DE69621389T2

DE69621389T2 - Radarsysteme.

Info

Publication number: DE69621389T2
Application number: DE69621389T
Authority: DE
Inventors: Yosuke Nakano; Seishi Suganuma
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-09-18
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2016-09-06
Also published as: NL1004048A1; DE69621389D1; JPH0980146A; EP0763750A1; EP0763750B1; NL1004048C2; US5821896A; JP3319242B2

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Radarsystem zum Identifizieren eines Zieles mit einem Radarbild.

Hintergrund der Erfindung

In den letzten Jahren waren Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten sehr aktiv, um ein Bildradar zu entwickeln, das ein Bild eines Zieles mit hoher Auflösung erhalten kann und einer Bedienungsperson ermöglicht, eine Form des Zieles visuell zu prüfen. Unterschiedlich gegenüber einem Infrarot-Lichtsensor oder anderen optischen Sensoren kann ein Radar Tag und Nacht verwendet werden, ungeachtet jeglicher Wetterbedingungen, und es ermöglicht auch, ein Bild von einem Ziel zu erhalten, von einer Stelle, die sich weit von dem Ziel entfernt befindet. Mit diesem Radar wird es möglich, nicht nur ein Ziel zu erfassen, einen Abstand hiervon zu messen und es zu verfolgen, sondern auch das Ziel zu identifizieren. Fig. 14 ist eine Ansicht, die ein Radarsystem zeigt, das auf der herkömmlichen Technologie zum Identifizieren eines Ziels basiert, wie sie beispielsweise in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 174838/1994 offenbart ist. In dieser Figur ist mit der Bezugszahl 1 ein Sender bezeichnet, mit 2 ein Schalter für Senden/Empfange, mit 3 eine Antenne, mit 4 ein Empfänger, mit 5 eine Bildregenerierungsvorrichtung zum Regenerieren eines Bildes aus einem empfangenen Signal, mit 6 eine Zielnachführungsvorrichtung, mit 7 eine Punktbildantwort-Schätzvorrichtung, mit 8 eine Zielfluglagenwinkel-Berechnungsvorrichtung, mit 9 eine Zielform-Akkumulationsvorrichtung, mit 10 eine RCS- Verteilungsberechnungsvorrichtung, mit 11 eine Faltungsintegrationsvorrichtung, mit 12 eine Relativitätsverarbeitungsvorrichtung und mit 13 eine Radarbild-Anzeigevorrichtung zur Darstellung eines regenerierten Bildes.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung der Arbeitsweise. Ein reflektiertes Signal von einem Ziel wird empfangen, und ein Bild des Ziels wird durch die Bildregenerierungsvorrichtung 5 regeneriert. Auch werden durch die Zielnachführungsvorrichtung 6 Daten für eine Position, eine Bewegungsrichtung und eine Geschwindigkeit des Ziels erhalten, und ein Fluglagenwinkel des Ziels wird von einer Linie des Ortes des Radars, der Position und der Richtung der Bewegung des Ziels erhalten. Daten für Zielformen, die in der Zielform-Akkumulationsvorrichtung 9 akkumuliert sind, werden aufeinanderfolgend ausgelesen, und in der RCS-Verteilungs-Berechnungsvorrichtung wird eine RCS-Verteilung des Zieles entsprechend einem Verfahren für die theoretische Berechnung einer RCS- Verteilung (wie GTD (geometrische Theorie der Beugung) oder PTD (physikalische Theorie der Beugung)) berechnet. Auch wird eine Punktbild-Antwortfunktion aus einem empfangenen Signal erhalten, eine Faltungsintegration der berechneten RCS-Verteilung und die Punkt-Bild-Antwortfunktionen werden ausgeführt, und dann wird ein zum Identifizieren eines Zieles verwendetes Bezugsbild berechnet. Die Verarbeitung zum Prüfen der Relativität zwischen aufeinanderfolgend erzeugten Bezugsbildern und einem Radarbild für ein unbekanntes Ziel, das durch das Radar erhalten wurde, wird durchgeführt und dann werden das Radarbild des unbekannten Ziels, das Bezugsbild und ein Ergebnis der Relativitätsverarbeitung durch die Anzeigeeinheit 13 gezeigt.
In der Vorrichtung zum Identifizieren eines Ziels auf der Grundlage der vorbeschriebenen herkömmlichen Technologie werden akkumulierte Daten für Zielformen nacheinander aufeinander folgend ausgelesen, eine RCS-Verteilung für jede Form wird theoretisch berechnet, um ein Bezugsbild zu erzeugen, so daß eine nachteilig lange Verarbeitungszeit erforderlich war. Wenn ein Ziel identifiziert wird, ist es erforderlich, unmittelbar zu bestimmen, welchen Typs das Ziel ist oder ob das Ziel das eines Feindes oder das eines Verbündeten ist, um die erforderlichen Maßnahmen gegen es zu ergreifen und aus diesem Grund sollte die Verarbeitungszeit so weit wie möglich verkürzt werden. Auch wenn die Möglichkeit für die Installation des Radarsystem betrachtet wird, sollte die Datenkapazität minimiert werden für die Installation des Radarsystems in einem begrenzten Raum.
US-5 392 050 offenbart ein Verfahren zum Erkennen eines Radarzielobjekttyps, das die Schritte der Bestimmung von Zielbereichs-, Steuerkurs- und Geschwindigkeitsinformationen, Speichern mehrerer Radarkandidat- Kennzeichnungssysteme (RCS) für unterschiedliche interessante Ziele als eine Funktion der Frequenz und des Fluglagenwinkels, Bestimmen von Bewegungsinformationen einer Plattform, auf'welcher ein Radarsystem getragen wird, Verarbeiten der Zielbereichs-, Steuerkurs- und Geschwindigkeitsinformationen und der Bewegungsinformationen der Plattform mit gespeichertem RCS, Vorhersagen hieraus, wie das beobachtete Radarimpulsecho über dem Betriebsfrequenzband sein sollte und Vergleichen vorgesagter Informationen mit den gemessenen Impulsechos, um zu bestimmen, welches Ziel vorhanden ist, umfaßt.
Der Schritt des Vorhersagens, wie das beobachtete Radarimpulsecho über dem Betriebsfrequenzband sein sollte, enthält den Schritt der trigonometrischen Ableitung des Fluglagenwinkels aus den Zielbereichs-, Steuerkurs- und Geschwindigkeitsinformationen und den Bewegungsinformationen der Plattform. Die vorgesagte Echorückkehr wird berechnet durch Falten bekannter gesendeter Impulse mit der bekannten Zielimpulsantwort.
Weiterhin beschreibt GB-A-2 229 027 ein Verfahren zum Erkennen eines Zieles, das die Schritte aufweist:
Aufzeichnen von Amplitudenspitzen in unterschiedlichen Bereichen aus Radarrückkehrsignalen, welche aufeinanderfolgende Bereichsdurchläufe über ein Objekt eines bekannten Typs darstellen, betrachtet aus unterschiedlichen Winkeln, Identifizieren in der Aufzeichnung von Linien der Kontinuität in den Amplitudenspitzen, die sich über aufeinander folgende Bereichsdurchläufe erstrecken, wobei die Linien der Kontinuität für Hauptreflexionspunkte auf dem Ziel repräsentativ sind, Vergleichen der Linien der Kontinuität und Bilden einer Datenbank aus den Ergebnissen dieses Vergleichs mit ersten räumlichen Informationen, welche die relativen Positionen der Hauptreflexionspunkte darstellen, und Vergleichen zweiter räumlicher Informationen von zumindest einem Bereichsdurchlauf über ein nicht identifiziertes Objekt mit den ersten räumlichen Informationen, um festzustellen, ob das nicht identifizierte Objekt von dem bekannten Typ ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Volumen von berechneten Daten, die zum Erzeugen eines Bezugsbildes erforderlich sind, zu reduzieren, sowie ein Volumen von Daten für tatsächliche Meßwerte, die akkumuliert und zum Erzeugen von Bezugsbildern verwendet werden, zu reduzieren.
Es ist auch die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Volumen von Daten zu reduzieren, die zu verarbeiten sind durch Spezifizieren eines Ziels aus einer Position, einer Bewegungsrichtung, einer Geschwindigkeit und einer Größe des Ziels und durch Lesen nur des Ziels, welches dem Ergebnis von der Datenbank angepaßt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Radarsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Bei dem Radarsystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird, um ein Volumen von bei der Verarbeitung für die Erzeugung eines Bezugsbildes zu berechnenden Daten zu reduzieren, ein Maßstabsmodell eines Ziels als einem zu identifizierenden Objekt oder ein Radarbild des tatsächlichen Ziels für jeden Winkel gemessen, bei dem ein bestimmter Abschnitt des Ziels eine bestimmte Reflexion einer elektrischen Quelle zu dem Radar bewirkt, anstelle der Erzeugung eines Bezugsbildes durch theoretische Berechnung einer RCS-Verteilung aus Daten für Zielformen, und eine Datenbank für tatsächliche Meßwerte ist vorgesehen zum Akkumulieren des Ergebnisses als Bezugsbilder.
Bei der vorliegenden Erfindung wird RCS aus einem dreidimensionalen Formmodell berechnet, und eine Relativitätsverarbeitung wird durchgeführt ohne Durchführung einer Verarbeitung zur Erzeugung eines Bezugsbildes durch Akkumulieren tatsächlich gemessener Radarbilder unter Verwendung eines Maßstabsmodells oder eines tatsächlichen Ziels für einen Winkel, bei dem ein charakteristischer Teil des Ziels eine elektrische Welle reflektiert, und Verwendung eines der Radarbilder als ein Bezugsbild zum Identifizieren eines Ziels. Auch kann, da es extrem schwer ist, RCS theoretisch zu berechnen unter Berücksichtigung von Multiplexreflexionen von einem konkaven Abschnitt oder dergleichen und einer Oberflächenrauhigkeit ein durch tatsächliche Messung erhaltenes Radarbild als ein Bezugsbild verwendet werden, um ein Ziel durch Verwendung eines Bezugsbildes, das das tatsächliche Radarbild getreuer wiedergibt, zu identifizieren.
