NO316244B1 - Radarsystem og fremgangsmåte for å identifisere målretursignaler i et radarsystem - Google Patents
Radarsystem og fremgangsmåte for å identifisere målretursignaler i et radarsystem Download PDFInfo
- Publication number
- NO316244B1 NO316244B1 NO19962366A NO962366A NO316244B1 NO 316244 B1 NO316244 B1 NO 316244B1 NO 19962366 A NO19962366 A NO 19962366A NO 962366 A NO962366 A NO 962366A NO 316244 B1 NO316244 B1 NO 316244B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- target
- radar system
- return
- function
- angular position
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 29
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000003631 expected effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/285—Receivers
- G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/285—Receivers
- G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
- G01S7/2923—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods
- G01S7/2927—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods by deriving and controlling a threshold value
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
- G01S13/522—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves
- G01S13/524—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi
- G01S13/5242—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi with means for platform motion or scan motion compensation, e.g. airborne MTI
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Distances Traversed On The Ground (AREA)
Description
Denne oppfinnelse vedrører radarsystemer, særlig et radarsystem som er egnet til identifikasjon av mål der retursignalet kommer tett sammen med bireflekser fra bakgrunnen Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen et radarsystem med en radar mottaker med innretninger til bestemmelse av en første egenskap og vinkelposisjon for en flerhet av retursignaler, og innretning for identifisering av mål og bireflekser blant retursignalene, hvilken innretning for identifisering innbefatter innretning til dannelse av en prøve-funksjon for den første egenskapen og vinkelposisjoner i retursignalene og innretning for sammenligning av prøvefunksjonen med en terskelverdi, samt en fremgangsmåte til identifisering av målreturer i et radarsystem, omfattende følgende tnnn frembringelse av amplitude og vmkelposisjonsverdier for en flerhet av radar-retursignaler innbefattende minst et mulig mål og bireflekser, og bestemmelse av en terskelverdi
I et radarsystem benyttes en sender/mottaker til å sende ut høyfrekvenssignaler i rom-met Når det utsendte signal treffer et objekt, fremkommer et reflektert signal En del av det reflekterte signalet returnerer til sender/mottaker og blir mottatt av denne Hvis det var et eneste retursignal ville analysen av radarsignalene være enkel og rett frem I praksis kommer det imidlertid store antall av retursignaler samtidig Returene frem-bringes med mange forskjellige trekk, i tillegg til de objekter som er av interesse og som betegnes som mål Hvis radarens sender/mottaker er siktet i en lav bane for å føle lavt-flygende mål, kommer det også returer med liten amplitude fra naturlige og menneske-skapte objekter på bakken, for eksempel skråninger og trær, hus etc Hvis radarens sender/mottaker blir siktet i en høyere bane, kan returner oppstå fra naturlige objekter, så som fugler, og fra naturfenomener som små vanndråper, hagl, etc De returer som kommer i tillegg til målreturer, blir i alminnelighet her betegnet som bireflekser
Målreturer kan noen ganger skjelnes tydelig fra bireflekser på grunn av deres utseende ved visuell inspeksjon av radarskjermen, for eksempel når målreturen har en meget høyere amplitude enn birefleksene I andre tilfeller kan det være vanskelig visuelt på skjelne mellom returene eller det kan være ønskelig å ha en mulighet til å skjelne et mål fra bireflekser på en automatisk måte Ved militære anvendelser kan radaren være et ubemannet missil som må identifisere mål uten menneskelig assistanse Ved lkke-militære anvendelser, er helautomatiske flylandesystemer og flyledesystemer som kan tjene som støtte for menneskelig kontroll under utvikling Slike ledesystemer kan gjøre bruk av automatiserte måhdentifiserende radarsystemer
