DE69218334T2

DE69218334T2 - Vorrichtung zur Wahrnehmung und Identifizierung von Hubschraubern

Info

Publication number: DE69218334T2
Application number: DE69218334T
Authority: DE
Inventors: Willem Andries Hol; Grange Richard Eduardus Mar La
Original assignee: Thales Nederland BV
Current assignee: Thales Nederland BV
Priority date: 1991-10-16
Filing date: 1992-10-07
Publication date: 1997-10-09
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: NL9101720A; DE69218334D1; EP0537841A1; JPH05215843A; BR9204000A; US5347282A; AU2605392A; EP0537841B1; CN1072267A; AR246614A1; TR26133A; ES2100271T3; ZA927285B; AU656026B2; JP3026688B2; CA2080039A1

Description

Vorrichtung zur Wahrnehmung und Identifizierung von Hubschraubern

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Radargerät für die Detektion und Identifizierung von zumindest einem mit einem Rotor mit Blättern versehenen Hubschrauber, welches Radargerät mit Richtantennemitteln verbundene Sendemittel und Empfängermittel enthält, zur Detektion der von den Hubschrauberrotorblättern generierten Rotorblatt-Flashs, und weiterhin Prozessormittel umfaßt, mit denen die Hubschrauber-Entfernung sowie die Symmetriestruktur des Hubschrauberrotors aus den Rotorblatt-Flashs hergeleitet werden kann.
Ein Radargerät dieser Art ist von der Patentschrift DE-A 3740141 her bekannt. In diesem bekannten Radargerät wird eine Anzahl Radar-Echoimpulse verarbeitet zur Bestimmung der Symmetriestruktur des Hubschrauberrotors. Dieses Verfahren nimmt eine gewisse Zeit in Anspruch, wodurch es sich für die Detektion von Pop-up-Zielen weniger gut eignet. Bei dem Radargerät gemäß der vorliegenden Erfindung genügt dahingegen nur ein einziges Echo und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Radargerät mit Sendemitteln versehen ist, eingerichtet für die Übertragung von periodisch linear frequenzmodulierten Signalen, mit einer Zeitdauer von einer Periode, welche Periode zumindest substantiell der erwarteten Zeitdauer von einem Rotorblatt- Flash der Hubschrauber-Rotorblätter entspricht; mit Empfängermitteln, versehen mit Überlagerungsschaltungen für die Generierung von Überlagerungssignalen aus einem das Sendesignal repräsentierenden Signal und empfangenen Radarechos, mit Fourier-Analysemitteln für die Transformierung je Periode der Überlagerungssignale, zum Erhalt eines Spektrums der Rotorblatt-Flashs, und mit Prozessormitteln, um aus dem Spektrum und der Symmetriestruktur des Spektrums die Hubschrauberentfernung sowie die Symmetriestruktur des Hubschrauberrotors herzu leiten.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fourier-Analysemittel für die Umwandlung aufeinanderfolgender Perioden in Spektren eingerichtet sind, jedes einzelne Spektrum durch N komplexe Werte repräsentiert, N Hochdurchlaßfiltern zugeführt werden, gefolgt von N modulus-bestimmenden Elementen, gefolgt von N Schwellenwert-Schaltkreisen, und daß die Schwellenwertdaten in einem Zwischenspeicher zur weiteren Verarbeitung gespeichert werden, mit dem Zweck, die Falschalarmrate zu reduzieren und zumindest eine Hubschrauber-Rotorblatt-Flash-Frequenz zu erhalten.
Von der Patentanmeldung EP-A 0.443.243 her ist ein Impuls- Doppler-Radargerät bekannt, bei dem Fourier-Analysemittel zur Generierung einer Hubschrauberdetektion vorgesehen sind. Es sind darin jedoch keine Mittel zum Erhalt von Information über die Symmetriestruktur des Rotors oder zur Messung der Rotorblatt-Flash-Frequenz vorgesehen.