Bei dem Radarsystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Datenbank für tatsächliche Meßwerte vorgesehen, in der Daten für ein Maßstabsmodell eines zu identifizierenden Ziels oder für ein Radarbild des tatsächlichen Ziels in einem Winkelbereich akkumuliert sind, in welchem eine Reflexion von jeder von mehreren spezifischen Konstruktionen, die jeweils das Ziel bilden, stattfindet, und bei Winkeln, die jeweils eine Kombination der spezifischen Konstruktionen darstellen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, eine Datenbank für jedes Ziel vorzusehen, die jeweils eine minimale Datenkapazität erfordert, indem Bezugsbilder in einem am wenigsten geforderten Winkelbereich vorgesehen sind, der von Parametern eines tatsächlichen Radarsystems erhalten wurden.
Bei dem Radarsystem gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Zielgrößen-Berechnungsvorrichtung zum Berechnen einer Größe eines Ziels und eine Ziel-RCS-Berechnungsvorrichtung zum Berechnen des RCS des Ziels vorgesehen, und auch eine Datenauswahlvorrichtung zum Klassifizieren des Ziels entsprechend einer Größe, dem RCS, einer Position und einer Geschwindigkeit des Ziels und zur Auswahl von Daten, um die Anzahl von Zielen zu reduzieren, für welche eine Relativitätsverarbeitung durchzuführen ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Ziel klassifiziert entsprechend einer Position, einer Geschwindigkeit, einer Bewegung, einer Größe und einer RCS- Größe des durch ein Bildradarsystem erhaltenen Ziels. Indem eine Relativitätsverarbeitung nur bei einem Bezugsbild durchgeführt wird, das für das Ziel geeignet ist, kann eine Identifizierung eines Ziels innerhalb eines wesentlich kürzeren Zeitperiode durchgeführt werden.
Bei dem Radarsystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind eine Extraktionsvorrichtung für eine zylindrische Formtiefe zum Herausziehen einer Tiefe einer zylindrischen Form aus einer Öffnung der zylindrischen Form sowie aus einer Reflexion von dem Bodenabschnitt hiervon, eine Datenbank für zylindrische Formtiefen zum Speichern von Daten für die Tiefe verschiedener Typen von zylindrischen Formen von Zielen und eine Relativitätsverarbeitungsvorrichtung zum Verarbeiten der Relativität zwischen den beiden Typen von zylindrischen Formen vorgesehen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Tiefe einer zylindrischen Form aus einer Öffnung des zylindrischen (konkaven) Bereichs eines Zielbildes sowie aus der Reflexion von dem Bodenabschnitt hiervon herausgezogen, und die Relativität zwischen der wie vorstehend beschrieben erhaltenen Tiefe und einer akkumulierten Tiefe jedes Typs von zylindrischen Formen von Zielen wird geprüft, wodurch eine Identifizierung eines Ziels wie eines Kampfflugzeuges, das eine elektrische Welle nur in seinem Maschinenabschnitt reflektiert, ermöglicht wird.
Bei dem Radarsystem gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind eine Monoimpulsantenne zum Empfang eines reflektierten Signals von einem Ziel mit zwei Kanälen, nämlich einem Sigma- und einen Deltakanal, eine Monoimpuls- Berechnungsvorrichtung zum Berechnen eines Winkelfehlers von jedem isolierten Reflexionspunkt eines Ziels, und ein Koordinatenwert-Wandler zum Umwandeln eines Bereichs/Querbereichs-Verhältnisses eines erhaltenen Bildes in ein Abstands/Abstands-Verhältnis hiervon von dem Abstands/Frequenz-Verhältnis vorgesehen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden ein Sigma- Signal und ein Delta-Signal für jeden isolierten Reflexionspunkt auf einem Ziel, die von einer Monoimpulsantenne empfangen wurden, einer Monoimpulsberechnung unterworfen, und ein Winkelfehler für jeden isolierten Reflexionspunkt wird berechnet. Anhand dieses Ergebnisses werden durch Umwandlung einer Querbereichsrichtung, die durch eine Dopplerfrequenz ausgedrückt wird, in eine Zielgröße eine Größe und eine Form des Ziels genau in ein Bild umgearbeitet, was die Identifizierung eines Ziels mit einem höheren Leistungsvermögen ermöglicht.
Die vorliegenden Erfindung wird besser verstanden anhand der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.