En løsning som nå er tilgjengelig for automatisk identifikasjon av mål blant bireflekser, er et radarsystem som benytter CF AR, eller detektoranalysetekmkker for konstant falsk alarmgrad Ved denne løsning blir amplituden på et retursignal sammenlignet med en terskelverdi som er et multiplum av bakgrunnens terskelverdi knyttet til birefleksene Hvis retursignalet ligger over denne terskelverdien, vurderes returen å være en målretur, i stedet for retur fra bireflekser Selv om den er brukbar, vil den vanlige CFAR-teknikk ikke pålitelig kunne skjelne mål fra bireflekser i mange tilfeller som er av praktisk betydning, som for eksempel når et mål blir blandet med bireflekser fra bakken der målet og birefleksene har sammenlignbare radar-returamphtuder En annen løsning blir et mål skilt fra bireflekser ved bruk av en avstandsport eller Dopplerfiltrenng Hvis målet er i nærheten av eller ligger i bireflekser, er teknikken med avstandsportstynng ikke hensiktsmessig Hvis målet beveger seg i en tilnærmet konstant avstand fra sender/mottaker, er den Doppler-baserte teknikk ikke vellykket til identifisering av målet
Tidligere kjente radarsystemer som anvender en egenskap i et retursignal i kombinasjon med vinkelposisjonen for retursignalet er kjente fra US-A-5323161, US-A-4992795 og US-A-4489388
Det foreligger således et behov for et forbedret radarsystem som på pålitelig måte kan skjelne mål fra bireflekser Den foreliggende oppfinnelse fyller dette behov og byr på ytterligere tilknyttede fordeler
Foreliggende oppfinnelse angår et radarsystem og en fremgangsmåte for å skjelne mål fra bireflekser under varierende forhold Selv om løsningen har bred anvendelse, er den særlig nyttig i radarsystemer som benyttes til å påvise mål som ligger tett sammen med bireflekser, slik tilfellet er når mål blir utsatt for forsøk på å skjule målet ved bruk av bireflekser eller forstyrrelser
I henhold til oppfinnelsen kjennetegnes det innledningsvis nevnte radarsystem ved den første egenskapen er amplitudene av retursignalene og innretningen for å danne en test-funksjon innbefatter innretning for dannelse av en funksjon i det vesentlige ekvivalent med funksjonen A/B, der
der 6 er vinkelposisjonen for et prøveretursignal, Q\ er det forventede effektsentroidet
fra den kombinerte mål- og birefleksretur, ai er standardavviket for 8], 00 er gjennomsnittsvinkelen for birefleksene, a0 er standardavviket for 90, R er amplituden på prøve-retursignalet, Ro<2> er gjennomsnittseffekten for birefleksene og Rj<2> er den forventede effekt fra målet
I en beslektet teknikk kjennetegnes den innledningsvis nevnte fremgangsmåte ved at dannelse av en prøvefunksjon for amplituder og vinkelposisjoner i retursignalene, idet prøve funksjonen er i alt vesentlig ekvivalent med funksjonen A/B, der
der 0 er vinkelposisjonen for et prøveretursignal, 61,1 den forventede effektsentroide fra den kombinerte mål- og birefleksretur, ai er standardavviket for Øi, 00 er gjennomsnittsvinkelen for bireflekser, a0 er standardavviket for 00, R er amplituden på prøveretur-signalet, Ro<2> er gjennomsnittseffekten 1 bireflekser og Ry<2> er forventet effekt fra målet, og sammenligning av prøvefuksjonen med terskelverdien
Foreliggende løsning skiller seg fra tidligere løsninger ved at den benytter et radarsystem innbefattende en prøvefunksjon som omfatter både amplitudeinformasjon og informasjon om vinkelposisjon I mange tilfeller er bireflekssignaler noe sammen-klumpet, slik tilfellet er ved returer fra bakken nær ved et fly som flyr nær horisonten Denne observasjon, som er tatt med 1 løsningen ved hjelp av informasjon om vinkelposisjonen, bidrar til at det oppnås bedre diskriminering av mål 1 forhold til birefleksene
Prøvefiinksjonen blir fortrinnsvis funnet ved hjelp av en sannsynhghetsprøve ved bruk av en sammenført fordeling av amplitudeinformasjon og informasjon om vinkelposisjon Basert på en slik funksjon kan stort sett ekvivalente forhold utvikles ved bruk av forenklende tilnærmelser og ytterligere informasjon som gjelder de særlige omstendigheter og radarsystemer
Prøvefiinksjonen blir fortrinnsvis beregnet med en datamaskin som er innrettet til å utforme de nødvendige beregninger Straks prøvefiinksjonen er beregnet, blir den sammenlignet med en terskelverdi som bestemmes ved utvalgsbehandhng av retursignalene og multiphsenng med en konstant Hvis prøvefiinksjonen er større enn terskelverdien, kan det sluttes at returen som prøves er fra et mål
