DE3820059C2

DE3820059C2 - Verfahren zur Herauslösung von Zielen aus einem Radarsignal

Info

Publication number: DE3820059C2
Application number: DE3820059A
Authority: DE
Inventors: Guy Desodt; Daniel Muller
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1987-06-12
Filing date: 1988-06-13
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2008-06-14
Also published as: GB8813505D0; GB2285549B; GB2285549A; US5874917A; FR2709835B1; IT8867526A0; DE3820059A1; FR2709835A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herauslösung von Zielen aus einem Radarsignal gemäß dem Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1.

Aus der DE 25 05 697 C1 ist ein Störschutzverfahren für eine einzelne Antennengruppe mit elektronischer Strahlverschwen kung bekannt, das darauf beruht, die Phasenverteilung im Strahlerfeld innerhalb der Antennengruppe geringfügig so zu ändern, daß in dem Strahlungsdiagramm der Antennengruppe eine Lücke entsteht, um den Empfang von Störsignalen zu ver meiden. Die am Ausgang der Antenne erhaltenen Störsignale werden gemessen und gespeichert. Danach wird die phasen mäßige Ansteuerung der Elemente der Antennengruppe verändert, und die Störsignale werden erneut gemessen und gespeichert. Die auf diese Weise erhaltenen verschiedenen Pegel der Störsignale werden miteinander verglichen, und es wird derjenige Phasenverschiebungswert für die einzelnen Elemente der Antennengruppe beibehalten, bei welchem der Pegel der Störsignale minimal ist. Damit wird schließlich die Herabsetzung bzw. Unterdrückung des Einflusses der Störpegel erreicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem bei einem Radar mit mehreren Antennengruppen falsche Ergebnisse unterdrückt werden können, die von Radarsignalen, von Zielen herrühren, die über Nebenkeulen empfangen wer den.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herauslösen von Zielen ist insbesondere auf eine neuartige Gruppenantenne anwend bar, die nachfolgend beschrieben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei einer Antenne oder einem Antennensatz an wendbar, die mehrere Antennengruppen enthalten, wovon eine jede Nebenkeulen aufweisen kann, welche den Empfang stören können. Die Nebenkeulen beruhen beispielsweise auf lücken haft ausgebildeten Antennengruppen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf alle Radarantennen anwendbar, die mehrere Antennengruppen enthalten, wovon eine jede Nebenkeulen auf weist, die in feste und/oder bekannte Richtungen weisen, wobei die Weisungsrichtung der Nebenkeulen für die verschie denen Antennengruppen jeweils verschieden ist. Die erfin dungsgemäße Verarbeitung erfordert einen synchronen und ko härenten Empfang durch alle Empfangselemente der verschiede nen Antennengruppen.

Die nach der Erfindung vorgenommenen Verarbeitungen bestehen darin, einen Vergleich der in den verschiedenen Antennen gruppen empfangenen Signale durchzuführen. Auf diese Weise wird es ermöglicht, statistisch zu bestimmen, ob ein Echo einem wirklichen Ziel oder einer Nebenkeule der Antennen gruppe entspricht. Bei der gemäß der Erfindung ausgeführten Herauslösung oder Extraktion wird zum Zeitpunkt des Aufsum mierens der Energie aus mehreren Antennengruppen keinerlei Information verloren.

Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der fol genden Beschreibung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Schema einer ersten Antenne zur Verwendung des Verfahrens bei einem Radar;

Fig. 2 eine zweite Antenne zur Verwendung des Verfahrens in einem Radar;

Fig. 3 ein Schema, welches eine erste Verteilung der Ne benkeulen bei einer Gruppenantenne zeigt;

Fig. 4 ein Schema zur entsprechenden Verteilung bei einer zweiten Gruppenantenne;

Fig. 5 ein entsprechendes Schema für eine dritte Gruppen antenne;

Fig. 6 ein entsprechendes Schema für eine vierte Gruppen antenne;

Fig. 7 ein Schema eines ersten Radars;

Fig. 8 ein Schema eines zweiten Radars;

Fig. 9 ein Schema eines dritten Radars;

Fig. 10 ein Schema, welches das Funktionsprinzip der Er findung veranschaulicht;

