Einleitend werden die Radargleichung als ein Werkzeug zum Radarentwurf und wichtige Begriffe der Radartechnik erklärt. Grundlagen und moderne Verfahren der Radarsignalverarbeitung und des Sendesignalentwurfs werden am Beispiel der großen Klasse der MTI- und Pulsdoppler- oder MTD-Radare behandelt, ergänzt jeweils durch praktische Beispiele. Der Anhang enthält eine Zusammenfassung der Theorie determinierter Signale und linearer Systeme. In der 3. Auflage wurde das Kapitel Pulskompression überarbeitet, das Kapitel CFAR-Methoden wurde überarbeitet und erweitert.
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Inhalt
1 Einführung.- 1.1 Radarprinzip.- 1.2 Zur Geschichte des Radars.- 1.3 Radaranwendungen und Radartypen.- 1.4 Aufbau eines Rundsuchradars und Störsignale.- 1.5 Aufgaben der Signalverarbeitung.- 2 Grundlagen und Radargleichung.- 2.1 Übersicht.- 2.2 R4-Gesetz und Rückstrahlquerschnitt.- 2.3 Empfängerrauschen und Systemrauschen.- 2.4 Empfänger-Empfindlichkeit und -Dynamik.- 2.5 Radarantennen: ein Überblick.- 2.6 Pulsradar und Wahl der Pulsfolgefrequenz.- 2.7 Matched Filter-Prinzip.- 2.8 Pulsintegration.- 2.9 Die endgültige Radargleichung.- 3 Entdeckung konstanter und fluktuierender Echos im Rauschen.- 3.1 Ubersicht.- 3.2 Prinzip des automatischen Zieldetektors.- 3.3 CFAR-Zieldetektor.- 3.4 Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen radartypischer Zufallssignale.- 3.5 Einzelpulsentdeckung.- 3.6 Wahl der Falschalarmwahrscheinlichkeit.- 3.7 Zielfluktuation.- 3.8 Die 4 Zielmodelle nach Swerling.- 3.9 Frequenz-Agilität und Frequenz-Diversity.- 3.10 Entdeckung nach kohärenter Integration.- 3.11 Entdeckung nach nichtkohärenter Integration.- 3.12 Entdeckung nach binärer Integration.- 4 Referenzradar und Verlustbilanz.- 4.1 Übersicht.- 4.2 Referenzradar.- 4.3 Verlustbilanz.- 4.4 Zielverweilzeit.- 4.5 Beispiel eines Radarentwurfs.- 4.6 Formelsammlung.- 5 Grundlagen der Filterung von Radarsignalen.- 5.1 Übersicht.- 5.2 Die Spektren von Radarechos.- 5.3 Filterung von Einzelpuls und Pulsfolge.- 5.4 Tiefpaßfilterung von Bandpaßsignalen.- 5.5 Radarkopf und Sendesignalaufbereitung.- 5.6 Allgemeine Struktur der kohärenten Radarsignalverarbeitung.- 5.7 Fehler und Verluste bei der I/Q- und A/D-Umsetzung.- 6 Matched Filter, Likelihood Ratio Filter und Prewhitening Filter.- 6.1 Übersicht.- 6.2 Matched Filter für Einzelpuls bei weißem Störsignal.- 6.3 Beispiele für Einzelpuls-Matched Filter.- 6.4 Das Matched Filter als Korrelator.- 6.5 Matched Filter für farbige Störsignale.- 6.6 Matched Filter für eine Pulsfolge bei weißem Störsignal.- 6.7 Likelihood Ratio Filter.- 6.8 Numerische Berechnung von Operationen mit komplexen Matrizen und Vektoren.- 6.9 Vergleich von Matched Filter und Likelihood Ratio Filter.- 6.10 Prewhitening Filter für eine Pulsfolge.- 7 Dopplerverarbeitung.- 7.1 Übersicht.- 7.2 Das MTI-Prinzip.- 7.3 Klassifizierung der Dopplerverarbeitung.- 7.4 Clutter-Eigenschaften.- 7.5 Kenngrößen der Dopplerverarbeitung.- 7.6 MTI-Radar.- 7.7 PRF-Staffelung bei MTI-Radaren.- 7.8 Improvementfaktor-Bilanz und SCV eines MTI-Radars.- 7.9 Das MTD-Radar oder Pulsdoppler-Radar.- 7.10 Dopplerfilterbank mit komplexen FIR-Filtern.- 7.11 Dopplerfilterbank mit FFT (DFT).- 7.12 SIR-Improvement-Bilanz und SCV eines MTD-Radars.- 7.13 Auswirkungen von Geräteinstabilitäten.