DE2207263C3 - Radargerät mit in Dopplerkanäle unterteilten Entfernungskanälen und mit automatisch geregelten Kleinstwertbegrenzerschaltungen - Google Patents
Radargerät mit in Dopplerkanäle unterteilten Entfernungskanälen und mit automatisch geregelten KleinstwertbegrenzerschaltungenInfo
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- DE2207263C3 DE2207263C3 DE19722207263 DE2207263A DE2207263C3 DE 2207263 C3 DE2207263 C3 DE 2207263C3 DE 19722207263 DE19722207263 DE 19722207263 DE 2207263 A DE2207263 A DE 2207263A DE 2207263 C3 DE2207263 C3 DE 2207263C3
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Radargerät mit ri
Entfernungskanälen, die der Reihe nach in jeder Sendeimpulsperiode durch eine Eingangstofschaltung
geöffnet werden und von denen jeder Entfernungskanal ίηρ Dopplerkanäle unterteilt ist, und mit Kleinstwertbegrenzerschaltungen
für die zeitlich abgetasteten Videosignale, die jeweils mit einer automatischen Änderung
der Begrenzungsschwelle zur Erzielung eines bestimmten Falschsignalanteils arbeiten, weiche durch einen
Schwellenwertgenerator erzeugt wird, der eine Vergleichsschaltung enthält, der eine Folgeregelschaltung
nachgeschaltet ist, die einen nachgeregelten Schwellenwert
sowie einen einem Bruchteil des nachgeregelten
ίο Schwellenwerts entsprechenden Hilfsschwellenwert liefert,
wobei der Hilfsschwellenwert gleichzeitig mit dem Videosignal an die Vergleichsschaltung angelegt wird
und der nachgeregeke Schwellenwert gleichzeitig mit dem Videosignal einer zweiten Vergleichsschaltung
zugeführt wird.
Bekanntlich ist bei jedem Radargerät das empfangene Nutzsignal von Rauschsignalen und Störungen
begleitet, die entweder unbeabsichtigt entstehen, beispielsweise durch Festzielechos oder Witterungseinflüsse,
oder absichtlich durch Störsender erzeugt werden. Wenn die Rausch- oder Störsignale einen
bestimmten Amplitudenwert überschreiten, können sie am Ausgang fälschlicherweise als Nutzsignale gedeutet
werden; sie bilden dann »Falschsignale«. Zur Beschränkung des Falschsignalanteils in den Ausgangsvideosignalen
ist es bekannt, die empfangenen Videosignale durch eine Kleinstwertbegrenzerschaltung (Schwellenschaltung)
zu schicken, so daß nur die den Schwellenwert überschreitenden Videosignale verwertet werden.
Dabei besteht das Problem der richtigen Einstellung dieses Schwellenwerts: Wenn er zu hoch gelegt wird,
geht ein zu großer Teil der Nutzsignale verloren, und wenn er zu niedrig gelegt wird, ist der Falschsignalanteil
zu hoch. Dieses Problem wird dadurch verstärkt, daß der Pegel der Rausch- und Störsignale im allgemeinen
nicht konstant ist, sondern mehr oder weniger schnelle Schwankungen aufweist. Dadurch ändert sich der
Falschsignalanteil ständig.
Aus der FR-PS 15 84 091 ist es bekannt, den Schwellenwert der Kleinstwjrtbegrenzerschaltung
dauernd so nachzuregeln, daß ein konstanter Falschsignalanteil erhalten wird. Zu diesem Zweck werden die
Falschsignale jeweils über einen bestimmten Zeitraum gezählt, und d !■- Ergebnis der Zählung wird mit einer
eingestellten Sollzahl verglichen. Bei Feststellung einer Abweichung wird der Schwellenwert so verändert, daß
die Abweichung verschwindet. Diese Maßnahme setzt aber voraus, daß die Anzahl der Falschsignale bekannt
ist; sie wird bei der bekannten Schaltung dadurch erhalten, daß das Rauschsignal allein über die
Kleinstwertbegrenzerschaltung geschickt wird.
Aus der FR-PS 84 255 (Zusatz zur FR-PS 13 79 601) ist es andererseits bekannt, die Ausgangssignale eines
Puls-Doppler-Radargeräts zeitlich abzutasten und periodisch
auf eine Anzahl von Empfangskanälen zu verteilen, an deren Ausgänge ein Sichtgerät angeschlossen
ist. Eine Kleinstvveribegrenzung in den Empfangskanälen ist dabei nicht vorgesehen.