Fig. 11 ein Schema, welches eine erste Situation dar stellt, die mit dem Verfahren verarbeitet werden kann;

Fig. 12 ein Schema, welches eine zweite Situation dar stellt, die mit dem Verfahren verarbeitet werden kann;

Fig. 13 ein Schema, welches eine dritte Situation dar stellt, die mit dem Verfahren verarbeitet werden kann;

Fig. 14 ein Schema, welches eine vierte Situation dar stellt, die mit dem Verfahren verarbeitet werden kann;

Fig. 15 ein Schema, welches eine fünfte Situation dar stellt, die mit dem Verfahren verarbeitet werden kann;

Fig. 16 eine Kurve, welche ein erstes Beispiel der Em pfangssignale zeigt;

Fig. 17 ein Schema, welches das Signal zeigt, das aus dem in Fig. 16 gezeigten Signal herausgelöst wurde;

Fig. 18 eine Kurve, die ein zweites Beispiel der Em pfangssignale zeigt;

Fig. 19 ein Schema, welches das Signal zeigt, das aus dem in Fig. 18 gezeigten Signal herausgelöst wurde;

Fig. 20 eine Kurve, welche ein drittes Beispiel der Em pfangssignale zeigt;

Fig. 21 ein Schema, welches das Signal zeigt, das aus dem in Fig. 20 gezeigten Signal herausgelöst wurde;

Fig. 22 eine Kurve, die ein viertes Beispiel der Empfangs signale zeigt;

Fig. 23 ein Schema, welches das Signal zeigt, das aus dem in Fig. 22 gezeigten Signal herausgelöst wurde;

Fig. 24 eine Kurve, die ein fünftes Beispiel der Empfangs signale zeigt; und

Fig. 25 ein Schema, welches das Signal zeigt, das aus dem in Fig. 24 gezeigten Signal herausgelöst wurde.

In den Fig. 1 bis 25 werden gleiche Bezugszeichen für einan der entsprechende Elemente verwendet.

In Fig. 1 ist eine erste Antenne gezeigt, bei der das erfin dungsgemäße Verfahren angewendet werden kann. Die in Fig. 1 gezeigte Antenne weist sechs linienförmige Antennengruppen B, C, D, E, F, G auf, die in einen Kreis A eingeschrieben sind. Jede Antennengruppe ist aus elementaren Quellen 1 zu sammengesetzt. Durch die Verwendung einer Menge von Anten nengruppen, die in einen Kreis eingeschrieben sind, wird eine gute Isotropie der Antenne erzielt, d. h. sie empfängt für ein äquivalentes Ziel im wesentlichen dieselbe Energie für alle Seitenwinkel. Eine solche Antenne ist daher beson ders gut für eine Überwachung über einen Seitenwinkelbereich von 360° geeignet.

Eine elementare Quelle 1 kann auch nur zu einer einzigen Antennengruppe gehören.

Vorzugsweise ist die Anzahl von elementaren Quellen 1 jeder Antennengruppe ein Exponentialwert der Zahl 2, beispiels weise gleich 4, 8, 16, 32, 64, 128, oder 156. In einem sol chen Falle kann zur Bildung der Bündel eine Berechnung der schnellen Fouriertransformation (FFT) angewendet werden.

In vorteilhafter Weise ist in jeder Antennengruppe der Tei lungsschritt zwischen den Quellen 1 konstant. Es ist hinge gen keineswegs erforderlich, daß der Teilungsschritt bei den verschiedenen Antennengruppen stets derselbe ist.

In vorteilhafter Weise werden lückenhaft ausgebildete Anten nengruppen verwendet, also Antennengruppen bei denen die Phasenverschiebung zwischen zwei aufeinanderfolgenden ele mentaren Quellen größer als 2 π sein kann. Auf diese Weise wird es ermöglicht, die Anzahl von Quellen zu vermindern und/oder die Abmessungen und folglich die Auflösung der An tenne zu vergrößern.

In Fig. 2 ist eine zweite Antenne gezeigt, bei der das er findungsgemäße Verfahren angewendet werden kann. Die in Fig. 2 gezeigte Antenne weist acht linienförmige Antennen gruppen B, C, D, E, F, G, H, J auf. Bei dem in Fig. 2 ge zeigten Beispiel sind die Antennengruppen B bis J regelmäßig angeordnet. Dies ist aber für das erfindungsgemäße Verfahren nicht notwendig. Wie weiter unten ersichtlich wird, beruht die Wirksamkeit der erfindungsgemäß durchgeführten Verarbei tung darin, daß die Nebenkeulen der verschiedenen Antennen gruppen einander nicht überlagert sind. Eine solche Über lagerung kann vermieden werden, indem die relative Anordnung der Antennengruppen B bis J sowie der Teilungsschritt zwi schen zwei aufeinanderfolgenden Quellen 1 jeder Antennen gruppe verändert wird.

Die in Fig. 2 gezeigte sternförmige Vorrichtung ermöglicht eine ausgezeichnete Überdeckung in Höhen- und Seitenwinkel.

In den Fig. 3 bis 6 sind Beispiele für die Verteilung der Antennenkeulen für linienförmige und lückenhaft ausgeführte Antennengruppen gezeigt. Auf der Abszisse 25 sind die Sei tenwinkel zwischen -π/2 und +2π/2 aufgetragen, während die Ordinate 24 die Amplitude A der Keule angibt. Alle Antennen gruppen, die den Fig. 3, 4, 5 und 6 entsprechen, weisen eine Hauptkeule 22 auf, die dem Seitenwinkel 0° entspricht. Die Hauptkeule 22 weist eine Amplitude auf, die deutlich größer als die aller Nebenkeulen ist. Die Kurven nach den Fig. 3, 4, 5 und 6 weisen Nebenkeulen 23 der Antennengruppen auf, die symmetrisch bezüglich der Hauptkeule 22 verteilt sind. Die den jeweiligen Antennengruppen entsprechenden Nebenkeu len 23 weisen verschiedene Azimutwinkel und Amplituden auf.

Zwischen den Nebenkeulen der Antennengruppen ist die Ampli tude praktisch verschwindend. Dies erreicht man beispiels weise durch Vermeidung einer Symmetrie der verwendeten An tennengruppen und/oder Anwendung verschiedener Teilungs schritte zwischen den Quellen in den verschiedenen verwende ten Antennengruppen.

Die erfindungsgemäß ausgeführte Herauslösung oder Extraktion besteht beispielsweise darin, die für mehrere Antennengrup pen erhaltenen Resultate miteinander zu vergleichen, bei denen die Nebenkeulen der Antennengruppen einander nicht überlagern. Wenn die Mehrheit der Antennengruppen für eine gegebene Richtung bei der Extraktion die Ziele nicht erfaßt, so geht man davon aus, daß ein beispielsweise von nur einer Antennengruppe erfaßtes Ziel einer Nebenkeule dieser Anten nengruppe entspricht. Auf diese Weise wird es ermöglicht, diejenigen Ergebnisse zu eliminieren, die sonst einen Fehl alarm auslösen könnten.

In vorteilhafter Weise wird ein statistisches Kriterium an gewendet, um zu entscheiden, ob in einer gegebenen Richtung ein Ziel vorhanden ist oder nicht. Wenn eine einzige Anten nengruppe in einer gegebenen Richtung ein Signal erfaßt, während die anderen Antennengruppen kein Signal erfassen, so ist es sehr wahrscheinlich, daß dieses Signal einer Neben keule einer Antennengruppe entspricht. Wenn mehrere Anten nengruppen die Anwesenheit eines Zieles melden und mehrere andere Antennengruppen keine Erfassung melden, so wird das Zielanwesenheitssignal nur dann für gültig erklärt, wenn eine größere Wahrscheinlichkeit für die Anwesenheit eines Ziels in der bestimmten Richtung als für einen Fehlalarm besteht.

Bei Anwendung besonders leistungsfähiger Rechner ist es mög lich, in den Algorithmen zur Bestimmung der Anwesenheit von Zielen die effektive Lage der Nebenkeulen der Antennengrup pen und/oder die Überlagerung oder nicht erfolgende Überla gerung bestimmter Nebenkeulen bestimmter Antennengruppen zu berücksichtigen. Diese Prüfmethoden und Vergleiche erfordern jedoch eine hohe Rechenkapazität.