Foreliggende oppfinnelse utgjør en mer nøyaktig løsning til bestemmelse av tilstede-værende av mål i bireflekser enn de løsninger som tidligere var tilgjengelig Forbed-ringen er særlig verdifull når bireflekser er klumpet sammen rundt et vinkelforhold i forhold til sender/mottakeren, noe som er en uvanlig situasjon Den foreliggende løsmng avhenger ikke verken av avstandsportstynng eller Dopplerifltrenng, og er derfor bedre egnet til å påvise mål som ligger i omtrent samme avstand fra sender/mottakeren som birefleksene og som ikke beveger seg mot eller fra sender/mottakeren Andre trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende mer detaljerte beskrivelse av den foretrukne utførelsesform under henvisning til tegningene, som som eksempel illustrerer prinsippene ved oppfinnelsen
Figur 1 viser skjematisk et radarsystem ifølge oppfinnelsen
figur 2 viser skjematisk en scene som har sammenklumpede bireflekser som sees på en radarskjerm, der målets polantet er kjent,
figur 3 viser skjematisk en scene der sammenklumpede bireflekser sees på en radarskjerm og der målets polantet er ukjent,
figur 4 er en skjematisk Doppler/avstandsavbildning som benyttes ved analyse av radar-signalreturer,
figur 5 er et blokkskjema over en fremgangsmåte til bestemmelse av et mål blant bireflekser,
figur 6 er et skjema som viser dataflyt for en foretrukket utførelse av den foreliggende løsning,
figur 7 er en graf over et beslutningsrom ifølge foreliggende løsning for en første utførelse av prøvefunksjonen,
figur 8 er en graf over et beslutningsrom ifølge foreliggende oppfinnelse, etter at forenklende tilnærmelser er blitt foretatt,
figur 9 er en graf for et beslutningsrom svarende til figur 7, med angivelse av området der et mål vil bh påvist når foreliggende løsning blir benyttet, men ikke ville bli påvist hvis en tidligere løsmng anvendes,
figur 10 er en graf over prøveresultater som gjør bruk av foreliggende løsning, sammenlignet med en tidligere kjent løsning, og
figur 11 er en graf over et beslutningsområde for en annen utførelse av prøvefiinksjonen
Figur 1 viser et missil 18 med et radarsystem 20, innbefattende en sende/mottaker 22 som sender ut radarsignaler med en angitt båndbredde for hovedsløyfen (svarende til - synsfeltet), og mottar retursignaler fra objekter 24 Radarsystemet arbeider med en avstandsport som muliggjør valg bare av de objekter 24 som ligger innenfor et valgt avstandsbånd og som oppnås ved valg bare av de objekter som frembringer retursignaler som ligger innenfor et på forhånd valgt tidsintervall etter utsendelsen av radarsignalet Ved bruk av radarsystemet 20 blir avstandsporten systematisk variert for å avsøke synsfeltet mellom korte og lange avstander Objektene 24 kan innbefatte et mål 26 og bireflekser 28 som ligger innenfor avstandsporten Figur 1 viser målet 26 godt atskilt fra birefleksen 28 for oversiktens skyld, men i mange tilfeller vil målreturen ligge nær inntil eller til og med være blandet med birefleksreturen som når målet flyr nær bakken eller er et bakkemål
Retursignalene føres til en datamaskin 30 der de blir digitalisert og eventuelt til en skjerm 32 I mange tilfeller vil radarsystemet 20 ikke innbefatte en skjerm, som for eksempel når radarsystemet benyttes i en ubemannet bærer Figur 1 viser den mulige bruk av en skjerm 32 på en fjerntliggende bakkestasjon 34 som grunnlag for beskri-velsen av de påfølgende figurer Radar sende/mottakeren på figur 1 er vist siktet, slik at antennens båndbredde for hovedsløyfen blir rettet langs en siktehnje 36 for missilet, en imaginær linje som blir rettet forover fra missilet 18 og som danner en referanseramme for vinkelmålinger Radarsystemet 20 har mulighet til å bestemme amplituden på en signalretur og dens vinkelposisjon i forhold til en eller annen referanse som siktehnjen hensiktsmessig kan velges å være
Figurene 2 og 3 viser to scener av den type som sees på radarskjermen 32 under sørlige forhold Målene i disse scener blir lettere påvist ved bruk av radarsystemet ifølge oppfinnelsen enn ved bruk av tidligere kjente radarsystemer På figur 2 finnes det to mulige mål 26a og 26b, samt bireflekset 28, som alle befinner seg i vinkler i forhold til sikte-linjen 36 som her er valgt som referansevmkelen på null (Figurene 2 og 3 viser elevasjonsvinkler, men den samme analyse gjelder asimutvmkler) Ut fra informasjon som gjelder målets natur, er det kjent at det ene eller det annet av målene 26a eller 26b må befinne seg i en vinkel som er større enn for den gjennomsnittlige vinkel for birefleksene 28 i forhold til siktehnjen Dette er et eksempel på et mål med kjent "polantet", der det er kjent at målet har et særlig vinkelforhold til birefleksene I et annet tilfelle som er vist på figur 3, kan målet være enten over birefleksene 28 (mål 26c) eller under birefleksene (mål 26d) og av den grunn er målets vinkelposisjon i forhold til birefleksene ikke kjent med sikkerhet Dette er et eksempel på et mål med ukjent polantet
Hver av radarreturene fra målene og birefleksene som er angitt på figurene 2 og 3, har tilhørende verdier for signal returamphtude (dvs styrken på signalet) og signal retur-posisjon (dvs vinkelposisjonen for retursignalet i forhold til siktehnjen) Det er vanlig praksis å analysere radar retursignalet uttrykt som deres Doppler-verdier og deres avstand som skjematisk vist på figur 4 Figur 4 viser radarreturer for et mulig mål 26 og mange objekter som gir bireflekser 28 Selv om merkingen på figur 4 angir at et av retursignalene er målet, er identiteten for returen som er målet, ikke kjent før analysen begynner og det er heller ikke kjent om et mål i det hele tatt er tilstede Hver av returene på figur 4 har en tilknyttet amplitude R og en vinkelposisjon 8
Ved vanlig CF AR løsninger blir bare amplituden og hvert retursignal analysert for å kunne skjelne et mål fra bireflekser Ved den foreliggende løsning blir både amplitude og vinkelposisjon for hvert retursignal analysert, for å skille et mål fra birefleksene Slik det vil bh påvist, muliggjør foreliggende løsning påvismng av mål på en mer pålitelig måte enn tidligere kjente løsninger Denne mulighet blir mer fremtredende når teknologiske fremskntt leder til at målets signalretur kan gjøre så liten at den får en amplitude som er sammenlignbar med amplituden for birefleksene, eller til og med mindre enn disse
Figur 5 viser en fremgangsmåte ifølge foreliggende oppfinnelse For hvert retursignal som mottas av radarens sender/mottaker 22, blir amphtudeverdien og verdier for vinkelposisjonen for retursignalet bestemt av datamaskinen som er betegnet med 40 De absolutte verdier for denne informasjon er ikke av betydning for foreliggende formål, men bare verdienes forhold til en eller annen felles standard Det er imidlertid hensiktsmessig at amplituden blir bestemt i forhold til null amplitude, og at vinkelposisjonens verdi blir bestemt i forhold til en referanseakse som her fortrinnsvis er siktehnjen 36 for det radarsystem som er vist på figur 1
Terskelverdiene blir bestemt for amplitude og vinkelposisjon ved tnnn 42 For å bestemme terskelverdiene, blir radarretursignalet digitalisert og utvalg fra retursignalene blir tatt ut i et område som skal analyseres Amplitudene på utvalget blir gjennom-snittsberegnet og gjennomsmttsamphtuden blir multiplisert med en første konstant vektfaktor for å komme frem til amplitudens terskelverdi På tilsvarende måte blir vinkelposisjoner i forhold til referanseaksen gjennomsmttsberegnet for å komme frem til en gjennomsnittlig vinkelverdi og denne blir multiplisert med en andre konstant vektfaktor for å komme frem til vinkelens terskelverdi Således blir verdier for R/Ro og 0/90 sammenlignet med deres respektive terskelverdier ved en utførelsesform for foreliggende løsning På tilsvarende måte, blir en felles R, 8 terskel bestemt ut fra de samme forhold To vektfaktorer blir valgt for å frembringe en godtagbar falsk alarmverdi De er konstanter hvis verdier kan varieres etter ønske, for å øke eller redusere sannsynligheten for en falsk alarm, dvs angivelse av at en retur er et mål når den i virkeligheten gjelder bireflekser
En prøvefunksjon blir også utformet for en hvilken som helst særlig signalretur som skal prøves som et mulig mål, ved tnnn 44 Den foretrukne prøvefunksjon som er utviklet under den forutsetning at amplitudefordehngen er en Rayleigh fordeling og at vinkelfordehngen er Gaussisk, og i form av A/B, der
der 0 er vinkelposisjonen for et prøveretursignal, Øi er det forventede effektsentroidet fra den kombinerte mål- og birefleksretur, ai er standardavviket for 0], 00 er gjennomsnittsvinkelen for birefleksene, a0 er standard avvik for 0„, R er amplituden på prøve-retursignalet, Ro er gjennomsnittseffekten i birefleksene, og Rj<2> er den forventede effekt fra målet I dette uttrykk er A knyttet til det tilfellet da et mål er tilstede og B er knyttet til det tilfellet der intet mål er tilstede Prøvefiinksjonen med denne form blir betegnet som en "kombinert funksjon" fordi både amplitudeinformasjon og vinkelinformasjon blir benyttet sammen i et enkelt uttrykk Dette står i motsetning til en annen, men mindre foretrukket utførelse, betegnet som en "separat funksjon" som skal omhandles
senere, der både amplitudeinformasjon og vinkelinformasjon benyttes, men i separate uttrykk
