DE4221234C2 - Radar signal processing methods - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Radarsignalverarbeitungsverfah ren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a radar signal processing method ren after the preamble of claim 1.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der DE 39 07 788 A1 bekannt. Polarimetrische Radarsignalverar beitungsverfahren zeigen eine erheblich verbesserte Ziel detektion in für herkömmliche Radarverfahren schwierig zu bewältigenden Umgebungssituationen und finden daher trotz des höheren Aufwands zunehmend Interesse.Such a method is for example from the DE 39 07 788 A1. Polarimetric radar signal processing tion procedures show a significantly improved goal Detection in for conventional radar difficult coping environmental situations and therefore find despite the higher cost increasingly interest.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Radarsi gnalverarbeitungsverfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art anzugeben, welches eine weiter verbesserte Zieldetektion ermöglicht.The object of the present invention is to provide a radar The method of processing described in the preamble of Specify a patent claim 1 mentioned type, which is a further improved target detection allows.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Un teransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.The invention is described in claim 1. The Un teransprüche contain advantageous embodiments and Further developments of the invention.
Die Erfindung nutzt die Erkenntnis aus, daß das Polarisa tionsverhalten eines Ziels im allgemeinen sehr stark fre quenzabhängig ist und dabei zumindest bei einigen Frequen zen hinreichend klar vom Polarisationsverhalten der Umge bung unterscheidbar ist. Auch Ziele, die im Rahmen einer Dopplerverarbeitung nicht vom Clutter separierbar sind, können mit hoher Wahrscheinlichkeit entdeckt werden.The invention exploits the knowledge that the Polarisa behavior of a target is generally very strong fre is dependent on the frequency and at least at some frequencies sufficiently clear from the polarization behavior of the environment is distinguishable. Also, goals as part of a Doppler processing can not be separated from the clutter, can be detected with high probability.
Die Erfindung erfordert für den Sende- und Empfangsteil eines Radars keinen erheblichen Mehraufwand gegenüber ei nem polarimetrischen Radar der bekannten Art, da lediglich die Frequenzagilität zusätzlich gefordert ist. Der Nutzen der Erfindung ergibt sich aus der unterschiedlichen Si gnalverarbeitung.The invention requires for the transmitting and receiving part of a radar no significant additional expenditure compared to ei a polarimetric radar of the known type, since only the frequency agility is additionally required. The use The invention results from the different Si gnalverarbeitung.
Zur Reduzierung des Aufwand bei der i. a. digitalen Si gnalverarbeitung wird vorteilhafterweise der durch die Ge samtheit der unterschiedlichen Trägerfrequenzen gebildete Frequenzbereich in mehrere Teilintervalle unterteilt und die frequenzselektiv gewonnenen Informationen werden in nerhalb des Teilintervalls zu einem für dieses Teilinter vall gemeinsamen Zwischenergebnis verknüpft und die ab schließende Zieldetektionsentscheidung wird durch Zusam menfassung aller dieser Zwischenergebnisse gebildet. Mit der absehbaren Steigerung der Leistungsfähigkeit integrierter Prozessoren kann auch die weitergehende nach einzelnen Trägerfrequenzen getrennte Verarbeitung mit anschließender Zusammenfassung aller Verarbeitungszwischenergebnisse selbst bei hoher Anzahl unterschiedlicher Trägerfrequenzen von Vorteil sein.To reduce the effort in the i. a. digital Si Processing is advantageously carried out by the Ge the diversity of the different carrier frequencies Frequency domain divided into several subintervals and the frequency-selective information is collected in within the subinterval to one for this subinter vall joint intermediate result linked and the ab closing target detection decision is made by co of all these interim results. With the foreseeable increase in performance integrated processors can also be the more advanced individual carrier frequencies separate processing with subsequent summary of all Intermediate processing results even at high number different carrier frequencies of advantage.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von bevorzugten Bei spielen noch weiter veranschaulicht, ohne auf diese be schränkt zu sein.The invention is described below with reference to preferred to play even further without going on this be to be limited.
