Waveform Agile Radar
Bild 1: Frequenzänderung einer Intrapulsmodulation als Funktion der Zeit dargestellt, in der Abszisse bedeuten die 100% die komplette Sendeimpulslänge; in der Ordinate den möglichen Frequenzhub der Modulation
Bild 1: Frequenzänderung einer Intrapulsmodulation als Funktion der Zeit dargestellt, in der Abszisse bedeuten die 100% die komplette Sendeimpulslänge; in der Ordinate den möglichen Frequenzhub der Modulation
Bild 1: Frequenzänderung einer Intrapulsmodulation als Funktion der Zeit dargestellt, in der Abszisse bedeuten die 100% die komplette Sendeimpulslänge; in der Ordinate den möglichen Frequenzhub der Modulation
Was ist ein Waveform-agiles Radar?
Waveform Agile Radar
Bei Radargeräten mit Intrapulsmodulation ist es möglich, einen frei programmierbaren Waveformgenerator einzusetzen. Mit diesem ist es wiederum möglich das Sendesignal des Radargerätes den jeweiligen Einsatzbedingungen dynamisch anzupassen. Eine solche Variation des Sendesignals wird ”transmit adaptive“ (auf Deutsch etwa: „anpassungsfähiges Sendesignal“) genannt und die Fähigkeit diese frei programmierbare Signalform auf dem Sende- und Empfangsweg auzunutzen ”Waveform Agile Radar Processing“ (WARP). Diese Möglichkeit der dynamischen Variation des Sendesignals können im aktiven Radarsystem Leistungsverbesserungen wie
- verkleinerten Fehler bei der Zielbegleitung,
- eine verbesserte Zielerfassung,
- eine höhere Genauigkeit bei der Zielidentifizierung
- und somit eine erhöhte Effizienz der Sensornutzung bieten.
Ein Radargerät soll das gewünschte Echosignal eines Zieles in einer Umgebung verschiedenster Störsignale (Festzielstörungen, Störungen von Wettererscheinungen sowie aktive Störungen) erkennen. Für jede dieser Störungen kann das Sendesignal derart angepasst werden, dass ein optimales Filter im Empfänger dieses Ziel mit einer höheren Wahrscheinlichkeit entdeckt, als mit einer x-beliebigen Standard-Signalform.
Bild 1 zeigt die Frequenzmodulation als Funktion der Zeit für einen Sendeimpuls mit abwärtsgerichteter Modulation, dem sogenannten ”downchirp“. Für aufwärtsgerichtete Modulation (”upchirp“) müsste dieses Bild lediglich gespiegelt werden. Die lineare Frequenzmodulation (LFM), wie sie im Artikel Pulskompression als eine Form der nicht-symmetrischen Frequenzmodulation beschrieben wurde, ist in Blau dargestellt. Die Überhöhung der roten Kurve (genannt power FM) kann unterschiedliche Formen annehmen, die lediglich mathematisch korrekt beschrieben werden müssen, um die Pulskompression effektiv durchzuführen. Für die exponentielle (EFM) und die hyperbolische Frequenzmodulation (HFM) ist diese mathematische Abhängigkeit schon benannt.
Um ein Ziel nun in extremer Störumgebung zu entdecken, können mehrere Sendesignalformen zum Einsatz kommen. Bei der Pulskompression wird dann mit einer Auswahllogik (”greatest of…“) diejenige Signalform ausgewählt, die das beste Nutzsignal/Störsignal-Verhältnis hat.
Referenz:
Sandeep P. Sira, Antonia Papandreou-Suppappola, and Darryl Morrell:
Dynamic Configuration of Time-Varying Waveforms for Agile Sensing and Tracking in Clutter
IEEE TRANSACTIONS ON SIGNAL PROCESSING, VOL. 55, NO. 7, JULY 2007 page 3207