Von der Patentschrift US-A 4,389,647 her ist ein Impuls- Doppler-Radargerät bekannt, nämlich für das Messen der Rotorblatt-Flash-Frequenz eines Hubschraubers. Bei diesem Radargerät werden die empfangenen Radarechos gleichgerichtet, filtriert, integriert und mit einem Schwellenwert verglichen. Information über die Symmetriestruktur des Rotors ist nicht verfügbar. Im Grunde wurde diese Information zerstört, da die Radarechos einer Gleichrichtung unterzogen wurden.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert, von denen:
Fig. 1 eine Anzahl Rotoren mit zugehörigen Spektren darstellt;
Fig. 2 ein Blockschema einer möglichen Ausführungsform des Radargeräts gemäß der Erfindung darstellt;
Fig. 3 ein Blockschema einer möglichen Ausführungsform des Prozessors des Radargeräts gemäß der Erfindung darstellt;
Fig. 4 einen Teil eines zweidimensionalen Datenfeldes darstellt, zur Illustration eines auf der zweidimensionalen Moving-Window-Methode basierenden CFAR (constant false alarm rate).
Bei einem Doppler-Radar werden Echos stillstehender oder sich nur langsam bewegender Objekte mit Hilfe von Filtern ausgetastet. Der Rumpf eines hovernden oder sich nur langsam bewegenden Hubschraubers ist deshalb mit einem Doppler-Radar schwer wahrzunehmen; die schnell rotierenden Rotorblätter dagegen sind wahrnehmbar. In der Technik ist bekannt, daß jedesmal, wenn ein rotierendes Hubschrauber-Rotorblatt kurzzeitig von einem Radarbündel senkrecht angestrahlt wird, ein kurzes, starkes Echo produziert wird, ein sogenannter Blatt-Flash. Blatt-Flashs enthüllen die Anwesenheit eines Hubschraubers und die betreffende Wiederholungsfrequenz hängt mit dem Typ Hubschrauber zusammen. Radargeräte nach dem Stand der Technik können, von diesem Prinzip ausgehend, bei einem anfliegenden Hubschrauber, einen Alarm und eine Typenidentifizierung generieren. Man geht dabei davon aus, daß bei jedem Hubschrauber die Rotordrehzahl innerhalb bestimmter enger Grenzen variiert. Manche Wiederholungsfrequenzen sind nicht eindeutig einem bestimmten Hubschrauber zuzuschreiben. Eine Serie Blatt-Flashs mit einer Wiederholungsfrequenz von 28 Hz kann beispielsweise von einem B105 Hubschrauber, jedoch auch von einem US Bradley 28 Hubschrauber stammen. Es ist deshalb sinnvoll, zusätzliche Kriterien aufzudecken, um auf diese Weise eine Typenidentifizierung zuverlassiger zu machen.
Ein zusätzliches Kriterium kann in dem Spektrum eines Blatt-Flashs gefunden werden, wie in Fig. 1 dargestellt.
Fig. 1A zeigt schematisch den Rotor eines B105 Hubschraubers, ebenso das Spektrum des zugehörigen Blatt- Flashs. Der positive Teil des Spektrums wird durch das sich in Richtung der auftreffenden Radarstrahlung drehende Blatt hervorgerufen. Die höchste Frequenz wird durch die Rotorspitze generiert, die sich gewöhnlich mit einer Geschwindigkeit von 230 m/s dreht. Der negative Teil des Spektrums wird durch das in entgegengesetzter Richtung rotierende Blatt hervorgerufen. Das Spektrum ist substantiell symmetrisch.
Fig. 1B zeigt schematisch den Rotor eines US Bradley 28 Hubschraubers, nebst dem Spektrum des zugehörigen Blatt-Flashs. Nur ein sich in Richtung des Radargeräts bewegendes Blatt steht senkrecht zur Radarstrahlung. Deshalb besteht das Spektrum substantiell nur aus einem positiven Teil. Dreht sich der Rotor über einen Winkel von π/3 Radianten, dann ergibt sich eine Situation wie in Fig. 1C schematisch dargestellt, und hat der Blatt-Flash ein Spektrum mit substantiell nur einem negativen Teil.
Die in Fig. 1 dargestellten Spektren basieren auf der Hypothese, daß der Hubschrauber nahezu still an einer Stelle in der Luft verweilt, so daß Reflexionen am Rumpf des Hubschraubers einen Doppler-Ton von ungefähr 0 Hz produzieren. Hat der Hubschrauber eine gewisse Geschwindigkeit in Richtung auf das Radargerät zu, verschiebt sich das gesamte Spektrum in positive Richtung. Da die Geschwindigkeit des Hubschraubers immer nur einen Bruchteil der Geschwindigkeit der Rotorspitze beträgt, bleibt das Wesen der Spektren, wie in den Figuren 1A, B, C dargestellt, stets unangetastet.
