DE3839654A1

DE3839654A1 - Method for identifying anoprop targets in a pulse radar system

Info

Publication number: DE3839654A1
Application number: DE19883839654
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Minker
Original assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1988-11-24
Filing date: 1988-11-24
Publication date: 1990-05-31

Abstract

In order to identify anoprop targets in pulse radar systems having block-by-block processing and an agile pulse repetition frequency it is proposed to provide the target returns with tags which indicate whether the target report originates from signals from only one pulse repetition frequency, and possibly which, or various pulse repetition frequencies. In the event of a track being formed from the target returns from successive antenna revolutions, an additional check is carried out to determine whether the target returns are based on target detections and different pulse repetition frequencies.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Überreichweitenzielen bei einer Pulsradaranlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for the detection of Overrange targets in a pulse radar system after Preamble of claim 1.

Überreichweitenziele können bei einer Pulsradaranlage dann auftreten, wenn über die instrumentierte Reichweite hinaus Ziele mit größerem Rückstrahlquerschnitt und i. a. in großer Flughöhe erfaßt werden und in der nachfolgenden Radarperiode zur Entdeckung und Auswertung gelangen. Das Entfernungstor, in welchem ein Echo von einem Überreich weitenziel detektiert wird und das dann den Wert für die scheinbare Zielentfernung liefert, ist abhängig von der wahren Zielentfernung und der Pulswiederholfrequenz PRF.Over-range targets can be with a pulse radar system then occur when beyond the instrumented range targets with a larger cross-section and i. a. be recorded at high altitude and in the following Radar period for discovery and evaluation. The Distance gate in which an echo from an overreach distance target is detected and then the value for the apparent target distance depends on the true target distance and the pulse repetition rate PRF.

In modernen Pulsradaranlagen werden Signale blockweise kohärent verarbeitet, wobei ein solcher Block (Burst) mehrere aufeinanderfolgende Radarperioden mit konstanter Pulswiederholfrequenz PRF umfaßt und neben der Ziel entfernung auch einen mehrdeutigen Wert für die Radial geschwindigkeit des Ziels liefert. Zur Beseitigung der Mehrdeutigkeit wird von Block zu Block die PRF umge schaltet, innerhalb jedes Blocks aber konstant gehalten. Infolgedessen wechselt für ein Überreichweitenziel mit jeder PRF-Umschaltung die scheinbare Zielentfernung. Umfaßt die Zielverweilzeit der Antenne mehrere Blöcke mit verschiedener PRF, so ergeben sich unter dem gleichen oder nahezu gleichen Azimut Zielmeldungen unter ver schiedenen scheinbaren Zielentfernungen.In modern pulse radar systems, signals are generated in blocks processed coherently, such a block (burst) several consecutive radar periods with constant Pulse repetition rate includes PRF and next to the target distance also an ambiguous value for the radial speed of the target delivers. To eliminate the The PRF is reversed from block to block switches, but kept constant within each block. As a result, switches for an overreach target each PRF switchover the apparent target distance. Covers the target residence time of the antenna with several blocks different PRF, so result under the same or almost the same azimuth target messages under ver different apparent target distances.

Bei einer Mehrzahl verschiedener vorgesehener Pulswieder holfrequenzen können Überreichweitenziele durch eine Um laufkorrelation, bei welcher z. B. nur in zwei aufein anderfolgenden Umläufen koinzidierende Zielmeldungen weiter verarbeitet werden, im Regelfall leicht eliminiert werden. Bei nur wenigen, z. B. nur zwei verschiedenen PRF-Einstellungen führt aber die Umlaufkorrelation zu einer Zielbestätigung auch für Überreichweitenziele.With a plurality of different intended pulse repetitions fetch frequencies can overreach targets by an order running correlation, in which z. B. only in two successive rounds coinciding target messages processed further, usually easily eliminated will. With only a few, e.g. B. only two different ones PRF settings, however, lead to the circulation correlation a confirmation of target also for overreach targets.