In Fig. 7 ist ein erstes Radar gezeigt. Jede elementare Quelle 3 ist an eine Sende/Empfangs-Vorrichtung angeschlos sen. Beispielsweise enthält jede Sende/Empfangs-Vorrichtung einen Duplexer 4, der an die Quelle 3 angeschlossen ist. Über den Duplexer 4 gelangt die Mikrowellenenergie aus einem Sender 7 zu der elementaren Quelle 3; die durch die Quelle 3 empfangene Mikrowellenenergie wird über den Duplexer 4 zum Empfänger 5 geleitet. Der Empfänger 5 ist an einen Signalco dierer 6 angeschlossen.

Sofern eine kohärente Verarbeitung des Signals durchgeführt wird, müssen der Sender, der Empfänger und der Codierer syn chronisiert werden. Beispielsweise werden Sender, Empfänger und Codierer über einen Lokaloszillator 8 synchronisiert. Bei einer ersten Variante, die beispielsweise einer Antenne entspricht, welche bei kleinen Wellenlängen abstrahlt, be wirkt ein einziger Lokaloszillator die Synchronisation aller Sende/Empfangs-Vorrichtungen für alle elementaren Quellen 3. Bei einer zweiten Variante des Radars, die beispielsweise großen Wellenlängen und/oder lückenhaft ausgebildeten Anten nen entspricht, bei denen also große Abstände zwischen den elementaren Quellen 3 vorhanden sind, wird jeweils ein Lo kaloszillator 8 für eine Sende/Empfangs-Vorrichtung verwen det. In diesem Falle ist es von größter Bedeutung, daß alle Lokaloszillatoren 8 synchronisiert werden. Diese Synchroni sation der Lokaloszillatoren 8 erfolgt über die Leitung 17, ausgehend beispielsweise von einer äußerst stabilen Zeitba sis.

Für die Erfindung geeignet sind auch Ausführungsformen, die zwischen diesen Extremen liegen, beispielsweise mit einem Lokaloszillator für mehrere Quellen 3 oder einem Lokaloszil lator pro Antennengruppe.

Es versteht sich dabei, daß die Quellen 3 Antennengruppen angehören, die beispielsweise linienförmig ausgebildet sind, wie sie in den Fig. 1 oder 2 gezeigt sind.

Vorzugsweise erzeugt jeder Sender 7 ein charakteristisches Signal, das beim Empfang identifiziert werden kann. Zum Bei spiel verwendet jeder Sender eine verschiedene Frequenz.

Vorzugsweise wird eine Codierung des Sendesignals ausge führt. Jeder Sender 7 verwendet einen verschiedenen Code.

Der Codierer 6 führt die Abtastung und Codierung der durch die elementaren Antennen 3 empfangenen Signale durch. Die Codierung ist eine komplexe kohärente Codierung. Die in der Figur veranschaulichte Codierung ist für jeden Codierer 6 durch zwei Leitungen 9 dargestellt, an denen die Buchstaben I und Q angegeben sind. Die Komponente I wird als Realkompo nente bezeichnet, während die Komponente Q als Imaginärkom ponente bezeichnet wird und um 90° gegenüber der Komponente I phasenverschoben ist. Bei dem in Fig. 7 gezeigten Radar erfolgt die Verarbeitung des codierten Signals mittels einer digitalen Verarbeitungsvorrichtung 10. Diese digitale Verar beitungsvorrichtung 10 umfaßt beispielsweise eine Doppler- Verarbeitungsvorrichtung 11, eine Pulskompressionsvorrich tung 12 und eine Vorrichtung 13 zur Bündelbildung durch Be rechnung und zur Extraktion. Im Rahmen der Erfindung ist auch eine analoge Verarbeitung möglich. Durch die Anwendung einer digitalen Vorrichtung kann aber nicht nur die Lei stungsfähigkeit gesteigert werden, sondern die in den Vor richtungen 11, 12 und 13 erfolgenden Verarbeitungen können auch in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden.