Schließlich beschreibt die US-PS 3149 333 ein PulS'Doppler-Radäfgerät mit η Entfernungskanälen, die der Reihe nach in jeder Sendeimpulsperiode durch eine Eingangstorschaltung geöffnet werden und von denen jeder in ρ Dopplerkanäle unterteilt ist, wobei Maßnahmen getroffen sind, um den Falschsignalanteil in den Ausgangssignälen der Dopplörkanäle konstant zu halten, Dies geschieht jedoch nicht durch Änderung der Begrenzungsschwelle der Kleinstwertbegrenzerschaltungen, sondern durch Änderung des Pegels der den
Schließlich beschreibt die US-PS 3149 333 ein PulS'Doppler-Radäfgerät mit η Entfernungskanälen, die der Reihe nach in jeder Sendeimpulsperiode durch eine Eingangstorschaltung geöffnet werden und von denen jeder in ρ Dopplerkanäle unterteilt ist, wobei Maßnahmen getroffen sind, um den Falschsignalanteil in den Ausgangssignälen der Dopplörkanäle konstant zu halten, Dies geschieht jedoch nicht durch Änderung der Begrenzungsschwelle der Kleinstwertbegrenzerschaltungen, sondern durch Änderung des Pegels der den
Kleinstwertbegrenzerschaltungen zugeführten Videosignale. Zu diesem Zweck ist der Ausgang jedes
Doppierkanals über einen eigenen Verstärker mit steuerbarer Verstärkung mit dem Eingang eines
eigenen Kleinstwertbegrenzers verbunden, der mit fest eingestellter Begrenzungsschwelle arbeitet. Die Verstärker
sind zu Gruppen zusammengefaßt, weiche jeweils die Verstärker enthalten, die den einander
entsprechenden Dopplerkanälen in den verschiedenen Entfernungskanälen zugeordnet sind. Für jede dieser
Verstärkergruppen ist eine gemeinsame Verstärkungsregelschaltung vorgesehen, die die Ausgangssignale
aller Verstärker dieser Gruppe empfängt und daraus einen Mittelwert bildet; die Verstärkungsregelung
erfolgt so, daß dieser Mittelwert gerade unterhalb der Begrenzungsschwelle der Kleinstwertbegrenzerschaltung
gehalten wird. Dadurch wird erreicht, daß ein den Störsignalen überlagertes Signal in einem der Dopplerkanäle
diesen Mittelwert und damit auch die Begrenzungsschwelle deutlich übersteigt. Diese bekannte
Anordnung erfordert einen beträchtlichen Schalrungsaufwand,
weil ρ ■ π Verstärker mit steuerbarer Verstärkung und ρ ■ η Kleinstwertbegrenzerschaltungen benötigt
werden. Sie bietet ferner keine Lösung für den Fall, daß die Falschsignalunterdrückung durch Einstellung
eines veränderlichen Schwellenwerts unter Anwendung eines einen überhöhten Falschsignalanteil ergebenden
Hilfsschwellenwertes erfolgen soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Puls-Doppler-Radargerät der eingangs angegebenen
Art zu schaffen, bei welchem mit geringem Schaltungraufwand ein vorbestimmter Falschsignalanteil in den
Ausgangssignalen der Dopplerkanäle durch Einstellung der Schwellenwerte der Kleinstwertbegrenzerschaltungen
aufgrund eines Hilfsschwellenwertes erhalten wird.
Ausgehend von einem Puls-Doppler-Radargerät der eingangs angegebenen Art wird diese Aufgabe nach der
Erfindung dadurch gelöst, daß jeder Doppler-Entfernungs-Kanal mit einer Torschaltung verbunden ist, die
synchron mit der Eingangstorschaltung des betreffenden Entfernungskanals gesteuert wird, daß die Ausgänge
der den gleichen Dopplerkanälen der verschiedenen Entfernungskanäle zugeordneten Torschaltungen jeweils
zu einem einzigen Ausgang vereinigt sind, so daß die pn Ausgänge der ρ · η Torschaltungen ρ
Videoausgänge bilden, von denen jeder getrennt mit einer zugehörigen Kleinstwertbegrenzerschaltung verbunden
ist. die einen Schwellenwertgenerator mit Vergleichsschaltung und Folgeregelschaltung für den
entsprechenden nachgeregelten Schwellenwert und eine zweite Vergleichsschaltung mit nachgeregeltem
Schwellenwert enthält.