Kurzbeschreibung der Zeichnung:

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das die Ausführungsbeispiele 1 und 2 der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine Ansicht, die durch theoretische Berechnung von Winkelcharakteristiken eines RCS für einen Hauptflügel, bei der 1/70-B747 bei einer Frequenz von 30 GHz erhalten wurde;
Fig. 3A und 3B sind Bilder, die durch tatsächliche Messung des 1/70 Maßstabmodells der B747 bei einer Frequenz von 30 GHz und bei Winkeln von 28º und 32º erhalten wurden;
Fig. 4 ist eine Ansicht, die durch theoretische Berechnung von Winkelcharakteristiken eines RCS für einen Hauptflügel der tatsächlichen Größe der B747 bei einer Frequenz von 10 GHz erhalten wurde;
Fig. 5 ist eine Ansicht, die durch theoretische Berechnung von Winkelcharakteristiken eines RCS für eine Nase mit der tatsächlichen Größe der B747 bei einer Frequenz von 10 GHz erhalten wurde;
Fig. 6 ist eine Ansicht, die durch theoretische Berechnung von Winkelcharakteristiken eines RCS für einen Rumpf der tatsächlichen Größe der B747 bei einer Frequenz von 10 GHz erhalten wurde;
Fig. 7 ist eine Ansicht, die einen Winkelbereich zeigt, in welchem eine Reflexion von einem RCS von Bereichen, die spezifisch für die 8474 sind, auftritt, bei einer Frequenz von 10 GHz;
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, das das Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 9 ist ein Radarbild eines Maßstabsmodells für ein Jagdflugzeug, das tatsächlich gemessen wurde;
Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, das das Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, das das Ausführungsbeispiel 5 der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 12 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Monoimpulsantenne und einem isolierten Reflexionspunkt eines Ziels zeigt;
Fig. 13 ist eine Ansicht, die eine Berechnung eines Winkelfehlers zeigt; und
Fig. 14 ist ein Blockschaltbild, das einen konventionellen Typ von Radarsystem zum Identifizieren eines Ziels zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Fig. 1 ist eine Ansicht, die die Konfiguration des Ausführungsbeispiels 1 nach der vorliegenden Erfindung zeigt, und in der Figur ist mit der Bezugszahl 1 ein Sender bezeichnet, mit 2 ein Schalter zum Senden und Empfangen, mit 3 eine Antenne, mit 4 ein Empfänger, mit 5 eine Zielbild-Regenerierungsvorrichtung, mit 6 eine Zielnachführungsvorrichtung, mit 8 eine Fluglagenwinkel-Berechnungsvorrichtung, 12 eine Relativitätsverarbeitungsvorrichtung, mit 13 eine Anzeigeeinheit und mit 14 eine Datei für tatsächliche Meßdaten.
Als nächstes erfolgt eine Beschreibung der Arbeitsweise. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird, wenn ein Signal von einem Ziel erhalten wurde, ein Radarbild des Ziels durch die Bildregenerierungsvorrichtung 5 erzeugt. Auch werden eine Position, eine Geschwindigkeit und eine Bewegungsrichtung eines Ziels durch die Zielnachführungsvorrichtung 6 gemäß einem empfangenen Signal erhalten, und das Ergebnis hiervon wird zu der Fluglagenwinkel-Berechnungsvorrichtung 8 gesandt. In der Fluglagenwinkel-Berechnungsvorrichtung 8 wird ein Fluglagenwinkel eines Ziels anhand einer Visierlinie eines Radars sowie anhand einer Position und einer