Grundlagen der Radartechnik

Tracking- Prozess

Abhängig von Antennendrehgeschwindigkeit und der Impulsfolgefrequenz eines Radars werden von einem Ziel mehrere Echosignale empfangen (siehe: dwell time and hits per scan im Kapitel „Grundlagen“). In jeder Range Cell in jeder Impulsperiode muss der Radarsignalprozessor auf Ziel oder nicht Ziel erkennen und erzeugt somit für ein einzelnes Ziel mehrere Meldungen. Ziel des Tracking- Prozesses ist es, aus diesen vielen Meldungen (Reports) einen einzelnen Datensatz für ein Ziel zu erstellen.

Verdichtung (Detection Consolidation)

Aus den vielen Beobachtungsmeldungen muss eine Einzelposition gesucht werden, die oft aus einer Interpolation mehrerer verschiedener Positionen besteht. Die Verfahren können sein:

• Fensterdiskriminator (reine Interpolation)
• Korellation nach Häufigkeitsverteilung (gewichteter Durchschnitt)
• Vergleich mit Datenbank (gemäß erwartem Doppler-Spektrum)

Constant False Alarm Rate (CFAR)

Da sich die effektiven Reflexionsflächen der Flugzeuge mit denen von Störeinflüssen wie Vogelschwärme oder Festziele überlappen, können bei konstanten Schwellwerten Falschalarme entstehen. Um diese zu verhindern, müssen diese Schwellwerte situationsangepasst werden, um eine konstante Falschalarmrate nahe Null zu erreichen.

Trackerstellung (Track Initiation)

Nicht aus jedem Plot wird auch ein Track. Erst wenn mindestens zwei- bis dreimal hintereinander ein Plot erkannt wird, dann wird daraus ein Track erstellt, um Fehlzuweisungen zu vermeiden.

Glättung des Tracks und Vorhersage (Track Smoothing & Prediction)

Auf der Basis mehrerer vorangegangener Meldungen berechnet der Tracker die Geschwindigkeit und den Kurs dieses Zieles und erstellt daraus eine Vorhersage für die Position dieses Zieles in der nächsten Umdrehung der Antenne. Diese Vorhersage kann durch einen α–β Tracker oder duch ein selbstlernendes Kalman-Filter berechnet werden.

Track-Dateien und deren Aktualisierung (Track Files and Track Updating)

Im Speicher wird eine Master-Track-Datei erstellt und mit jedem neuen Position aktualisiert. Diese Track-Datei enthält folgende Information:

• gemessene Position, Signalstärke und Dopplerfrequenzen jeder Umdrehung mit einem Zeitstempel versehen;
• geglätteter Flugweg und Zielgeschwindigkeit;
• extrapolierte Position und Geschwindigkeitsänderung für die nächste Umdrehung;
• Track-Stabilität (ein Maß für die Qualität des Echosignals).

Wenn eine Beobachtungsmeldung einem Track zugeordnet werden kann, wird die Track-Datei aktualisiert.

Track-Auflösung (Track Termination)

Wird das Ziel durch das Radar verloren, muss dessen Erwartungsfenster für die nächste Umdrehung erweitert werden. Fehlt das Ziel mehrere Undrehungen hintereinander, so wird der Track aufgelöst. Wie viele Male ein Ziel verloren sein darf, bevor der Track aufgelöst wird, unterscheidet sich von Radar zu Radar.