Empirical multi-band characterization of propagation with modelling aspects for communictions

Diese Arbeit präsentiert eine empirische Untersuchung der Wellenausbreitung für drahtlose Kommunikation im Millimeterwellen- und sub-THz-Band, wobei als Referenz das bereits bekannte und untersuchte sub-6-GHz-Band verwendet wird. Die großen verfügbaren Bandbreiten in diesen hohen Frequenzbändern erlauben die Verwendung hoher instantaner Bandbreiten zur Erfüllung der wesentlichen Anforderungen zukünftiger Mobilfunktechnologien (5G, “5G and beyond” und 6G). Aufgrund zunehmender Pfad- und Eindringverluste bei zunehmender Trägerfrequenz ist die resultierende Abdeckung dabei jedoch stark reduziert. Die entstehenden Pfadverluste können durch die Verwendung hochdirektiver Funkschnittstellen kompensiert werden, wodurch die resultierende Auflösung im Winkelbereich erhöht wird und die Notwendigkeit einer räumlichen Kenntnis der Systeme mit sich bringt: Woher kommt das Signal? Darüber hinaus erhöhen größere Anwendungsbandbreiten die Auflösung im Zeitbereich, reduzieren das small-scale Fading und ermöglichen die Untersuchung innerhalb von Clustern von Mehrwegekomponenten. Daraus ergibt sich für Kommunikationssysteme ein vorhersagbareres Bild im Winkel-, Zeit- und Polarisationsbereich, welches Eigenschaften sind, die in Kanalmodellen für diese Frequenzen widergespiegelt werden müssen. Aus diesem Grund wurde in der vorliegenden Arbeit eine umfassende Charakterisierung der Wellenausbreitung durch simultane Multibandmessungen in den sub-6 GHz-, Millimeterwellen- und sub-THz-Bändern vorgestellt. Zu Beginn wurde die Eignung des simultanen Multiband-Messverfahrens zur Charakterisierung der Ausbreitung von Grenzwert-Leistungsprofilen und large-scale Parametern bewertet. Anschließend wurden wichtige Wellenausbreitungsaspekte für die Ein- und Multibandkanalmodellierung innerhalb mehrerer Säulen der 5G-Technologie identifiziert und Erweiterungen zu verbreiteten räumlichen Kanalmodellen eingeführt und bewertet, welche die oben genannten Systemaspekte abdecken.This thesis presents an empirical characterization of propagation for wireless communications at mm-waves and sub-THz, taking as a reference the already well known and studied sub-6 GHz band. The large blocks of free spectrum available at these high frequency bands makes them particularly suitable to provide the necessary instantaneous bandwidths to meet the requirements of future wireless technologies (5G, 5G and beyond, and 6G). However, isotropic path-loss and penetration-loss are larger with increasing carrier frequency, hence, coverage is severely reduced. Path-loss can be compensated with the utilization of highly directive radio-interfaces, which increases the resolution in the angular domain. Nonetheless, this emphasizes the need of spatial awareness of systems, making more relevant the question “where does the signal come from?” In addition, larger application bandwidths increase the resolution in the time domain, reducing small-scale fading and allowing to observe inside of clusters of multi-path components (MPCs). Consequently, communication systems have a more deterministic picture of the environment in the angular, time, and polarization domain, characteristics that need to be reflected in channel models for these frequencies. Therefore, in the present work we introduce an extensive characterization of propagation by intensive simultaneous multi-band measurements in the sub-6 GHz, mm-waves, and sub-THz bands. Firstly, the suitability of the simultaneous multi-band measurement procedure to characterize propagation from marginal power profiles and large-scale parameters (LSPs) has been evaluated. Then, key propagation aspects for single and multi-band channel modelling in several verticals of 5G have been identified, and extensions to popular spatial channel models (SCMs) covering the aforementioned system aspects have been introduced and evaluated

Methods and criteria for performance analysis of multiantenna systems in mobile communications

