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Displaced Phase Center Antenna (DPCA)

Bild 1: Prinzip des DCPA: Durch Verschiebung des Phasenzentrums wird die Eigenbewegung der Plattform kompensiert.

Bild 1: Prinzip des DCPA: Durch Verschiebung des Phasenzentrums wird die Eigenbewegung der Plattform kompensiert.

Mit Displaced phase centre antenna (DPCA) wird ein Verfahren benannt, das als eine Möglichkeit einer Raum-/Zeit Anpassung (siehe space–time processing) innerhalb der Radarsignalverarbeitung ist. Es wird verwendet, um die Wahrscheinlichkeit der Zielauffassung von luft-und weltraumgestützten Radargeräten zu verbessern, die bewegte Ziele in einer Festzielumgebung (clutter) erkennen sollen. Entwickelt wurde das Verfahren von General Electric, die es Anfang der 1950ger Jahre in luftgestützten Frühwarnradargeräten einbauten. DCPA ist eine technische Lösung, um die durch die Eigenbewegung der Radarplattform entstehenden Dopplerfrequenzen zu verhindern. Das grundlegende Prinzip ist, eine Antenne elektronisch derart zu steuern, dass der Vorwärtsbewegung des Flugzeuges durch eine elektronisch simulierte Rückwärtsbewegung der Antenne entgegengewirkt wird.

In einem Radar, welches bewegte Ziele erkennen soll, werden die Echosignale von zwei oder mehreren Ipulsperioden miteinander verglichen und anhand von Phasenunterschieden bewegte Ziele erkannt. In einem Radar, welches sich selbst gegenüber den Festzielen bewegt (z.B. bei einem SLAR), ist eine solche Unterscheidung so ohne Weiteres nicht möglich. Durch die Eigenbewegung erhalten hier auch die Festziele eine Radialgeschwindigkeit gegenüber dem Radar und somit eine Dopplerfrequenz und sind damit von bewegten Zielen nicht unterscheidbar. Um diesen Effekt zu umgehen, kann in solchen Radargeräten dieses DPCA- Verfahren genutzt werden.

In dem DPCA- Verfahren ist es möglich, das Phasenzentrum einer Phased-Array Antenne entgegen der Bewegungsrichtung des Flugzeuges zu verschieben. Im Prinzip wird ein Sendeimpuls nur mit der vorderen Hälfte der Strahler einer Phased-Array Antenne ausgesendet. Der nächste Sendeimpuls wird mit der hinteren Hälfte gesendet. Während der Zeit zwischen dem ersten und dem zweiten Sendeimpuls (etwa im Bereich von mehreren Hundert Mikrosekunden) hat sich aber das Flugzeug um eine kleine Entfernung weiterbewegt (etwa im Bereich von einem Meter), so dass die hintere Hälfte der Antenne sich exakt an dem gleichen Ort befindet, von dem aus der erste Sendeimpuls mit der vorderen Antennenhälfte gesendet wurde. Das hat den Vorteil, dass die Festziele scheinbar keine Radialgeschwindigkeit mehr durch die Flugzeugbewegung haben. Diese Festziele können nun durch die Zwischenperiodenkompensation ausgeblendet werden.

Bedingung dafür ist, dass die Fluggeschwindigkeit über Grund, die Impulsfolgefrequenz (PRF) und die Geometrie der Einzelstrahler genau aufeinander abgestimmt sind. Bereits kleine Ungenauigkeiten bei der Berechnung der Fluggeschwindigkeit wirken sich fatal aus. Während der Empfangszeit können die Vorteile der digitalen Formung des Antennendiagramms genutzt werden, um solche Mikrobewegungen durch eine nachträgliche Korrektur des Phasenzentrums der Antenne auszugleichen.