FR2612299A1

FR2612299A1 - Break locks reduction in target-following radar

Info

Publication number: FR2612299A1
Application number: FR8802960A
Authority: FR
Inventors: Gunter Stark
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1987-03-14
Filing date: 1988-03-08
Publication date: 1988-09-16
Anticipated expiration: 2008-03-08
Also published as: FR2612299B1; DE3708313C2; NL8800438A; DE3708313A1

Abstract

The parameters for target following and follow-up of the radar resolution cell measured from the radar, such as the angle and/or range difference between the target and its expected position in the preceeding resolution cell, are adaptively limited. This from the earlier target movements the regular target track to be awaited and therefrom the admissible limits are runningly ascertained. This evaluation may be from measuring data of the radar itself, or another target motion evaluation system. This sytem may be a second radar or a lidar system. The limit signals are so filtered that an undesired variation of the limit value as a consequence of the following error arises with a oelay after which the false 'second error' has elapsed.

Description

Procede Pour éviter des Pertes d'accrochage sur des raaars ae
poursuite. Pertes dues a de fausses cibles
L'invention concerne un procede pour eviter des pertes d'accrochage sur des radars de poursuite, pertes qul sont dues a des fausses cibles sous forme d'un deuxième echo radar reel ou simule, dont la source s'éloigne de la cible dans l'espace.Method to Avoid Hanging Losses on ae Raaars
pursuit. Losses from false targets
The invention relates to a method for avoiding latching losses on tracking radars, losses which are due to false targets in the form of a second real or simulated echo radar, the source of which moves away from the target in the 'space.

La poursuite d'une cible par un radar de poursuite est genéralement réalisée par le fait que le radar recale automatiquement une cellule de résolution situee autour de la cible. The tracking of a target by a tracking radar is generally carried out by the fact that the radar automatically sets a resolution cell located around the target.

Cette cellule de résolution est par exemple définie latéralement par le lobe de l'antenne et radialement par la longueur d'impulsion de l onde electromagnétique à haute fréquence du radar.This resolution cell is for example defined laterally by the antenna lobe and radially by the pulse length of the high frequency electromagnetic wave of the radar.

h defaut de contre-mesures, une perte d'accrochage du radar, c'est-a-dire une Interruption du processus automatique de recalage cible å l'intérieur de la cellule de resolution", peut être due entre autres au fait qu'il se forme dans la cellule de resolution une deuxieme cible radar qui s'éloigne dans l'espace de la cible et dont l'echo est en même temps Si fort que le systeme automatique de recalage du radar centre maintenant la cellule de resolution autour du Mdeuxieme echo". Un tel deuxième echo peut par exemple apparaître lorsque - la cible survole en rase-mottes un obJet fortement réfléchissant (crête de montagne, bâtiment) et que celui-ci apparait dans la cellule de résolution, - la cible émet un nuage de leurres'(chaff), - la cible fonctionne avec un transpondeur de brouillage. in the absence of countermeasures, a loss of radar attachment, that is to say an interruption of the automatic target registration process inside the resolution cell ", may be due inter alia to the fact that a second radar target is formed in the resolution cell which moves away in space from the target and whose echo is at the same time so strong that the automatic radar registration system now centers the resolution cell around the Second echo ". Such a second echo can, for example, appear when - the target hovers over a highly reflective object (mountain crest, building) and it appears in the resolution cell, - the target emits a cloud of decoys' ( chaff), - the target operates with a jamming transponder.

Le recalage automatique de la cellule de resolution se t'ait par exemple de telle façon que le radar de poursuite mesure en permanence l'écart entre le centre de la cellule de resolution et la cible, c;est-a-dire ltecart angulaire de l orlentatlon de l'antenne et l'écart du recalage en distance, et utilise ces grandeurs dans un système d'asservissement pour le recalage de la position ae ia cellule de resolution. Gêneralement ces grandeurs dependent aans une tres large mesure de l'accelératlon angulaire et radiale ae la ciDie par rapport au radar. The automatic resetting of the resolution cell is done for example in such a way that the tracking radar permanently measures the distance between the center of the resolution cell and the target, i.e. the angular deviation of the antenna orientation and the distance shift distance, and uses these quantities in a servo system for the position adjustment to the resolution cell. Generally, these quantities depend to a very large extent on the angular and radial acceleration of the city relative to the radar.