Bei dem Puls-Doppler-Radargerät nach der Erfindung wird der Schwellenwert der Kleinstwertbegrenzerschaltungen
in Abhängigkeit von dem Augenblickswert des Rauschpegels dauernd so nachgeregelt,
daß ein festgelegter Falschsignalanteil aufrechterhalten wird. Dabei ist jedoch nicht für jeden Doppler-Entfernungs-Kanal
eine eigene Kleinstwertbegrenzerschaltung mit zugehöriger Schwellenwertregelung erforder=
Hch, sondern die Anzahl der KleinstwertbegrenzerschaU
tüngen ist nur gleich der Anzahl (p) der Dopplerkanäle.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Darin zeigt
F i g. 1 ein vereinfachtes Schema einer der bei dem
Puls-Doppler-Radargerät nach der Erfindung verwendeten
Kleinstwertbegrenzerschaltungen, Fig.2 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels
eines geregelten Schwellenwertgenerators, der in der Kleinstv.-ertbegrenzerschaltung von F i g. 1 verwendet
wird,
F i g. 3 ein vereinfachtes Schema zur Erläuterung der
F i g. 3 ein vereinfachtes Schema zur Erläuterung der
Wirkung, die durch die Anwendung der Kleinstwertbegrenzerschaltung
bei einem Puls-Doppler-Radargerät erzielt wird,
F i g. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung von F i g. 3,
Fig.5 das Schema eines Puls-Doppler-Radargeräts
nach der Erfindung,
Fig.6 eine Matrixdarstellung der bei dem Puls-Doppler-Radargerät
von Fig.5 durchgeführten Zeit-
und Spektralabtastung und
Fi g. 7 das Schaltbild einer anderen Ausführungsform
der bei dem Puls-Doppler-Radargerät von Fig.5
verwendeten Schaltung zur Unterdrückung der Gleichstromkomponente des Rauschens.
Das Prinzip der Wirkungsweise einer der in dem Puls-Doppler-Radargerät verwen .'ten Kieinstwertbegrenzerschakungen ist in dem vereir fachten Schema von F i g. 1 dargestellt.
Das Prinzip der Wirkungsweise einer der in dem Puls-Doppler-Radargerät verwen .'ten Kieinstwertbegrenzerschakungen ist in dem vereir fachten Schema von F i g. 1 dargestellt.
Es wird angenommen, daß das dem Eingang der Kleinstwertbegrenzerschaltung zugeführte Videofrequenr-.-ignal
SV periodisch ist, und im Verlauf jeder Periode zeitlich abgetastet wird Ein Videosignal dieser
Art wird von einem Puls-Doppler-Radargerät geliefert, dessen Empfänger π Entfernungskanäle enthält, wobei
jeder Abtastwert der Dauer TR/n dem Videosignal
eines Entfernungskanals entspricht, der während der laufenden Empfangsperiode TR in Betracht gezogen
wird. Ein in einem Entfernungskanal vorhandenes Nutzsignal erscheint darin im allgemeinen im Verlauf
einer beträchtlichen Anzahl von aufeinanderfolgenden Zyklen, deren Gesanitdauer der Anstrahlung des
entsprechenden Ziels durch das Radargerät entspricht Der Radarempfänger oder eine gleichwertige Verarbeitungsanordnung
ist durch den Block R angedeutet. Das Videosignal SVwird vor der Kleinstwertbegrenzung am
Ausgang des Entfernungskanals und nach Detektion und Filterung (oder einer Nachintegration, d. h. einer
Integration nach Detektion) abgenommen. Wenn kein Nutzsignal vorhanden ist, drückt die Höhe eines
betrachteten Abtastwerts zeitlich im Verlauf aufeinanderfolgender Perioden die Änderung des Rauschpegels
im Innern dieses Abtastwerts aus. Beim Vorhandensein eines dem Rauschen überlagerten Nutzsignals addiert
sich dazu ein Pegelanstieg, der vom Nutzsignal beigetragen wird.
so Das Videosignal SV wird einer Schwellenwert-Vergleichsschaltung
1 {d. h. dem eigentlichen Kleinstwertbegrenzer) zugeführt. Nach der üblichen Praxis kann
der rchwellenwert-Vergleichsschaltung 1 ein fester oder durch die Bedienungsperson einstellbarer Schwellenwert
S1 zugeführt werden, wodurch ein »normaler«
Betrieb mit einem gegebenen Falschsignalanteil erhalten wird. Zur Unterdrückung von schnellen und heftigen
Störwirkunger, die insbesondere von Radarschutzanordnungen, wie Kontinuierlich arbeitenden Störsendern,
stammen, die alle Entfernungskanäle eines Radargeräts beeinflussen, wird ein Schwellenwert 52 erzeugt, der
den Pegeländemngen des Videosignals SVso nachgeregelt
ist, daß der Anstieg des mittleren Rauschpegels kompensiert und trotz dieser Störungen ein Betrieb mit
einem konstanten Palschsigr ilanteil gewährleistet wird.
