Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematisch dargestellte Figuren näher erläutert. Die Fig. 1 bis 4 zeigen schematisch dargestellte Diagramme zur Erläuterung der Erfindung.

In Fig. 1 ist das zu überwachende Gebiet 1 in Form zweier parallel verlaufender Streifen, die mit einem grauen Punktraster unterlegt sind, dargestellt. Die parallelen Streifen sind außerdem durch einem schräg verlaufenden Streifen verbunden. Eine solche Darstellung kann z. B. einem Teilbereich eines Flughafens entsprechen, beispielsweise einem zu überwachenden Start- und/oder Landebahnenabschnitt oder Rollbahnen auf dem sogenannten Vorfeld. Die Darstellung kann aber auch einem zu überwachenden Kanal- oder Autostraßensystem entsprechen, das in einem topographisch unübersichtlichen Gelände liegt. Beispielsweise kann die Darstellung einem Kanal- oder Autostraßensystem entsprechen, zwischen dem ein hügeliges Gelände und/oder eine dichte Bebauung liegt.

Ein solches zu überwachendes Gebiet wird nun in der dargestellten Weise mit einem Punktraster (große schwarze Punkte) überzogen. Diese Punkte 2 haben in Abhängigkeit von der vorhandenen Topographie einen Abstand, der in einem Bereich von vorzugsweise 0,3 km bis 3 km liegt. Die Punkte 2 sind aus Gründen des besseren Verständnisses mit Linien verbunden, so daß lückenlos aneinandergrenzende vieleckige Flächen 3 entstehen, die auch Zellen genannt werden. Diese Flächen 3 sind vorzugsweise als Dreiecke ausgebildet. Es sind aber auch andere Flächen (Zellen) möglich, z. B. Quadrate, Fünf- oder Sechsecke und/oder eine Mischung aus diesen. Die zu einer Fläche 3 (Zelle) gehörenden Punkte 3 (Eckpunkte) sind entsprechend den topographischen Gegebenheiten so gewählt, daß von jedem Punkt die zugehörige Fläche oder Flächen, z. B. sechs Stück für einen Punkt, der in der Mitte des Punktrasters liegt, nach optischen Sichtbedingungen (bei klarem Wetter) lückenlos und im wesentlichen abschattungsfrei überwacht werden kann. Die Punkte 2 können z. B. auf einem Hügel, einem Trägermast, einem Gebäude und/oder - bei ebenem Gelände - z. B. unmittelbar neben der zu überwachenden Start-/Landebahn oder dem Kanal- oder Autostraßensystem liegen.

An jedem der Punkte 2 wird nun eine Radaranlage, die auch Radarsensor genannt wird, angeordnet. Eine solche Radaranlage hat eine geringe Reichweite, die maximal bis zum nächstliegenden Punkt reicht, was nachfolgend noch näher erläutert wird. Solche Radaranlagen enthalten z. B. eine schnell rotierende, z. B. mit 60 Upm (Umdrehungen pro Minute), Sende-/Empfangsantenne, die als gebündelte richtungsmessende Reflektorantenne ausgebildet ist und einen maximalen Durchmesser von ungefähr 0,5 m besitzt. Die Richtungsmessung kann alternativ auch durch eine elektronisch abtastende feststehende Antenne erfolgen und/oder auch mit einem kombiniert mechanisch - elektronischem Abtastverfahren. Eine solche Antenne wird vorteilhafterweise durch einen Radom geschützt. Für die Radaranlagen wird vorzugsweise ein CW-Bereich (Continous-Wave-Betrieb, Dauerstrich-Betrieb) mit einer daran angepaßten Modulation, gewählt. Die Radaranlagen arbeiten vorzugsweise im MMW-Bereich (Millimeterwellenbereich). Im MMW-Bereich sind gute Winkelauflösungen und -genauigkeiten mit kleinen Antennen erreichbar. Die Radaranlagen besitzen eine Sendeleistung, die vorzugsweise im Bereich von 50 mW bis 500 mW liegt.