Anvendelsesmuligheten for foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til bruk av denne særlige prøvefunksjon og enhver gjermomførbar prøvefunksjon for særlige situasjoner kan benyttes I det foretrukne tilfellet er den enkle prøvefunksjon en kombinert eller samtidig funksjon for amplitudeinformasjon og vinkelinformasjon Mindre fordelaktig kan det være å ha to prøvefunksjoner, en som bruker amplitudeinformasjon og den andre bruker vinkelinformasjon, som blir tatt med sammen for å analysere informasjonen Det siste tilfellet er mindre å foretrekke fordi det har vist seg å være mindre nøyaktig enn den foretrukne, men allikevel innebærer den en forbedring over den tidligere SFAR løsning med bare amplitude
Denne prøvefunksjon kan forenkles for praktiske anvendelser i situasjoner svarende til det som er vist på figur 1, og anta (1) at ai er tilnærmet hk a0 og (2) at RT2/(Ro2+ Rt<2>) er tilnærmet hk en, og (3) at målet ligger nær siktehnjen Disse funksjoner kan da forenkles til formen
Datamaskinen 30 vurderer digitalt det retursignal som skal prøves For forklaringens skyld, kan dette forhold imidlertid representeres grafisk som vist på figur 7 Hvis verdiene (0-90) og (R<2>/Ro<2>) for en retur som blir vurdert som et mål er slik at returen ligger på eller over kurven på figur 7, besluttes det at målet er påvist Hvis verdiene for (0-00) og (R<2>/Ro<2>) er slik at returen vurderes å ligge under kurven på figur 7, besluttes det at noe mål ikke er påvist Sagt på en annen måte, når polariteten er ukjent, blir (Ø-Øo)<2> - (0-01)<2> + R<2>/Ro<2> -1 ^ felles R,0 terskel, benyttet til å vurdere påvisningen av et mål i dette generelle eksempel
Ideen med polantet for den forventede posisjon av et mål i forhold til bireflekser ble omhandlet i forbindelse med figurene 2-3 Denne informasjon kan benyttes til å øke hastigheten på prøvingen av retursignaler for å påvise et mål og også for å sammenligne den foreliggende løsning med tidligere kjente løsninger På denne måte kan det ovenstående forhold reduseres til å prøve om R/Ro, og en påvisning kan da bestemmes, men ellers gjelder
Denne forenklede løsning er vist grafisk på figur 8 og operasjonelt på figur 6 Ampli-tudeutvalg og vinkelposisjonsutvalg for radarreturene blir tatt ved trinn 50 Verdiene ble prøvet under den forutsetning at en av returene er et mål og resten av returene er bireflekser Basert på denne forutsetning, blir verdiene for R og 0 bestemt for målet, og verdiene Ro og 00 bestemt for birefleksene Når R/Ro er lik eller større enn amplitude-terskelen gjelder dette et mål og det er ikke nødvendig å benytte informasjonen om vinkelposisjon ved trinn 52 På den annen side, hvis R/Ro er mindre enn amphtude-terskelen, gjør foreliggende løsning det mulig å påvise et mål ved bruk av informasjonen om vinkelposisjon i noen tilfeller der tidligere løsninger som bare benytter amplitudeinformasjon ikke ville påvise et mål Beregninger som er avhengig av vinkelonentenng utføres ifølge den ovenstående forklaring og polantetsinformasjon, hvis den er tilgjengelig, ved trinn 54 Det er påvist et mål ved trinn 56, enten hvis bare amphtude-prøven er tilfredsstilt ved trinn 52, eller hvis amplitude/vinkelonentenngs-prøven er tilfredsstilt ved trinn 54
Løsningen ifølge foreliggende oppfinnelse resulterer i forbedret målpåvisning sammenlignet med en vanlig prøve, der bare retursignalets amplitudeinformasjon blir benyttet Figur 9 viser området for forbedret målpåvisning som er i grafisk form på figurene 7-8 Mål hvis amphtudeforhold er under det som kan forventes med den vanlige prøve, men som ikke er tilstrekkelig vinkelmessig atskilt 10-00 fra radarens referanseakse (som for eksempel siktehnjen), kan påvises med foreliggende løsning, men ikke med den tidligere løsning som bare betrakter amplitude
Den konklusjon ble bekreftet av en datasimulenng, der simulerte Rayleigh amplituder og Gaussiske vinkler ble benyttet til å frembringe 100 000 monte carlo forsøk ved forskjellige signal/birefleksforhold Med sannsynligheten for at falsk alarm holdt konstant på omtrent IO"<3>, ble det oppnådd resultater for den vanlige løsning bare med amplitude og med foreliggende løsning ved bruk av tilfellet med kjent polantet Den foreliggende løsning ble vurdert for to vinkelatskillelser mellom målet og bireflekser på 1° og 3°, som begge er temmelig små atskillelser Resultatene fra simulenngene er vist på figur 10 Etter hvert som mål/birefleksamphtudeforholdet øker (honsontal akse), blir begge løsninger bedre i stand til å påvise målet (vertikalakse) Den foreliggende løsning gir forbedrede resultater for alle tilfeller, men resultatene blir mest fremtredende forbedret for lave mål/birefleksamphtudeforhold på moderate vinkelposisjonsatskillelser for mål fra bireflekser For eksempel for et mål/birefleksforhold på 6dB og en mål-til-birefleks vinkelposisjonsatskillelse på 3°, var sannsynligheten for påvisning ved bruk av foreliggende løsning omtrent 8-10 ganger større enn det som kunne oppnås med vanlig løsning basert bare på amplitude Resultatet er at foreliggende løsning gjør det mulig å identifisere mål som bare er svakt vinkelmessig atskilt fra bireflekser tidligere og med større sikkerhet enn det som tidligere var mulig