Die bei polarimetrischen Radaren im Empfänger gewonnene
objektspezifische Eingangsinformation läßt sich in ge
bräuchlicher Weise durch die Streumatrix (SM) eines Radar
ziels mit Matrixelementen S11, S12, S21, S22 beschreiben.
Die Streumatrix ist abhängig von der Raumrichtung, aus der
das Radar das Reflexionsobjekt beobachtet und hängt von
der Trägerfrequenz f des Radarsignals ab. Bei der Erfin
dung mit einer Mehrzahl N von unterschiedlichen Trägerfre
quenzen ergibt sich somit für jede Zelle des Radarraster
bildes eine Folge von Streumatrizen S(k, i) mit k als Trä
gerfrequenzindex k = 1, . . ., N und i als Index für die ein
zelnen Rasterbildzellen (Pixel). Bei (nicht
notwendigerweise) mit Δf äquidistanten Trägerfrequenzen
können diese als fk = fmin + (k - 1)Δf angegeben werden. Für
die weitere Behandlung wird zweckmäßigerweise anstelle der
Streumatrix ein Streumatrixvektor
The object-specific input information obtained with polarimetric radars in the receiver can be described in a common manner by the scattering matrix (SM) of a radar target with matrix elements S 11 , S 12 , S 21 , S 22 . The scattering matrix is dependent on the spatial direction from which the radar observes the reflection object and depends on the carrier frequency f of the radar signal. In the inven tion with a plurality N of different Trägerfre frequencies thus results for each cell of the Radarraster image a series of scattering matrices S (k, i) with k as Trä gerfrequenzindex k = 1,. , ., N and i as an index for the individual raster image cells (pixels). At (not necessarily) Δf equidistant carrier frequencies, these can be given as f k = f min + (k-1) Δf. For the further treatment, it is expedient to use a scattering matrix vector instead of the scattering matrix
S(k, i) = (S11(k, i), S12(k, i, S21(k, i), S22(k, i)) (1)
S (k, i) = (S 11 (k, i), S 12 (k, i, S 21 (k, i), S 22 (k, i)) (1)
verwandt, der die Matrixelemente der Streumatrix als Vek torkomponenten enthält. which uses the matrix elements of the scattering matrix as a vek contains torkomponenten.
Jede einzelne Trägerfrequenz k = 1, . . ., N eignet sich
grundsätzlich zur Zieldetektion nach einem der an sich be
kannten Zieldetektionsverfahren der Radartechnik, insbe
sondere einem polarimetrischem CFAR-Verfahren. Ein solches
Detektionsverfahren liefert dann jeweils für eine be
stimmte Trägerfrequenz fk eine Entscheidung, ob der Streu
matrixvektor S t(k) einer Zelle unter Test eine ähnliche
Information enthält wie eine nach bekannten Gesichtspunk
ten als geeignet gewählte z. B. räumliche und/oder zeitli
che Umgebung der Zelle unter Text. Man erkennt auf ein
Ziel, falls sich die Zelle unter Test in den untersuchten
Eigenschaften hinreichend von ihrer Umgebung unterschei
det. Für eine solche Beurteilung besonders geeignet ist
die an sich gebräuchliche und aus dem eingangs genannten
Stand der Technik bekannte Bildung einer positiven skala
ren Größe Qk, die sich zu
Each individual carrier frequency k = 1,. , ., N is basically suitable for target detection according to one of the per se known target detection method of radar technology, in particular a special polarimetric CFAR method. Such a detection method then provides in each case for a certain carrier frequency f k a decision as to whether the scattering matrix vector S t (k) of a cell under test contains information similar to a known th as ten points considered to be suitably chosen z. B. spatial and / or temporal environment of the cell under text. One recognizes a goal, if the cell under test in the examined characteristics sufficiently differs from their environment det. Particularly suitable for such an assessment is the conventional per se and known from the aforementioned prior art formation of a positive scale ren size Q k , which is too
ergibt (*steht für konjugiert komplex, T steht für die transponierte Form). Falls der Wert dieser Größe Qk größer ist als eine vorgebbare Schwelle Hk, wird auf das Vorlie gen eines Ziels in der Zelle unter Test entschieden. Über die Schwelle Hk kann die Falschalarmrate der Zielentschei dung eingestellt und z. B. in einem CFAR-Detektor konstant gehalten werden.gives (* stands for complex conjugate, T stands for the transposed form). If the value of this quantity Q k is greater than a predefinable threshold H k , the decision is made as to the presence of a target in the cell under test. About the threshold H k , the false alarm rate of Zielentschei tion set and z. B. be kept constant in a CFAR detector.
