ES2271896T3 - Procedimiento de evaluacion de señales en un sistema de radar de impulsos sar/mti. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de evaluación de una señal de recepción en un sistema de radar de impulsos SAR/MTI que emite impulsos de transmisión SAR y MTI con una respectiva frecuencia de repetición de impulsos (PRF_SAR, PRF_MTI), siendo la señal de recepción una superposición de secuencias de impulsos de eco de señales de impulsos de eco SAR y señales de impulsos de eco MTI, caracterizado porque en la secuencia recibida de impulsos de eco de la señal de recepción se evalúa en un procedimiento SAR cada impulso recibido después de un impulso de transmisión SAR y correspondiente a un múltiplo entero de una relación de número entero de la frecuencia de repetición de impulsos PRF_MTI de la señal de transmisión MTI a la frecuencia de repetición de impulsos PRF_SAR de la señal de transmisión SAR y se evalúan en un procedimiento MTI los restantes impulsos de la secuencia recibida de impulsos de eco de la señal de recepción, y el impulso que falta debido al procesamiento de la señal SAR es reproducido, para el procesamiento de la señal MTI, por medio de procedimientos de interpolación.
Description
Procedimiento de evaluación de señales en un
sistema de radar de impulsos SAR/MTI.
La invención concierne a un procedimiento de
evaluación de señales de recepción en un sistema de radar de
impulsos SAR/MTI según el preámbulo de la reivindicación 1.
Un sistema de radar de impulsos SAR/MTI de esta
clase es conocido, por ejemplo, por P. Hoogeboom et al.:
"SOSTAR, A EUROPEAN SYSTEM FOR AIRBORNE GROUND SURVEILLANCE",
TNO Physics and Electronics Laboratory,
28-01-2002.
Con sistemas de radar de impulsos del tipo
Synthetic Apertur Radar (radar de apertura sintética)/Moving Target
Indication (= indicación de blanco móvil) (SAR/MTI) se pueden, por
un lado, tomar imágenes SAR y, por otro lado, se pueden identificar
objetivos movidos en las imágenes SAR tomadas. La figura 1 muestra
la secuencia de impulsos de una señal de transmisión de un sistema
de radar de impulsos SAR/MTI. A consecuencia de los diferentes
tiempos de iluminación que son necesarios para lograr una alta
resolución en el respectivo procedimiento de evaluación, las
frecuencias de repetición de los impulsos de transmisión SAR y MTI
se desvían fuertemente una de otra. Para una evaluación SAR con una
resolución de hasta 1 m es necesario un tiempo de iluminación T_SAR
de hasta 30-60 s. Por el contrario, el tiempo de
iluminación T_MTI de un sector del suelo para la identificación y
persecución (seguimiento) de objetivos movidos es usualmente de
100-200 ms.
En la figura 2 se representa la secuencia de
ecos recibida, que es sustancialmente una superposición de impulsos
de eco SAR y MTI. En los sistemas de radar SAR/MTI conocidos la
evaluación de las señales se efectúa de tal manera que la toma y
generación de imágenes SAR y el análisis de las imágenes SAR por
medio de procedimientos MTI para la identificación de objetivos
movidos tienen lugar sucesivamente en el tiempo. Usualmente, se toma
primero una imagen SAR que se analiza seguidamente en un proceso
MTI en cuanto a objetivos movidos.
Por tanto, una evaluación simultánea de las
señales en un proceso SAR y en un proceso MTI es posible solamente
con un gran coste técnico. Para procedimientos conocidos de
evaluación de señales en sistemas de radar SAR/MTI se divide la
señal de recepción en dos componentes casi idénticas, alimentándose
una parte de la señal a un dispositivo de evaluación de señales SAR
y otra parte de la señal a un dispositivo de evaluación de señales
MTI. Un inconveniente de esto es que el sistema de radar,
especialmente la antena del radar, comprende un gran número de
componentes y, por tanto, es muy complicado de materializar en el
aspecto técnico. Resultan de esto otros inconvenientes referentes
al elevado peso de la antena. Un inconveniente más es la gran
dimensión de la antena, con lo que esta antena puede integrarse
sólo deficientemente en un artefacto volador.
Por consiguiente, el cometido de la invención
consiste en indicar un procedimiento con el que sea posible
procesar al mismo tiempo las señales de recepción respecto de SAR y
MTI, sin que sea necesario un gran coste técnico. Otro cometido
consiste en la creación de una antena para la puesta en práctica del
procedimiento.
