^-4 Amplitudenabfall des reflektierten Radarsignals wird durch eine elektronische Schaltung ausgeglichen, bei der eine Integrations-Schaltung entladen wird und das so gewonnene Ausgangssignal als Schwellwertsignal für einen Schwellwertdetektor genutzt wird. Dieser läßt nur diejenigen Radarsignale passieren, welche den Schwellwert überschreiten.

Aus der US 36 59 290 ist eine Einrichtung zur zeitabhängigen Dämpfung (STC) für einen Radarempfänger mit mehreren Entfernungskanälen bekannt. Dabei hat jeder Entfernungskanal ein Dämpfungsglied, dessen Dämpfung umgekehrt proportional zur Entfernung ist.

Aus der DE 24 35 006 A1 und GB-PS 15 81 312 sind weiterhin Anordnungen zum Ändern der Verstärkung eines Radarempfängers nach Maßgabe einer vorgegebenen Funktion sowie zur Stabilisierung der Falschalarmrate bei Radarempfängern bekannt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, bei einer Radar­ anlage der eingangs genannten Art die Falschzielrate über den gesamten Erfassungsbereich weitgehend konstant zu halten, so daß überall die gewünschte optimale Zuordnung von Zielentdeckungswahrscheinlichkeit und Falschzielrate herrscht.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patent­ anspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Die Realisierung mit vertretbarem Aufwand wird durch die Tatsache erleichtert, daß die Amplitude des Clutters im logarithmierten Video näherungsweise linear mit der Entfernung abfällt. Für den entfernungsmäßigen Verlauf der Quantisierungsschwelle im inneren (zweiten) Bereich wird deshalb bevorzugt ein linear abfallender Verlauf gewählt.

Es zeigt sich, daß damit eine gute Anpassung des Schwell­ verlaufs an das Videosignal erreicht wird. Lediglich bei sehr geringen Zielentfernungen am Beginn des inneren Bereichs wird der Empfänger azimutabhängig so stark durch­ gesteuert, daß hier eine besondere Zuordnung von Vorteil ist.

Um die Anzahl der Schwellüberschreitungen in den Falsch­ zielgebieten des inneren Bereichs auf einen konstanten Sollwert zu regeln, muß der dort vorliegende Istwert bekannt sein. Seine Messung erfolgt vorteilhafterweise durch die Zählung der Trefferbits in einem durch eine Zählzeit t_z festgelegten Bereich. Die jeweils günstigste Dauer der Zählzeit richtet sich im allgemeinen nach den jeweiligen örtlichen Cluster-Verhältnissen und ist vor­ teilhafterweise danach einstellbar. Der Zählbeginn wird günstigerweise um eine Verzögerungszeit t_b gegen den Beginn des Erfassungsbereichs verschoben. Damit können die bei Bereichsbeginn nahezu ständig auftretenden Schwell­ überschreitungen (z. B. durch Coho-Einschwingvorgang) von der Bewertung ausgeschlossen werden.

Das Zählergebnis darf natürlich nicht während des ab­ laufenden Sweeps auf die Quantisierungs-Amplitudenschwelle einwirken. Damit könnte der vorgesehene (z. B. lineare) Verlauf der Zeitabhängigkeit der Amplitudenschwelle gestört werden. Es wird deshalb in der Pretriggervorlauf­ zeit des Sweeps n das Ergebnis des Sweeps n-1 abgefragt und für die Bewertung des Sweeps n benützt. Dieses Ergeb­ nis wird durch das Zählergebnis des Sweeps n aktualisiert und die Schwelle damit von Sweep zu Sweep nachgeregelt.

Die Zeitkonstante der Nachregelung soll einerseits so klein sein, daß sie dem azimutalen Verlauf des Clutters ausreichend rasch folgen kann, andererseits aber auch wieder so groß, daß innerhalb der Keulenbreite der Antenne keine allzugroßen Regelhübe auftreten.

Um im innersten Bereich eine gute Zuordnung des Schwell­ verlaufs zum Videosignal zu erreichen, kann hier die Amplitudenschwelle der maximalen Videospannung des Empfängers angepaßt werden. Durch die recht starke Durch­ steuerung des Empfängers tritt hier nämlich eine mehr oder weniger starke Begrenzung auf. Deshalb wird die Ampli­ tudenschwelle durch einen Vergleich mit der am Schwell­ komparator anliegenden Videospannung in derselben Weise begrenzt. Für die zeitabhängige Amplitudenschwelle in der Abbildung ergibt sich dann am Bereichsbeginn ein abge­ flachter Verlauf. Der Grad der Abflachung ist vorteil­ hafterweise einstellbar.

Die zeitabhängige Einstellung der Amplitudenschwelle im inneren (zweiten) Entfernungsbereich II und die konstante Einstellung im äußeren (ersten) Entfernungsbereich I erfolgt günstigerweise durch Bereitstellung einer Spannung mit entsprechendem Verlauf für einen Schwellwertkompara­ tor.

Claims (4)

1. Radaranlage mit Einrichtungen zur zeitabhängigen Dämpfung (STC) der Echosignale und mit einer nachgeschal­ teten Amplitudenschwelle zur Unterdrückung von Signalen, deren Amplitude einen vorgegebenen Schwellwert nicht übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung und die Amplitudenschwelle innerhalb einer Radarperiode in Abhängigkeit von der Entfernung R derart vorgegeben sind, daß für Echosignale aus einem ersten Entfernungsbereich(I) außerhalb einer bestimmten Entfernung (R_i) die Dämpfung proportional R^-4 verläuft und die Amplitudenschwelle ent­ fernungsunabhängig vorgegeben ist und für Echosignale aus einem zweiten Entfernungsbereich (11) innerhalb der be­ stimmten Entfernung (Nahbereich) die Dämpfung geringer ist, als es der R^-4-Abhängigkeit entspricht, und die Amplitudenschwelle entfernungsabhängig von einem einstell­ baren Anfangswert mit zunehmender Entfernung bis zu der bestimmten Entfernung monoton absinkt auf den entfernungs­ unabhängigen Wert für den ersten Entfernungsbereich.

2. Radaranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangswert der Amplitudenschwelle in Abhängigkeit von der Zahl der schwellüberschreitenden Echoamplituden im zweiten Entfernungsbereich eingestellt wird.

3. Radaranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Amplitudenschwelle im zweiten Entfer­ nungsbereich für ein logarithmiertes Videosignal nähe­ rungsweise linear mit der Entfernung abfällt.

4. Radaranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des zweiten Entfernungsbereichs am Bereichs­ anfang der entfernungsabhängige Verlauf der Amplituden­ schwelle abgeflacht ist gegenüber dem ansonsten näherungs­ weise linearen Verlauf im zweiten Entfernungsbereich.