Bei der Matrix Jck handelt es sich dabei um die Kovarianz
matrix der Umgebung der Zelle unter Test. Diese kann in
bekannter Weise aus den Streumatrixvektoren der Umgebungs
zellen geschätzt werden zu
The matrix J ck is the covariance matrix of the environment of the cell under test. This can be estimated in a known manner from the scattering matrix vectors of the surrounding cells
Zur Verringerung der Datenrate bei der digitalen Signal
verarbeitung sei der durch die Trägerfrequenzen fk gebil
dete Frequenzbereich in mehrere Teilintervalle unterteilt,
wobei jedem Teilintervall wiederum mehrere benachbarte un
terschiedliche Trägerfrequenzen zugeordnet sind. Bei äqui
distanten Trägerfrequenzen und gleich großen Teilinterval
len mit jeweils L unterschiedlichen Trägerfrequenzen erge
ben sich somit N/L Teilintervalle. Vorteilhafterweise wird
innerhalb jedes dieser Teilintervalle eine Kovarianzmatrix
To reduce the data rate in the digital signal processing of the carrier frequencies f k gebil ended frequency range is divided into several sub-intervals, each sub-interval in turn are assigned to several adjacent un ferent carrier frequencies. At equi distant carrier frequencies and equal Teilinterval len each with L different carrier frequencies erge ben thus N / L subintervals. Advantageously, within each of these sub-intervals becomes a covariance matrix
geschätzt. Mittels dieser statistischen Information, die
in der Regel von Intervall zu Intervall verschieden ist,
wird für die Zelle unter Test und das betrachtete Fre
quenzteilintervall eine quadratische Form
valued. By means of this statistical information, which as a rule differs from interval to interval, becomes a quadratic form for the cell under test and the fre quency subinterval under consideration
als Zwischengröße ermittelt. Die Summation bezüglich des Frequenzindexes k beinhaltet eine Mittelung über L elemen tare quadratische Formen, bei der die Frequenzvariation des Streumatrixvektors s t der Zelle unter Test berücksich tigt wird.determined as intermediate size. The summation with respect to the frequency index k includes averaging over square quadratic forms, taking into account the frequency variation of the scatter matrix vector s t of the cell under test.
In einem weiteren Schritt wird dann z. B. eine mit den Ko
effizienten wl gewichtete Summe über die N/L quadratischen
Größen Ql berechnet zu
In a further step then z. As one with the co-efficient w l weighted sum over the N / L square sizes Q l calculated
und mit einem Schwellwert H verglichen. Überschreitet die so gebildete Größe Q den vorgebbaren Schwellwert H, so wird im Detektor auf das Vorliegen eines Ziels in der Testzelle entschieden. Die Schwelle H kann zur Regulierung einer konstanten Falschalarmwahrscheinlichkeit CFAR va riabel einstellbar sein.and compared to a threshold H. Exceeds the thus formed quantity Q the predetermined threshold H, so is detected in the detector on the presence of a target in the Test cell decided. The threshold H can be used for regulation a constant false alarm probability CFAR va riabel be adjustable.