Fig. 2 zeigt ein Blockschema einer möglichen Ausführungsform des Radargeräts gemäß der Erfindung. Mit Hilfe der Antennemittel 2 senden Sendemittel 1 Radarstrahlung in Richtung des Hubschraubers. Über Antennemittel 2 werden Reflexionen den Empfängermitteln 3 zugeführt und mit einem von den Sendemitteln 1 stammenden Referenzsignal gemischt. Die auf diese Weise erhaltenen Mischsignale werden in dem A/D-Wandler 4 digitalisiert und den Fourier-Analysemitteln 5 zugeführt, gewöhnlich einer FFT-Einheit. Prozessor 6 untersucht die auf diese Weise erhaltenen Spektren in bezug auf das Vorhandensein von Blatt-Flashs, weiterhin in bezug auf die Form der Spektren sowie in bezug auf die zwischen aufeinanderfolgenden Blatt-Flashs verstrichene Zeit. Auf diese Weise ist es mit großer Sicherheit möglich, den Hubschraubertyp zu identifizieren und danach auf den Anzeigemitteln 7 darzustellen.
In einer ersten speziellen Ausführungsform des Radargeräts gemäß der Erfindung wird von Sendemitteln 1 Dauerstrich- Radarstrahlung mit einer Wellenlänge von 23 cm ausgestrahlt. Dies ergibt, ausgehend von einer üblichen Rotorspitzengeschwindigkeit von 230 mis, ein Doppler- Signal, das sich über -2 kHz bis +2 kHz erstrecken kann. A/D-Wandler 4 digitalisiert dieses Signal mit einer Bemusterungsfrequenz von 4 kHz und führt dieses digitale Signal den Fourier-Analysemitteln 5 zu, einer 4-Punkt-FFT- Einheit. Die FFT-Einheit hat vier Ausgangssignale, die -2 kHz, -1 kHz, 0 kHz und 1 kHz repräsentieren. Die Moduli der -1 kHz und 1 kHz repräsentierenden Signale werden dem Prozessor 6 zugeführt, der in diesem Fall mit zwei Schwellenwertschaltungen und einem Kombinationsschaltkreis versehen ist. Wenn zumindest eines dieser Signale eine im voraus bestimmte Schwelle überschreitet, wird eine Rotorblatt-Flash-Detektion generiert. Sind beide Signale substantiell gleich stark, dann wird eine gerade Anzahl Rotorblätter vorausgesetzt. Erscheinen beide Signale abwechselnd, dann wird eine ungerade Anzahl Rotorblätter vorausgesetzt. Weiterhin untersucht der Prozessor 6, wieviel Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Rotorblatt-Flashs vergeht, wonach mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit der Hubschraubertyp ermittelt wurde.
Die im vorstehenden beschriebene erste spezielle Ausführungsform kann in bezug auf einige Punkte erheblich verbessert werden. Eine erste Verbesserung ist das Generieren einer Entfernungsinformation für einen wahrgenommenen Hubschrauber. Eine zweite Verbesserung ist die Herabsetzung des bei einem Dauerstrich-Radar bald unvermeidlich auftretenden Detektionsverlustes infolge 1/f Rauschen. Empfangene doppler-verschobene Signale müssen mit 1/f Rauschen der Sendemittel 1 konkurrieren, welches Rauschen nach Reflexion an irgendeinem Objekt in der Nähe in den Empfänger 3 eindringt. Da doppler-verschobene Signale in der obenstehend beschriebenen Ausführungsform nur um ± 1 kHz vom ausgesendeten Dauerstrich-Signal entfernt sind, muß mit ernsthaften Detektionsverlusten gerechnet werden.