Solche Sendeanlagen sind kostengünstig in zuverlässiger Halbleiter-Technologie herstellbar.

Diese Vielzahl der Radaranlagen wird gesteuert und/oder überwacht von einer Zentrale, die weit entfernt, z. B. einige Kilometer, von dem zu überwachenden Gebiet liegen kann. Durch eine solche Zentrale können in kostengünstiger Weise auch gleichzeitig mehrere solcher Gebiete überwacht werden. Die zwischen der Zentrale und den einzelnen Radaranlagen nötige (Daten-)Kommunikation erfolgt über dafür geeignete (Daten-)Übertragungsstrecken, z. B. elektrische Kabel, Lichtwellenleiter und/oder Funkstrecken, die vorzugsweise ebenfalls im Millimeterwellen-Bereich arbeiten. Die Datenübertragungsrate zwischen einem oder mehreren Radarsensor(en) und der zugehörigen (Fusions-)Zentrale kann vorteilhafterweise durch eine Vorgabe von Vorverarbeitungsteilen in den einzelnen Radarsensoren weitgehend bestimmt werden, so daß auch vorhandene (Daten-) Übertragungsstrecken mit geringer Übertragungskapazität nutzbar sind.

Aus Zuverlässigkeitsgründen kann es zweckmäßig sein, auch die einzelnen Radarsensoren mit der vollständigen Funktionalität (Auswertungsmöglichkeit der Gesamtanlage) bis hin zur lokalen Spurenbildung der erfaßten Ziele auszustatten. Von der Zentrale aus wird z. B. der Umlauf der Radarantennen und/oder die ausgestrahlten Millimeterwellen so synchronisiert, daß innerhalb einer Fläche 3 (Zelle) eine gemeinsame Signalverarbeitung der von der Radarantenne empfangenen Signale erfolgen kann. In der Zentrale befindet sich außerdem eine Auswerteeinheit, die vorzugsweise eine digital arbeitende Rechenanlage enthält, für die von den Radaranlagen empfangenen Signale. Diese können je nach dem erforderlichen Bedarf in vielfältiger Weise ausgewertet werden. Beispielsweise ist die Auswertung der Empfangssignale einer einzelnen Radaranlage und/oder der zu einer Fläche 3 (Zelle) gehörenden Radaranlagen und/oder der zu ausgewählten Flächen gehörenden Radaranlagen und/oder allen Radaranlagen möglich. Auf diese Weise sind z. B. (Radar-)Bilder mit unterschiedlicher räumlicher Auflösung darstellbar. Es ist besonders vorteilhaft, daß schon jeder Radarsensor innerhalb seiner Reichweite ein vollständiges Radarbild erzeugt, mit dem in jedem Fall eine Aufrechterhaltung der Überwachung des zugeordneten Bereiches möglich ist. Es gehen lediglich die ansonsten vorhandenen fusionsbedingten Vorteile der verbesserten und gleichmäßigen Auflösung, der Genauigkeit sowie der erhöhten Klassifikationssicherheit verloren.

In den Fig. 2 bis 4 sind ausgewählte vorteilhafte Detektionseigenschaften für eine Fläche 3 (Zelle), die als dreieckige Fläche ausgebildet ist, dargestellt. Dabei befinden sich die pilzförmig dargestellten Radaranlagen an den Eckpunkten eines Dreiecks, das auch Basiszelle genannt wird.

Fig. 2a zeigt für ein bewegtes oder unbewegtes Ziel Kurven konstanter Positionsgenauigkeit im Bereich der gestrichelt dargestellten Basiszellen. Dabei sind die angegebenen sogenannten CEP-Werte (circular error probability) normiert auf die Entfernungsmeßgenauigkeit der an den Eckpunkten befindlichen Radaranlagen. Es ist ersichtlich, daß die Positionsgenauigkeit in vorteilhafter Weise nahezu ortsunabhängig ist. Die sich aus den Kurven 1 bis 4 ergebenden Unterschiede sind in der praktischen Anwendung vernachlässigbar.