Die Vorrichtung 11 zur Dopplerverarbeitung ermöglicht eine Geschwindigkeitsdiskriminierung der Ziele. Diese Vorrichtung 11 ist an die Pulskompressionsvorrichtung 12 angeschlossen. Die Pulskompressionsvorrichtung 12 ermöglicht eine Steige rung der Entfernungsauflösung des Radars. Die Vorrichtung 13 zur Bündelbildung durch Berechnung und zur Herauslösung oder Extraktion ermöglicht eine Steigerung der Richtwirkung der Antenne und Erfassung der Anwesenheit eventueller Ziele. Durch die Extraktion oder Herauslösung kann die Erfassungs wahrscheinlichkeit für ein Ziel bei gegebener Fehleralarm quote (TFAC) gesteigert werden.

Im Rahmen der Erfindung ist aber auch eine Verarbeitung ohne Dopplerverarbeitung und ohne Pulskompressionsvorrichtung 12 möglich.

Der Rechner 10 ist an eine Auswertevorrichtung 14 ange schlossen. Diese Auswertevorrichtung 14 ermöglicht bei spielsweise die Gewinnung von graphischen Darstellungen oder die Erzeugung eines Regel- oder Steuersignals 16 sowie die Erzeugung einer Video-Sichtdarstellung 15. Diese Sichtdar stellung 15 wird beispielsweise mittels Kathodenstrahlröhren ausgeführt, die in der angelsächsischen Literatur mit der Abkürzung PPI bezeichnet werden. Das Signal 16 steuert bei spielsweise ein Alarm- und Regelsystem eines automatischen Waffensystems.

In Fig. 1 ist ein Radar gezeigt, welches elementare Quellen 3 und getrennte elementare Empfangsantennen 130 aufweist.

Jede Quelle 3 ist an einen Sender 7 angeschlossen.

Jede elementare Empfangsantenne 130 ist an einen Empfänger 5 angeschlossen.

Jeder Empfänger ist an einen Codierer 6 angeschlossen.

Vorzugsweise ist ein Lokaloszillator 8 an den Sender 7, den Empfänger 5 und an den Codierer 6 angeschlossen.

Die Codierer 6 sind an die digitale Verarbeitungsvorrichtung 10 angeschlossen.

In Fig. 9 ist ein besonders leistungsfähiges Radar gezeigt. Bei dieser Vorrichtung sind alle Codierer 6, die zu dersel ben Antennengruppe gehören, an dieselbe Schaltung 31 zur Verformung von Bündeln durch Berechnung angeschlossen.

Für Antennengruppen, die eine Anzahl von elementaren Quellen 1 aufweisen, welche gleich einem Exponentialwert der Zahl 2 ist, weist die Schaltung 31 Vorrichtungen zur Berechnung der schnellen Fouriertransformation auf. Die Anwendung einer Vorrichtung zur Berechnung der schnellen Fouriertransforma tion ermöglicht die Verminderung der Anzahl von auszuführen den Rechnungen.

So bewirkt jede Schaltung 31 einen Teil der Rechnungen, die andernfalls durch die Schaltung 11 zur Erzeugung von Bündeln durch Berechnung durchgeführt werden müßten.

Jede Schaltung 31 ist an die Schaltung 150 über zwei Lei tungen angeschlossen, die mit I und Q bezeichnet sind.

In Fig. 9 entspricht die Sende/Empfangs-Vorrichtung 30 der in Fig. 7 gezeigten Vorrichtung. Die Anwendung der Schaltung 31 in Kombination mit der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung liegt gleichfalls im Rahmen der Erfindung.

In Fig. 10 sind die grundsätzlichen Schritte zur Erarbeitung des Entscheidungskriteriums zur Minimierung der Fehlalarm quote veranschaulicht. Die Entscheidung über die Gültig keitserklärung wird von einem Rechner getroffen.

Mit 41 ist der "Ereignisraum" bezeichnet. Dieser Raum be steht aus physikalischen Ereignissen, beispielsweise das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Zielen für die be trachteten Entfernungs- und Azimutwerte.

Man gelangt dann zu dem mit 42 bezeichneten Probabilitäts übergang. Zu diesem Zeitpunkt liegt zusätzlich zu dem ausge sendeten Signal eine Überlagerung mit insbesondere thermi schem Rauschen und mit Nebenkeulen aus den Antennengruppen vor.

Man gelangt dann zu dem mit 43 bezeichneten Beobachtungs raum. Eine Beobachtung entspricht einer Menge von komplexen Abtastproben am Ausgang eines Codierers 6.