In einer zweiten speziellen Ausführungsform wird von Sendemitteln 1 ebenfalls Dauerstrich-Radarstrahlung mit einer Wellenlänge von ungefähr 23 cm ausgesendet, nun jedoch mit FM-CW-Modulation versehen. Geeignet ist beispielsweise eine sägezahnförmige Frequenzmodulation, wobei periodisch, mit einer Periode von 500 µsec, die Frequenz linear um 2,5 MHz zunimmt. Unter Anwendung dieser an sich bekannten Methode werden stillstehenden Objekte Überlagerungssignale generieren mit einer Frequenz, die von deren Entfernung zum Radargerät abhängt. Fourier-Analysemittel 5 können aus einer FFT-Einheit mit 256 Ausgängen bestehen, die die aus einer Periode der sägezahnförmigen Frequenzmodulation erhaltenen Überlagerungssignale in 256 Frequenzgebiete von 0, 2 kHz, 4 kHz, ..., 512 kHz aufteilt. Diese Frequenzgebiete stimmen dann mit Entfernungen von 0 m, 60 m, 120 m, ... m, 15360 m überein. Auf diese Weise wurde ein in der Literatur bekanntes FMCW-Radargerät geschaffen. Wird dieses Radargerät auf einen substantiell stillhängenden Hubschrauber gerichtet, entsteht ein Spektrum, bestehend aus einer für jede Periode substantiell gleiche Überlagerungsfrequenz, von dem Rumpf des Hubschraubers und gelegentlich, während eines Blatt-Flashs, von einem komplizierteren Spektrum hervorgerufen. Dieses Spektrum entspricht einem in Fig. 1 dargestellten Spektrum, jedoch dann um eine Frequenz verschoben, welche mit der von dem Rumpfecho stammenden Überlagerungsfrequenz übereinstimmt.
Fig. 3 zeigt ein Blockschema des Prozessors 6 des Radargeräts gemäß der zweiten speziellen Ausführungsform. Prozessor 6, jetzt mit den N Ausgängen der Fourier-Analysemittel 5 verbunden, muß zunächst Echos von substantiell stillstehenden Objekten entfernen. Dazu ist der Prozessor 6 mit N Hochpaßfiltern 8.1, ..., 8.N versehen, mit den N Ausgängen C&sub1;, ...,CN der Fourier- Analysemitteln 5 verbunden. Indem die Grenzfrequenzen der Filter bestimmt werden, und zwar so, daß Reflexionen von Pkws und sonstigen Fahrzeugen nicht durchgelassen werden, werden letztendlich substantiell ausschließlich die von Blatt-Flashs hervorgerufenen Spektren für Filterausgangssignale sorgen. Diese Filterausgangssignale werden modulusbestimmenden Elementen 9.1, ..., 9.N zugeführt; deren Ausgangssignale werden Schwellenwertschaltungen 10.1 ..., 10.N zugeführt. Schwellenwertüberschreitungen werden in einem Zwischenspeicher 11 gespeichert, beispielsweise, indem pro Periode die Nummern der Schwellenwertschaltungen, für die eine Schwellenwertüberschreitung stattfand, gespeichert werden. Mehrere aufeinanderfolgende Nummern innerhalb einer Periode können auf die Anwesenheit eines Hubschraubers hinweisen.
Völlig analog zur ersten Ausführungsform wird ein Hubschrauber mit einer geraden Anzahl Rotorblätter ein relativ breites, von Flash zu Flash gleichbleibendes Spektrum generieren. Ein Hubschrauber mit einer ungeraden Anzahl Rotorblätter produziert ein schmaleres Spektrum, das außerdem von Flash zu Flash variiert, in dem Sinne, daß gerade Flashs immer dasselbe Spektrum und ungerade Flashs immer dasselbe Spektrum ergeben. In der hier beschriebenen, zweiten, speziellen Ausführungsform produziert ein Hubschrauber gewöhnlich ein Ausgangssignal mit vier aufeinanderfolgenden Überschreitungen. Ein Hubschrauber mit einer ungeraden Anzahl Rotorblätter produziert gewöhnlich ein Ausgangssignal mit zwei aufeinanderfolgenden Überschreitungen, wobei die Spektren gerader und ungerader Flashs gewöhnlich Ausgangssignale für unterschiedliche Schwellenwertschaltungen produzieren, beispielsweise abwechselnd an 10.j, 10.j+1 und an 10.j+2, 10.j+3.