Selon la qualite du traitement de signaux effectue dans ie radar de poursuite, il est possible de calculer en permanence par anticipation de façon plus ou moins precise les valeurs écart momentanees à partir des valeurs des parametres de mouvement de la cible (par exemple distance, vitesse radiale, vitesse angulaire etc.). Or, des ecarts trop importants ou trop subits de ces valeurs calculées par anticipation se produisent lorsqu'un 'deuxième echo" comme décrit cl-dessus apparaît et "éloigne" la cellule de resolution du radar de la cible, ce qui provoque l'interruption de la poursuite souhaitée de la cible. Depending on the quality of the signal processing carried out in the tracking radar, it is possible to continuously calculate in advance more or less precisely the momentary deviation values from the values of the target movement parameters (for example distance, speed radial, angular speed etc.). However, too large or too sudden deviations of these values calculated in advance occur when a "second echo" as described above appears and "moves" the resolution cell of the radar from the target, which causes the interruption of the target's desired pursuit.

L'invention a pour but d'éviter de tels phenomenes et de garantir une poursuite fiable de la cible. The object of the invention is to avoid such phenomena and to guarantee reliable tracking of the target.

Ce but est atteint dans le cas dun procede pour eviter des pertes d'accrochage sur des radars de poursuite, pertes qui sont dues à des fausses cibles (sous forme d'un deuxieme echo radar réel ou simulé, dont la source s'eloigne de la cible dans I;;espace), en ce que les grandeurs d'écart (difference d'angle et/ou de distance entre la cible et sa position théorique dans la cellule de résolution recalée) mesurees par le radar en vue de la poursuite ae la cible et du recalage de la cellule de résolution du radar sont limites de maniere adaptative, I'ecart regulier attendu de la cible et donc la limitation admissible etant detérminéés en permanence a partir du mouvement précédent de la cible. This object is achieved in the case of a method for avoiding latching losses on tracking radars, losses which are due to false targets (in the form of a second real or simulated radar echo, the source of which moves away from the target in I ;; space), in that the magnitudes of deviation (difference in angle and / or distance between the target and its theoretical position in the reset resolution cell) measured by the radar for the purpose of tracking to the target and the adjustment of the radar resolution cell are adaptively limited, the expected regular deviation from the target and therefore the admissible limitation being permanently determined from the previous movement of the target.

D'autres détails ressortent de la description qui explique deux exemples de réalisation à l'aide des dessins, sur lesquels
la figure 1 représente une vue schematique d'une cellule de résolution de radar avec la position de la cible et les ecarts de celle-ci du centre de la cellule,
la figure 2 représente un schéma fonctionnel simplifie pour un recalage d'antenne par moteur d'un radar de poursuite (seul le recalage en azimut est representé) avec limitation de l encart en azimut,
la figure 3 represente un diagramme pour un premier mooe ae realisation de la fonction de limitation de l'écart en azimut,
la figure 4 represente un diagramme pour un deuxième mooe ae réalisation de la fonction de limitation de l'écart en azimut.Other details emerge from the description which explains two exemplary embodiments using the drawings, in which
FIG. 1 represents a schematic view of a radar resolution cell with the position of the target and the deviations thereof from the center of the cell,
FIG. 2 represents a simplified functional diagram for an antenna readjustment by a tracking radar engine (only the alignment in azimuth is represented) with limitation of the inset in azimuth,
FIG. 3 represents a diagram for a first mooe ae realization of the function of limitation of the deviation in azimuth,
Figure 4 shows a diagram for a second mooe ae of the function of limiting the difference in azimuth.