Dann gelangt man zu dem mit 44 bezeichneten Kennparameter raum, der über die Kenntnis einer erschöpfenden Zusammenfas sung der Situationen verfügt. Hier entspricht eine Beobach tung einem Wert des Kennparameters oder der Kennparameter.

Vom Kennparameterraum 44 gelangt man zur mit 45 bezeichneten Erstellung der Entscheidungsregeln. Die Entscheidungsregeln ermöglichen die Erstellung von Entscheidungskriterien in Abhängigkeit von den Signalen, die in den verschiedenen Gruppenstrukturen erzeugt werden. Die Entscheidungsregeln ermöglichen somit das Treffen der mit 46 bezeichneten Ent scheidung in Abhängigkeit von der jeweiligen Situation. Die in Fig. 10 gezeigte Vorgehensweise ist halbempirisch inso fern, als auf direktem Wege Entscheidungsregeln entwickelt werden, die auf der zuvor bestehenden Teilkenntnis der zu unterdrückenden Signale beruhen. Die Gültigkeit der Ent scheidungsregel wird nachträglich überprüft, bis eine Opti mierung der Rechnerprogramme durchgeführt ist. Über eine solche halbempirische Vorgehensweise kann der Arbeitsaufwand gegenüber einer streng statistischen Ableitung eines Modells der Störsignale gemäß einer ersten Ausführungsform der Er findung vermindert werden. Gemäß einer zweiten Ausführungs form der Erfindung wird hingegen eine streng statistische Modellbildung für die Störsignale durchgeführt.

Andererseits ist es möglich, ein Expertensystem für die Ex traktion von Zielen anzuwenden, indem anfangs Enscheidungs regeln 45 vorgegeben werden und dann das Ergebnis der He rauslösungen automatisch mit der Situation verglichen wird, die sich tatsächlich eingestellt hat.

In den Fig. 11 bis 15 sind die Amplitude A und die Phase Φ der über die verschiedenen Antennengruppen empfangenen Sig nale in Polarkoordinaten gezeigt. Die Phase Φ entspricht dem Winkel der reellen Achse 250; die Amplitude A ist der Ab stand vom Ursprung O, d. h. dem Schnittpunkt der reellen Achse 250 mit der imaginären Achse 251. Die relative Phase zwischen den Antennengruppen gibt die Einfallsrichtung der empfangenen Strahlung an. Die Amplitude A gibt die Amplitude der empfangenen Energie an.

In Fig. 11 ist eine Menge von Echos 252 gezeigt, die im we sentlichen dieselbe Phase und gleiche Amplitude aufweisen. Dies entspricht dem Fall eines Zieles, das von allen Anten nengruppen erfaßt wurde. Die Unterschiede zwischen den Echos 252 entsprechen dem Rauschen, welches dem Signal überlagert ist.

In Fig. 12 sind die Echos 252 regelmäßig um den Ursprung O verteilt. Die zufällige Verteilung der Signale entspricht dem Rauschen.

In Fig. 13 ist eine Menge von Echos gezeigt, die auf den ursprung O zentriert sind; ferner ist ein einziges isolier tes Echo der Amplitude A und Phase Φ gezeigt. Das Echo mit der Amplitude A und der Phase Φ ist wahrscheinlich ein durch eine Nebenkeule der Antennengruppe empfangenes Signal. Als solches wird es während der Verarbeitung unterdrückt, ebenso wie das um den Ursprung O zentrierte Rauschen. In diesem Falle wird - wie im Fall der Fig. 12 - kein Ziel erfaßt.

In Fig. 14 sind mehrere Echos 252 zu sehen, deren Schwer punkt einer Amplitude A1 und einer Phase Φ1 entspricht; ferner sieht man ein Echo 252 mit der Amplitude A2 und der Phase Φ2. In diesem Falle ist es sehr wahrscheinlich, daß die Amplitude A1 und die Phase Φ1 einem reellen Ziel und die Amplitude A2 sowie die Phase Φ2 einem Echo aus einer Ne benkeule der Antennengruppe entsprechen. Dieses Störecho wird dann bei der Extraktion unterdrückt.

