Richtungsschätzung auf Basis von Sekundärradarsignalen kann zur effizienten Ortsbestimmung im Flugverkehr eingesetzt werden. Nach Abschluss der in diesem Rahmen durchgeführten Forschungen kann damit ein positives Fazit gezogen werden. Die mit relativ einfachen technischen Mitteln erreichte Richtungsschätzgenauigkeit von etwa 0,7 RMSE kann bereits als ausreichend für eine Vielzahl von Anwendungen im Bereich der kooperativen Radarsysteme betrachtet werden. Wie durch zahlreiche numerische Untersuchungen gezeigt werden konnte, bewegt sich die praktisch erreichte Genauigkeit bereits in der Größenordnung der durch theoretische Schranken vorgegebenen Grenzen. Dies bedeutetjedoch nicht, dass prinzipiell keine höheren Genauigkeiten möglich sind. Der hier vorgestellte Empfänger ist im aktuellen Entwicklungsstadium hauptsächlich durch die geringe Zahl an Quantisierungsstufen der verwendeten 8-Bit A/D-Wandler und der damit eingeschränkten Dynamik begrenzt. Um an diese Begrenzung zu gelangen, mussten jedoch bereits eine Reihe von Anforderungen an die Empfangstechnik erfüllt werden. So wurden alle Komponenten des Richtungsschätzsensors auf die vorliegende Messaufgabe hin optimiert. Die verwendeten Gruppenantennen sind auf geringe Verkopplung so¬ wie homogene Einzelrichtcharakteristiken mit einem ausreichend hohen Vorzu Rückverhältnis ausgelegt. Dabei wurden mit Drahtantennen und planaren Antennen zwei unterschiedliche Bauformen evaluiert. Aufgrund technologischer Vorteile und der mindestens gleichwertigen Eigenschaften für die Richtungsschätzung stellten sich planare Antennen dabei als die vorzuziehende Bauform heraus. Da die Empfangssignale der Antennen separat verarbeitet werden müssen, war der Entwurf eines vierkanaligen Analogfrontends notwendig. Um eine kohärente Umsetzung auf die Zwischenfrequenz zu erreichen, musste dabei die synchrone Versorgung mit dem zur Frequenzumsetzung notwendigen Lokaloszillator sichergestellt werden. Durch Kombination mit einer A/D-Wandlerkarte und entsprechender digitaler Signalverarbeitung auf einem PC-System ergibt sich damit ein mehrkanaliger Heterodynempfänger. Alle Komponenten des Empfängers inklusive des PC-Systems konnten in ein wetterfestes Aluminiumgehäuse integriert werden. Die Fernsteuerung des Empfängers ist sowohl über ein kabelgebundenes als auch ein drahtloses Computernetzwerk möglich, was ein hohes Maß an Flexibilität schafft. Die gesamte zum Betrieb des Sensors notwendige Software wurde im Rahmen dieser Arbeit erstellt. Digitale Signalverarbeitung auf einem Standard PC System ist bezüglich der Verarbeitungsgeschwindigkeit jedoch begrenzt. Die relativ hohe Bandbreite von mindestens 2 MHz auf vier Kanälen stellen hohe Ansprüche an die verfügbare Rechenleistung. Um trotzdem möglichst nahe an ein echtzeitfähiges System zu gelangen, wurde ein Vierkernprozessor verwendet und das Konzept der Programmierung mit mehreren parallelen Ablaufsträngen verfolgt. Die dadurch erreichte Geschwindigkeit lässt sich mit etwa 20 Prozent eines Echtzeitsystems beziffern. Eine graphische Benutzerschnittstelle mit einer Vielzahl von im Feld wichtigen Analysefunktionen rundet das Gerätekonzept ab.


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    Titel :

    Richtungsschätzung von Sekundärradarsignalen des Flugverkehrs


    Beteiligte:

    Erscheinungsdatum :

    2011


    Format / Umfang :

    213 Seiten, Bilder, Tabellen, 108 Quellen



    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch