www.radartutorial.eu Grundlagen der Radartechnik

Clutter- Doppler Filter (2)

Ein weiteres Verfahren zur Clutterunterdrückung wird „Moving Window” ¹) Verfahren genannt. In diesem Verfahren werden zwei komplette Impulsperioden (PRP) ungewichtet gespeichert, erst danach gewichtet und mit der aktuellen PRP verglichen.

I&Q-Daten
Speicher
Speicher
Multiplizierer
Multiplizierer
Multiplizierer
Summierung
Rescaler
(3. PRT)
(2. PRT)
(1. PRT)
Wichtung
Wichtung
Wichtung

Bild 1: Blockschaltbild eines Doppler Filters im „Moving Window” Verfahren

I&Q-Daten
Speicher
Speicher
Multiplizierer
Multiplizierer
Multiplizierer
Summierung
Rescaler
(3. PRT)
(2. PRT)
(1. PRT)
Wichtung
Wichtung
Wichtung

Bild 1: Blockschaltbild eines Doppler Filters im „Moving Window” Verfahren

I&Q-Daten
Speicher
Speicher
Multiplizierer
Multiplizierer
Multiplizierer
Summierung
Rescaler
(3. PRT)
(2. PRT)
(1. PRT)
Wichtung
Wichtung
Wichtung
I&Q multiplier multiplier multiplier memory memory adder rescaler

Bild 1: Blockschaltbild eines Doppler Filters im „Moving Window” Verfahren (interaktives Bild)

Erst in der dritten Impulsperiode werden die Daten in den Multiplikationsstufen gewichtet. Auch diese Wichtung wird wie im „Integrate & Dump”- Verfahren vorgenommen. Zum Beispiel kann die erste und dritte Impulsperiode mit dem Faktor 0,5 und die zweite (mittlere) PRP mit dem Faktor -1 multipliziert werden. Echosignale, die in diesen drei Impulsperioden gleiche Amplitude und Phase aufweisen, werden in dem folgenden Addierer durch die Wichtungen zu dem Wert Null addiert. Sind diese Amplituden und Phasen jedoch von Impulsperiode zu Impulsperiode unterschiedlich, dann wird ein Ausgangssignal entstehen.

Auch hier werden wieder durch möglichen Übertrag zusätzliche Bits entstehen, die durch einen Rescaler wieder in das ursprüngliche Format umgerechnet werden müssen. Oft werden einfach nur die Bits mit der kleinsten Wertigkeit abgeschnitten. Das hat aber den Nachteil, dass sehr schwache Echosignale noch kleiner werden. Deshalb werden auch kompliziertere Umskalierungsmethoden verwendet.

Der nutzbare Unterschied gegenüber dem „Integrate & Dump”- Verfahren ist, dass dort unabhängig von der Anzahl der MTI-Impulsperioden nur ein Ausgangssignal entsteht. Hier ist die Anzahl der genutzten Impulsperioden pro Ausgangssignal schaltungsmäßig begrenzt. Bei N Impulsperioden mit MTI-Prozessierung entstehen (N-2) Ausgangssignale. Das wird dann verwendet, wenn das Radar kein Monopulsradar ist, sondern für eine Pulsintegration eine höhere Trefferzahl benötigt.

I & Q- Datenverarbeitung
Die Eingangssignale sind digitale Daten mit Realteil (In-Phase) und Imaginärteil (Quadrature) des Echosignals. Beide Signale werden hier noch getrennt bearbeitet.

Weighting Multiplier
Entsprechend dem mathematischen Modell werden die einzelnen Impulsfolgeperioden mit einem konstanten Faktor multipliziert, damit das Ziel, konstante Impulse aus drei Impulsfolgperioden sollen Null ergeben, mathematisch erreicht werden kann. Dieser Faktor wird oft Wichtungs- Daten (Weights) genannt.

Weights
In diesem Beispiel werden die
  1. Impulsperiode mit +0,5
  2. Impulsperiode mit - 1
  3. Impulsperiode mit +0,5 gewichtet, damit gleichgroße Eingangssignale sich aufheben.

Memory
In diesem Speicher wird die gesamte Impulsperiode in ihrer Bitbreite gespeichert. Meist sind es serielle Speicher (FiFo - First In, First Out), die für jede Rangecell einen Speicerplatz aufweisen.

Adder
Im Addierer werden in der dritten PRP alle drei Werte addiert. Festziele werden sich weitgehend gegenseitig auslöschen. Bewegtziele haben ein Ausgangssignal.

Rescaler
Das Ausgangssignal ist wegen der vielen arithmetischen Prozesse in der Bitbreite gewachsen (Übertragsbit!). Meist wird es umskaliert, indem einzelne Bits weggelassen werden und nur die alte Bitbreite wird weitergeleitet. Es sind aber auch kompliziertere Umskaliermethoden möglich.

¹) Bitte nicht verwechseln mit dem Sliding Window im Plotextraktor!