Der Zwischenspeicher wird von einem ersten Kombinationsmittel 12 gelesen, das substantiell aufeinanderfolgende, zu einem Flash gehörende Überschreitungen zu einer Gruppe zusammenfügt, die spektrale Breite der Gruppe bestimmt und für die Gruppe die Entfernung des mit der Gruppe assoziierten Hubschraubers zum Radargerät bestimmt. Darüber hinaus versucht das erste Kombinationsmittel anhand der spektralen Breite zu entscheiden, ob es sich hier um einen Hubschrauber mit einer geraden oder mit einer ungeraden Anzahl Rotorblätter handelt. Gruppen, die länger als fünf aufanderfolgende Überschreitungen innerhalb einer Periode oder kürzer als zwei aufeinanderfolgende Überschreitungen innerhalb einer Periode sind, werden von dem ersten Kombinationsmittel zurückgewiesen. Wenn ein Blatt-Flash, bei der hier gegebenen Radarwellenlänge mit einer Zeitdauer von ungefähr 500 µsec, zumindest substantiell mit einer Periode der sägezahnförmigen Frequenzmodulation zusammenfällt, wird dies immer gelingen. Ungünstiger ist die Situation, wenn ein Blatt-Flash teilweise in der einen und teilweise in der nächsten Periode liegt. Die hierdurch hervorgerufene spektrale Verbreiterung kann verursachen, daß es unmöglich ist, um aufgrund dieses einzelnen Blatt-Flashs eine Schlußfolgerung zu ziehen. Eine zweite Messung kann dann erforderlich sein. Das erste Kombinationsmittel ist so eingerichtet, daß substantiell aufeinanderfolgende Überschreitungen innerhalb von zwei aufeinanderfolgenden Perioden zu einer Gruppe zusammengefügt werden.
Von dem ersten Kombinationsmittel bestimmte Gruppen werden, zusammen mit einer Systemzeit, einem zweiten Kombinationsmittel 13 zugeführt. Hierin wird versucht aufeinanderfolgende Blatt-Flashs eines Hubschraubers zu sammeln und zu kombinieren. Zu diesem Zweck werden Gruppen mit übereinstimmenden Entfernungen und übereinstimmenden spektralen Breiten kombiniert und wird die Laufzeit ermittelt. Das zweite Kombinationsmittel 13 erteilt Plotberichte, welche zumindest Informationen über Entfernung, Blatt-Flash-Frequenz sowie einen Parameter zur Feststellung, ob die Zahl der Rotorblätter ungerade oder gerade ist, enthalten.
Auf diese Weise erhaltene Plots sind derart zuverlässig und reproduzierbar, daß auf der Basis der zweiten speziellen Ausführungsform ein Rundsuchradargerät für Hubschrauber realisiert werden kann. Eine Voraussetzung ist, daß für das Rundsuchradargerät die Antennemittel 2 so dimensioniert sind, daß jeweils zumindest zwei aufeinanderfolgende Blatt- Flashs wahrgenommen werden können. Auf diese Weise ist es dann immer möglich, festzustellen, ob die Anzahl Rotorblätter gerade und ungerade ist, sowie die Blatt- Flash-Frequenz zu bestimmen. Eine mögliche Wahl ist beispielsweise 40 Umdrehungen pro Minute und ein horizontaler Öffnungswinkel für die Antennemittel 2 von π/6 Radianten. Obwohl die Azimutgenauigkeit des Rundsuchradargeräts infolge des großen horizontalen Öffnungswinkels ziemlich gering ist, ist die Azimutauflösung ausgezeichnet, weil ein Blatt-Flash nur während einer oder zweier Perioden sichtbar ist.
Wird ein Rundsuchradargerät auf der Basis der zweiten Ausführungsform realisiert, ist das zweite Kombinationsmittel 13 in der Lage, um auf der Basis der aufeinanderfolgenden Gruppen die Azimutrichtung der Hubschrauber abzuschätzen, was den Plotberichten hinzugefügt wird. Diese Plotberichte können dann in einem Tracker 14, wie in diesem Fachgebiet üblich, zu Tracks verarbeitet und auf einem Anzeigemittel 7 dargestellt werden.
Ein Tracker hat den Vorteil, daß die Falschalarmrate reduziert wird. Hierzu stellt der Tracker 14 beispielsweise die Forderung, daß während zumindest zweier aufeinanderfolgender Antennenumdrehungen ein bestimmter Hubschraubertyp in derselben Entfernung und in derselben Azimutrichtung wahrgenommen wird. Hierdurch wird eine schnelle Detektion eines Pop-up-Hubschraubers unmöglich.