Dans l'exemple de la figure 1, la cellule de résolution au radar est formée par un élément de volume cylindrique qui est délimité lateralement par exemple par le lobe de l'antenne. (Dans d'autres modes de réalisation, cette cellule de résolution peut etre réalisée par exemple aussi sous la forme d'une quantite de donnes définie et corrigée en permanence par traitement des donnees.)
Mesuré à partir du centre ZM de la cellule, #A est l-ecart en azimut, #E l'écart élévation (il s agit de valeurs d'angle) et dR l'écart en distance de la cible.In the example of FIG. 1, the radar resolution cell is formed by an element of cylindrical volume which is delimited laterally for example by the lobe of the antenna. (In other embodiments, this resolution cell can for example also be carried out in the form of a quantity of data defined and permanently corrected by processing the data.)
Measured from the center ZM of the cell, #A is the deviation in azimuth, #E the elevation deviation (these are angle values) and dR the distance deviation of the target.

L'invention réside dans le fait que pour la poursuite de la cible, par exemple à l'aidé des donnees obtenues dans le radar, les ecarts d'angle etiou de distance attendus sont calculés approximativement en permanence de façon aussi precise que possible, et que ces valeurs de calcul sont utilises apres addition d'une différence de sécurité adequate, par exemple également calculee en permanence, en vue de la limitation des écarts reellement mesures par le radar (limitation adaptative des écarts). The invention resides in the fact that for tracking the target, for example with the aid of the data obtained in the radar, the expected angle deviations and / or distance deviations are calculated approximately continuously as precisely as possible, and that these calculation values are used after addition of an adequate safety difference, for example also continuously calculated, with a view to limiting the deviations actually measured by the radar (adaptive limitation of the deviations).

Suite à cela, - les signaux d'écart corrects apparaissant lors d'une poursuite de cible reguliére et nécessaires pour le recalage de la cellule dé resolution sont conservés sans modifications, - les signaux d'écart demesurement augmentes, apparalssant lorsque la cellule de résolution est 'éloignée' de la cible par une fausse cible, sont diminués (écrêtés) et ne possedent plus qu'une capacité fortement reduite d'entraîner des erreurs dans le recalage. Following this, - the correct deviation signals appearing during a regular target tracking and necessary for the resetting of the resolution cell are retained without modifications, - the excessively increased deviation signals, appearing when the resolution cell is 'distant' from the target by a false target, are reduced (clipped) and have only a greatly reduced ability to cause errors in registration.

Le calcul par anticipation permanent des signaux d-ecart réguliers attendus peut par exemple etre effectue - a partir des parametres de mouvement de la cible constamment mesures par le radar ou par un autre systeme (par exemple un deuxième radar ou un systeme optique), ou - par une extrapolation adequate de l'évolution preceoente aes ecarts, ou - a partir d'une combinaison des deux procedes, etc. The permanent anticipation calculation of the expected regular deviation signals can for example be carried out on the basis of the parameters of movement of the target constantly measured by the radar or by another system (for example a second radar or an optical system), or - by an adequate extrapolation of the previous evolution with deviations, or - from a combination of the two processes, etc.

Le filtrage approprie des signaux de limitation permet d'obtenir qu'une modification non souhaitée des valeurs de limitation (suite à l'erreur de recalage certes diminuee mais apparaissant tout de mémé) ne se produise qu'avec une temporisation, aprés laquelle le 'deuxième écho' a quitté la cellule de résolution. The appropriate filtering of the limitation signals makes it possible to obtain that an undesired modification of the limitation values (following the registration error, admittedly decreased but appearing at the same time) only occurs with a time delay, after which the ' second echo 'left the resolution unit.

