Wikibrief

Passives Radar

Artikel bearbeiten

Passive Radarsysteme (auch als passive kohärente Ortung, passive Überwachungssysteme und passives verdecktes Radar bezeichnet) umfassen eine Klasse von Radarsystemen, die Objekte erkennen und verfolgen, indem sie Reflexionen von nicht kooperativen Beleuchtungsquellen in der Umgebung verarbeiten, wie z und Kommunikationssignale. Es handelt sich um einen speziellen Fall von bistatischem Radar, wobei letzteres auch die Nutzung von kooperativen und nicht kooperativen Radarsendern umfasst.

Inhalt

  • 1 Einleitung
  • 2 Geschichte
  • 3 Typische Illuminatoren
  • 4 Prinzip
    • 4.1 Empfängersystem
    • 4.2 Digitales Beamforming
    • 4.3 Signalkonditionierung
    • 4.4 Adaptive Filterung
    • 4.5 Kreuzkorrelationsverarbeitung
    • 4.6 Zielerkennung
    • 4.7 Linienverfolgung
    • 4.8 Gleiszuordnung und Zustandsschätzung
    • 4.9 Schmalband- und CW-Beleuchtungsquellen
  • 5 Leistung
  • 6 Vor- und Nachteile
  • 7 Kommerzielle und akademische Systeme
  • 8 Aktuelle Forschung
    • 8.1 Zielbildgebung
    • 8.2 Ionosphärische Turbulenzstudien
    • 8.3 Erkennung und Verfolgung von Weltraummüll
  • 9 Siehe auch
  • 10 Referenzen
  • 11 Externe Links

Einführung

Herkömmliche Radarsysteme umfassen einen am gleichen Ort angeordneten Sender und Empfänger, die sich normalerweise eine gemeinsame Antenne zum Senden und Empfangen teilen. Ein gepulstes Signal wird übertragen und die Zeit, die der Impuls benötigt, um zum Objekt und zurück zu gelangen, ermöglicht die Bestimmung der Reichweite des Objekts.

In einem passiven Radarsystem gibt es keinen dedizierten Sender. Stattdessen verwendet der Empfänger Sender von Drittanbietern in der Umgebung und misst die Zeitdifferenz der Ankunft zwischen dem direkt vom Sender eintreffenden Signal und dem durch Reflexion vom Objekt eintreffenden Signal. Dadurch kann die bistatische Reichweite des Objekts bestimmt werden. Zusätzlich zum bistatischen Bereich misst ein passives Radar typischerweise auch die bistatische Doppler-Verschiebung des Echos und auch seine Ankunftsrichtung. Diese ermöglichen die Berechnung von Standort, Kurs und Geschwindigkeit des Objekts. In einigen Fällen können mehrere Sender und / oder Empfänger verwendet werden, um mehrere unabhängige Messungen des bistatischen Bereichs, des Dopplers und der Peilung durchzuführen und somit die endgültige Spurgenauigkeit erheblich zu verbessern.

Der Begriff "passives Radar" wird manchmal falsch verwendet, um jene passiven Sensoren zu beschreiben, die Flugzeuge anhand ihrer HF-Emissionen (wie Radar-, Kommunikations- oder Transponderemissionen ) erfassen und verfolgen. Diese Systeme nutzen jedoch nicht die reflektierte Energie und werden daher genauer als ESM- Systeme beschrieben. Bekannte Beispiele sind das tschechische TAMARA- und VERA- System sowie das ukrainische Kolchuga- System.

Geschichte

Das Konzept der passiven Radarerkennung unter Verwendung reflektierter Umgebungsfunksignale, die von einem entfernten Sender ausgehen, ist nicht neu. Die ersten Radarexperimente im Vereinigten Königreich im Jahr 1935 von Robert Watson-Watt demonstrierten das Prinzip des Radars, indem er einen Handley Page Heyford- Bomber in einer Entfernung von 12 km mit dem BBC- Kurzwellensender in Daventry entdeckte.