Treten Zielmeldungen von Überreichweitenzielen unter gleichem Azimut unter verschiedenen scheinbaren Ziel entfernungen auf, so kann durch Vergleich der Ent fernungsdifferenz mit dem Unterschied in den Perioden dauern (bzw. der PRF) aufeinanderfolgender Bursts eine Aussage über das Vorliegen von Überreichweitenzielen oder Echtzielen getroffen werden. Solche Mehrzielsituationen sind zur Erkennung von Überreichweitenzielen aber nur bedingt geeignet, da insbesondere durch den Einfluß der zeitabhängigen Echosignalverstärkung (STC) auch Über reichweitenziele häufig bei nur einer scheinbaren Ziel entfernung in Erscheinung treten.If target reports of overreach targets occur same azimuth under different apparent target distances, so by comparing the Ent Distance difference with the difference in the periods consecutive bursts (or the PRF) last one Statement about the existence of overreach targets or Real targets are hit. Such multi-goal situations are only for the detection of overreach targets suitable to a limited extent, in particular due to the influence of time-dependent echo signal amplification (STC) also over range targets often with only one apparent target distance appear.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu grunde, ein Verfahren zur verbesserten Erkennung von Überreichweitenzielen anzugeben.The present invention is therefore based on the object reasons, a method for improved detection of Specify overreach targets.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.The invention is described in claim 1. The Subclaims contain advantageous refinements and Developments of the invention.

Die Erfindung macht sich primär die Eigenschaft von Über reichweitenzielen zunutze, daß die scheinbare Zielent fernung bei Überreichweitenzielen eng an die Pulswieder holfrequenz gebunden ist und daher in ein und demselben Entfernungstor nur bei Blöcken mit gleicher Pulswieder holfrequenz auftreten kann. Ziele, die in Blöcken mit unterschiedlicher PRF zu Zielmeldungen in denselben Ent fernungstoren erscheinen, können daher keine Überreich weitenziele sein.The invention primarily has the property of over reach targets that the apparent target ent distance at overreach targets closely to the pulse again wood frequency is bound and therefore in one and the same Distance gate only for blocks with the same pulse repetition frequency can occur. Targets in blocks with different PRF to target messages in the same Ent remote gates appear, therefore can not overreach be long range goals.

Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die Abbildung, welche in der Art einer PPI-Radaranzeige für zwei innerhalb der instrumentierten Reichweite R der im Zentrum der Anzeige angenommenen Radaranlage A be findliche Ziele Z 1, Z 2 und zwei Überreichweitenziele UZ 1, UZ 2 die Positionen bzw. gemessenen scheinbaren Positionen in drei aufeinanderfolgenden Antennenumläufen darstellt, weiter veranschaulicht.The invention is below with reference to the figure, which is in the manner of a PPI radar display for two within the instrumented range R of the radar system A assumed targets Z 1 , Z 2 and two overreach targets UZ 1 , UZ 2 which are assumed in the center of the display Positions or measured apparent positions in three successive antenna revolutions, further illustrated.

Die Darstellung ist als Prinzipskizze, nicht als maß stäblich zu betrachten. Die entsprechend den Ziel meldungen eingetragenen Zielpositionen sind zur Berück sichtigung der Kennungen in Symbolform dargestellt, wobei von zwei im Betrieb benutzten unterschiedlichen Puls wiederholfrequenzen PRF I und PRF II ausgegangen wird und Zielentdeckungen nur in Blöcken (Bursts) mit der Puls wiederholfrequenz PRF I als Kreise (entsprechend Kennung K I), Zielentdeckungen nur in Blöcken mit PRF II als Kreuze (K II) und Zielentdeckungen in Blöcken beider Pulswieder holfrequenzen mit in Kreise gesetzten Kreuzen (K III) skizziert sind. Dabei setzt Zielentdeckung lediglich die Überschreitung einer Entdeckungsschwelle voraus, ohne daß weitere Bedingungen wie z. B. Dopplergeschwindigkeitsbe stimmung in einem Dopplerradar erfüllt zu sein brauchen. Die tatsächlichen Positionen der Überreichweitenziele sind als Punkte eingetragen. Die Skizze enthält zu sätzlich Richtungspfeile, welche die Bewegungsrichtung und Ortsveränderung der einzelnen Ziele repräsentieren sollen. In der skizzierten Situation seiThe illustration is to be regarded as a sketch, not as to scale. The target positions entered in accordance with the target messages are shown in symbol form to take account of the identifiers, whereby two different pulse repetition frequencies PRF I and PRF II used in operation are assumed and target discoveries only in blocks (bursts) with the pulse repetition frequency PRF I as circles ( according to identifier K I), target discoveries are only outlined in blocks with PRF II as crosses (K II) and target discoveries in blocks of both pulse repetition frequencies with crosses placed in circles (K III). In this case, target discovery only requires a discovery threshold to be exceeded without further conditions such as, for example, B. Doppler speed in a Doppler radar need to be met. The actual positions of the overreach targets are entered as points. The sketch also contains directional arrows, which should represent the direction of movement and change of location of the individual targets. In the situation outlined

Z 1 a target corresponding to the normal case within the range R
Z 2 is a target that is within range but only discovered by chance with PRFII blocks and has an approximately tangential flight direction
UZ 1 an almost tangential flying range that leads to blocks in both pulse repetition frequencies to find the target
UZ 2 is an overreach target with a more radial direction of movement that is only discovered in blocks with PRFI.