In Fig. 2b ist die zu der Darstellung entsprechend Fig. 2a gehörende Elliptizität (Achsenverhältnis) der Fehlerellipsen dargestellt. Es ist ersichtlich, daß lediglich in unmittelbarer Nähe (Kurven 8) der Radaranlagen eine möglicherweise ungenaue Positionsbestimmung eines Zieles vorhanden ist.

In den Fig. 3a, 3b ist die Auflösungswahrscheinlichkeit P_res für eine einzelne Radaranlage dargestellt. Diese befindet sich an dem linken Eckpunkt der Basiszelle. Bei dieser betragen die Abstände der Eckpunkte ungefähr 1 km. Die (Einzel-)Radaranlagen besitzen jeweils eine Entfernungsauflösung von 2 m und eine Azimutauflösung von 2°. Fig. 3a zeigt, daß ein Doppelziel, bei dem die zugehörigen Einzelziele einen Abstand d von nur 2,125 in besitzen, nahezu in der gesamten Basiszelle mit einer Auflösungswahrscheinlichkeit von P_res = 22% detektiert werden kann. Lediglich in unmittelbarer Nähe der Radaranlage ist eine höhere Auflösungswahrscheinlichkeit vorhanden. Fig. 3b zeigt eine der Fig. 3a entsprechende Darstellung, jedoch mit dem Unterschied, daß die Einzelziele einen Abstand d = 2,5 m besitzen. Es ist ersichtlich, daß in der Basiszelle die Auflösungswahrscheinlichkeit auf P_res = 41% gestiegen ist.

Fig. 3c zeigt eine Darstellung entsprechend Fig. 3a, jedoch mit dem Unterschied, daß an jedem Eckpunkt eine Radaranlage entsprechend Fig. 3a vorhanden ist. Bei dem aufzulösenden Doppelziel haben die Einzelziele einen Abstand von d = 2,125 in. Es ist ersichtlich, daß nun - im Gegensatz zu Fig. 3a - nahezu in der gesamten Basiszelle eine Auflösungswahrscheinlichkeit P_res > 50% vorhanden ist, d. h., das Doppelziel wird aufgelöst in die vorhandenen Einzelziele.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 3d besteht das Doppelziel aus zwei Einzelzielen mit einem Abstand d = 2,5 m. Es ist ersichtlich, daß ein solches Ziel - im Gegensatz zu Fig. 3b - nun zuverlässig auf lösbar ist (P_res > 80%).

Die Fig. 4a, 4b zeigen die erreichbare Genauigkeit der Bestimmung eines Geschwindigkeitsvektors für ein Ziel innerhalb einer Basiszelle entsprechend den Darstellungen der Fig. 3c, 3d. Fig. 4a zeigt Kurven konstanter Genauigkeit des Geschwindigkeitsvektors im Bereich der Basiszelle. Dabei sind die verwendeten CEP-Angaben normiert auf die Dopplermeßgenauigkeit der an den Eckpunkten befindlichen Einzel-Radaranlagen. Es ist ersichtlich, daß der Geschwindigkeitsvektor mit einer Genauigkeit bestimmt werden kann, welche nahezu konstant ist innerhalb der Basiszellen.

Fig. 4b zeigt die zu Fig. 4a gehörende Elliptizität der Fehlerellipsen.