Der nachgeregelte SchweUiiwert 52 wird in einem
Schwellenwertgenerator 2 gebildet, der das Videosignal
5Vempfängt, und kann mit Hilfe eines Umschalters US
an Stelle des festen Schwellenwertes 51 an die
Vergleichsschaltung 1 angelegt werden;
Der nachgeregelte Schwellenwert S 2 wird mittels eines Hilfsschwellenwerts erzeugt, mit dem das
Videosignal SV in einer Vergleichsschaltung 3 Verglichen wird. Dieser Hilfsschwellenwert wird absichtlich so
gewählt, daß seine Höhe im Vergleich zu dem hachgefegelteri Schwellenwert sehr gering ist; dieser
Hilfsschwellenwert wird mit S2/K bezeichnet. Die Zahl K entspricht dem Verhältnis zwischen den Höhen der
beiden Schwellenwerte. Somit wird der Falschsignalanteil beim Vergleich der Signale SVund S2/K sehr hoch
gemacht. Eine Folgeregelschaltung 4 bildet auf Grund des Ausgangssignals der Vergleichsschaltung 3 das
Hilfsschwellenwertsignal, das in der Regelschleife verwendet wird. Sie ermöglicht die Erzielung eines
hohen Falschsignalanteils von vorbestimmtem Wert durch Einwirkung auf die Höhe des Hiifsschweiienwefts
S2/K. Der Wert dieses »Hilfsw-Falschsignalanteils wird
zuvor zusammen mit dem Verhältnis K so festgelegt, daß ein Schwellenwert 52 erhalten wird, der in der
Vergleichsschaltung 1 den sehr kleinen Falschsignalanteil
ergibt, der für die Anwendung gewünscht wird und beispielsweise zwischen 10-* und 10-6 liegen kann. Der
hohe Wert des Hilfs-Falschsignalanteils ermöglicht
außerdem eine schnelle Stabilisierung des Schwellenwertgenerators 2 und eine hohe Zuverlässigkeit der
Kleinstwertbegrenzerschaltung. Diese Eigenschaften sind für einen Betrieb mit konstantem Falschsignalanteil
zwingend erforderlich. Der Hilfs-Falschsignalanteil kann mit N- 10-m bezeichnet werden, was bedeutet,
daß nach der Wirkung der Regelung die Anzahl der Überschreitungen des Schwellenwerts S2/K durch das
Signal 5V im Mittel gleich N für eine Dauer von 10m
Probewerte ist. Demzufolge ist die Regelschaltung so ausgelegt, daß sie eine Änderung des Hilfsschwellenwerts
S2/K erzeugt, die dem Abstand zwischen dem Falschsignalanteil, der zwischen SV und S2/K besteht,
und dem festgelegten Hilfs-Falschsignalanteil proportional ist und das gleiche Vorzeichen hat. Die
p^l_____j;l-j.l._u„_„ Λ ·γ£·~* »;«=
TR
15
20
25
40
so bestimmt ist, daß die Stabilität des Betriebs gewährleistet ist, jedoch eine große Ansprechgeschwindigkeit
zugelassen wird. Der Wert dieser Zeitkonstante wird einerseits ausreichend hoch im Vergleich zu der
wahrscheinlichen Dauer der Zählung eines Falschsignals, also zu der Dauer
50
gewählt, und andererseits ausreichend klein im Vergleich
zu der vorhersehbaren Dauer des Vorhandenseins eines Nutzsignals in dem Videosignal SV. Diese
Bedingungen können unter Berücksichtigung des hohen Wertes, der für den Hilfs-Falschsignalanteil in Betracht
gezogen wird, leicht erfüllt werden. Dieser Hilfs-Falschsignalanteil
kann beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 0,5 gewählt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der in dem geregelten Schwellenwertgenerator 2 von F i g. 1 enthaltenen
Folgeregelschaltung 4 ist in Fig.2 dargestellt Der
Ausgang der Vergleichsschaltung 3 steuert eine Umschaltanordnung 5 mit zwei Stellungen, die zwischen
einen Kondensator 6 und eine Ladeschaltung Ta bzw. eine Entladeschaltung Tb eingefügt ist. Wenn das
Videosignal SVgrößer als das HilfsschweUenwertsignal
S 2/K ist, verbindet die Umschaltanordnung die
Ladeschaltung Ta mit dem Kondensator. Im umgekehrten Fall wird die Entladeschaltung Tb angeschlossen^