Die Fluggeschwindigkeiten der verschiedenen Ziele sind als ungefähr gleich angenommen.The flight speeds of the different destinations are assumed to be about the same.

Das Ziel Z 1 erscheint bei der ersten eingetragenen Ziel entdeckung in Blöcken beider Pulswiederholfrequenzen und die entsprechende Zielmeldung von der Zielentdeckungsein richtung an die Einrichtung zur Zielspurbildung (Tracker) ist dementsprechend mit der zusätzlichen Kennung K III versehen (in der Skizze dargestellt durch Kreuz im Kreis). Im nächsten Antennenumlauf erscheint das Ziel nur in einem Block mit PRFII (Kennung K II, Kreuz), im über nächsten Block nur in einem Block mit PRFI (K I, Kreis), jeweils in derselben oder benachbarten Auflösungszelle, so daß die Zielmeldungen als von demselben Ziel her rührend betrachtet werden können. Durch die Zielent deckung in Blöcken unterschiedlicher PRF kann dieses Ziel eindeutig als ein innerhalb der Reichweite R befindliches Ziel eingestuft werden. Unter der Annahme, daß drei auf einanderfolgende Zielmeldungen zur Initiierung einer Zielspur ausreichen und die drei eingetragenen aufein anderfolgenden Zielpositionen von Z 1 den im Tracker vor gegebenen Kriterien genügen, kann eine neue Zielspur initiiert bzw. eine bereits begonnene fortgeführt werden. The target Z 1 appears at the first registered target detection in blocks of both pulse repetition frequencies and the corresponding target message from the target detection device to the device for target track formation (tracker) is accordingly provided with the additional identifier K III (represented in the sketch by a cross in a circle) . In the next antenna round, the target appears only in a block with PRFII (identifier K II, cross), in the next block only in a block with PRFI (K I, circle), each in the same or adjacent resolution cell, so that the target messages as from can be viewed from the same goal. By target detection in blocks of different PRFs, this target can be clearly classified as a target within the range R. Assuming that three successive target messages are sufficient to initiate a target track and that the three successive target positions entered by Z 1 meet the criteria specified in the tracker, a new target track can be initiated or an already started one can be continued.

Das Überreichweitenziel UZ 1 sei so reflexionsstark, daß es bei allen Umläufen in Blöcken beider Pulswiederhol frequenzen zur Zielentdeckung führt. Das Ziel erscheint aber in Abhängigkeit von der jeweiligen PRF in für ver schiedene PRFen weit auseinanderliegenden Auflösungs zellen, so daß Zielentdeckungen in Blöcken verschiedener PRF als von getrennten Zielen stammend interpretiert und dementsprechend auch getrennte Zielmeldungen abgegeben werden. Jedes der scheinbaren Ziele UZ 1′ und UZ 1′′ er scheint dabei jeweils nur bei einer PRF und wird mit einer entsprechenden Kennung versehen. Die drei Ziel meldungen zu UZ 1′ mit der einheitlichen Kennung K II bzw. die drei Zielmeldungen zu UZ 1′′ mit der Kennung K I er füllen zwar die zur Spurinitiierung vorgegebenen geo metrischen Bedingungen, werden durch die erfindungsgemäße Überprüfung auf einheitliche Kennung K I oder K II aber als Überreichweitenziele erkannt und z. B. von der Spurbildung ausgeschlossen, gelöscht, markiert oder auf sonstige Weise gesondert behandelt.The overreach target UZ 1 is so reflective that it leads to target discovery in all rounds in blocks of both pulse repetition frequencies. However, depending on the respective PRF, the target appears in resolution cells that are widely spaced for different PRFs, so that target discoveries in blocks of different PRFs are interpreted as coming from separate targets and, accordingly, separate target reports are also made. Each of the apparent goals UZ 1 ' and UZ 1'' it only appears at one PRF and is provided with a corresponding identifier. The three target messages for UZ 1 ' with the uniform identifier K II or the three target messages for UZ 1'' with the identifier K I he meet the geo metric conditions specified for track initiation, are checked by the inventive check for uniform identifier K I or K II but recognized as overreach targets and z. B. excluded from the lane formation, deleted, marked or otherwise treated separately.