Estos problemas se resuelven con el
procedimiento según la reivindicación 1 y con la antena según la
reivindicación 5. Realizaciones ventajosas de la invención son
objeto de reivindicaciones subordinadas.
Según la invención, en la secuencia recibida de
impulsos de eco de la señal de recepción se evalúa en un
procedimiento SAR cada impulso recibido después de un impulso de
transmisión SAR y correspondiente a un múltiplo entero de una
relación de número entero de la frecuencia de repetición de impulsos
PRF_MTI de la señal de transmisión MTI a la frecuencia de
repetición de impulsos PRF_SAR de la señal de transmisión SAR y,
según la invención se evalúan en un procedimiento MTI los restantes
impulsos de la secuencia recibida de impulsos de eco de la señal de
recepción, reproduciéndose para el procesamiento de la señal MTI,
por medio de procedimientos de interpolación, el impulso que falta
debido al procesamiento de la señal SAR.
En lo que sigue, se explican con más detalle la
invención y las ventajas de la misma ayudándose de dibujos.
Muestran:
La figura 1, una representación a título de
ejemplo de una secuencia de impulsos de transmisión de un sistema
de radar SAR/MTI con impulsos de transmisión SAR y MTI,
La figura 2, una representación a título de
ejemplo de una secuencia de impulsos de eco de un sistema de radar
SAR/MTI con impulsos de transmisión SAR y MTI,
La figura 3, una primera realización a título de
ejemplo de una representación esquemática de bloques de una
disposición de antena según la invención, y
La figura 4, una segunda realización a título de
ejemplo de una representación esquemática de bloques de una
disposición de antena según la invención.
Como ya se ha descrito más arriba, la figura 1
muestra una representación a título de ejemplo de una secuencia de
impulsos de transmisión de un sistema de radar SAR/MTI con impulsos
de transmisión SAR y MTI. A consecuencia de la más baja frecuencia
de repetición del impulso de transmisión SAR en comparación con un
impulso de transmisión MTI, la emisión de un impulso SAR tiene
lugar únicamente después de cada quinto impulso MTI, indicando 5 la
relación de la frecuencia de repetición de impulsos PRF_MTI de la
señal de transmisión MTI a la frecuencia de repetición de impulsos
PRF_SAR de la señal de transmisión SAR. En la ventana de tiempo
entre los impulsos de transmisión el sistema de radar está
conectado a recepción.
En la figura 2 se representa una secuencia de
impulsos de eco a título de ejemplo de una señal de transmisión. La
representación muestra una superposición de impulsos de eco SAR y
MTI. El impulso recibido en la figura 2 en el intervalo de tiempo
designado con el número de referencia 1 es evaluado por medio de un
procedimiento SAR conocido. El impulso MTI que entonces se pierde
es reproducido según la invención por medio de un procedimiento de
interpolación. Un procedimiento de interpolación de esta clase es
conocido, por ejemplo, por Joseph Salzmann et al.:
"Interrupted Synthetic Aperture Radar (SAR)"; IEEE AESS Systems
Magazine, Mayo del 2002, páginas 33-39.
Ventajosamente, la relación de la frecuencia de
repetición de impulsos PRF_MTI de la señal de transmisión MTI a la
frecuencia de repetición de impulsos PRF_SAR de la señal de
transmisión SAR puede ser variada de una ráfaga MTI a otra ráfaga
MTI. Por tanto, se pueden determinar las ambigüedades de separación
que se presentan al evaluar la señal MTI.
La frecuencia de repetición de impulsos PRF_SAR
de la señal de transmisión está comprendida ventajosamente entre
200 Hz y 400 Hz. Y la frecuencia de repetición de impulsos PRF_MTI
está comprendida ventajosamente entre 2 kHz y 4 kHz. Por tanto, son
posibles relaciones de número entero de la frecuencia de repetición
de impulsos PRF_MTI de la señal de transmisión MTI a la frecuencia
de repetición de impulsos PRF_SAR de la señal de transmisión SAR de
5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20. Por
supuesto, es posible ajustar relaciones mayores mediante una
adaptación adecuada de las frecuencias de repetición de impulsos
PRF_SAR y PRF_MTI.
En la figura 3 se muestra en una primera forma
de realización especial una representación esquemática de bloques a
título de ejemplo de una disposición de antena según la
invención.
La disposición de antena 2 comprende un gran
número de módulos de transmisión y recepción 3 (módulos T/R). Estos
módulos T/R 3 están agrupados en un número prefijable de subgrupos
3a.
Los módulos T/R 3 están asignados a cada
subgrupo 3a de un trayecto de retardo común 4. Un número prefijable
de trayectos de retardo 4 está ventajosamente agrupado y asignado a
una unidad de recepción digital común 5.