In Fig. 15 ist eine erste Menge von Echos 252 in einem Ge biet 51 vorhanden, während eine zweite Menge von Echos 252 sich in einem zweiten Gebiet 52 befindet, das nahe bei dem ersten Gebiet 51 liegt; ferner sind Echos 252 zwischen zwei Kreisen verteilt, die auf den Mittelpunkt 0 zentriert sind.

Der Radius des ersten Kreises entspricht IA₁ - A₂I, während der des zweiten A₁ + A₂ entspricht; darin sind A₁ und A₂ die Amplituden der Ziele entsprechend den Gebieten 51 und 52. In dem in Fig. 15 gezeigten Fall weisen zwei Ziele dieselbe Amplitude auf. In diesem Falle sind die Echos 252 in einer Scheibe enthalten, welche auf O zentriert ist und den Radius 2A₁ aufweist.

Dieser Fall entspricht zwei Zielen, die benachbart sind oder zumindest ähnliche Phasen aufweisen. Die in dem Gebiet 51, das im gezeigten Fall ein Kreis ist, enthaltenen Echos ent sprechen einem ersten Ziel. Das in dem Gebiet 52 liegende Echo 252 entspricht einem zweiten Ziel. Die anderen Ziele 252 entsprechen Interferenzen zwischen Echos, die zu den zwei Zielen gehören. Diese Interferenz kann konstruktiv oder destruktiv sein und die Phase und/oder Amplitude der empfan genen Echos verändern.

Die Bildung der Empfangsbündel in der Richtung, welche der Keule 63 in Fig. 22 entspricht, liefert die in dem Gebiet 51 enthaltenen Echos.

Die beim Empfang erfolgende Bildung von Bündeln in der Rich tung, die der Keule 61 in Fig. 22 entspricht, liefert die im Gebiet 52 enthaltenen Echos.

Die beim Empfang erfolgende Bildung von Bündeln in der Rich tung der Keule 65 in Fig. 22 liefert die Echos 252 außerhalb der Gebiete 51 und 52.

In den Fig. 16, 18, 20, 22 und 24 ist die Amplitude der durch ein Radar empfangenen Signale als Funktion des Azimut winkels 25 dargestellt.

In den Fig. 17, 19, 21, 23 und 25 sind die Signale gezeigt, die jeweils einer der Fig. 16, 18, 20, 22 und 24 entsprechen und durch Extraktion nach der Erfindung gewonnen werden.

In Fig. 16 sind drei Maxima ersichtlich, die drei Zielen 61, 62 und 63 entsprechen, während die Maxima 64 Nebenkeulen den Antennengruppen und Rauschen entsprechen. Erst im nachhi nein, durch Studium der Fig. 17, kann entschieden werden, daß das Maximum 62 einem reellen Ziel und nicht dem Rauschen oder einer Nebenkeule der Antennengruppe entspricht. Das starke Echo 61 und das mittlere Echo 63 können durch her kömmliche Methoden herausgelöst werden. Ein schwaches Echo 62 kann jedoch im thermischen Rauschen und Rauschen aufgrund der Nebenkeule der Antennengruppe untergehen, wenn ein her kömmliches Extraktionsverfahren angewendet wird.

In Fig. 18 ist eine Hauptkeule 60 zu sehen. Nach erfolgter Verarbeitung erkennt man nämlich, daß zwei benachbarte Ziele vorhanden sind, die in Fig. 19 mit 61 und 63 bezeichnet sind.

Ferner zerfällt im Fall der Fig. 20 das mittlere Maximum 60 in zwei Ziele 61 und 63. Hingegen ist die Situation in Fig. 22 analog der nach Fig. 15. Die den Zielen 61 und 63 entsprechenden Echos erzeugen Interferenzen. Diese Inter ferenzen führen zum Erscheinen von Interferenzkeulen 65, die durch die erfindungsgemäße Verarbeitung unterdrückt werden. Bei der in Fig. 24 dargestellten Situation befinden sich Interferenzkeulen 65 zwischen einem starken Echo 61 und einem schwächeren Echo 63. Die Interferenzkeule, das Rau schen und die Nebenkeule der Antennengruppe werden nach erfindungsgemäßer Verarbeitung unterdrückt, wie in Fig. 25 gezeigt ist. Die Herauslösung der Nutzsignale 61 und 63 aus einer Menge von Signalen 60 ist möglich, weil die möglicher weise auftretenden Situationen im voraus bekannt sind und weil ein Vergleich der vorliegenden Situation mit einer der möglichen Situationen erfolgt.