Frühe Radargeräte waren alle bistatisch, da die Technologie zum Umschalten einer Antenne vom Sende- in den Empfangsmodus nicht entwickelt worden war. So verwendeten viele Länder in den frühen 1930er Jahren bistatische Systeme in Luftverteidigungsnetzwerken. Zum Beispiel setzten die Briten das CHAIN ​​HOME- System ein; die Franzosen verwendeten ein bistatisches Continuous Wave (CW) Radar in einem "Zaun" (oder "Barriere") System; die Sowjetunion setzte ein bistatisches CW-System namens RUS-1 ein; und die Japaner entwickelten ein bistatisches CW-Radar namens "Typ A".

Die Deutschen benutzten im Zweiten Weltkrieg ein passives bistatisches System. Dieses als Klein Heidelberg Parasit oder Heidelberg-Gerät bezeichnete System wurde an sieben Standorten (Limmen, Oostvoorne, Ostende, Boulogne, Abbeville, Cap d'Antifer und Cherbourg) eingesetzt und als bistatische Empfänger betrieben, wobei die britischen Chain-Home- Radare als Nicht- -kooperative Illuminatoren, um Flugzeuge über dem südlichen Teil der Nordsee zu erkennen.

Mit der Entwicklung des Synchronisierers im Jahr 1936 wichen bistatische Radarsysteme monostatischen Systemen. Die monostatischen Systeme waren viel einfacher zu implementieren, da sie die geometrischen Komplexitäten beseitigten, die durch die getrennten Sender- und Empfängerstandorte verursacht wurden. Darüber hinaus wurden Flugzeug- und Schiffsanwendungen möglich, als kleinere Komponenten entwickelt wurden. In den frühen 1950er Jahren wurden bistatische Systeme erneut in Betracht gezogen, als einige interessante Eigenschaften der gestreuten Radarenergie entdeckt wurden, tatsächlich wurde der Begriff "bistatisch" erstmals 1955 von Siegel in seinem Bericht über diese Eigenschaften verwendet.

Eines der größten und komplexesten passiven Radarsysteme war das britische RX12874 oder "Winkle". Winkle wurde in den 1960er Jahren als Reaktion auf die Einführung des Carcinotrons eingesetzt, eines Radarstörsenders, der so leistungsstark war, dass er Langstreckenradare nutzlos zu machen schien. Winkle war in der Lage, Carcinotron-Sendungen mit der gleichen Genauigkeit wie ein herkömmliches Radar zu empfangen, sodass das Störsenderflugzeug aus einer Entfernung von Hunderten von Kilometern verfolgt und angegriffen werden konnte. Darüber hinaus könnten andere Radare im Netz des Linienrichters/Vermittlers durch die Angabe des Standorts des Störsenders die Empfindlichkeit ihrer Empfänger verringern, wenn sie in diese Richtung gerichtet werden, wodurch die empfangene Störmenge verringert wird, wenn sie in die Nähe des Standorts des Störsenders gerichtet werden.

Der Aufstieg billiger Rechenleistung und digitaler Empfängertechnologie in den 1980er Jahren führte zu einer Wiederbelebung des Interesses an passiver Radartechnologie. Dies ermöglichte es Designern zum ersten Mal, digitale Signalverarbeitungstechniken anzuwenden, um eine Vielzahl von Rundfunksignalen zu nutzen , und Kreuzkorrelationstechniken zu verwenden, um eine ausreichende Signalverarbeitungsverstärkung zu erzielen, um Ziele zu erkennen und ihre bistatische Reichweite und Dopplerverschiebung abzuschätzen. In mehreren Ländern gab es klassifizierte Programme, aber die erste Ankündigung eines kommerziellen Systems erfolgte 1998 durch Lockheed-Martin Mission Systems mit der kommerziellen Einführung des Silent Sentry-Systems, das FM-Radio und analoge Fernsehsender nutzte.

Typische Illuminatoren

Es wurden Passivradarsysteme entwickelt, die die folgenden Beleuchtungsquellen nutzen:

Es hat sich im Allgemeinen herausgestellt, dass Satellitensignale für die Verwendung mit passivem Radar ungeeignet sind, entweder weil die Leistungen zu gering sind oder weil die Umlaufbahnen der Satelliten so sind, dass die Beleuchtung zu selten ist. Die mögliche Ausnahme hiervon ist die Nutzung satellitengestützter Radar- und Satellitenfunksysteme. Im Jahr 2011 gaben die Forscher Barott und Butka von der Embry-Riddle Aeronautical University Ergebnisse bekannt, die den Erfolg von XM Radio zur Erkennung von Flugzeugen mit einer kostengünstigen Bodenstation belegen. https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=6096159

Prinzip

Bei einem herkömmlichen Radarsystem sind die Sendezeit des Impulses und die gesendete Wellenform genau bekannt. Dadurch kann die Objektreichweite einfach berechnet und mit einem angepassten Filter ein optimales Signal-Rausch-Verhältnis im Empfänger erreicht werden. Ein passives Radar hat, diese Informationen nicht direkt und somit einen eigenen Empfangskanal (bekannt als die „Referenzkanal“) verwenden, muss jeder Sender ausgenutzt, zu überwachen und dynamisch Probe der übertragenen Wellenform. Ein passives Radar verwendet typischerweise die folgenden Verarbeitungsschritte:

  • Empfang des direkten Signals des/der Sender(s) und aus dem Überwachungsbereich an speziellen rauscharmen, linearen, digitalen Empfängern
  • Digitales Beamforming zur Bestimmung der Einfallsrichtung von Signalen und zur räumlichen Unterdrückung starker In-Band-Störungen
  • Adaptive Filterung zum Löschen unerwünschter direkter Signalrückflüsse in den Überwachungskanälen.
  • Senderspezifische Signalkonditionierung
  • Kreuzkorrelation des Referenzkanals mit den Überwachungskanälen zur Bestimmung des bistatischen Objektbereichs und des Dopplers
  • Erkennung mit dem CFAR-Schema (Constant False Alarm Rate )
  • Zuordnung und Verfolgung von Objektrückgaben im Entfernungs- / Dopplerraum, bekannt als "Linienverfolgung"
  • Assoziation und Fusion von Linienspuren von jedem Sender, um die endgültige Schätzung von Position, Kurs und Geschwindigkeit eines Objekts zu bilden.

Diese werden in den folgenden Abschnitten genauer beschrieben.

Generisches passives Radarsignalverarbeitungsschema

Empfängersystem

Ein passives Radarsystem muss bei sehr starken, kontinuierlichen Interferenzen sehr kleine Zielrückkehrungen erkennen. Dies steht im Gegensatz zu einem herkömmlichen Radar, das während der Ruheperioden zwischen den einzelnen Impulsübertragungen auf Echos lauscht. Daher ist es wichtig, dass der Empfänger eine niedrige Rauschzahl, einen hohen Dynamikbereich und eine hohe Linearität aufweist. Trotzdem befinden sich die empfangenen Echos normalerweise weit unterhalb des Grundrauschens und das System ist tendenziell extern rauschbegrenzt (aufgrund des Empfangs des gesendeten Signals selbst sowie des Empfangs anderer entfernter In-Band-Sender). Passive Radarsysteme verwenden digitale Empfängersysteme, die ein digitalisiertes, abgetastetes Signal ausgeben.

Digitales Beamforming

Die meisten passiven Radarsysteme verwenden einfache Antennenarrays mit mehreren Antennenelementen und einer Digitalisierung auf Elementebene. Dies ermöglicht es, die Richtung der Ankunft der Echos unter Verwendung von Standard - Radar berechnet werden Strahlformungstechniken, wie beispielsweise Amplituden - Monopuls unter Verwendung eine Reihe von festen, überlappenden Strahlen oder komplizierteren adaptiven Beamforming. Alternativ haben einige Forschungssysteme nur ein Paar Antennenelemente und die Phasendifferenz der Ankunft verwendet, um die Ankunftsrichtung der Echos zu berechnen (bekannt als Phaseninterferometrie und ähnlich der in der Astronomie verwendeten Very Long Baseline Interferometry ).