- 8 Pulskompression.- 8.1 Übersicht.- 8.2 Allgemeine Aspekte der Pulskompression.- 8.3 Die Ambiguity-Funktion.- 8.4 Lineare Frequenzmodulation.- 8.5 Nichtlineare Frequenzmodulation.- 8.6 Biphasenmodulation.- 8.7 Polyphasenmodulation.- 8.8 Ein allgemeines Verfahren zur Nebenkeulen-Reduktion.- 8.9 Realisierungsmöglichkeiten.- 9CFAR-Methoden.- 9.1 Übersicht.- 9.2 Cell-Averaging-CFAR (CA-CFAR).- 9.3 Ordered Statistic-CFAR (OS-CFAR).- 9.4 Eine Näherungsformel für den CFAR-Verlust der CA-CFAR und OS-CFAR.- 9.5 CFAR-Methoden bei Boden-Restclutter.- 9.6 Zusammenschaltung verschiedener CFAR-Schwellen.- 9.7 Unterdrückung von Straßenverkehrsechos.- 9.8 Unterdrückung von Angelclutter.- 10.4 Rauschbedingte Fehler bei der Winkelmessung.- 10.5 Rauschbedingte Fehler bei der Dopplermessung.- 10.6 Reduktion oder Auflösung von Mehrdeutigkeiten.- 10.7 Meßfehler durch Glint und Szintillation.- 10.8 Begrenzung der Azimutmeßgenauigkeit durch Szintillation (Fluktuation).- 10.9 Beispiel zur Parameterschätzung: MTD-Radar.- 10.10 Zielauflösung.- A Determinierte Signale und lineare Systeme.- A.1 Übersicht.- A.2 Fourier-Reihe in reeller Schreibweise.- A.3 Komplexe Darstellung von Sinussignalen.- A.4 Fourier-Reihe in komplexer Schreibweise.- A.5 Fourier-Transformation.- A.6 Dirac-Impuls oder Dirac-Stoß.- A.7 Kontinuierliche lineare Systeme.- A.8 Das Faltungsintegral.- A.9 Laplace-Transformation.- A.10 Die beiden Abtasttheoreme.- A.11 Diskrete Systeme und z-Transformatio.- A.12 Diskrete Fourier-Transformation (DFT).- A.13 Diskrete Faltung.- A.14 Korrelation determinierter Signale.- A.15 Formelsammlung.- B Formelzeichen und Abkürzungen.- B.1 Liste der wichtigsten Formelzeichen.- B.2 Abkürzungen und Begriffe.- Sachwortverzeichnis.
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Dipl.-Ing. Albrecht Ludloff leitete über viele Jahre die Abteilung für Radarsignalverarbeitung der Daimler-Benz Aerospace (Dasa), vormals AEG-Telefunken.
Inhalt
1 Einführung.- 1.1 Radarprinzip.- 1.2 Zur Geschichte des Radars.- 1.3 Radaranwendungen und Radartypen.- 1.4 Aufbau eines Rundsuchradars und Störsignale.- 1.5 Aufgaben der Signalverarbeitung.- 2 Grundlagen und Radargleichung.- 2.1 Übersicht.- 2.2 R4-Gesetz und Rückstrahlquerschnitt.- 2.3 Empfängerrauschen und Systemrauschen.- 2.4 Empfänger-Empfindlichkeit und -Dynamik.- 2.5 Radarantennen: ein Überblick.- 2.6 Pulsradar und Wahl der Pulsfolgefrequenz.- 2.7 Matched Filter-Prinzip.- 2.8 Pulsintegration.- 2.9 Die endgültige Radargleichung.- 3 Entdeckung konstanter und fluktuierender Echos im Rauschen.- 3.1 Ubersicht.- 3.2 Prinzip des automatischen Zieldetektors.- 3.3 CFAR-Zieldetektor.- 3.4 Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen radartypischer Zufallssignale.- 3.5 Einzelpulsentdeckung.- 3.6 Wahl der Falschalarmwahrscheinlichkeit.- 3.7 Zielfluktuation.- 3.8 Die 4 Zielmodelle nach Swerling.- 3.9 Frequenz-Agilität und Frequenz-Diversity.- 3.10 Entdeckung nach kohärenter Integration.- 3.11 Entdeckung nach nichtkohärenter Integration.- 3.12 Entdeckung nach binärer Integration.- 4 Referenzradar und Verlustbilanz.- 4.1 Übersicht.- 4.2 Referenzradar.- 4.3 Verlustbilanz.- 4.4 Zielverweilzeit.- 4.5 Beispiel eines Radarentwurfs.- 4.6 Formelsammlung.- 5 Grundlagen der Filterung von Radarsignalen.- 5.1 Übersicht.- 5.2 Die Spektren von Radarechos.