Die anhand der Fig. 1 beschriebene Aufteilung des zu überwachenden Gebietes in vorzugsweise dreieckförmige Basiszellen, deren Eigenschaften anhand der Fig. 2 bis 4 dargestellt wurden, ermöglicht eine Radarüberwachung mit weiteren vorteilhaften Eigenschaften:

• - Eine lückenlose sowie verzugsarme, d. h. nahezu verzerrungsfreie Bestimmung der Position und/oder Geschwindigkeit aller in dem Gebiet befindlichen kooperativen und/oder nicht kooperativen (Radar-) Ziele.
• - Eine zuverlässige Klassifikation aller Ziele, da diese immer aus mindestens drei unterschiedlichen Richtungen betrachtet werden. Auf diese Weise können beispielsweise Ziele unterschieden werden, die in einer bestimmten Richtung gleiche oder ähnliche Rückstreueigenschaften besitzen.
• - Verwendung zirkular polarisierter Millimeterwellen mit polarimetrischer Auswertung orthogonaler Empfangskanäle. Dadurch ist insbesondere störender Clutter, der durch Niederschläge verursacht wird, in zuverlässiger Weise unterdrückbar. Ebenso wird durch die polarimetrische Auswertung eine zusätzliche Zielklassifikation mit Hilfe von polarimetrischen Zielmerkmalen erreicht.
• - Einsatz von einzelnen Radarsensoren mit der Fähigkeit zu hoher Entfernungs-, Doppler- und Winkelauflösung. Dadurch lassen sich vorteilhafterweise unter anderem ansonsten möglicherweise vorhandene störende Mehrwegreflektionen vermeiden.
• - Es ist eine Radarkarte (Clutter Map) des überwachten Gebiets mit vorgebbarer zeitlicher Erneuerung darstellbar. Eine lokale Clutterkarte (Clutter Map), daß heißt, eine Clutterkarte, die nur auf den Überwachungsbereich eines Radarsensors beschränkt ist, kann vorteilhafterweise als Bestandteil dieses Radarsensors ausgebildet werden. In einem solchen Fall ist eine erhebliche Datenreduktion vor der Übertragung der Ausgangsdaten dieses Radarsensors möglich.
• - Ermittlung und Auswertung der Zielattribute, z. B. geometrische Strukturmerkmale, Ausdehnung, Polarisationsmerkmale eines Zieles.
• - Zentrale Spurbildung eines oder mehrerer bewegter Ziele auf der Basis der Position(en), Geschwindigkeitsvektoren sowie der Zielattribute.
• - Zuverlässige Vorhersage eventueller Kollisionskonflikte zwischen mehreren Verkehrsteilnehmern (bewegter Zielen).
• - Es ist eine einfache Erweiterung des zu überwachenden Gebietes möglich, z. B. bei einer Verlängerung einer Start- und/oder Landebahn eines Flughafens, ohne daß die erwähnten Genauigkeiten der Positions- und/oder Geschwindigkeitsbestimmungen verringert werden. Bei einer Erweiterung müssen einem bestehenden System von Basiszellen lediglich eine dem neuen zugeführten Gebiet entsprechende Anzahl neuer Basiszellen hinzugefügt werden.
• - Es ist eine systeminhärende Redundanz beim Ausfall einzelner Radaranlagen vorhanden. Denn dann wird beispielsweise aus einer dreieckförmigen Basiszelle eine sechseckförmige Fläche, in der auch weiterhin eine Detektion von Zielen möglich ist, aber möglicherweise mit verringerter Detektionswahrscheinlichkeit. Eine solche Eigenschaft wird auch "Graceful Degradation" genannt. Das System arbeitet dann mit verringerter Systemleistung. Selbst ein einziger Radarsensor (Radaranlage) kann vorteilhafterweise noch eine verwertbare Objektmeldung (Zielmeldung) mit zugehöriger Ortsangabe liefern.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern in vielfältiger Weise auf weitere anwendbar. Beispielsweise ist eine zuverlässige Überwachung einer Landesgrenze bei schwieriger Topographie, z. B. im Gebirge, möglich. Weiterhin ist eine zuverlässige Überwachung von Häfen, Flußläufen, Meeresbuchten und/oder Meerengen möglich.