I en annen utførelse blir både amplitudeinformasjon og vinkelformasjon benyttet, men i en separat funksjon i stedet for i en kombinert funksjon I en foretrukket løsning av denne type, blir R/Ro og (0-Øo) tatt sammen for å utgjøre prøvefunksj onene, der hver av disse bare innebærer den ene av størrelsene amplitude og vinkelposisjon Begge disse to prøvefunksj oner kan bh tilfredsstilt for at det skal erklæres et mål ifølge forholdene
Figur 11 viser bruken av denne teknikk Det skraverte området representerer igjen området for målpåvisning som ikke ville fremkomme med tradisjonelle CFAR løsninger Selv om den er brukbar, er denne løsning mindre å foretrekke, fordi bruk av separate funksjonsforhold for amplitude og vinkelposisjoner gir mindre nøyaktig måldisknminenng enn det som oppnås ved bruk av et kombinert funksjonsforhold mellom amplitude og vinkelposisjon
Claims (9)
1
Radarsystem (20) med - en radarmottaker (22) med innretninger (40) til bestemmelse av en første egenskap og vinkelposisjon for en flerhet av retursignaler, og - innretning for identifisering av mål (26) og bireflekser (28) blant retursignalene, hvilken innretning for identifisering innbefatter - innretning (44) til dannelse av en prøvefunksjon for den første egenskapen og vinkelposisjoner i retursignalene, og - innretning for sammenligning av prøvefunksjonen med en terskelverdi, karakterisert ved at
den første egenskapen er amplitudene av retursignalene og innretningen (44) for å danne en test funksjon innbefatter innretning for dannelse av en funksjon i det vesentlige ekvivalent med funksjonen A/B, der
A = EXP-fØ-Ø,/^)2 x R/(R3<2>+RT<2>) x EXP-(R2/2(Ra2+RT2) og
B = EXP-(e-8o/a0)<2> x R/Ro<2> x EXP-(R<2>/2(Ro<2>)),
der 6 er vinkelposisjonen for et prøveretursignal, 9i er det forventede effektsentroidet fra den kombinerte mål- (26) og birefleksretur (28), aj er standardavviket for Øi, 00 er gjennomsnittsvinkelen for birefleksene (28), a0 er standardavviket for 00, R er amplituden på prøveretursignalet, Ro er gjennomsnittseffekten for birefleksene og RT er den forventede effekt fra målet
2
Radarsystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at innretningen for identifisering omfatter - en datamaskin (30) utformet for å danne prøvefunksjonen og å sammenligne prøve-fiinksjonen med terskelverdien
3
Radarsystem som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert v e d at innretningen (44) til dannelse av en prøvefunksjon innbefatter - innretning til bestemmelse av en gjennomsnittlig amplitudeverdi for flerheten av retursignalene og<*>- innretning for bestemmelse av en gjennomsnittlig vinkelposisjonsverdi for flerheten av retursignalene
4
Radarsystem som angitt i krav 3, karakterisert ved at innretningen (44) for dannelse av en prøvefunksjon videre innbefatter - innretning for dannelse av prøvefunksjonen for et prøveretursignal som en funksjon av amplitude og vinkelposisjon for prøveretursignalet og den gjennomsnittlige amplitudeverdi og gjennomsnittlige vinkelposisjonsverdi
5
Radarsystem som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at innretningen (44) for dannelse av en prøvefunksjon innbefatter en innretning til bestemmelse av en vinkelposisjon i forhold hl en på forhånd valgt referanseverdi
6
Radarsystem som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at innretningen for identifisering av målene og birefleksene innbefatter - innretning (50) for sampling av retursignalet for å gi en flerhet av utvalgseffekt-nivåer og - innretning (42) for dannelse av terskelverdien ut fra en flerhet av utvalgseeffekt-nivåer
7
Radarsystem som angitt i et hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at innretningen for identifisering av målene og birefleksene innbefatter - innretning (50) for sampling av retursignalet for å frembringe en flerhet av vmkelposisjonsverdier, og - innretning (42) for dannelse av terskelverdien ut fra flerheten av vinkelposisjonsverdier