La combinaison du procédé décrit pour la limitation d'écart avec une réduction temporaire supplémentaire de la largeur de bande du circuit d'asservissement de recalage permet d'augmenter encore davantage l'efficacité du procede conforme à l'invention. Néanmoins, ce filtrage supplémentaire risque d'entraîner une restriction du comportement de recalage du radar et cette combinaison ne devrait etre utilisée qu'en cas de besoin. The combination of the method described for limiting the deviation with a further temporary reduction in the bandwidth of the registration control circuit makes it possible to further increase the efficiency of the method according to the invention. However, this additional filtering may result in a restriction of the registration behavior of the radar and this combination should only be used when necessary.

Le procédé est expliqué dans l'exemple de la figure 2 qui montre le recalage en azimut d'une antenne de radar de poursuite, c'est-à-dire le recalage en azimut de la cellule de résolution. A partir des signaux de réception et des donnees de direction de l'antenne An, le circuit de traitement de signaux obtient l encart en azimut, la distance R de la ciblé, la vitesse radiale R' de la cible, la vitesse angulaire en azimut A' et l'angle d'élévation E de l'antenne. Pour la commande en azimut de l'antenne, I'écart J A A est dans cet exemple (slmplifié) uniquement integre (élement In) et utilisé après amplification dans l'amplificateur de puissance LV en vue de l'entraînement du servo-moteur M.Or en meme temps, l'écart en azimut attendu de la cible et ses limitations admissibles inférieure (Bu) et supérieure (Bo) sont calculés à partir des signaux R, R', A' et E. Les fonctions de limitation servent ensuite après un filtrage F adéquat à la limitation de l'écart en azimut reellement mesuré, et ce uniquement dans le cas ou ce dernier s'écarte de façon indamissible des valeurs attendues. The method is explained in the example of FIG. 2 which shows the azimuth registration of a tracking radar antenna, that is to say the azimuth registration of the resolution cell. From the reception signals and antenna direction data An, the signal processing circuit obtains the inset in azimuth, the distance R from the target, the radial speed R 'of the target, the angular speed in azimuth A 'and the elevation angle E of the antenna. For the azimuth control of the antenna, the deviation JAA is in this example (slmplified) only integrated (element In) and used after amplification in the power amplifier LV for the drive of the servo-motor M. At the same time, the expected azimuth deviation of the target and its lower (Bu) and upper (Bo) admissible limits are calculated from the signals R, R ', A' and E. The limitation functions are then used afterwards a filtering F suitable for limiting the difference in azimuth actually measured, and this only in the case where the latter deviates in an indestructible way from the expected values.

La figure 3 montre un exemple pour lé calcul anticipe ae l'écart en azimut attendu de la cible d'un radar de poursuite et d'un mode de réalisation de la limitation de l'écart:
L'écart angulaire en azimut du radar est avec une tres bonne approximation proportionnel à l'accélération angulaire en azimut ae la cible par rapport au radar. Le diagramme de la figure 3 montre l'evolution dans le temps de l'accélération angulaire en azimut (AWB) lors du passage en ligne droite d'une cible devant le radar, a une vitesse et une hauteur constantes (t=O correspond au point de tangente, c'est- & dire å l'instant de la plus petite distance de la cible).Dans le meme diagramme sont indiquees en fonction d'une approxlmatlon grossiere de l'accélération angulaire deux courbes pour les limitations supérieure (Bo) et inférieure (Bu) d l'écart angulaire en azimut.FIG. 3 shows an example for the calculation anticipates the deviation in azimuth expected from the target of a tracking radar and an embodiment of the limitation of the deviation:
The angular deviation in azimuth from the radar is with a very good approximation proportional to the angular acceleration in azimuth to the target relative to the radar. The diagram in Figure 3 shows the evolution over time of the angular acceleration in azimuth (AWB) when passing a target in a straight line in front of the radar, at a constant speed and height (t = O corresponds to the point of tangent, that is to say at the instant of the smallest distance from the target). In the same diagram are indicated according to a rough approximation of the angular acceleration two curves for the upper limits (Bo ) and lower (Bu) d the angular deviation in azimuth.