Deshalb ist das zweite Kombinationsmittel 13 mit einer Bibliothek ausgestattet, aus der der Nutzer beispielsweise drei Hubschraubertypen bestimmen kann, welche als sehr bedrohlich gelten. Wird ein als solcher bezeichneter Hubschrauber detektiert, das heißt es wird ein Plotbericht mit übereinstimmenden Kennzeichen erstellt, dann wird dieser Plotbericht dem Anzeigemittel 7 über die Leitung 15 unverzüglich zugeführt.
In der zweiten speziellen Ausführungsform hat Detektionsverlust infolge 1/f Rauschen weniger weitreichende Folgen. Gehen wir beispielsweise davon aus, daß ein Hubschrauber in einer Entfernung von 7,5 km wahrgenommen wird. Das Spektrum des Hubschraubers liegt dann bei ungefähr 250 kHz. Wird ein Rundsuchradar auf der Basis der ersten Ausführungsform realisiert, hat derselbe Hubschrauber ein Spektrum von ungefähr 1 kHz Unter Berücksichtigung des Rauschanteus von 1/f, resultiert dies in einer Verbesserung von beinahe 50 dB.
Dennoch kann ein stark reflektierendes Objekt in der Nähe des Radargeräts zu einer Erhöhung des Rauschpegels führen, sogar derart, daß die Schwellenwertschaltungen 10.1, ..., 10.N hierdurch angesprochen werden können. Um dies zu verhindern, ist der Prozessor 6 mit einem Zielechodiskriminator, nämlich CFAR 16 ausgestattet. Nach an sich bekannten Methoden, die die Anpassung der Schwellenwerte D&sub1;, ..., DN betreffen, versucht der Prozessor die Anzahl der Schwellenwertüberschreitungen pro Zeiteinheit substantiell konstant zu halten. Dadurch, daß ein stark reflektierendes Objekt während der Rotation der Antennemittel 2 allmählich in dem Antennenbündel erscheint, kann auf diese Weise ein effektiver CFAR erhalten werden.
In einer alternativen Ausführungsform eines CFAR wird die Schwellenwertfunktion und die CFAR-Funktion mit dem ersten Kombinationsmittel 12 kombiniert. Schwellenwertschaltungen loglg ..., 10.N und CFAR 16 sind in dem Falle nicht 5 vorhanden. Von den modulus-bestimmenden Elementen 9.1, 9.N generierte Signalstärken werden nun unmittelbar in den Zwischenspeicher 11 geschrieben, in einem zweidimensionalen Feld, von dem ein Teil in Fig. 4 dargestellt wird. Aufeinanderfolgende Perioden werden in horizontaler Richtung, die von den modulus-bestimmenden Elementen 9.1, ..., 9.N generierten Signalstärken werden in vertikaler Richtung gespeichert. In diesem zweidimensionalen Feld wird mit Hilfe eines zweidimensionalen Windows nach Hubschraubern gesucht, in diesem Beispiel 7 Perioden bei 7 Signalstärken, wobei eine in einem zentralen Gebiet 17 befindliche Signalstärke einem Schwellenwertschaltkreis zugeführt und mit einer durchschnittlichen, für ein bestimmtes Randgebiet 18 berechneten Signalstärke verglichen wird. Das erste Kombinationsmittel 12 kann als ein schneller Prozessor ausgeführt sein, der zunächst die Schwellenwertbemusterung der im zweiten dimensionalen Feld vorhandenen Signalstärken durchführt, anschließend die individuellen Überschreitungen zu Gruppen zusammenfügt, und schließlich untersucht, ob mit den Gruppen assoziierte Hubschrauber eine gerade oder eine ungerade Anzahl Rotorblätter besitzen. Die alternative Ausführungsform eines CFAR hat den Vorteil, daß das Radargerät in geringerem Maße störungsempfindlich ist, im besonderen gegenüber Rauschstören.
Obwohl für die erste wie auch für die zweite spezielle Ausführungsform Radarstahlung mit einer Wellenlänge von 23 cm gewählt wurde, ist jede beliebige Wellenlänge geeignet, um in Kombination mit der hier beschriebenen Erfindung verwendet zu werden. Große Wellenlängen haben den Vorteil, daß der Blatt-Flash relativ lange dauert und nur über einen kleinen Teil des Frequenzspektrums verteilt wird, was den Preis der verarbeitungsmittel günstig beeinflußt. Andrerseits resultieren kleine Wellenlängen in größeren Radarquerschnitten der Rotorblätter sowie in reduzierten Antennenabmessungen.