Die Schaltungen 7a und Tb können so ausgeführt sein,
daß ein konstanter Ladestrom bzw.- Entladeslföm
erhalten wird; Unter diesen Bedingungen ist die
Änderung der Ladung AV an den Klemmen des Kondensators 6, die durch die folgende bekannte
Gleichung gegeben ist:
It =
/· Ii
C"
(mit /= Strom und C= Kapazität), der entsprechenden Ladezeit (oder Entladezeit) At proportional. Ein
Probewert der Dauer At- TR/n führt eine Änderungsstufe Kein. Die jeweilige Amplitude der Stufen Δ K von
positivem oder negativem Vorzeichen steht im Verhältnis zu den konstanten Laue- und Eniiauesirüiiieii, uereii
Werte in Abhängigkeit von dem beabsichtigten Hilfs-Falschsignalanteil gewählt sind.
Die auf den Kondensator 6 folgenden Schaltungen enthalten einen Verstärker 8, ein Filter 9, beispielsweise
ein RC-G\\ed mit bestimmter Zeitkonstante, und eine
Trennschaltung 10. Der Hilfsschwellenwert S2IK kann mit Hilfe eines Spannungsteilers 11 am Ausgang der
Trennschaltung 10 abgenommen werden, die den Schw&.ienwert S 2 der Kleinstwertbegrenzung liefert,
oder es kann, wie gestrichelt dargestellt ist, ein Verstärker 12 zur Erzeugung des Schwellenwerts 52
der Kleinstwertbegrenzung vorgesehen werden, während der Hilfsschwellenwert direkt am Ausgang der
Trennschaltung abgenommen wird. Die Empfangsperiode des Videosignals SVist im allgemeinen größer als
die Empfangsdauer TR, da bei einem Puls-Radargerät ein Zeitintervall für die Dauer des Sendeimpulses
reserviert ist; außerdem kann die Dauer TR eventuell unterteilt sein. Die Ladung des Kondensators 6 muß
außerhalb der Empfangszeiten konstant gehalten werden; daher sind Trennglieder vorgesehen, die durch
einen zwischen der Umschaltanordnung 5 und dem KondenSStO!" 6 Ü?cr?i1d'?n ^rhalier 13 dargestellt sind.
Der Schalter 13 wird von einer nicht dargestellten Hilfssynchronisierschaltung gesteuert und befindet sich
nur während der Empfangszeiten des Videosignals SV in geschlossenem Zustand.
Die durch die Verwendung solcher Kleinstwertbegrenzerschaltungen bei Puls-Doppler-Radargeräten erzielte
Wirkung soll zunächst an Hand von F i g. 3 und 4 erläutert werden, wobei zur Vereinfachung angenommen
ist, daß das Videosignal 5Vvor der Kleinstwertbegrenzung
am Ausgang jedes Entfernungswählkanals abgenommen wird, ohne daß eine Unterteilung jedes
Entfernungskanals in Dopplerkanäle in Betracht gezogen wird.
In F i g. 3 ist ein kohärenter Detektor 21 dargestellt, der das Empfangssignal am Eingang 22 und ein
Bezugssignal am Eingang 23 empfängt. Der Ausgang 24 des kohärenten Detektors speist parallel π Entfernungskanäle Di ... Dk ... Dn, die aus Gründen der
Vereinfachung als gleich angenommen sind. Jeder Entfernungskanal enthält, wie für den Kanal Di
dargestellt ist, eine Entfernungstorschaltung 25-1 am Eingang, dann eine Filterschaltung 26-1, welche die
Unterdrückung der Festzielechos und die Wahl des Nutz-Dopplerfreqnenzbandes ermöglicht, und eine
Detektor- und Nachintegrationsschaltung 27-1 (d.h. Integration nach Detektion). Die Kleinstwertbegrenzerschaltung
30 enthält die Schwellenwert-Vergleichs-
schaltung 1, die der Reihe nach den verschiedenen Ehtfernungskanäleri zugeordnet wird, und den Schwellenwef(generator'2
für die Erzeugung eines geregelten Schwellenwerts 52 der zuvor beschriebenen Art. Das
Videosigna! SV wird zeitlich nacheinander im Verlauf
jeder mit der Radarfolgefrequenz wiederholten Empfangsdauer
durch das Ausgangssignal der verschiedenen
Ehffprnuhgskänäle dargestellt. Demzufolge sind die
verschiedenen Ausgärige" der Entfernungskänäie jeweils
mit einer zugeordneten Ausgangstorschaitüng 29-1 ...