Multiple-input multiple-output (MIMO) technique is one of the most promising solutions for increasing reliability and spectral efficiency of the radio connection in future mobile communication systems. The performance potential of MIMO systems is well established from theoretical point of view. However, much effort is still needed in the experimental verification of those systems using realistic antennas and channels. It is widely accepted that the antenna properties are of significant importance regarding the performance of single-input single-output (SISO) systems. However, the effect of the antennas on MIMO systems has not been thoroughly studied. Due to the complexity of MIMO systems, evaluation of MIMO antennas becomes increasingly cumbersome and time-consuming process in comparison to simpler systems. In the first part of this work an advanced antenna evaluation technique called experimental plane-wave based method (EPWBM) is generalized and validated to cover MIMO systems. This work is the extension of the previous work where the method has been used in the analysis of SISO systems. The EPWBM is based on the measured or simulated complex 3-D radiation patterns of the antennas and measured directional radio channel data. The EPWBM simplifies antenna evaluation process in comparison to traditional means since the same channel library can be utilized in the evaluation of several antenna systems without performing the same measurements for each prototype antennas separately. It is verified that the EPWBM is sufficiently reliable in comparing the performance of prototype antennas. In the second part of the work new quality factors for MIMO system evaluation enclosing traditional systems as special cases have been developed. The MIMO channel correlation matrix is formulated so that it reveals the ability of MIMO antenna systems to transfer signal power from a transmitter to a receiver and to utilize parallel spatial channels. It is also verified that correct normalization of the channel matrices is of significant importance in the MIMO antenna evaluation. This approach gives comprehensive framework for MIMO antenna evaluation, which takes into account both realistic antenna and channel properties. In the last part of the work insight into the performance of different antennas in different signal propagation environments is given. The performance of the antennas depends on the signal-to-noise-ratio and on the outage probability level considered. Although MIMO systems are based on the utilization of parallel spatial channels, the capability of the system to transfer signal power plays a significant role especially with small MIMO systems. In the realistic dynamic channels the capacity variation is larger than in the ideal channels, which are based on the identically and independently distributed (iid) channel assumption. Large performance variations occur in the realistic channels with directive antennas, when antennas are rotated in the usage environment, whereas omnidirectional ones are more robust but are difficult to realize in practice. The largest differences between the antennas are found at the low outage probability levels due to different radiation properties of the antennas. The systems with the cross-polarized antennas have smaller eigenvalue dispersion and are more robust in performance for the variations of the channel than the systems with co-polarized antennas. On the other hand, the co-polarized antennas possess better capability to transfer signal power and are more robust in performance for the antenna array orientation. From practical point of view, the dual-polarized antennas seem to be the most feasible candidates to be used in MIMO antenna systems due to compact structure, and indoor seems to be the most suitable for MIMO applications due