Eine einfache Ausführung sieht eine gleichmäßige Wichtung der einzelnen Zwischengrößen Ql mit Wl = 1 für alle l vor, was eine einfache Mittelwertbildung bedeutet. Es sind aber auch ungleichgewichtige Summenbildungen vorstellbar und vorteilhaft, z. B. mit Gewichtskoeffizienten Wl, die umge kehrt proportional zum Signal/Clutter-Verhältnis oder pro portional der Entdeckungswahrscheinlichkeit in dem jewei ligen Teilintervall sind.A simple embodiment provides a uniform weighting of the individual intermediate quantities Q 1 with W l = 1 for all 1, which means a simple averaging. But there are also unequal weighted summaries conceivable and advantageous, for. B. with weight coefficients W l , which are inversely proportional to the signal / clutter ratio or proportional to the probability of discovery in the jewei time subinterval.
Die verbesserte Wirkung des erfindungsgemäßen Radarsignal verarbeitungsverfahrens basiert wesentlich auf der Unter schiedlichkeit der polarimetrischen Information bei den einzelnen Trägerfrequenzen oder Teilintervallen. Die so geschaffene breitbandige Information enthält die bekannte schmalbandige polarimetrische Verarbeitung als Teilinformation, geht aber durch die davon abweichende Information bei den weiteren Frequenzen in ihrem Gesamtinformationsgehalt über diese hinaus und kann damit auch bei Nicht-Detektierbarkeit eines Ziels in einem Frequenzkanal insgesamt doch die Detektion gewährleisten.The improved effect of the radar signal according to the invention Processing method is based essentially on the sub difference in polarimetric information in the individual carrier frequencies or subintervals. The way created broadband information contains the well-known narrowband polarimetric processing as Partial information, but goes by the deviating Information at the other frequencies in her Total information content beyond this and can with it even with non-detectability of a target in one Frequency channel but still ensure the detection.
Die Informationen bei den unterschiedlichen Frequenzen werden vorzugsweise durch Frequenzumschaltung von Puls zu Puls eines Pulsradars gewonnen. The information at the different frequencies are preferably by frequency switching of pulse to Pulse of a pulsed radar won.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft für hochauflösende Radare mit Mehrfrequenzbetrieb.The invention is particularly advantageous for high resolution Radars with multi-frequency operation.
Claims (5)
gewonnen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the frequency range formed by all the different carrier frequencies is subdivided into sub-intervals with each of the carrier frequencies and the frequency-selectively obtained information within a sub-interval together to an intermediate size Q l are linked, wherein the intermediate size Q l by means of the equation
is won.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924221234 DE4221234C2 (en) | 1992-06-27 | 1992-06-27 | Radar signal processing methods |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19924221234 DE4221234C2 (en) | 1992-06-27 | 1992-06-27 | Radar signal processing methods |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4221234A1 DE4221234A1 (en) | 1994-01-05 |
DE4221234C2 true DE4221234C2 (en) | 2003-04-03 |
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ID=6462033
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19924221234 Expired - Fee Related DE4221234C2 (en) | 1992-06-27 | 1992-06-27 | Radar signal processing methods |
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DE (1) | DE4221234C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2926193A1 (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-22 | Standard Elektrik Lorenz Ag | RADAR DEVICE FROM WHICH POLARIZED SIGNALS ARE EMISSED |
US4766435A (en) * | 1986-05-27 | 1988-08-23 | Hughes Aircraft Company | Adaptive radar for reducing background clutter |
DE3210400A1 (en) * | 1982-03-20 | 1989-01-19 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Radar device radiating pulse-shaped signals |
DE3907788A1 (en) * | 1989-03-10 | 1990-09-13 | Telefunken Systemtechnik | Radar signal processing method |
-
1992
- 1992-06-27 DE DE19924221234 patent/DE4221234C2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2926193A1 (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-22 | Standard Elektrik Lorenz Ag | RADAR DEVICE FROM WHICH POLARIZED SIGNALS ARE EMISSED |
DE3210400A1 (en) * | 1982-03-20 | 1989-01-19 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Radar device radiating pulse-shaped signals |
US4766435A (en) * | 1986-05-27 | 1988-08-23 | Hughes Aircraft Company | Adaptive radar for reducing background clutter |
DE3907788A1 (en) * | 1989-03-10 | 1990-09-13 | Telefunken Systemtechnik | Radar signal processing method |
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