Lors de la simulation du comportement du radar de poursuite pour le recalage angulaire en azimut de l'antenne et apres l'émission de leurres par l'avion, on a constate par exemple que la fonction de limitation représentée avait reduit à une fraction de la grandeur initiale la zone (par exemple en km2 en proJection sur le plan), dans laquelle des emissions de leurres avaient provoque auparavant des pertes d'accrochage. During the simulation of the behavior of the tracking radar for the angular readjustment in azimuth of the antenna and after the emission of decoys by the aircraft, it has been observed, for example, that the limitation function represented had reduced to a fraction of the initial size of the area (for example in km2 projected on the map), in which emissions of decoys had previously caused hooking losses.

La figure 4 montre un autre exemple pour le calcul anticipe de l'écart en azimut attendu de la cible et d'une limitation de l ecart:
Comme dans la figure 3, AWB est l'accélération angulaire en azimut qui correspond avec une trés bonne approximation à l encart de la cible en azimut. Toutefois les courbes de limitation Bo et Bu fournissent ici un Ztube de limitation qui est mieux adapte que dans la figure 3.Figure 4 shows another example for the anticipated calculation of the expected azimuth deviation of the target and a limitation of the deviation:
As in Figure 3, AWB is the angular acceleration in azimuth which corresponds with a very good approximation to the inset of the target in azimuth. However, the limitation curves Bo and Bu here provide a limitation Ztube which is better suited than in Figure 3.

Dans les deux exemples d'application, on n'a besoin pour le calcul des fonctions de limitation que des informations qui sont mesurees habituellement par des radars de poursuite et sont donc dlsponibles sans dispositif de mesure supplémentaire. Ainsi, un radar de poursuite existant peut etre équipe ultérieurement de la limitation d'écart décrite avec des dépenses relativement faibles en traitement de signaux supplémentaire. In the two application examples, for the calculation of the limitation functions only information which is usually measured by tracking radars and is therefore available without additional measuring device. Thus, an existing tracking radar can later be fitted with the described deviation limitation with relatively low expenditure on additional signal processing.

Le procédé conforme à l'invention garantit un flux d'informations continu sur le comportement de la ciblé, ce qui est d'une importance décisive notamment dans le cas de poursuites de cibles non répétitives ou vitales, par exemple des mouvements de cibles singuliers, des approches d'atterrissage, le combat de ciblés menaçantes. The method according to the invention guarantees a continuous flow of information on the behavior of the target, which is of decisive importance in particular in the case of pursuit of non-repetitive or vital targets, for example movements of singular targets, landing approaches, the combat of menacing targets.

Claims

1. Method for avoiding hooking losses on tracking raaars, losses which are due to false targets (in the form of a second real or simulated radar echo, the source of which moves away from the target in space) , characterized in that the magnitudes of deviation (difference in angle and / or distance between the target and its theoretical position in the rescaled resolution cell) measured by the radar for the purpose of tracking the target and retiming the radar resolution cell are adaptively limited, the expected regular deviation from the target and therefore the admissible limitation being permanently determined from the previous movement of the target.

2. Method according to claim 1, characterized in that the permanent advance determination of the admissible limitation is carried out on the basis of measurement data from the radar itself or from other systems measuring the displacement of the target.

3. Method according to claim 2, characterized in that the permanent advance determination of the admissible limitation is carried out on the basis of measurement data from a second radar.

4. Method according to claim 2, characterized in that the permanent advance determination of the admissible limitation is carried out on the basis of measurement data from an optical system.

5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the limitation signals are filtered in such a way that an undesired modification of the limitation values, following the registration error certainly diminished but appearing entirely similarly, only occurs with a time delay, after which the second failure has left the resolution cell.

6. Method according to any one of claims I to 5, characterized in that an additional filtering (reduction of the bandwidth) of the adjustment control circuits is temporarily carried out.