8
Radarsystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at radarsystemet videre omfatter en radarsender (22)
9
Fremgangsmåte til identifisering av målreturer i et radarsystem (20), omfattende følgende tnnn
frembringelse av amplitude og vinkelposisjonsverdier for en flerhet av radar-retursignaler innbefattende minst ett mulig mål (26) og bireflekser (28), og bestemmelse av en terskelverdi, karakterisert ved dannelse (44) av en prøvefunksjon for amplituder og vinkelposisjoner i retursignalene, idet prøvefunksjonen er i alt vesentlig ekvivalent med funksjonen A/B, der
der 6 er vinkelposisjonen for et prøveretursignal, 6| er det forventede effektsentroidet fra den kombinerte mål- (26) og birefleksretur (28), ai er standardavviket for Oi, 00 er gjennomsmttsvinkelen for birefleksene (28), a0 er standardavviket for 90, R er amplituden på prøveretursignalet, Ro<2> er gjennomsnittseffekten for birefleksene og RT<2 >er den forventede effekt fra målet, og
sammenligning av prøvefunksjonen med terskelverdien
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/485,743 US5594450A (en) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | Radar system and method for detecting targets clutter using target intensity and angular position |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO962366D0 NO962366D0 (no) | 1996-06-06 |
NO962366L NO962366L (no) | 1996-12-09 |
NO316244B1 true NO316244B1 (no) | 2003-12-29 |
Family
ID=23929294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO19962366A NO316244B1 (no) | 1995-06-07 | 1996-06-06 | Radarsystem og fremgangsmåte for å identifisere målretursignaler i et radarsystem |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5594450A (no) |
EP (1) | EP0747723B1 (no) |
JP (1) | JP2889185B2 (no) |
KR (1) | KR0167430B1 (no) |
AU (1) | AU685024B2 (no) |
CA (1) | CA2176607C (no) |
DE (1) | DE69606094T2 (no) |
ES (1) | ES2140788T3 (no) |
IL (1) | IL118567A (no) |
NO (1) | NO316244B1 (no) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL9301552A (nl) * | 1993-09-08 | 1995-04-03 | Hollandse Signaalapparaten Bv | Radarapparaat. |
US5748140A (en) * | 1996-03-28 | 1998-05-05 | Hughes Electronics | System for tracking radar targets in background clutter |
US5736956A (en) * | 1996-06-04 | 1998-04-07 | Hughes Electronics | Unlocked W-band receiver with coherent features |
SE509514C2 (sv) * | 1997-06-18 | 1999-02-08 | Ericsson Telefon Ab L M | Anordning och förfarande för att beräkna rörelsehastigheten hos en rörlig sändare |
DE19738252C2 (de) * | 1997-09-02 | 2002-07-11 | Eads Deutschland Gmbh | Verfahren zur Detektion eines Radarzieles |
US6333986B1 (en) | 1998-05-08 | 2001-12-25 | Lockheed Martin Corporation | Cepstral method and system for detecting/classifying objects from air-based or space-based images |
US6710743B2 (en) * | 2001-05-04 | 2004-03-23 | Lockheed Martin Corporation | System and method for central association and tracking in passive coherent location applications |
JP4330114B2 (ja) * | 2001-05-04 | 2009-09-16 | ロッキード・マーティン・コーポレイション | パッシブコヒーレント探索における検出および特徴抽出システムおよび方法 |
US6937746B2 (en) * | 2001-05-31 | 2005-08-30 | Northrop Grumman Corporation | System and method for automatic recognition of formations in moving target indication data |
KR20030034601A (ko) * | 2001-10-26 | 2003-05-09 | 엘지이노텍 주식회사 | 타겟 검출회로 |
DE10238896B4 (de) * | 2002-08-24 | 2006-12-28 | Eads Deutschland Gmbh | Verfahren zur Auswertung von Radardaten |
US6943724B1 (en) | 2002-10-30 | 2005-09-13 | Lockheed Martin Corporation | Identification and tracking of moving objects in detected synthetic aperture imagery |
US6864828B1 (en) | 2003-02-18 | 2005-03-08 | Lockheed Martin Corporation | Method and apparatus for collection and processing of interferometric synthetic aperture radar data |
US6816109B1 (en) | 2003-08-04 | 2004-11-09 | Northrop Grumman Corporation | Method for automatic association of moving target indications from entities traveling along known route |
US7292180B2 (en) * | 2005-06-13 | 2007-11-06 | Raytheon Company | System and method for passively estimating angle and range of a source using signal samples collected simultaneously from a multi-aperture antenna |
US7675458B2 (en) * | 2006-11-09 | 2010-03-09 | Raytheon Canada Limited | Dual beam radar system |
US9115996B2 (en) * | 2009-07-29 | 2015-08-25 | Lockheed Martin Corporation | Threat analysis toolkit |
JP2011185639A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Toshiba Corp | 信号処理パラメータ解析装置及びレーダ装置 |