Signalkonditionierung

Bei einigen Sendertypen ist es erforderlich, vor der Kreuzkorrelationsverarbeitung eine senderspezifische Aufbereitung des Signals durchzuführen. Dies kann eine hochwertige analoge Bandpassfilterung des Signals, eine Kanalentzerrung zur Verbesserung der Qualität des Referenzsignals, die Entfernung unerwünschter Strukturen in digitalen Signalen zur Verbesserung der Radarmehrdeutigkeitsfunktion oder sogar eine vollständige Rekonstruktion des Referenzsignals aus dem empfangenen digitalen Signal umfassen.

Adaptive Filterung

Die Haupteinschränkung des Erfassungsbereichs für die meisten passiven Radarsysteme ist das Signal-zu-Interferenz-Verhältnis aufgrund des großen und konstanten Direktsignals, das vom Sender empfangen wird. Um dies zu entfernen, kann ein adaptives Filter verwendet werden, um das direkte Signal in einem Prozess zu entfernen, der der aktiven Rauschsteuerung ähnlich ist. Dieser Schritt ist wesentlich, um sicherzustellen, dass die Entfernungs-/Doppler-Nebenkeulen des direkten Signals die kleineren Echos in der nachfolgenden Kreuzkorrelationsstufe nicht maskieren.

In einigen speziellen Fällen ist die direkte Interferenz kein limitierender Faktor, da sich der Sender außerhalb des Horizonts befindet oder durch das Gelände verdeckt ist (wie beim Manastash Ridge Radar ), aber dies ist eher die Ausnahme als die Regel, da der Sender muss sich normalerweise in Sichtlinie des Empfängers befinden, um eine gute Low-Level-Abdeckung zu gewährleisten.

Kreuzkorrelationsverarbeitung

Der Schlüsselverarbeitungsschritt in einem passiven Radar ist die Kreuzkorrelation. Dieser Schritt fungiert als angepasstes Filter und liefert auch die Schätzungen des bistatischen Bereichs und der bistatischen Doppler-Verschiebung jedes Zielechos. Die meisten analogen und digitalen Rundfunksignale sind von Natur aus rauschartig und neigen daher dazu, nur mit sich selbst zu korrelieren. Dies stellt ein Problem bei sich bewegenden Zielen dar, da die dem Echo auferlegte Doppler-Verschiebung bedeutet, dass es nicht mit dem direkten Signal vom Sender korreliert. Als Ergebnis muss die Kreuzkorrelationsverarbeitung eine Bank von angepassten Filtern implementieren, von denen jeder an eine andere Ziel-Doppler-Verschiebung angepasst ist. Effiziente Implementierungen der Kreuzkorrelationsverarbeitung basierend auf der diskreten Fourier-Transformation werden üblicherweise verwendet, insbesondere für OFDM- Wellenformen. Die Signalverarbeitungsverstärkung ist typischerweise gleich dem Zeit-Bandbreiten-Produkt BT, wobei B die Wellenformbandbreite und T die Länge der zu integrierenden Signalsequenz ist. Eine Verstärkung von 50 dB ist keine Seltenheit. Erweiterte Integrationszeiten werden durch die Bewegung des Ziels und dessen Verschmierung in Reichweite und Doppler während der Integrationsperiode begrenzt.

Zielerfassung

Ziele werden auf der Kreuzkorrelationsoberfläche durch Anwenden eines adaptiven Schwellenwerts und Deklarieren aller Renditen oberhalb dieser Oberfläche als Ziele erkannt. Typischerweise wird ein Standardalgorithmus für die konstante Fehlalarmrate (CFAR) zur Zellmittelung verwendet.

Linienverfolgung

Der Linienverfolgungsschritt bezieht sich auf die Verfolgung von Zielrückkehren von einzelnen Zielen über die Zeit im Entfernungs-Doppler-Raum, der durch die Kreuzkorrelationsverarbeitung erzeugt wird. Typischerweise wird ein Standard- Kalman-Filter verwendet. Die meisten Fehlalarme werden in dieser Phase der Verarbeitung zurückgewiesen.

Verfolgen Sie die Assoziation und die Zustandsschätzung

In einer einfachen bistatischen Konfiguration (ein Sender und ein Empfänger) ist es möglich, den Ort des Ziels durch einfaches Berechnen des Schnittpunkts des Lagers mit der Ellipse des bistatischen Bereichs zu bestimmen. Jedoch neigen Peilungs- und Entfernungsfehler dazu, diesen Ansatz ziemlich ungenau zu machen. Ein besserer Ansatz besteht darin, den Zielzustand (Ort, Kurs und Geschwindigkeit) aus dem vollständigen Messsatz von bistatischer Entfernung, Peilung und Doppler unter Verwendung eines nichtlinearen Filters, wie beispielsweise des erweiterten oder geruchsneutralen Kalman-Filters, zu schätzen.

Wenn mehrere Sender verwendet werden, kann ein Ziel möglicherweise von jedem Sender erkannt werden. Die Rückkehr von diesem Ziel erscheint mit jedem Sender in einem anderen bistatischen Bereich und einer anderen Doppler-Verschiebung. Daher muss bestimmt werden, welche Zielrückkehr von einem Sender mit denen auf den anderen Sendern übereinstimmt. Nachdem diese Rückgaben zugeordnet wurden, ist der Punkt, an dem sich die Ellipsen des bistatischen Bereichs von jedem Sender schneiden, der Ort des Ziels. Das Ziel kann auf diese Weise viel genauer geortet werden, als wenn man sich auf den Schnittpunkt der (ungenauen) Peilungsmessung mit einer einzelnen Entfernungsellipse verlässt. Wiederum besteht der optimale Ansatz darin, die Messungen von jedem Sender unter Verwendung eines nichtlinearen Filters zu kombinieren, wie beispielsweise des erweiterten oder nicht parfümierten Kalman-Filters.

Schmalband- und CW-Beleuchtungsquellen

Die obige Beschreibung geht davon aus, dass die Wellenform des verwendeten Senders eine verwendbare Radar-Mehrdeutigkeitsfunktion besitzt und daher die Kreuzkorrelation ein nützliches Ergebnis liefert. Einige Rundfunksignale, wie etwa analoges Fernsehen, enthalten eine Struktur im Zeitbereich, die bei Kreuzkorrelation ein höchst mehrdeutiges oder ungenaues Ergebnis liefert. In diesem Fall ist die oben beschriebene Verarbeitung unwirksam. Wenn das Signal jedoch eine Dauerstrichkomponente (CW) enthält, beispielsweise einen starken Trägerton, ist es möglich, Ziele auf alternative Weise zu erfassen und zu verfolgen. Im Laufe der Zeit werden sich bewegende Ziele dem CW-Ton eine sich ändernde Doppler-Verschiebung und Ankunftsrichtung auferlegen, die für den Standort, die Geschwindigkeit und den Kurs des Ziels charakteristisch ist. Es ist daher möglich, einen nichtlinearen Schätzer zu verwenden, um den Zustand des Ziels aus dem Zeitverlauf der Doppler- und Peilungsmessungen abzuschätzen. Es wurden Arbeiten veröffentlicht, die die Machbarkeit dieses Ansatzes zur Verfolgung von Flugzeugen unter Verwendung des Bildträgers analoger Fernsehsignale demonstriert haben. Die Spurinitiierung ist jedoch langsam und schwierig, und daher wird die Verwendung von Schmalbandsignalen wahrscheinlich am besten als Ergänzung zur Verwendung von Beleuchtungskörpern mit Oberflächen mit besserer Mehrdeutigkeit betrachtet.

Performance

Die passive Radarleistung ist vergleichbar mit herkömmlichen Kurz- und Mittelstreckenradarsystemen. Detektionsbereich kann unter Verwendung der Standard bestimmt werden Radargleichung, sondern gewährleistet die richtige Berücksichtigung der Verarbeitungsverstärkung und externer Rauschbegrenzungen genommen wird. Darüber hinaus ist die Erfassungsreichweite im Gegensatz zum herkömmlichen Radar auch von der Einsatzgeometrie abhängig, da der Abstand des Empfängers vom Sender den Pegel des Außengeräusches bestimmt, gegen den die Ziele erfasst werden müssen. Als Faustregel gilt jedoch, dass bei einem Passivradar mit UKW-Radiosendern Reichweiten von bis zu 150 km zu erwarten sind, bei analogen High-Power-TV- und US-HDTV-Sendern Reichweiten von über 300 km und für weniger Versorgen Sie digitale Signale (z. B. Mobiltelefon und DAB oder DVB-T) mit Strom, um Erkennungsbereiche von einigen zehn Kilometern zu erreichen.

Die passive Radargenauigkeit ist eine starke Funktion der Einsatzgeometrie und der Anzahl der verwendeten Empfänger und Sender. Systeme, die nur einen Sender und einen Empfänger verwenden, sind in der Regel viel ungenauer als herkömmliche Überwachungsradare, während multistatische Radargeräte etwas höhere Genauigkeiten erzielen können. Die meisten passiven Radargeräte sind zweidimensional, aber Höhenmessungen sind möglich, wenn der Einsatz so ist, dass die Höhen der Sender, des Empfängers und des Ziels erheblich variieren, wodurch die Auswirkungen der geometrischen Präzisionsverdünnung ( GDOP ) verringert werden.

Vorteile und Nachteile

Befürworter der Technologie nennen folgende Vorteile:

  • Geringere Beschaffungskosten
  • Geringere Betriebs- und Wartungskosten aufgrund des Fehlens von Messumformer und beweglichen Teilen
  • Verdeckter Betrieb, auch ohne Notwendigkeit von Frequenzzuteilungen
  • Physisch klein und daher leicht an Orten einzusetzen, an denen herkömmliche Radargeräte nicht möglich sind
  • Schnelle Updates, normalerweise einmal pro Sekunde
  • Schwierigkeiten beim Jammen
  • Widerstandsfähigkeit gegen Strahlenschutzraketen.

Gegner der Technologie führen folgende Nachteile an:

  • Unreife
  • Vertrauen Sie auf Illuminatoren von Drittanbietern
  • Komplexität der Bereitstellung
  • 1D/2D-Betrieb, aber möglich 2 verschiedene Systeme für 3D verwenden (Höhe + Reichweite).

Kommerzielle und akademische Systeme

Bistatisches passives Radarempfängersystem von NCSIST aus Taiwan

Passive Radarsysteme werden derzeit in mehreren kommerziellen Organisationen entwickelt. Zu diesen öffentlich angekündigten Systemen gehören:

  • Lockheed-Martins Silent Sentry - Nutzung von UKW-Radiosendern [1] [2] [3]
  • CELLDAR von BAE Systems - Nutzung von GSM-Basisstationen [4] [5]
  • Selex ES ' Aulos Passivradar [6]
  • Homeland Alerter von Thales Air Systems - FM-Radio-basiertes System
  • Hensoldt-Multiband-Passivradar [7]
  • ERA berichtet, dass ihre zukünftige VERA-NG möglicherweise Passivradarfunktionen enthält. [8]
  • Passive Radarüberwachung von Silentium Defense
Hensoldt TwInvis auf der ILA 2018

Es gibt auch mehrere akademische passive Radarsysteme

Aktuelle Forschung

Die Forschung an passiven Radarsystemen ist weltweit von wachsendem Interesse. Verschiedene Open-Source-Veröffentlichungen zeigen aktive Forschung und Entwicklung in den USA (einschließlich Arbeiten in den Luftwaffenforschungslabors, Lockheed-Martin Mission Systems, Raytheon, Universität Washington, Georgia) Tech / Georgia Tech Research Institute und der University of Illinois ), in der NATO C3 Agency in den Niederlanden, im Vereinigten Königreich (bei Roke Manor Research, QinetiQ, Universität Birmingham, University College London und BAE Systems ), Frankreich (einschließlich der Regierungslabors von ONERA ), Deutschland (einschließlich der Labore am Fraunhofer-FHR ), Polen (einschließlich der Technischen Universität Warschau ). Es gibt auch aktive Forschung zu dieser Technologie in mehreren staatlichen oder universitären Labors in China, Iran, Russland und Südafrika. Die geringen Kosten des Systems machen die Technologie besonders attraktiv für Universitätslabors und andere Agenturen mit begrenzten Budgets, da die Hauptanforderungen weniger Hardware und mehr algorithmische Raffinesse und Rechenleistung sind.

Ein Großteil der aktuellen Forschung konzentriert sich derzeit auf die Nutzung moderner digitaler Rundfunksignale. Der US-amerikanische HDTV- Standard eignet sich besonders für passives Radar mit einer hervorragenden Mehrdeutigkeitsfunktion und Sendern mit sehr hoher Leistung. Der in den meisten Teilen der Welt verwendete digitale DVB-T- TV-Standard (und der zugehörige digitale DAB- Audiostandard) sind anspruchsvoller – die Sendeleistungen sind niedriger, und viele Netzwerke sind in einem "Single Frequency Network"-Modus eingerichtet, in dem Alle Sender sind zeitlich und frequenzmäßig synchronisiert. Ohne sorgfältige Verarbeitung ist das Nettoergebnis für ein passives Radar wie bei mehreren Repeater- Störsendern.

Zielbildgebung

Forscher der University of Illinois in Urbana-Champaign und des Georgia Institute of Technology haben mit Unterstützung von DARPA und der NATO C3 Agency gezeigt, dass es möglich ist, mit passivem multistatischem Radar ein Bild mit synthetischer Apertur eines Flugzeugziels zu erstellen. Unter Verwendung mehrerer Sender bei unterschiedlichen Frequenzen und Standorten kann ein dichter Datensatz im Fourier-Raum für ein gegebenes Ziel erstellt werden. Die Rekonstruktion des Bildes des Ziels kann durch eine inverse schnelle Fourier-Transformation (IFFT) erreicht werden. Herman, Moulin, Ehrman und Lanterman haben Berichte auf der Grundlage simulierter Daten veröffentlicht, die darauf hindeuten, dass niederfrequente passive Radargeräte (unter Verwendung von FM-Funkübertragungen) zusätzlich zu den Tracking-Informationen eine Zielklassifizierung liefern könnten. Diese automatischen Zielerkennungssysteme verwenden die empfangene Leistung, um die RCS des Ziels zu schätzen. Die RCS-Schätzung bei verschiedenen Aspektwinkeln, während das Ziel das multistatische System durchquert, wird mit einer Bibliothek von RCS-Modellen wahrscheinlicher Ziele verglichen, um die Zielklassifizierung zu bestimmen. In der neuesten Arbeit haben Ehrman und Lanterman ein koordiniertes Flugmodell implementiert, um die RCS-Schätzung weiter zu verfeinern.

Ionosphärische Turbulenzstudien

Forscher der University of Washington betreiben ein verteiltes passives Radar, das FM-Sendungen nutzt, um ionosphärische Turbulenzen in Höhen von 100 km und einer Reichweite von bis zu 1200 km zu untersuchen. Meyer und Sahr haben interferometrische Bilder von ionosphärischen Turbulenzen mit einer Winkelauflösung von 0,1 Grad gezeigt und gleichzeitig das vollständige, unverzerrte Doppler-Leistungsspektrum der Turbulenzen aufgelöst.