Die beiden Scheinziele UZ 1′ und UZ 1′′ könnten auch auf grund ihres Auftretens unter denselben Azimutwinkeln auch durch Vergleich ihrer Entfernungsdifferenz mit den unter schiedlichen Periodendauern bei den beiden verschiedenen PRFen als von einem Überreichweitenziel verursacht er kannt werden. Dies gilt nicht mehr für ein Scheinziel UZ 2′′, welches von einem Überreichweitenziel UZ 2 herrührt, aber z. B. wegen einer zeitabhängigen STC-Dämpfung nur bei einer PRF erscheint. Unverändert wirksam zur Erkennung als Überreichweitenziel ist aber die Überprüfung auf ein heitliche Einzel-PRF-Kennung K I oder K II, die auch für UZ 2′′ zur Einstufung als von einem Überreichweitenziel stammend führt.The two apparent targets UZ 1 ' and UZ 1'' could also be known because of their occurrence at the same azimuth angles by comparing their distance difference with the different period durations for the two different PRFs as being caused by an overreach target. This is no longer a decoy IP 2 '', which originates from a overreaching target IP 2, but z. B. only appears with a PRF because of a time-dependent STC damping. However, the check for a uniform single PRF identifier K I or K II is still effective for detection as an overreach target, which also leads to classification as originating from an overreach target for UZ 2 ′ ′ .

Zwar kann auch für innerhalb der Reichweite R befindliche Ziele unter ungünstigen Umständen und eher zufällig der Fall eintreten, daß in mehreren aufeinanderfolgenden Umläufen jeweils nur bei ein und derselben PRF das Ziel entdeckt wird, die Wahrscheinlichkeit hierfür liegt bei Betrachtung von drei aufeinanderfolgenden Umläufen aber erfahrungsgemäß unter 1%. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann von diesen seltenen Fällen unzutreffender Entscheidung auf Überreichweitenziel wiederum ein Teil dadurch korrigiert werden, daß die azimutale (tangentiale) Ortsveränderung des Ziels von Umlauf zu Umlauf ermittelt und mit einem vorgegebenen Mindestwert verglichen wird. Bei Überschreiten dieses Mindestwerts liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit ein tatsächlich inner halb der Reichweite R befindliches Ziel vor. Diese Maß nahme macht sich die Erkenntnis zunutze, daß die azimutale Bewegungskomponente eines Überreichweitenziels, beispielsweise UZ 1, bei der Projektion auf den schein baren Zielort (UZ 1′, UZ 1′′) innerhalb der Reichweite R erheblich verringert erscheint. Ein azimutal schnell be wegtes Ziel wie z. B. das eingetragene Ziel Z 2 kann damit trotz einheitlicher Kennung K II als auswertbares Ziel eingestuft werden.Although targets within range R can happen under unfavorable circumstances and more or less by chance that the target is only discovered in one and the same PRF in several successive rounds, experience has shown that the probability of this is less when three successive rounds are considered 1%. According to a development of the invention, a part of these rare cases of incorrect decision on overreach target can in turn be corrected by determining the azimuthal (tangential) change in location of the target from circulation to circulation and comparing it with a predetermined minimum value. If this minimum value is exceeded, there is a high probability that a target that is actually within the range R is present. This measure takes advantage of the knowledge that the azimuthal motion component of an overreach target, for example UZ 1 , appears significantly reduced within the range R when projected onto the apparent target location (UZ 1 ' , UZ 1'' ). An azimuthally fast moving target such as B. the registered target Z 2 can thus be classified as an evaluable target despite a uniform identifier K II.

Fehlentscheidungen durch Kennungsvergleich führen aber auch insofern kaum je zu echten Zielverlusten, als eine Spurinitiierung dadurch nur um einen oder wenige Antennenumläufe aufgeschoben wird oder die Fortführung einer bereits bestehenden Zielspur durch einen Positions ausfall nicht beeinträchtigt wird.Wrong decisions through identification comparison lead however also hardly ever to real goal losses, as far as one Track initiation by only one or a few Antenna circulations is postponed or the continuation an existing target track through a position failure is not affected.

Claims

1. A method for the detection of over-range targets in a pulse radar system with block-wise signal processing and several alternating pulse repetition frequencies, with a target detection device and a device for target track formation, in which for a newly discovered target from a number of target reports made by the target detection device, a new one according to predetermined criteria Target track is initiated, characterized in that each target message is additionally provided with an identifier as to whether the target was detected at different pulse repetition frequencies or only at one, possibly at which pulse repetition frequency, and that in the target detection device, if for the same purpose only target messages from processing blocks with the same pulse repetition frequency occur, on the existence of an overreach target is decided.

2. The method according to claim 1, characterized in that that two different pulse repetition rates are provided are.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized records that in addition the tangential change of location the goal is determined from round to round and goals with a value above a predetermined value tangential velocity component as targets inside half the clear range are treated.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the comparison of the identifiers each the target messages that meet the specified criteria for track initiation.