29-Ar ... 29-/J verbunden. Die η Ausgänge dieser
Ausgangstorschaltungen sind mit drm Eingang des
Schwellenwertgenerators 2 verbunden. Jede Ausgangstorschaltung, beispielsweise 29-Ar, wird synchron mil der
entsprechenden Eingangstorschaltung 25-k gesteuert. Die Kleinstwertbegrenzerschaltung 30 enthält auch
wieder den Umschalter US mit zwei Stellungen, von denen die eine Stellung für den »normalen« Betrieb mit
festem oder einstellbarem Schwellenwert 51 und die andere für den Betrieb mit »konstantem Falschsignalanteil«
mit geregeltem Schwellenwert 52 bestimmt sind.
Beim »normalen« Betrieb ist der in F i g. 4 dargestellte mittlere Rauschpegel SB 1 im wesentlichen konstant.
Das Ausgangssignal jedes Entfernungskanals weist annähernd diesen Pegel auf, wenn kein Nutzsignal
vorhanden ist. Der Abstand vom Wert SB 1 beruht insbesondere darauf, daß die verschiedenen Entfernungskänäie
des Empfängers technisch nicht vollkommen identisch sein können. Ein dem Rauschen
überlagertes Nutzsignal wird in einem der Entfernungskanäle Dk betrachtet und ist nach der Kleinstwertbegrenzung
durch Vergleich mit dem dargestellten Schwellenwert 51 festgestellt. Die dargestellte Radarfolgeperiode
To enthält ein Intervall TE, das für den
Sendeimpuls reserviert ist, η Empfangsintervalle, die den π Entfernungskanälen entsprechen, und ein passives
Intervall, das zwischen dem Ende der Empfangsdauer TR und dem Beginn der nächsten Folgeperiode
reserviert ist.
Beim Vorhandensein eines kontinuierlich arbeitenden Siürsenders, der das ganze Frequenzband des Empfängers
(oder einen Teil dieses Frequenzbandes) überdeckt, erfährt der Pegel des Videosignals eine schnelle,
beträchtliche Änderung, welche die verschiedenen Entfernungskanäle beeinflußt Ein Überschreiten des
Schwellenwerts 51 führt zum Verlust von Nutzinformation. Beim Betrieb mit »konstantem Falschsignalanteil«
gewährleistet der Schwellenwertgenerator 2 eine schnelle Einstellung des Schwellenwerts S2/K in
Abhängigkeit von dem neuen mittleren Wert SB 2 des früheren Rauschens, vermehrt um den Pegel des
Störsenders. Der nachgeregelte Schwellenwert 52 ermöglicht dann erneut die Feststellung des Nutzsignals
des Entfernungskanals DL· Die Ansprechzeit der Regelung ist ausreichend schnell gewählt und kann
durch eine verhältnismäßig geringe Anzahl von Perioden To in bezug auf die Anzahl der in der Dauer
der Anstrahlung eines Ziels durch das Radargerät enthaltenen Perioden gebildet sein. Das* Gaußsche
Rauschen am Eingang des Empfängers nach der Demodulation folgt einem Rayleigh-Gesetz, und die
Schwankungen sind seinem Mittelwert proportional, wie in den Kurven von F i g. 4 dargestellt ist.