to typically scatter-rich channel.Multiple-input multiple-output (MIMO) tekniika on yksi lupaavimmista ratkaisuista lisätä radioyhteyden luotettavuutta ja spektritehokkuutta tulevaisuuden matkaviestinjärjestelmissä. MIMO järjestelmien suorituskykypotentiaali on teoreettisesti todistettu. Paljon työtä tarvitaan kuitenkin vielä kokeelliseen järjestelmätestaukseen käyttäen realistisia antenneja ja kanavia. On laajasti hyväksyttyä että antennien ominaisuudet ovat merkityksellisiä single-input single-output (SISO) järjestelmien suorituskyvyn kannalta. Antennien vaikutusta MIMO-järjestelmiin ei ole kuitenkaan perusteellisesti tutkittu. MIMO-järjestelmien lisääntyneestä monimutkaisuudesta johtuen, verrattuna yksinkertaisempiin järjestelmiin, MIMO antennien suorituskyvyn arviointi hankaloituu ja vie enemmän aikaa. Työn ensimmäisessä osassa uusi antennien arviointitekniikka nimeltään kokeellinen tasoaaltoihin perustuva menetelmä (EPWBM) on yleistetty käsittämään MIMO järjestelmät ja sen tarkkuus on arvioitu. Tämä työ on laajennus aikaisempaan työhön jossa menetelmää on käytetty SISO-järjestelmien arviointiin. EPWBM perustuu mitattuihin tai simuloituihin antennien kompleksisiin 3-D suuntakuvioihin ja mitattuun suuntatiedon sisältämään kanavadataan. EPWBM yksinkertaistaa antennin suorituskyvyn arviointia perinteisiin menetelmiin verrattuna, koska sama kanavamittausaineisto voidaan hyödyntää usamman antennisysteemin arvioinnissa tekemättä samoja mittauksia jokaiselle antenniprototyypille erikseen. On osoitettu että EPWBM on suhteellisen luotettava prototyyppiantennien suorituskyvyn vertailussa. Työn toisessa osassa on kehitetty uusia hyvyyslukuja MIMO-järjestelmien suorituskyvyn arviointiin sisältäen perinteiset järjestelmät erikoistapauksina. MIMO-kanavamatriisi esitetään siten että se paljastaa MIMO-antennijärjestelmien kyvyn siirtää signaalitehoa lähettimen ja vastaanottimen välillä ja hyödyntää rinnakkaisia kanavia. On myös todistettu että oikeanlainen kanavamatriisien normalisointi on erittäin merkittävää MIMO-antennivertailussa. Tämä lähestymistapa antaa kattavat puitteet MIMO-antennien suorituskyvyn arviointiin ottaen huomioon todelliset antennien ja kanavan ominaisuudet. Työn viimeisessä osassa annetaan käsitys erilaisten antennien suorituskyvystä erilaisissa signaalin etenemisympäristöissä. Antennien suorituskyky riippuu signaalikohinasuhteesta ja tarkasteltavan signaalin luotettavuustasosta. Vaikka MIMO-järjestelmät perustuvat rinnakkaisten kanavien hyödyntämiseen järjestelmän signaalitehon siirto-ominaisuudet ovat merkittäviä erityisesti pienillä MIMO järjestelmillä. Realistisissa dynaamisissa kanavissa kapasiteetinvaihtelu on suurempaa kuin ideaalisissa kanavissa jotka perustuvat oletukseen että signaalit ovat riippumattomasti ja identtisesti jakautuneita (iid). Suurta suorituskykyn vaihtelua esiintyy realistissa kanavissa suuntaavilla antenneilla, kun antenneja pyöritetään käyttöympäristössä, kun taas ympärisäteilevät antennit olisivat jäykempiä suorituskyvyn kannalta mutta käytännössä vaikeampia toteuttaa. Suuremmat erot antennien välillä on löydettävissä matalalta signaalin luotettavuustasolta johtuen antennien erilaisista säteilyominaisuuksista. Kaksipolarisaatioantennijärjestelmillä on pienempi ominaisarvohaje ja niiden suorituskyky on jäykempi kanavan vaihteluille kuin yksipolarisaatioantennijärjestelmä. Toisaalta yksipolarisaatioantenneilla on paremmat signaalitehon siirto-ominaisuudet ja suorituskyky vaihtelee vähemmän antennin katselusuunnan funktiona. Käytännön näkökulmasta katsoen kaksipolarisaatioantennit näyttävät olevan kaikkein toteuttamiskelpoisin vaihtoehto käytettäväksi MIMO-systeemeissä johtuen niiden kompaktista rakenteesta, ja sisätila näyttää olevan sopivin ympäristö MIMO-sovelluksiin johtuen tyypillisesti sirontarikkaasta kanavasta.reviewe

Millimeter wave radio channels: properties, multipath modeling and simulations

Based on the characterization of realistic radio channels, results presented in this dissertation lead towards an understanding that when moving up to the higher frequencies, frequency itself does not play a significant role in defining the channel modeling methodology. In fact, how a propagation channel is illuminated is of fundamental importance. Therefore, millimeter wave (mmWave) system properties such as a high antenna directivity and system bandwidth are shown to have a great influence on the channel model definition. In this thesis, a fundamental assumption made in the state-of-the-art millimeter wave wireless channel models is challenged. It has been shown that Rayleigh-Rice fading assumption made in the state-of-the-art channel models for resolvable channel taps does not remain valid. This is mainly due to the sparse multipath illumination caused by high antenna directivity and high bandwidth of a mmWave system.Studies presented in this thesis are based on the characterization of realistic radio channels obtained from exhaustive channel sounding campaigns. Mainly, three fundamental problems of wireless channel modelling have been investigated for millimetre wave (mmWave) radio channel modelling application, namely (i) Frequency dependence of propagation, (ii) Impact of antenna directivity on the channel model definition, and (iii) Impact of system bandwidth on the radio channel modelling. A detailed description of these problems is as follows: (i) Frequency Dependence of Propagation. Multi-band measurement campaigns arecarried out using directional antennas which do an omni-directional scan of the propagation environment. During the measurements, Tx-Rx systems are placed at fixed positions and the propagation environment remained as static as possible. Using synthesized omni-directional power delay profiles (PDPs), we aim to investigate if there exists a frequency dependency in the multipath dispersion statistics, e.g. delay and angular spreads. (ii) Impact of Antenna Directivity on the Channel Model Definition. Small-scale fading measurements are carried out which emulate a scenario, where a radio communication link is established through a single multipath cluster which is illuminated using antennas with different Half Power Beam Widths (HPBW). The major goal here is to investigate the impact of spatial multipath filtering on the small-scale fading due to high antenna directivity. In particular, the impact on variations in the receive signal strength and the validity of narrowband wide-sense stationary assumption (both in time and frequency domains) is investigated. (iii) Impact of System Bandwidth on the Radio Channel Modelling. Small-scale fading measurements are used to illuminate multipath clusters in a lecture room scenario. The primary objective is to investigate the impact of high system bandwidth on variations in the receive signal strength, randomness in the cross-polarization power ratio (XPR) and richness of the multipath scattering. Based on the characterization of realistic radio channels, results presented in this dissertation lead towards an understanding that when moving up to the higher frequencies, frequency itself does not play a significant role in defining the channel modelling methodology. In fact, how a propagation channel is illuminated is of fundamental importance. Therefore, mmWave system properties such as a high antenna directivity and system bandwidth are shown to have a high influence on the channel model definition. In general, fade depth scaling as a function of system bandwidth is quite well understood. We demonstrate that, the high antenna directivity of mmWave systems result in a further reduction in the fading depth. In addition, we explore some new directions to this line of research which are based on the second-order statistical analysis of the channel impulse response (CIR) vector. Our results emphasize that, fading statistics of resolvable channel taps in a mmWave radio channel cannot be modelled as Rayleigh-Rice distributed random variables. This is primarily due to the fact that channels with sparse scattering conditions are illuminated due to high antenna directivity and bandwidth of mmWave systems. Consequently, the complex Gaussian random