In Radarsystemen ist der gepaarte Filter ein häufig verwendeter Filter. Dieser Filter ist darauf ausgelegt, das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) einer bestimmten Signalwellenform von Interesse zu maximieren. Durch die Korrelation des empfangenen Signals mit einer Matrixwellenform, die der erwarteten Form und dem erwarteten Timing des gesendeten Impulses entspricht, verbessert der angepasste Filter die Signalerkennung bei Rauschen und Interferenzen. Es ist besonders effektiv bei Radaranwendungen zur Erkennung schwacher Echos von entfernten Zielen, bei denen die Maximierung des SNR für eine genaue Zielerkennung und -messung von entscheidender Bedeutung ist.
Ein angepasster Filter wird im Radar verwendet, da er eine optimale Erkennungsleistung für Signale bietet, die durch additives Rauschen verfälscht sind. Es nutzt die Kenntnis der erwarteten Signalwellenform, um das Ausgangs-SNR zu maximieren und dadurch die Fähigkeit des Radarsystems zu verbessern, interessierende Signale zu erkennen und von Hintergrundrauschen und Störungen zu unterscheiden. Diese Technik ist im Radarbereich unerlässlich, um eine hohe Empfindlichkeit und zuverlässige Zielerkennung zu erreichen, insbesondere in rauen Umgebungen, in denen Signalreflexionen schwach sind oder durch Rauschen verdeckt werden.
Sensoren verwenden je nach Anwendung und Art des vorhandenen Rauschens oder der vorhandenen Interferenz unterschiedliche Filter. Zu den gängigen Filtern gehören Tiefpassfilter zur Dämpfung hochfrequenten Rauschens, Bandpassfilter zur Isolierung bestimmter interessierender Frequenzbänder und adaptive Filter, die ihre Eigenschaften an veränderte Umgebungsbedingungen oder Sensoreingänge anpassen. Diese Filter tragen dazu bei, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Sensormessungen zu verbessern, indem sie Rauschen reduzieren und das Signal-Rausch-Verhältnis verbessern. Dadurch wird sichergestellt, dass der Sensor relevante Informationen aus seiner Umgebung effektiv erfassen und interpretieren kann.
Die digitale Signalverarbeitung (DSP) verwendet eine Reihe von Filtern, um Signale in verschiedenen Anwendungen zu manipulieren, darunter Radar, Kommunikation, Audioverarbeitung und Bildverarbeitung. Zu den im DSP verwendeten Filtern können FIR-Filter (Finite Impulse Response), IIR-Filter (Infinite Impulse Response), adaptive Filter wie Kalman-Filter und spezielle Filter wie Medianfilter zur Rauschreduzierung von Bildern gehören. Diese Filter dienen dazu, Signaleigenschaften entsprechend spezifischer Anforderungen zu modifizieren, beispielsweise Glättung, Rauschunterdrückung, Entzerrung oder Signaltrennung.
Ein optimaler Filter ist ein Filter, der darauf ausgelegt ist, ein bestimmtes Leistungskriterium zu erreichen, z. B. die Maximierung des SNR, die Minimierung des mittleren quadratischen Fehlers oder die Erzielung eines gewünschten Frequenzgangs. Es stellt einen idealisierten Filter dar, der unter gegebenen Einschränkungen und Bedingungen die bestmögliche Leistung bietet. Ein angepasster Filter ist ein spezieller Typ eines optimalen Filters, der dazu geeignet ist, die Erkennung einer bekannten Signalwellenform bei Vorhandensein von additivem Rauschen zu maximieren. Dies wird erreicht, indem das empfangene Signal mit einer Kopie des gesendeten Signals korreliert wird, wodurch ein Ausgang erzeugt wird, der das SNR maximiert und die Signalerkennungsfähigkeiten in Radar- und Kommunikationssystemen verbessert.