KR101524141B1 (ko) * | 2014-12-29 | 2015-05-29 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 표적 탐지 장치 및 방법 |
RU2692470C2 (ru) * | 2016-11-21 | 2019-06-25 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ комплексной идентификации объектов, обнаруживаемых радиолокационной станцией |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2072451B (en) * | 1980-03-24 | 1984-02-29 | Marconi Co Ltd | Signal rank detectors |
NL8005923A (nl) * | 1980-10-29 | 1982-05-17 | Hollandse Signaalapparaten Bv | Plotgenerator. |
FR2524983B1 (fr) * | 1982-04-10 | 1986-08-22 | Licentia Gmbh | Procede et dispositif d'identification d'objectifs et de suppression de signaux parasites dans les appareils radar |
DE3430888A1 (de) * | 1984-08-22 | 1986-03-06 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Einrichtung zur detektion und bekaempfung untergezogener bodenziele |
DE3744691C2 (de) * | 1986-08-29 | 2002-03-07 | Alenia Marconi Systems Ltd | Verfahren und Gerät zur Bewertung von Radarzielimpulsen |
FR2637692B1 (fr) * | 1988-10-11 | 1991-03-01 | Thomson Csf | Procede et dispositif de validation de plots, pour radar, avec mise a jour autoadaptative |
-
1995
- 1995-06-07 US US08/485,743 patent/US5594450A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-05-14 CA CA002176607A patent/CA2176607C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-05-15 AU AU52287/96A patent/AU685024B2/en not_active Ceased
- 1996-05-22 DE DE69606094T patent/DE69606094T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-22 EP EP96303659A patent/EP0747723B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-22 ES ES96303659T patent/ES2140788T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-04 IL IL11856796A patent/IL118567A/xx not_active IP Right Cessation
- 1996-06-05 KR KR1019960019966A patent/KR0167430B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-06-06 NO NO19962366A patent/NO316244B1/no not_active IP Right Cessation
- 1996-06-07 JP JP8145603A patent/JP2889185B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0747723B1 (en) | 2000-01-12 |
KR970002381A (ko) | 1997-01-24 |
DE69606094T2 (de) | 2000-09-28 |
IL118567A0 (en) | 1996-10-16 |
EP0747723A3 (en) | 1997-02-05 |
JP2889185B2 (ja) | 1999-05-10 |
KR0167430B1 (ko) | 1999-03-30 |
IL118567A (en) | 1999-06-20 |
NO962366L (no) | 1996-12-09 |
ES2140788T3 (es) | 2000-03-01 |
NO962366D0 (no) | 1996-06-06 |
DE69606094D1 (de) | 2000-02-17 |
AU5228796A (en) | 1996-12-19 |
CA2176607A1 (en) | 1996-12-08 |
EP0747723A2 (en) | 1996-12-11 |
AU685024B2 (en) | 1998-01-08 |
CA2176607C (en) | 2000-07-11 |
US5594450A (en) | 1997-01-14 |
JPH0921864A (ja) | 1997-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO316244B1 (no) | Radarsystem og fremgangsmåte for å identifisere målretursignaler i et radarsystem | |
CN106680806A (zh) | 一种多雷达点迹融合方法 | |
EP0876622B1 (en) | Group tracking | |
NO319271B1 (no) | System og fremgangsmate for a folge radarmal ved bakgrunnsglitter eller birefleks | |
CN110414061B (zh) | 建立飞机平台系统对地攻击生存能力概率模型的方法 | |
US5341435A (en) | System for detection and recognition of an object by video imaging means | |
CN105785340B (zh) | 单脉冲雷达对主瓣内目标和诱饵干扰的测角与识别方法 | |
KR102482448B1 (ko) | 우선 타격 표적 선별 시스템 및 방법 | |
CN109613492B (zh) | 一种雷达导引头抑制地面闪烁干扰的方法 | |
NO332345B1 (no) | Fremgangsmate for malfolging | |
CN111025249B (zh) | 一种判定箔条干扰在仿真环境中干扰效果的方法 | |
US20100116886A1 (en) | Imaging semi-active laser system | |
Torvik et al. | X-band measurements of radar signatures of large sea birds | |
CN111598232B (zh) | 利用深度学习卷积神经网络估计复杂微动空间锥体目标参数的方法 | |
CN107561509A (zh) | 一种机载毫米波雷达电力线检测方法 | |
CN111007471B (zh) | 一种判定有源压制干扰在仿真环境中干扰效果的方法 | |
CN109683158B (zh) | 基于干涉仪信息融合的雷达地面静止防空单元检测方法 | |
CN110501680A (zh) | 基于雷达系统的目标监控系统以及目标监控方法 | |
Askari et al. | An automatic approach to ship detection in spaceborne synthetic aperture radar imagery: an assessment of ship detection capability using RADARSAT | |
WO2007007323A2 (en) | Detection of partially occluded targets in ladar images | |
Cohen | An overview of radar-based, automatic, noncooperative target recognition techniques | |
Hannevik | Literature review on ship and ice discrimination | |
Owirka et al. | An algorithm for detecting groups of targets | |
DK180729B1 (en) | System for processing radar data representing intensity values of received power of reflected radar wave signals | |
Dinevich et al. | Detecting birds and estimating their velocity vectors by means of MRL-5 meteorological radar |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |