Was ist die Signalverarbeitung eines Radarsystems?

Die Signalverarbeitung in einem Radarsystem umfasst eine Reihe von Techniken und Algorithmen, mit denen nützliche Informationen aus Radarechos extrahiert werden, die von Zielen oder Objekten in der Umgebung empfangen werden. Zunächst werden vom Empfänger Rohradarsignale erfasst, die Reflexionen der gesendeten Radarimpulse enthalten, die von Objekten im Erfassungsbereich des Radars reflektiert werden. Die Signalverarbeitung beginnt mit der Digitalisierung dieser analogen Signale und der Anwendung verschiedener Filter, um unerwünschtes Rauschen und Interferenzen zu entfernen und so die Klarheit der Radardaten zu verbessern.

Beim Radar bezieht sich die Signalverarbeitung auf die Manipulation und Analyse von Radarechos, um aussagekräftige Informationen über erkannte Ziele zu extrahieren. Dazu gehört die Bestimmung der Entfernung zu Zielen (Entfernung), ihrer relativen Geschwindigkeit (Doppler-Verschiebung) und manchmal ihrer Winkelposition (Azimut und Elevation). Zur Verbesserung der Entfernungsauflösung werden häufig Pulskompressionstechniken eingesetzt, die es Radarsystemen ermöglichen, eng beieinander liegende Ziele zu unterscheiden.

Der Signalverarbeitungsprozess im Radar umfasst mehrere Schritte, um rohe Radardaten in verwertbare Informationen umzuwandeln. Nach der anfänglichen Abtastung und Rauschfilterung werden Radarsignale einer Impulskomprimierung unterzogen, um die Zielerkennung zu verbessern, indem lange Radarimpulse in kürzere, deutlichere Wellenformen komprimiert werden. Nach der Pulskomprimierung analysiert die Doppler-Verarbeitung Frequenzverschiebungen in Radarechos, die durch relative Bewegung zwischen Radar und Ziel verursacht werden, und liefert Geschwindigkeitsinformationen. Zielerkennungs- und -verfolgungsalgorithmen analysieren dann die verarbeiteten Radardaten, um Ziele im Laufe der Zeit zu identifizieren und zu verfolgen und dokumentieren kontinuierlich ihre Positionen und Geschwindigkeiten. Schließlich zeigt Radar den Bedienern die verarbeiteten Informationen in einem visuellen Format an und ermöglicht es ihnen, fundierte Entscheidungen in Anwendungen zu treffen, die von der Flugsicherung und Wetterüberwachung bis hin zur militärischen Überwachung und Navigation reichen.