Die eigentliche Ausbildung des Puls-Doppler-Radargeräts
mit π Entfernungskanälen, von denen jeder in ρ
Doppler-Kanäle unterteilt ist, ist in Fig.5 gezeigt
Diese an sich bekannte Technik ermöglicht die Abtastung des nutzbaren DopplehSpektrums am
Ausgang des Festzielecho-Sperrfilters in ρ Elementarbändern,
deren Breite der beabsichtigten Doppler-Aufiösung entspricht Der Ausgang jedes Filters 26-k
(Fig. 3) speist zu diesem Zweck ρ parallele Kanäle, von
denen jeder am Eingang ein selektives Filter enthält, das auf die mittlere Döpplef-Freqüeriz Fdj des spektralen
Äbtastwerts mit der entsprechenden Nummer abgestimmt
ist. Der Ausgang des selektiven Filters kann, wie
ίο zuvor, mit Detektor* und Nachintegrätionsschaltungen
verbunden sein. In vereinfachter Weise sind die verschiedenen Entfernungskanäle D 1 bis Dn jeweils
durch einen Block mit ρ Ausgängen VX bis Vp
dargestellt, wobei ein Ausgang Vj den Doppler-Kanal
identifiziert, dessen Filter auf die mittlere Doppler-Frequenz
Fdj des spektralen Abtastwerts des Rangs j abgestimmt ist; dies ist das Filter für die Geschwindigkeit
vj. welche die der Frequenz Fdj entsprechende Radialgeschwindigkeit ist. Jeder Ausgang ist mit einer
Torschaltung verbunden, die synchron mit der Eingangstorschaltung des betreffenden Entfernungskanals
gesteuert wird. Die Gesamtheit der ρ Ausgangstorschaltungen jedes Entfernungskanals ist zur Vereinfachung in
Form einer Gruppe, z. B. 40-/:, dargestellt. Die η ■ ρ
Ausgänge entsprechen der in F i g. 6 dargestellten Matrixverteilung. Diese Ausbildung macht es möglich,
die zeitliche Verteilung der Signale zusammen mit der spektralen Verteilung der Doppler-Frequenzen auszuwerten.
Die einem gleichen Doppler-Kanal, beispielsweise dem Kanal Vj, entsprechenden Torschaltungsausgänge
sind bei den η Entfernungskanälen so zusammengefaßt, daß ein einziger Ausgang Abgebildet wird. Die
Anzahl der Ausgänge ist dadurch schließlich im Verhältnis η verringert und entspricht der Anzahl der
Geschwindigkeitsfilter. Jeder dieser Ausgänge kann in der in Fig.3 dargestellten Weise mit einem einen
geregelten Schwellenwert erzeugenden Schwellenwertgenerator 2-1 ...2-j... 2-ρ und einer Vergleichsschaltung
1-1 ... i-j... i-p verbunden sein. Dies entspricht
der Verbindung jedes der Ausgänge Al ...Aj... Ap mit
einem entsprechenden Punkt BX ...Bj... Bp. Der Block 44 steht für die den Vergleichsschaltungen 1-1 bis X-p
nachgeschaltete Auswertungsanordnung (Extraktor oder Sichtgerät).
Vorzugsweise erfolgt diese Verbindung zwischen den Punkten A und Bjedoch über eine Schaltung, welche die
vom Rauschen stammende Gleichstromkomponente beseitigt und aus einer Summierschaltung 41 und ρ
Differenzverstärkerschaltungen 42-1 bis 42-p besteht Die Ausgänge A 1 bis Ap sind jeweils mit einem der ρ
Eingänge der Summierschaltung 41 verbunden. Das an jedem dieser Eingänge erscheinende Signal enthält
Rauschen, das durch den Ausdruck SB+sB ausgedrückt ist, wobei 55 die mittlere Gleichspannungskomponente
ist und 55 die quadratische Abweichung von dem Pegel
55 bei Schwankungen ist Das Vorhandensein eines dem Rauschen überlagerten Nutzsignals an einem bestimmten
Eingang ist durch einen Anstieg des Pegels E gekennzeichnet Es sei ein Nutzsignal in dem Entfernungskanal
Dk und in dem Doppler-Kanal Vj vorhanden (Fig.6). Wenn die Torschaltung 40-jt
überträgt, empfängt der Eingang Aj ein Signal E+SB+sB, während die anderen Eingänge ein
Rauschsignal 55+ sB empfangen. Das Ausgangssignal
S5 der Siimmiersehaliüiig 41 hat hinsichtlich des Nuizsignals
den Wert E/p und hinsichtlich des Rauschens den
Wert 55+ -=. Das Ausgangssignal der Summierschal-
tlifig wird gleichzeitig den ρ Differenzverstärkern
zugeführt, deren anderer Eingang jeweils an einen der Ausgänge Ai ... Aj ... Ap angeschlossen ist. Das
Aüsgangssignal des Diffeferizverstäfkefs 42-j, welcher
der betreffenden Doppier-Entfernungs-Wahl entspricht, ist für das Nutzsignal durch E ■ (p- \)lp und für
das Rauschen im wesentlichen durch sß(l + l/2p) dargestellt. Der geringe Verlust, der hinsichtlich des
Verhältnisses von Nutzsignal zum Rauschen verursacht wird und in der folgenden Größenordnung liegt:
^T 0 + Yf)
wird weitgehend durch die Vorteile kompensiert, die sich aus der Abtastung des Doppler-Spektrums und der
Beseitigung der Gleichspannungskomponente des Rauschens
ergeben. Die Schweüenwertgeneratoren arbeiten direkt mit dem Pegel der Rauschschwankungen. Der
10
Schutz gegen Störungen, wie Echos von punktförmigen Festzielen, Meerechos, synchrone Störsender oder
monochromatische Störsender, ist erhöht.