Bewegungsrichtung des Ziels berechnet. Ein Radarbild bei einem berechneten Fluglagenwinkel wird als ein Bezugsbild von der Datei 14 für tatsächliche Meßwerte ausgelesen, in welcher Radarbilder von zu identifizierenden Zielen, die unter Verwendung der Maßstabsmodelle gemessen wurden, oder Bilder tatsächlicher Ziele vorher gespeichert wurden. Mit diesem Merkmal ist es nicht erforderlich, ein Bezugsbild anhand der Zielform für die Identifizierung theoretisch zu berechnen, so daß eine für die Verarbeitung erforderliche Zeitperiode verkürzt werden kann. Jedoch kann eine Kapazität von darin zu speichernden Daten größer werden. Und aus diesem Grund sollten zu speichernde tatsächliche Messdaten für jeden Winkel erhalten werden, bei dem eine Reflexion von einem spezifischen Bereich der Zielkonstruktion stattfindet. Der Winkel kann bestimmt werden anhand der Winkelcharakteristiken der Reflexion von den spezifischen Bereichen der Zielkonstruktion (z. B. bei einem Flugzeug, ein Typ, Triebwerke, ein Rumpf und Flügel hiervon). Wie vorstehend beschrieben ist, wird ein Bezugsbild aufeinanderfolgend aus der Datei für tatsächliche Meßwerte ausgelesen, in der Bilder von spezifischen Bereichen von erwarteten Zielen für jeden Winkel gespeichert sind, und einer Vorverarbeitung wie CEAR unterworfen, um einen für das Zielobjekt spezifischen Bereich herauszuziehen, und dann der Relativitätsverarbeitung mittels eines Verfahrens wie eines 10-Platten- Vergleichs oder Konstruktionsvergleichs unterworfen und ein Ergebnis der Verarbeitung wird von der Anzeigeeinheit 13 dargestellt.
In Fig. 1 können als ein Verfahren zum Erhalten eines spezifischen Winkelbereichs Flügel eines Flugzeugs als ein Beispiel genommen werden. Fig. 2 zeigt ein Ergebnis der Winkelcharakteristiken eines RCS eines Hauptflügels einer B 747 im 1/70 Maßstab, die im PTD erhalten wurden. Das Ergebnis wird erhalten durch Berechnen des RCS bei einer Frequenz von 30 GHz und einer Auflösung von 1,7 cm, und es zeigt einen Wert eines Pixels des Hauptflügels an. Aus der Figur ist ersichtlich, daß der Winkelbereich, in welchem der RCS gleich -45dBsm oder mehr wird, in einem Bereich von etwa 30º bis 60º ist. Hierin wird ein Ziel-RCS bei einem minimalen Rauschabstand, der erfaßt werden kann, erhalten anhand des folgenden Ausdrucks auf der Grundlage eines Ausdrucks zum Berechnen eines Erfassungsabstands für ein Radar. Ausdruck 1
σ: Ziel RCS
K: Boltzmannsche Konstante
T: Temperatur (K)
NF: Rauschindex
T: Impulsbreite
N: ganzzahlig (ein Verhältnis eines Impulsdruckes, FFT)
Lsys: Systemverlust
R: Abstand zu einem Ziel
X: Wellenlänge
P: Sendespitzenleistung
G: Antennenverstärkung
(S0/N0)&sub1;: Rauschabstand für einen Impuls
Es ist möglich, einen Bereich eines Winkels festzustellen, in welchem ein bestimmter Bereich als ein Bild gesehen werden kann, in dem der RCS als ein Schwellenwert gesetzt wird. Das heißt, Bilder in einem Bereich, der den Schwellenwert überschreitet, mit jeweils den RCS-Winkelcharakteristiken, welche den Zielkonstruktionen spezifisch sind, werden als ein Bezugsbild akkumuliert. Ein Radarbild wurde tatsächlich erhalten durch Verwendung eines Maßstabsmodells, um die Durchführbarkeit des vorstehen beschriebenen Verfahrens zu prüfen. Fig. 3A und 3B