variable assumption associated with Rayleigh-Rice fading distributions does not remain valid. Further, it has been demonstrated that, high antenna directivity and bandwidth of mmWave systems also raise a question mark on the validity of wide-sense stationary (WSS) assumption in the slow-time domain of mmWave radio channels. Results presented in this contribution are novel and they provide theoretically consistent insights into the measured radio channel.In dieser Arbeit werden drei grundlegende Probleme der Modellierung von Drahtloskanalen fur die Anwendung bei der Funkkanalmodellierung im Millimeterwellenbereich (mmWave) untersucht, namlich (i) die Frequenzabhangigkeit der Ausbreitung, (ii) der Einfluss der Antennenrichtwirkung auf die Definition des Kanalmodells und (iii) der Einfluss der Systembandbreite auf die Funkkanalmodellierung. Die detaillierte Beschreibung dieser Probleme lautet wie folgt: (i) Frequenzabhangigkeit der Ausbreitung. Mehrband-Messkampagnen werden mitRichtantennen durchgefuhrt, die eine omnidirektionale Abtastung der Ausbreitungsumgebung vornehmen. Wahrend der Messungen werden die Tx-Rx-Systeme an festen Positionen platziert und die Ausbreitungsumgebung bleibt so statisch wie moglich. Mit Hilfe von synthetisierten omnidirektionalen Verzogerungs-Leistungsprofilen soll untersucht werden, ob es eine Frequenzabhangigkeit in der Mehrwegeausbreitungsstatistik gibt, z.B. in der Verzogerung und der Winkelspreizung. (ii) Einfluss der Antennenrichtwirkung auf die Definition des Kanalmodells. Es werden Messungen des schnellen Schwunds durchgefuhrt, die ein Szenario emulieren, bei dem eine Funkverbindung uber ein einzelnes Mehrwege-Cluster aufgebaut wird, das mit Antennen mit unterschiedlichen Strahlbreiten ausgeleuchtet wird. Das Hauptzielist hier die Untersuchung des Einflusses der raumlichen Filterung auf den schnellen Schwund aufgrund der hohen Antennenrichtwirkung. Insbesondere wird die Auswirkung auf Variationen der Empfangssignalstarke und die Gultigkeit der Annahme der schmalbandigen Stationaritat im weiteren Sinne (sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich) untersucht. (iii) Einfluss der Systembandbreite auf die Funkkanalmodellierung. Messungen desschnellen Schwunds werden verwendet, um Mehrwege-Cluster in einem Horsaal-Szenario auszuleuchten. Das primare Ziel ist es, den Einfluss einer hohen Systembandbreite auf die Variationen der Empfangssignalstarke, die Zufalligkeit des Kreuzpolarisationsverhaltnisses und die Reichhaltigkeit der Mehrwegstreuung zu untersuchen. Basierend auf der Charakterisierung realistischer Funkkanäle führen die in dieser Dissertation vorgestellten Ergebnisse zu dem Verständnis, dass beim Ubergang zu höheren Frequenzen die Frequenz x selbst keine signifikante Rolle bei der Definition der Kanalmodellierungsmethodik spielt. Vielmehr ist es von grundlegender Bedeutung, wie ein Ausbreitungskanal ausgeleuchtet wird. Daher zeigt sich, dass mmWave-Systemeigenschaften wie eine hohe Antennenrichtcharakteristik und Systembandbreite einen hohen Einfluss auf die Definition des Kanalmodells haben. Im Allgemeinen ist die Skalierung der Schwundtiefe als Funktion der Systembandbreite ziemlich gut verstanden. Wir zeigen, dass die hohe Antennenrichtwirkung von mmWave-Systemen zu einer weiteren Reduzierung der Schwundtiefe führt. Zusätzlich erforschen wir einige neue Richtungen in diesem Forschungsbereich, die auf der Analyse der Statistik zweiter Ordnung des Kanalimpulsantwort-Vektors basieren. Unsere Ergebnisse unterstreichen, dass die Schwund-Statistiken der auflösbaren Kanalabgriffe in einem mmWave-Funkkanal nicht als Rayleigh-Rice-verteilte Zufallsvariablen modelliert werden können. Dies liegt vor allem daran, dass durch die hohe Antennenrichtwirkung und Bandbreite von mmWave-Systemen Kanale mit spärlichen Streubedingungen ausgeleuchtet werden. Folglich ist die Annahme komplexer Gaus’scher Zufallsvariablen, die mit Rayleigh-Rice Schwundverteilungen verbunden ist, nicht mehr gültig. Des Weiteren wird gezeigt, dass die hohe Antennenrichtwirkung und Bandbreite von mmWave-Systemen auch die Gültigkeit der Annahme von Stationarität im weiteren Sinne im Slow-Time-Bereich von mmWave-Funkkanälen in Frage stellt. Die in diesem Beitrag vorgestellten Ergebnisse sind neuartig und bieten theoretisch konsistente Einblicke in den gemessenen Funkkanal

