www.radartutorial.eu Grundlagen der Radartechnik

Die Radargleichung für Frequenz Diversity

Der bisher diskutierte Ansatz der allgemeinen Radargleichung ist zwar, weil von der Modulationsart unabhängig, generell auf jeden Radargerätetyp anwendbar. Jedoch ergeben sich in der Praxis Betriebsfälle, bei denen für die Systemanalyse andere Formen der Radargleichung besser geeignet sind.

Bei einem Mehrfrequenzradargerät wie etwa das Flugsicherungsradargerät ASR-910 werden zur Verbesserung der Erfassungseigenschaften kurz nacheinander zwei Impulse unterschiedlicher Frequenz abgestrahlt. Dabei wird bei der Beobachtung eines fluktuierenden Zieles (genügend großer Frequenzabstand vorausgesetzt) die Echosignale statistisch dekorreliert. Es ergibt sich eine Ausmittelung des Fluktuationseffektes, die sich als Gewinn im Signal-Rauschabstand entweder in erhöhter Reichweite oder in erhöhter Entdeckungswahrscheinlichkeit ausdrücken lässt.

In der allgemeinen Radargleichung wird ein Term Lges aufgeführt. In diesem Term ist auch ein Fluktuationsverlust Lf enthalten. Die Verbesserung der Entdeckungswahrscheinlichkeit wird als Verringerung dieses Fluktuationsverlustes L f ausgedrückt.

Es ist:

Lf (ne) = Lf (1)·exp 1 ne = Anzahl der statistisch unabhängigen Proben
Lf (1) = Fluktuationsverlust des Swerling-I-Zieles
(49)

ne

Die Zahl der statistisch unabhängigen Proben ergibt sich aus der Diversity-Bandbreite Δf, um die die Sendefrequenzen auseinanderliegen, sowie der Korrelationsfrequenz fc des Zieles.

Es ist:

fc = c0   c0 = Lichtgeschwindigkeit
Lr = radiale Abmessungen des Zieles
(50)

2 Lr

Dann ist:

ne = 1 + Δf (51)

fc

Der verringerte Fluktuationsverlust in einer derartigen Betriebsart ist:

Lf (ne) [dB] = Lf (1) [dB] (52)

ne

Von der Verdopplung der mittleren Leistung bei Verwendung von zwei festfrequenten Sendern mal abgesehen kann also die Reichweitenverbesserung durch Diversity-Betrieb niemals größer werden, als die durch Fluktuationsverlust verursachte Verringerung der Reichweite.

Da der Fluktuationsverlust mit steigender Entdeckungswahrscheinlichkeit ebenfalls stark ansteigt, wirkt sich der Diversity- Effekt im Wesentlichen als Kontrastverbesserung aus. Es werden starke Ziele weiter hervorgehoben, schwache Ziele (PD von 40...60%) wenig beeinflusst. Für Auffasswahrscheinlichkeiten unter etwa 35% treten Diversity-Verluste auf.