zeigen ein Ergebnis der tatsächlichen Messung des 1/70 Maßstabmodells der B 747 bei einer Frequenz von 30 GHz und bei einer Auflösung von 1,7 cm. Ein Schwellenwert von -45dBsm wurde hier verwendet. Fig. 3A zeigt ein Bild bei einem Winkel von 28º und Fig. 3B zeigt ein Bild bei einem Winkel von 32º. Es ist aus den Figuren ersichtlich, daß die Hauptflügel mit einer Grenze bei 30º abgebildet werden können. Es kann anhand des Ergebnisses des vorstehend beschriebenen Umstandes bestimmt werden, daß das Verfahren durchführbar ist. Gemäß einem Ergebnis des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels 1 wird ein Winkel entsprechend den als ein Bezugsbild verfügbaren Messdaten in der Bildradarvorrichtung des Bandes X erhalten. Unter der Annahme, daß eine Frequenz auf 10 GHz gesetzt ist, eine Sendeleistung: 50kw, eine Antennenverstärkung 38dB, ein Impulsdruckverhältnis: 1024, ein FFT: 1024 Punkte, ein NF: 5dB, eine Auflösung: 1,5 m, ein Luftdämpfungsfaktor: 2 dB, ein Systemverlust 10 dB, und auch unter der Annahme, daß ein Zielabstand auf 50 NM gesetzt ist und ein minimaler Rauschabstand 5 dB beträgt, wird das minimale RCS gleich -23 dBsm. Fig. 4 bis Fig. 6 zeigen ein Ergebnis der theoretischen Berechnung der RCS-Winkelcharakteristiken jedes spezifischen Bereichs bei der B 747. Fig. 4 wird erhalten durch theoretische Berechnung des RCS der Form des Hauptflügels. Es ist aus Fig. 4 ersichtlich, daß der Hauptflügel in einem Winkelbereich von etwa 40º bis 50º abgebildet werden kann. In ähnlicher Weise zeigt Fig. 5 eine Nase, die als ein Bild in einem Winkelbereich von etwa -100º bis +100º gezeigt ist. Fig. 6 zeigt einen Rumpf, der als ein Bild in einem Winkelbereich von etwa 20º bis 170º gezeigt ist. Diese Ergebnisse zeigen einen Fall, in welchem das Ziel in der horizontalen Richtung beobachtet wird, aber es wird davon ausgegangen, daß ein Muster ausreichend ist für eine Höhenrichtung unter der Annahme, daß ein Ziel, welches sich linear bewegt, in einem Abstand hiervon beobachtet wird. Auch hat im allgemeinen ein Flugzeug eine symmetrische Form, so daß ein Winkelbereich von 0º bis 180º hier angestrebt wird. Fig. 7 zeigt das umfassende Ergebnis hiervon (ein Triebwerk, das der wichtigste Teil eines Flugzeugs ist, wird in einem Winkelbereich von 360º in einem Fall der B 747 abgebildet). Mit diesem Merkmal können in einem Fall der B 747 Daten für Bezugsbilder für zumindest jeden Winkel in dem Winkelbereich in Fig. 7 erhalten werden (als ein Beispiel 0º, 45º, 90º, 135º, 180º). Wie vorstehend beschrieben ist, werden Daten für vorgesagte Zielkonstruktionen in einem Winkelbereich gesammelt, in welchem eine Reflexion von spezifischen Konstruktionen, die jeweils jedes der Ziele bei Winkeln bilden, die jeweils eine Kombination von spezifischer Konstruktion darstellen, die eine spezifische Reflexion bewirkt, wobei diese Daten in der Datei 14 akkumuliert und als Bezugsbilder verwendet werden. Merkmale des Ausführungsbeispiels 2 mit Ausnahme der Datei 14 für tatsächliche Meßwerte sind dieselben wie diejenigen beim Ausführungsbeispiel 1.