Weltraumschutterkennung und -verfolgung

Die University of Strathclyde entwickelt ein In-Orbit-System zur Erkennung und Verfolgung von Weltraummüll von kleinen Fragmenten bis zu inaktiven Satelliten. Die Arbeit, die von den britischen und europäischen Weltraumagenturen unterstützt wird, ist eine Zusammenarbeit zwischen dem Exzellenzzentrum für Luft- und Raumfahrt und dem Zentrum für Signal- und Bildverarbeitung an der Universität von Strathclyde. Clemente und Vasile haben die technische Machbarkeit der Detektion kleiner Trümmerstücke unter Verwendung einer Reihe vorhandener Illuminatoren und eines Empfängers in der erdnahen Umlaufbahn demonstriert.

Siehe auch

Verweise

  • Howland, PE: "Ein passives metrisches Radar unter Verwendung der Sender der Gelegenheit", Int. Conf.on Radar, Paris, Frankreich, Mai 1994, S. 251–256
  • Howland, PE: "Zielverfolgung mit fernsehbasiertem bistatischem Radar", IEE Proc.-Radar, Sonar amp; Navig. 146, Nr. 3, Juni 1999.
  • Howland, PE, Maksimiuk, D., und Reitsma, G.: "FM radio based bistatic radar", Radar, Sonar and Navigation, IEE Proceedings, Vol. 2, No. 152, Ausgabe 3, 3. Juni 2005, S. 107 - 115, Digital Object Identifier 10.1049 / ip-rsn: 20045077
  • Kulpa K. und Czekała Z.: "Langfristige Leistungssteigerung bei passivem PCL-Radar", 3. Multinationale Konferenz über passives und verdecktes Radar, 2003 (PCR-2003). Labor für Angewandte Physik der Universität Washington, Seattle, Washington, 21.-23. Oktober 2003
  • K. Kulpa, Z. Czekala, "Maskierungseffekt und seine Entfernung in PCL-Radar", IEE Proc. Radar, Sonar und Navigation, vol. 152, Heft 3, S. 174 – 178, Juni 2005
  • Nordwall BD: "Silent Sentry A New Type of Radar", Aviation Week amp; Space Technology, Nr. 30, 1998, S. 70–71
  • HD Griffiths, CJ Baker, J. Baubert, N. Kitchen, M. Treagust, "Bistatisches Radar unter Verwendung von Satelliten-Beleuchtungskörpern der Gelegenheit", Proc. Internationale Konferenz RADAR 2002, S. 1–5, Oktober 2002
  • M. Malanowski, "Einfluss der Integrationszeit auf die Tracking-Leistung in PCL-Radar", Proc. Photonikanwendungen in Experimenten in Astronomie, Kommunikation, Industrie und Hochenergiephysik, vol. 6937, 28. Dezember 2007

Externe Links

Bibliotheksressourcen zu Passivradar
  • Einfaches Beispiel für passives Radar mit analogem Fernsehen
  • Eine Aufzeichnung der Watson-Watt-Lecture von 2004 an der britischen Institution of Electrical Engineers (IEE) ist auf der IEE-Website zu sehen, die zum Thema "Passive Covert Radar: Watson-Watt's Daventry Experiment Revisited" (Passive Covert Radar: Watson-Watt's Daventry Experiment Revisited) war. Dies beinhaltet eine Zusammenfassung der Arbeiten auf diesem Gebiet seit dem Zweiten Weltkrieg.
  • Eine Aufzeichnung eines Briefings zum Thema "The Role of Passive Radar Sensors for Air Traffic Control" auf einem IEE-Seminar vom Juni 2006 finden Sie hier.
  • Eine Aufzeichnung eines Briefings zum Thema "PCL Radar Tracking" auf einem IEE-Seminar ab Juni 2006 finden Sie hier.
  • Forscher von Embry-Riddle, die behaupten, XM-Radio zur Erkennung von Flugzeugen zu verwenden, sind hier zu finden [11].
  • Passives UKW-Radio-Radar mit zwei kostengünstigen RTLSDR-Dongles
Contacts: mail@wikibrief.org
Der Inhalt ist unter der CC BY-SA 3.0-Lizenz verfugbar (sofern nicht anders angegeben).