In vorteilhafter Weise enthält das Radar Störabwehreinricht ungen, beispielsweise adaptive Störabwehreinrichtungen, die nach dem Verfahren des kleinsten Quadrats arbeiten.

Die Störungsabwehr wird vorzugsweise zunächst für jede Grup penstruktur durchgeführt, woraufhin die Reststörungen für die gesamte Antenne unterdrückt werden.

Vorzugsweise führt man zunächst die Störungsabwehr und dann die erfindungsgemäß erfolgende Extraktion durch.

Die Erfindung ist auf Radarsysteme anwendbar, die mehrere Antennengruppen oder mehrere Antennen enthalten.

Insbesondere ist die Erfindung auf Radarsysteme anwendbar, die mehrere linienförmige, lückenhaft aufgebaute Antennen gruppen in isotroper Anordnung enthalten.

Claims

1. Verfahren zur Herauslösung von Zielen aus einem Radarsig nal in einem Radar mit wenigstens einer Antennenanordnung, die eine Hauptstrahlungskeule und Nebenstrahlungskeulen auf weist, dadurch gekennzeichnet, daß das Radar mehrere linien förmige, lückenhaft ausgebildete Antennengruppen aufweist, die mit verschiedenen Orientierungen in einer Ebene angeord net sind, die Antennengruppen jeweils eine in die selbe Richtung ausgerichtete Hauptkeule und Nebenkeulen der Anten nengruppen mit festem Azimutwinkel aufweisen, und die Anten nengruppen so ausgebildet sind, daß ihre Nebenkeulen sich nicht überlagern, und daß das Verfahren darüber hinaus die folgenden Schritte aufweist:

1. Empfangen der Radarsignale durch die lückenhaft ausgebil deten Antennengruppen;
2. Vergleichen der durch die Antennengruppen empfangenen Sig nale in der Weise, daß eine Entscheidung über die Unter drückung derjenigen Radarsignale getroffen wird, die Sig nalen entsprechen, die nur von einer Antennengruppe oder einigen Antennengruppen empfangen wurden, wobei diese Sig nale den Nebenkeulen der Antennengruppen entsprechen können, und
3. Herauslösen der Ziele, die den nicht unterdrückten Radar signalen entsprechen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entscheidung unter Anwendung eines statistischen Krite riums getroffen wird, wobei die Unterdrückung dann und nur dann erfolgt, wenn die entsprechenden Radarsignale während des Schritts des Vergleichens nicht bei der Mehrheit der lückenhaft ausgebildeten Antennengruppen detektiert wurden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schritt des Vergleichens in Bezug auf die Phase und/oder die Amplitude der Radarsignale erfolgt, die durch die lückenhaft ausgebildeten Antennengruppen empfangen wurden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß vor dem Schritt des Herauslösens der Ziele an jeder Antennengruppe Maßnahmen zur Störungsabwehr von adaptiven Störabwehreinrichtungen durchgeführt werden, die nach der Methode des kleinsten Fehlerquadrats arbeiten.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Azimutwinkel eventueller Störquellen bestimmt werden und diejenigen Signale gesperrt werden, wel che von Antennengruppen empfangen werden, die Antennengrup pen-Nebenkeulen auf dem Azimutwinkel oder den Azimutwinkeln der festgestellten Störquellen aufweisen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß dann, wenn beim Vergleichen der durch die verschiedenen Antennengruppen empfangenen Signale festge stellt wird, daß die durch eine Antennengruppe oder einige Antennengruppen empfangenen Signale in der Phasenlage nicht mit denjenigen kohärent sind, welche durch die anderen An tennengruppen empfangen werden, bei der Bestimmung der Lage des Ziels und/oder der Identifikation des Ziels diejenigen Signale nicht berücksichtigt werden, die während des Schritts des Vergleichens nicht mit der Mehrheit der von den lückenhaft ausgebildeten Antennengruppen empfangenen Signale in der Phasenlage kohärent sind.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Dopplerverarbeitung vorgenommen wird.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Pulskompression vorgenommen wird.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sende- und empfangsseitig Bündel durch Berechnung gebildet werden.