Las unidades de recepción digitales 5 está
unidas ventajosamente con medios 6 para la conformación digital de
rayos y para la supresión de objetivos fijos según el procedimiento
STAP (Space-Time Adaptative Processing =
procesamiento adaptativo de espacio-tiempo). Los
medios 6 de conformación digital de rayos y de supresión de
objetivos fijos están conectados ventajosamente a otros medios 6a de
evaluación de señales SAR y MTI.
En la figura 4 se representa esquemáticamente a
título de ejemplo una segunda forma de realización especial de una
antena. La disposición de antena 2 comprende un gran número de
módulos T/R 3 que están agrupados en un número prefijable de
subgrupos 3a. En esta forma de realización un número prefijable de
trayectos de retardo 4 están agrupados en una red analógica 7 con
un número prefijable de salidas 8 que están asignadas cada una de
ellas a una unidad de recepción digital 5, especialmente un
convertidor analógico/digital, estando conectadas las unidades de
recepción digitales 5 con respectivos medios 9 de evaluación de
señales SAR y MTI. En este caso, la red analógica 7 genera al mismo
tiempo diferentes características de radiación de banda estrecha
con direcciones diferentes.
Claims (10)
1. Procedimiento de evaluación de una señal de
recepción en un sistema de radar de impulsos SAR/MTI que emite
impulsos de transmisión SAR y MTI con una respectiva frecuencia de
repetición de impulsos (PRF_SAR, PRF_MTI), siendo la señal de
recepción una superposición de secuencias de impulsos de eco de
señales de impulsos de eco SAR y señales de impulsos de eco MTI,
caracterizado porque en la secuencia recibida de impulsos de
eco de la señal de recepción se evalúa en un procedimiento SAR cada
impulso recibido después de un impulso de transmisión SAR y
correspondiente a un múltiplo entero de una relación de número
entero de la frecuencia de repetición de impulsos PRF_MTI de la
señal de transmisión MTI a la frecuencia de repetición de impulsos
PRF_SAR de la señal de transmisión SAR y se evalúan en un
procedimiento MTI los restantes impulsos de la secuencia recibida
de impulsos de eco de la señal de recepción, y el impulso que falta
debido al procesamiento de la señal SAR es reproducido, para el
procesamiento de la señal MTI, por medio de procedimientos de
interpolación.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la relación de la frecuencia de
repetición de impulsos PRF_MTI de la señal de transmisión MTI a la
frecuencia de repetición de impulsos PRF_SAR de la señal de
transmisión SAR es de al menos 5.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la relación de la frecuencia de
repetición de impulsos PRF_MTI de la señal de transmisión MTI a la
frecuencia de repetición de impulsos PRF_SAR de la señal de
transmisión SAR es variada de una ráfaga MTI a otra ráfaga MTI.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
frecuencia de repetición de impulsos PRF_SAR de la señal de
transmisión SAR está comprendida entre 200 Hz y 400 Hz.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
frecuencia de repetición de impulsos PRF_MTI de la señal de
transmisión MTI está comprendida entre 2 kHz y 4 kHz.
6. Antena con un gran número de módulos de
transmisión y recepción (3) para la puesta en práctica de un
procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque los módulos de transmisión y recepción
(3) están agrupados en un número prefijable de subgrupos (3a),
estando asignado un número prefijable de módulos de transmisión y
recepción (3) a un trayecto de retardo común (4).
7. Antena según la reivindicación 6,
caracterizada porque están agrupados un prefijable de
trayectos de retardo (4) y éstos están asignados a una unidad de
recepción digital (5), especialmente un convertidor
analógico/digital,
8. Antena según la reivindicación 7,
caracterizada porque las unidades de recepción digitales (5)
están unidas con medios (6) de conformación digital de rayos y
supresión de objetivos fijos según el procedimiento STAP.
9. Antena según la reivindicación 8,
caracterizada porque los medios (6) de conformación digital
de rayos y supresión de objetivos fijos están unidas con otros
medios (6a) de evaluación de señales SAR y MTI.
10. Antena según la reivindicación 6,
caracterizada porque un número prefijable de trayectos de
retardo (4) están agrupados en una red analógica (7) con un número
prefijable de salidas (8) que están asignadas cada una de ellas a
una unidad de recepción digital (5), especialmente un convertidor
analógico/digital, estando unida cada una de las unidades de
recepción digitales (5) con medios (9) de evaluación de señales SAR
y MTI.
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