Energie gegen Auflösung
Kurze Pulse zeigen Details, gehen aber im Rauschen unter. Lange Pulse reichen weit, verwischen aber alles.
Chirp und lineare FM
Ein frequenzgewobbelter Puls und ein angepasstes Filter komprimieren einen 10-µs-Puls auf 10 ns — 1000-fach besser.
Phasencodes
Barker- und Frank-Codes flippen die Phase in Sub-Pulsen und liefern saubere Kompression mit geringen Nebenkeulen.
Überall heute
Vom Auto-FMCW über NEXRAD bis zu Phased-Array-Militärradaren — die wichtigste Radar-Innovation seit dem Zweiten Weltkrieg.
Nebenkeulenunterdrückung
Die Pulskompression erzeugt unerwünschte Nebenkeulen, die kleine Ziele verdecken können. Durch Fensterungsfunktionen wie Hamming- oder Taylor-Gewichtung werden diese Störungen minimiert, um die Dynamik zu erhöhen. Früher nutzte man dafür physikalische Oberflächenwellenfilter, heute übernehmen digitale Signalprozessoren diese hochkomplexe Filterung in Echtzeit.
Anwendung in SAR und KFZ-Radar
In der Satellitenaufklärung ermöglicht Pulskompression (SAR) zentimetergenaue Bilder aus dem All, ohne die Hardware zu überhitzen. Im Alltag nutzen moderne Autos 77-GHz-FMCW-Radare, die durch kontinuierliche Frequenzmodulation kleinste Distanzunterschiede auflösen können. Dies ist die technische Basis für sicheres autonomes Bremsen in unübersichtlichen Städten.
Die Doppler-Kopplung
Pulsfrequenzmodulation (LFM) erzeugt eine Kopplung zwischen Entfernung und Doppler-Verschiebung. Ein sich bewegendes Ziel wird zeitlich versetzt dargestellt, was als Messfehler erscheint. Moderne Radarsysteme nutzen diesen Effekt jedoch, um mit einem einzigen Filter verschiedene Geschwindigkeiten ohne Neukalibrierung zu erfassen, während Phasen-Codes eher für stationäre Ziele optimiert sind.
Von SAW zu DSP
Früher wurden Chirp-Signale durch analoge Oberflächenwellenfilter (SAW) aus Quartzkristallen erzeugt. Heute übernehmen FPGAs und digitale Signalprozessoren (DSP) diese Aufgabe. Dies ermöglicht agile Wellenformen, die wie Rauschen aussehen (Low Probability of Intercept), wodurch das Radar für gegnerische Sensoren fast unsichtbar wird, während es selbst hochauflösende Daten liefert.