Claims

1. Radargerät für die Detektion und Identifizierung von zumindest einem mit einem Rotor mit Blättern versehenen Hubschrauber, welches Radargerät mit Richtantennemitteln (2) verbundene Sendemittel (1) und Empfängermittel (3) enthält, zur Detektion der von den Hubschrauberrotorblättern generierten Rotorblatt-Flashs, und weiterhin Prozessormittel (6) umfaßt, mit denen die Hubschrauber- Entfernung sowie die Symmetriestruktur des Hubschrauberrotors aus den Rotorblatt-Flashs hergeleitet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Radargerät mit Sendemitteln (1) versehen ist, eingerichtet für die Übertragung von periodisch linear frequenzmodulierten Signalen, mit einer Zeitdauer von einer Periode, welche Periode zumindest substantiell der erwarteten Zeitdauer von einem Rotorblatt- Flash der Hubschrauber-Rotorblätter entspricht; mit Empfängermitteln (3), versehen mit Überlagerungsschaltungen für die Generierung von Überlagerungssignalen aus einem das Sendesignal repräsentierenden Signal und empfangenen Radarechos, mit Fourier-Analysemitteln (5) für die Transformierung je Periode der Überlagerungssignale, zum Erhalt eines Spektrums der Rotorblatt-Flashs, und mit Prozessormitteln (6), um aus das Spektrum und die Symmetrietruktur des Spektrums die Hubschrauberentfernung sowie die Symmetriestruktur des Hubschrauberrotors herzuleiten.

2. Radargerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fourier-Analysemittel (5) für die Umwandlung aufeinanderfolgender Perioden in Spektren eingerichtet sind, jedes einzelne Spektrum durch N komplexe Werte repräsentiert, N Hochdurchlaßfiltern (8.i) zugeführt werden, gefolgt von N modulus-bestimmenden Elementen (9.i), gefolgt von N Schwellenwert-Schaltkreisen (10.1), und daß die Schwellenwertdaten in einem Zwischenspeicher (11) zur weiteren Verarbeitung gespeichert werden, mit dem Zweck, die Falschalarmrate zu reduzieren und die zumindest eine Hubschrauber-Rotorblatt-Flash-Frequenz zu erhalten.

3. Radargerät gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessormittel mit ersten Kombinationsmitteln (12) versehen sind, zur Bestimmung von Gruppen von durchgelassenen Schwellenwerten, gehörend zu einem Rotorblatt-Flash auf der Basis von durchgelassenen im Zwischenspeicher (11) gespeicherten Schwellenwertdaten, und mit Mitteln zur Bestimmung der Entfernung von Hubschraubern, gehörend zu diesen Gruppen, und um festzustellen, ob diese Hubschrauber mit einer ungeraden oder geraden Anzahl Rotorblätter versehen sind.

4. Radargerät gemäß Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessormittel (6) mit im Speicherfeld arbeitenden Schwellenwert-Bestimmungsmitteln (16) versehen sind, für eine konstante Falschalarmrate gemäß einer Moving-Window-Technik, mit dem Zweck die Schwellenwert-Schaltkreise (10.i) mit Schwellenwerten zu versehen.

5. Radargerät gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung eines Hubschraubers aus der Lokalisierung innerhalb des Spektrums der Gruppe, gehörend zu diesem Hubschrauber, und die Rotorstruktur aus der Breite der Gruppe bestimmt werden.

6. Radargerät gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessormittel (6) mit zweiten Kombinationsmitteln (13) versehen sind, für die Kombination von aufeinanderfolgenden Gruppen auf der Basis von zumindest substantiell übereinstimmenden spektralen Merkmalen, zum Erhalt der Rotorblatt-Wiederholungsfrequenz.

7. Radargerät gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennemittel (2) rotierbar um eine substantiell senkrechte Rundsuchachse xnontiert und die Prozessormittel (6) mit Azimut-Winkelinformation versehen sind.

8. Radargerät gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Kombinationsmittel (13) mit einer Schaltung mit Azimut-Schätzfunktion versehen sind, für die Bestimmung der Azimutwinkel von Hubschraubern, gehörend zu aufeinanderfolgenden Gruppen mit zumindest substantiell übereinstimmenden spektralen Merkmalen, auf der Basis einer bekannten Antennen-Bündelbreite der Antennemittel (2).

9. Radargerät gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessormittel (6) weiterhin Folgemittel (14) umfassen, für das Kombinieren der Ausgangssignale der zweiten Kombinationsmittel (13), erhalten während zumindest zweier Umdrehungen der Antennemittel (2), zum Erhalt eines Steuersignals für ein Anzeigemittel (7), das zumindest Information über Entfernung, Richtung und Typ des detektierten Hubschraubers enthält.

10. Radargerät gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Kombinationsmittel (13) mit Mitteln zum Erhalt eines Steuersignals (15) für das Anzeigemittel versehen sind, wenn die Zeitdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Gruppen mit zumindest substantiell übereinstimmenden spektralen Merkmalen, den gestellten Kriterien entspricht.