- 5.3 Filterung von Einzelpuls und Pulsfolge.- 5.4 Tiefpaßfilterung von Bandpaßsignalen.- 5.5 Radarkopf und Sendesignalaufbereitung.- 5.6 Allgemeine Struktur der kohärenten Radarsignalverarbeitung.- 5.7 Fehler und Verluste bei der I/Q- und A/D-Umsetzung.- 6 Matched Filter, Likelihood Ratio Filter und Prewhitening Filter.- 6.1 Übersicht.- 6.2 Matched Filter für Einzelpuls bei weißem Störsignal.- 6.3 Beispiele für Einzelpuls-Matched Filter.- 6.4 Das Matched Filter als Korrelator.- 6.5 Matched Filter für farbige Störsignale.- 6.6 Matched Filter für eine Pulsfolge bei weißem Störsignal.- 6.7 Likelihood Ratio Filter.- 6.8 Numerische Berechnung von Operationen mit komplexen Matrizen und Vektoren.- 6.9 Vergleich von Matched Filter und Likelihood Ratio Filter.- 6.10 Prewhitening Filter für eine Pulsfolge.- 7 Dopplerverarbeitung.- 7.1 Übersicht.- 7.2 Das MTI-Prinzip.- 7.3 Klassifizierung der Dopplerverarbeitung.- 7.4 Clutter-Eigenschaften.- 7.5 Kenngrößen der Dopplerverarbeitung.- 7.6 MTI-Radar.- 7.7 PRF-Staffelung bei MTI-Radaren.- 7.8 Improvementfaktor-Bilanz und SCV eines MTI-Radars.- 7.9 Das MTD-Radar oder Pulsdoppler-Radar.- 7.10 Dopplerfilterbank mit komplexen FIR-Filtern.- 7.11 Dopplerfilterbank mit FFT (DFT).- 7.12 SIR-Improvement-Bilanz und SCV eines MTD-Radars.- 7.13 Auswirkungen von Geräteinstabilitäten.- 8 Pulskompression.- 8.1 Übersicht.- 8.2 Allgemeine Aspekte der Pulskompression.- 8.3 Die Ambiguity-Funktion.- 8.4 Lineare Frequenzmodulation.- 8.5 Nichtlineare Frequenzmodulation.- 8.6 Biphasenmodulation.- 8.7 Polyphasenmodulation.- 8.8 Ein allgemeines Verfahren zur Nebenkeulen-Reduktion.- 8.9 Realisierungsmöglichkeiten.- 9CFAR-Methoden.- 9.1 Übersicht.- 9.2 Cell-Averaging-CFAR (CA-CFAR).- 9.3 Ordered Statistic-CFAR (OS-CFAR).- 9.4 Eine Näherungsformel für den CFAR-Verlust der CA-CFAR und OS-CFAR.- 9.5 CFAR-Methoden bei Boden-Restclutter.- 9.6 Zusammenschaltung verschiedener CFAR-Schwellen.- 9.7 Unterdrückung von Straßenverkehrsechos.- 9.8 Unterdrückung von Angelclutter.- 10.4 Rauschbedingte Fehler bei der Winkelmessung.- 10.5 Rauschbedingte Fehler bei der Dopplermessung.- 10.6 Reduktion oder Auflösung von Mehrdeutigkeiten.- 10.7 Meßfehler durch Glint und Szintillation.- 10.8 Begrenzung der Azimutmeßgenauigkeit durch Szintillation (Fluktuation).- 10.9 Beispiel zur Parameterschätzung: MTD-Radar.- 10.10 Zielauflösung.- A Determinierte Signale und lineare Systeme.- A.1 Übersicht.- A.2 Fourier-Reihe in reeller Schreibweise.- A.3 Komplexe Darstellung von Sinussignalen.- A.4 Fourier-Reihe in komplexer Schreibweise.- A.5 Fourier-Transformation.- A.6 Dirac-Impuls oder Dirac-Stoß.- A.7 Kontinuierliche lineare Systeme.- A.8 Das Faltungsintegral.- A.9 Laplace-Transformation.- A.10 Die beiden Abtasttheoreme.- A.11 Diskrete Systeme und z-Transformatio.- A.12 Diskrete Fourier-Transformation (DFT).- A.13 Diskrete Faltung.- A.14 Korrelation determinierter Signale.- A.15 Formelsammlung.- B Formelzeichen und Abkürzungen.- B.1 Liste der wichtigsten Formelzeichen.- B.2 Abkürzungen und Begriffe.- Sachwortverzeichnis.
Titel
Praxiswissen Radar und Radarsignalverarbeitung
Autor
EAN
9783322995551
Format
E-Book (pdf)
Hersteller
Veröffentlichung
13.03.2013
Digitaler Kopierschutz
Wasserzeichen
Anzahl Seiten
506
Auflage
3., überarb. und erw. Auflage 2002
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