Multi-band Wideband Channel Measurements in Indoor and Outdoor Environments above 6 GHz for 5G Networks

This document presented the results of ultra-wideband of multi-bands measurements performed in three different indoor environments such as large office, factory like and small office and one outdoor street canyon scenario at the science site of Durham University, United Kingdom. The measurements conducted using a wideband chirp sounder developed at Durham University. An analytical review of the radio wave propagation mechanisms and formulas is presented in addition to the background of the channel characteristics parameters and statistics. The parameters reviewed are the received signal strength, path loss, the excess, average and RMS delay spread, in addition to the angular parameters such as the angle of arrival (AoA), angle of departure (AoD) and the RMS angular spread. A literature survey for about 80 paper of the previous work are studied and summarised for the measurements and simulation performed to estimate different parameters in both indoor and outdoor scenarios. Two different measurements set up were performed in three indoor environments and one outdoor scenario to measure mainly, the frequency dependency in various channel characteristics parameters. In the first set the measured parameters are the received signal strength, path loss, and the excess, average and the cumulative distribution function (CDF) and the RMS delay spread in three indoor environments. While in the second set the 3D angular parameters such as AoA, AoD and RMS angular spread in both Tx and Rx sides are studied in three indoor and one outdoor environment mentioned earlier. The measurements set up and procedures are presented for each set of measurement. The measurements were performed using a wideband channel sounder up to 6 GHz for both sets. Five different frequency bands (i.e.13.4 GHz, 26.8 GHz, 54.2 GHz, 62.6 GHz and 70 GHz) were used in the first set and three bands (i.e.13.4 GHz, 26.8 GHz, 62.6 GHz) for the second set. A steerable horn antenna at both side using 3D positioner in the second set of measurements, while an omnidirectional antenna was used at the receiver side in the first set. A summary and discussion the extracted results for each set of measurements are given. Conclusions about the achieved results and the recommended future work are provided

Multifrequency Aperture-Synthesizing Microwave Radiometer System (MFASMR). Volume 1

Background material and a systems analysis of a multifrequency aperture - synthesizing microwave radiometer system is presented. It was found that the system does not exhibit high performance because much of the available thermal power is not used in the construction of the image and because the image that can be formed has a resolution of only ten lines. An analysis of image reconstruction is given. The system is compared with conventional aperture synthesis systems

Antennas and Propagation

This Special Issue gathers topics of utmost interest in the field of antennas and propagation, such as: new directions and challenges in antenna design and propagation; innovative antenna technologies for space applications; metamaterial, metasurface and other periodic structures; antennas for 5G; electromagnetic field measurements and remote sensing applications

Maritime Moving Target Detection, Tracking and Geocoding Using Range-Compressed Airborne Radar Data