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird ein Bild für ein Ziel durch die Bildregenerierungsvorrichtung aus einem empfangenen Signal regeneriert, und in der Zielgrößen-Berechnungsvorrichtung 15 wird eine Größe des Ziels anhand einer Richtung eines Bereichs, die von einem Bild erhalten wurde, und einer Richtung der Bewegung eines Ziels, die von den Nachführungsdaten erhalten wurde, berechnet. Und dann wird eine Bewegungsgeschwindigkeit des Ziels anhand einer Geschwindigkeit des Ziels zu dem Radar hin (eine radiale Geschwindigkeit) und einer Bewegungsrichtung des Ziels erhalten. Das RCS des Ziels wird in der Ziel-RCS- Berechnungsvorrichtung 16 mittels Ausdruck 1 berechnet und ein entsprechendes Ziel wird ausgewählt entsprechend den Daten für eine Größe, das RCS, eine Position und eine Geschwindigkeit des Ziels durch die Datenauswahlvorrichtung 17. Die Daten für die Auswahl eines Ziels sind in der nachfolgenden Tabelle gezeigt.
Ein Bezugsbild eines Ziels entsprechend dem Ergebnis der Auswahl wird von der Datei 14 für tatsächliche Meßwerte zu der Relativitätsverarbeitungsvorrichtung 12 gesandt. Von dem Radar erhaltene Bilder für ein Ziel und Bezugsbilder werden aufeinanderfolgend in der Relativitätsverarbeitungsvorrichtung 12 einer Relativitätsverarbeitung unterzogen, und ein Ergebnis der Verarbeitung wird von der Anzeigeeinheit 13 dargestellt.
Anhand des Radarbildes eines Maßstabsmodells für ein Jagdflugzeug, das tatsächlich gemessen wurde und in Fig. 9 gezeigt ist, ist ersichtlich, daß die Identifizierung von diesem ziemlich schwierig ist, da keine Reflexion von irgendwelchen Teilen des Jagdflugzeugs erhalten werden kann mit Ausnahme von dem Triebwerkabschnitt. Eine Reflexion erfolgt jedoch an einer Kante einer Luftansaugöffnung für das Triebwerk und einer Triebwerkschaufel. Eine Form eines Triebwerks ändert sich für jeden Typ von Jagdflugzeug und eine Tiefe des Triebwerks kann anhand eines Spaltes zwischen den beiden Abschnitten festgestellt werden, so daß eine Identifizierung durchgeführt werden kann unter Verwendung von Daten für die Tiefe jedes Triebwerks. Bei dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel 4 wird ein Verfahren zum Identifizieren gemäß einer Tiefe einer zylindrischen Form zu der Konfiguration von jedem der Ausführungsbeispiele 1 bis 3 hinzugefügt. In einem Fall, in welchem ein Ergebnis der Klassifizierung ein Jagdflugzeug anzeigt, wird eine Tiefe des Triebwerks von dem Radarbild eines Ziels durch eine Extraktionsvorrichtung 18 für eine zylindrische Form herausgezogen. Die aus dem Zielbild herausgezogene Tiefe des Triebwerks und die in einer Datei 19 für zylindrische Formen gespeicherte Tiefe des Triebwerks jedes Typs von Jagdflugzeug werden durch die Relativitätsverarbeitungsvorrichtung 12 einer Relativitätsverarbeitung unterzogen, und das Ergebnis hiervon wird ausgegeben.
Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels 5. Ein Summensignal (Z) und ein Differenzsignal (Δ) zwischen zwei isolierten Reflexionspunkten (A und B) eines Ziels werden durch Verwendung einer Monoimpulsantenne 20 erhalten wie in Fig. 12 gezeigt ist. Ein Winkelfehler für jeden der isolierten Reflexionspunkte wird anhand der erhaltenen Z- und A- Signale durch eine Monoimpuls-Berechnungsvorrichtung 21 berechnet (Fig. 13). Ein Abstand eines Querbereichs zwischen A und B kann mittels des folgenden Ausdrucks anhand des Winkelfehlers berechnet werden

