Radarverfahren und Signalverarbeitung I Radar Techniques and Signal Processing I

Radar - Techniques and Signal Processing I (Radar-Verfahren und Signalverarbeitung I) Ziele: Diese Vorlesung behandelt moderne Radarverfahren und bietet damit eine gute Möglichkeit, durch konkrete Anwendungen von Signalverarbeitungsgrundsätzen der allgemeinen Nachrichtentechnik das Verständnis zu vertiefen. Ausgehend von konkreten Radaraufgaben wird der technische und theoretische Hintergrund erklärt, um die Studenten in die Lage zu versetzen, die Vorgehensweise gründlich zu verstehen. Es wird gezeigt, wie wohlfundierte Signalmodelle aufgestellt werden können, auf deren Basis optimale oder suboptimale Verarbeitungsverfahren abgeleitet werden können. Neben grundlegenden Radarverfahren wie Pulskompression oder die Nutzung der Dopplerfrequenz werden komplexere Systeme wie Radar mit phasengesteuerten Gruppenantennen, Flugzeug- oder Satelliten-getragene Systeme und bildgebendes Radar behandelt. Voraussetzung für diese Vorlesung sind Grundkenntnisse aus der Nachrichtentechnik wie Elementar-Signale, lineare Filter, Faltung, Fouriertransformation usw. Einige Details der Hochfrequenztechnik wie Antennengewinn und –Charakteristik werden innerhalb der Vorlesung vermittelt. Inhalt: • Grundlegende Radartechniken: Pulskompression, Doppler-Messung, FMCW radar • Signalmodellierung, optimale und suboptimale Radardetektoren • Radarrückstreufläche, Radargleichung, Leistungsbilanz • Anwendung der Parameterschätzung auf ausgewählte Radarverfahren • Radar mit Gruppenantennen, Keulenbildung, Richtungsschätzung • Grundlagen des bildgebenden Radars (SAR, ISAR) • Multi-input multi-output (MIMO) radar Radar - Techniques and Signal Processing I Objectives: This lecture addresses modern radar techniques and offers hereby good examples for the application of sensor signal modeling and processing. Proceeding from concrete radar tasks, the technical and theoretical background will be explained to enable the students to understand the mechanisms in depth. It is shown how well-founded signal models can be established and how optimum and suboptimum techniques can be derived from this. Besides basic principles of radar, like pulse compression and use of the Doppler effect, more sophistical systems like radar with phased-array antennas, air- and spaceborne systems and imaging radar will be addressed. The lecture is illustrated with real examples of radar signals, processing steps and results. The lecture requires as prerequisites the basics of communications engineering (elementary signals, convolution, Fourier-Transformation, linear systems and filters, ...). Elementary knowledge of high-frequency technology like wave propagation and antennas is communicated during the lectures. Content: • Basic radar techniques: pulse compression and Doppler processing, FMCW radar • Signal modeling and design of optimum and suboptimum detectors • The radar equation, power budget • Principles of parameter estimation applied to exemplary radar tasks • Radar with array antennas: Narrow band beamforming and direction-of-arrival estimation • Basics of imaging radar (SAR and ISAR) • Multi-input multi-output radar Bemerkung Unterrichtssprache wahlweise deutsch oder englisch Bildinformatik, Master, PO 2006 Universität Siegen 20141 SoSe 2014 Kommunikationstechnik, Master, PO 2006 Lehrstuhl für Hochfrequenzsensoren und Radarverfahren Prof. Dr.-Ing. Ender Joachim Ing