Eine regelmäßige und großflächige überwachung des Schiffsverkehrs gewinnt zunehmend an Bedeutung, vor allem auch um maritime Gefahrenlagen und illegale Aktivitäten rechtzeitig zu erkennen. Heutzutage werden dafür überwiegend das automatische Identifikationssystem (AIS) und stationäre Radarstationen an den Küsten eingesetzt. Luft- und weltraumgestützte Radarsensoren, die unabhängig vom Wetter und Tageslicht Daten liefern, können die vorgenannten Systeme sehr gut ergänzen. So können sie beispielsweise Schiffe detektieren, die nicht mit AIS-Transpondern ausgestattet sind oder die sich außerhalb der Reichweite der stationären AIS- und Radarstationen befinden. Luftgestützte Radarsensoren ermöglichen eine quasi-kontinuierliche Beobachtung von räumlich begrenzten Gebieten. Im Gegensatz dazu bieten weltraumgestützte Radare eine große räumliche Abdeckung, haben aber den Nachteil einer geringeren temporalen Abdeckung. In dieser Dissertation wird ein umfassendes Konzept für die Verarbeitung von Radardaten für die Schiffsverkehr-überwachung mit luftgestützten Radarsensoren vorgestellt. Die Hauptkomponenten dieses Konzepts sind die Detektion, das Tracking, die Geokodierung, die Bildgebung und die Fusion mit AIS-Daten. Im Rahmen der Dissertation wurden neuartige Algorithmen für die ersten drei Komponenten entwickelt. Die Algorithmen sind so aufgebaut, dass sie sich prinzipiell für zukünftige Echtzeitanwendungen eignen, die eine Verarbeitung an Bord der Radarplattform erfordern. Darüber hinaus eignen sich die Algorithmen auch für beliebige, nicht-lineare Flugpfade der Radarplattform. Sie sind auch robust gegenüber Lagewinkeländerungen, die während der Datenerfassung aufgrund von Luftturbulenzen jederzeit auftreten können. Die für die Untersuchungen verwendeten Daten sind ausschließlich entfernungskomprimierte Radardaten. Da das Signal-Rausch-Verhältnis von Flugzeugradar-Daten im Allgemeinen sehr hoch ist, benötigen die neuentwickelten Algorithmen keine vollständig fokussierten Radarbilder. Dies reduziert die Gesamtverarbeitungszeit erheblich und ebnet den Weg für zukünftige Echtzeitanwendungen. Der entwickelte neuartige Schiffsdetektor arbeitet direkt im Entfernungs-Doppler-Bereich mit sehr kurzen kohärenten Verarbeitungsintervallen (CPIs) der entfernungskomprimierten Radardaten. Aufgrund der sehr kurzen CPIs werden die detektierten Ziele im Dopplerbereich fokussiert abgebildet. Wenn sich die Schiffe zusätzlich mit einer bestimmten Radialgeschwindigkeit bewegen, werden ihre Signale aus dem Clutter-Bereich hinausgeschoben. Dies erhöht das Verhältnis von Signal- zu Clutter-Energie und verbessert somit die Detektierbarkeit. Die Genauigkeit der Detektion hängt stark von der Qualität der von der Meeresoberfläche rückgestreuten Radardaten ab, die für die Schätzung der Clutter-Statistik verwendet werden. Diese wird benötigt, um einen Detektions-Schwellenwert für eine konstante Fehlalarmrate (CFAR) abzuleiten und die Anzahl der Fehlalarme niedrig zu halten. Daher umfasst der vorgeschlagene Detektor auch eine neuartige Methode zur automatischen Extraktion von Trainingsdaten für die Statistikschätzung sowie geeignete Ozean-Clutter-Modelle. Da es sich bei Schiffen um ausgedehnte Ziele handelt, die in hochauflösenden Radardaten mehr als eine Auflösungszelle belegen, werden nach der Detektion mehrere von einem Ziel stammende Pixel zu einem physischen Objekten zusammengefasst, das dann in aufeinanderfolgenden CPIs mit Hilfe eines Bewegungsmodells und eines neuen Mehrzielverfolgungs-Algorithmus (Multi-Target Tracking) getrackt wird. Während des Trackings werden falsche Zielspuren und Geisterzielspuren automatisch erkannt und durch ein leistungsfähiges datenbankbasiertes Track-Management-System terminiert. Die Zielspuren im Entfernungs-Doppler-Bereich werden geokodiert bzw. auf den Boden projiziert, nachdem die Einfallswinkel (DOA) aller Track-Punkte geschätzt wurden. Es werden verschiedene Methoden zur Schätzung der DOA-Winkel für ausgedehnte Ziele vorgeschlagen und anhand von echten Radardaten, die Signale von echten Schiffen beinhalten, bewertet