Ausdruck 2

LAB = θAB·R
LAB: ein Abstand eines Querbereichs zwischen A und B
θAB: ein Winkel zwischen A und B
Ein Ziel dreht sich um eine Position, an der eine Dopplerfrequenz 0 ist, so daß der folgende Ausdruck verwendet werden kann:

Ausdruck 3

Δr α Δt fd
Δfd: eine Differenz einer Dopplerfrequenz zwischen zwei Punkten
Δr: ein Abstand eines Querbereichs zwischen zwei Punkten
Mit diesem Merkmal wird unter der Annahme, daß ein bestimmter Punkt als Bezug gesetzt ist, ein Abstand Δr eines Querbereichs von dem Punkt ausgedrückt durch den folgenden Ausdruck: Ausdruck 4
fdAB: eine Differenz einer Dopplerfrequenz zwischen A und AB
Wie vorstehend beschrieben ist, werden Koordinaten eines Querbereichs für ein Bild in einem Koordinatenwandler 22 aus einer Frequenz in einen Abstand umgewandelt und eine Relativitätsverarbeitung wird entsprechend dem Bild durchgeführt.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann bei dem Ausführungsbeispiel 1 nach der vorliegenden Erfindung eine Verarbeitung der theoretischen Berechnung eines Bezugsbildes weggelassen werden durch Verwendung einer Datei für tatsächliche Meßwerte. Weiterhin wird ein tatsächliches Radarbild als ein Bezugsbild verwendet, so daß ein genaues Bild erhalten werden kann ungeachtet einer Mehrfachreflexion von einer konkaven Form oder einer Wirkung aufgrund einer rauhen Oberfläche, welche Fälle jeweils mit dem Verfahren der theoretischen Berechnung eines RCS schwierig zu behandeln sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung wird ein Winkelbereich, in welchem eine Reflexion von spezifischen Konstruktionen, die jeweils ein Ziel bilden, stattfindet, anhand von Radarparametern berechnet und Winkel, bei denen Bezugsbilder zu behalten sind, werden anhand der vorstehend beschriebenen Kombinationen erhalten, wodurch es möglich ist, eine erforderliche Kapazität einer Datei zu minimieren.
Bei dem Ausführungsbeispiel 3 nach der vorliegenden Erfindung wird ein Ziel ausgewählt durch Verwendung von Daten für das RCS, eine Größe, eine Position und eine Geschwindigkeit eines Ziels, und nur das Ziel entsprechend dem Ergebnis der Auswahl wird einer Relativitätsverarbeitung unterzogen, wodurch es möglich ist, eine zu berechnende Datenmenge zu reduzieren und die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Auch kann die Identifikationsfähigkeit verbessert werden durch Verwendung von Daten, die keine Bilder sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel 4 nach der vorliegenden Erfindung ist es in einem Fall, in welchem ein Ziel ein Jagdflugzeug ist, obgleich es schwierig ist, das Ziel zu identifizieren, da kein Bild mit Ausnahme eines solchen von einem Triebwerk erhalten werden kann, möglich, ein Ziel wie Jagdflugzeuge mit derselben Anzahl von Triebwerken, die schwierig voneinander zu unterscheiden sind, zu identifizieren, indem eine Tiefe jedes Triebwerks von einer Reflexion an einer Öffnung des Triebwerks sowie an einer Schaufeloberfläche herausgezogen wird und eine Identifizierungsvorrichtung gemäß einer Triebwerkstiefe verwendet wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel 5 nach der vorliegenden Erfindung kann ein Bild eines Ziels von einem Abstands/Frequenz-Verhältnis zu einem Abstands/ Abstands-Verhältnis umgewandelt werden entsprechend einem Winkelfehler zwischen isolierten Reflexionspunkten eines Ziels, der durch Verwendung eines Monoimpulses berechnet wurde. Mit dieser Konfiguration kann nicht nur eine Größe eines Ziels eines Bereiches, sondern auch eine Größe des Ziels in der Querbereichsrichtung erhalten werden, wodurch es möglich wird, die genaue Zielgröße zu erhalten und die Fähigkeit der Identifizierung eines Ziels zu verbessern.

Claims

1. Radarsystem, welches aufweist:

eine Bildregenerierungsvorrichtung (5) zum Regenerieren eines Radarbildes für ein Ziel aus einem empfangenen Signal;

eine Zielnachführungsvorrichtung (6) zum Messen einer Position, einer Richtung der Bewegung und einer Geschwindigkeit eines Ziels aus einem empfangenen Signal;

eine Zielfluglagenwinkel-Berechnungsvorrichtung (8) zum Berechnen eines Fluglagenwinkels eines Ziels anhand einer Richtung der Bewegung des Ziels;

eine Relativitätsverarbeitungsvorrichtung (12) zum Auslesen tatsächlicher Meßdaten entsprechend einem von einer Zielfluglagenwinkel- Berechnungsvorrichtung (14) berechneten Zielfluglagenwinkel und zum Berechnen eines Grades der Übereinstimmung mit einem erhaltenen Bild eines unbekannten Ziels; und

eine Anzeigeeinheit (13) zum Darstellen eines Bildes eines unbekannten Ziels, tatsächlicher Meßdaten, welche wie vorstehend beschrieben ausgelesen wurden, und eines Ergebnisses der Relativitätsverarbeitung,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Basis (14) für tatsächliche Meßdaten Daten in einem Maßstabsmodell eines Ziels für die Identifikation und solche eines tatsächlichen Radarzielbildes, welches für jeden Winkel der Reflexion gemessen wurde, durch eine für das Zielobjekt spezifische Konstruktion speichert.

2. Radarsystem nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Zielfluglagenwinkel-Berechnungsvorrichtung (8) den Fluglagenwinkel eines Ziels anhand der Richtung der Bewegung des Ziels sowie anhand einer Visierlinie des Radars berechnet; und

die Basis (14) für tatsächliche Meßdaten ein Maßstabsmodell eines Ziels für die Identifikation und ein Radarbild des tatsächlichen Ziels in einem Winkelbereich, in welchem eine Reflexion von einer Vielzahl von spezifischen Konstruktionen stattfindet, welche jeweils das Ziel bilden, wobei Winkeldaten jeweils eine Reflexion von irgendeiner der Konstruktionen darstellen, speichert.