Eine Abänderung der Sufnfnierschaltung, die in F i g. 7
dargestellt ist, ermöglicht eine merkliche Verringerung des zuvor erwähnten Empfindlichkeitsverlustes, beispielsweise
von 1,2 auf 0,1 dB bei einer Ausführung mit acht Geschwindigkeitsfiltern. Bei dieser Abänderung
enthält jeder Eingang einen Spannungsteiler Al, /?2,
dessen Abgriff über eine Diode mit dem Ausgang der SummierschaJtung verbunden ist. Die Summierung
selbst ist durch einen Rechenverstärker mit dem Verstärkungsfaktor +1 gebildet. Das Nutzsignal wird
durch die entsprechende Diode begrenzt Und seine
Amplitude kEam Ausgang beträgt:
kE = Vd
Rl
(η- Π RI
wobei Vydie Klemmenspannung der Diode ist.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Puls-Doppler-Radargerät mit η Entfernungskanälen,
die der Reihe nach in jeder Sendeimpulsperiode durch eine Eingangstorschaltung geöffnet
werden und von denen jeder Entfernungskanal in ρ Dopplerkanäle unterteilt ist, und mit Kleinstwertbegrenzerschaltungen
für die zeitlich abgetasteten Videosignale, die jeweils mit einer automatischen Änderung der Begrenzungsschwelle zur Erzielung
eines bestimmten Falschsignalanteils arbeiten, welche durch einen Schwellenwertgenerator erzeugt
wird, der eine Vergleichsschaltung enthält, der eine Folgeregelschaltung nachgeschaltet ist, die einen
nachgeregelten Schwellenwert sowie einen einem Bruchteil des nachgeregelten Schwellenwerts entsprechenden
Hilfsschwellenwert liefert, wobei der Hilfsschwillenwert gleichzeitig mit dem Videosignal
an die Vergleichsschaltung angelegt v/ird und der nachgeregelte Schwellenwert gleichzeitig mit dem
Videosignal einer zweiten Vergleichsschaltung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Doppler-Entfernungs-Kanal (Dk, Vj) mit
einer Torschaltung (40) verbunden ist, die synchron mit der Eingangsschaltung (25) des betreffenden
Entfernungskanals (Dk) gesteuert wird, daß die Ausgänge der den gleichen Dopplerkanälen (Vj) der
verschiedenen Entfernungskanäle zugeordneten Torschaltungen (40) jeweils zu einem einzigen
Ausgang (Aj) vereinigt sind, so daß die ρ ■ η Ausgänge der ρ ■ η Torschi Zungen (40) ρ Videoausgänge
(A 1 bis ApjbilJen, von denen jeder getrennt
mit einer zugehörigen Kleii rfwertbegrenzerschaltung
verbunden ist, die einen Schwellenwertgenerator (2-1 bis 2-p) mit Vergleichsschaltung (3) und
Folgeregelschaltung (4) für den entsprechenden nachgeregelten Schwellenwert und eine zweite
Vergleichsschaltung (1-1 bis \-p) mit nachgeregeltem Schwellenwert enthält.
2. Puls-Doppler-Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beseitigung der
vom Rauschen stammenden Gleichstromkomponente der Eingang jeder der ρ Kleinstwertbegrenzerschaltungen
(1-1 bis 1-p; 2-1 bis 2-p,) mit dem Ausgang eines zugeordneten Differenzverstärkers
(42-1 bis 42-p) verbunden ist, wobei der erste Eingang jedes Differenzverstärkers mit einem der ρ
Videoausgänge (A 1 bis Ap) verbunden ist und die zweiten Eingänge aller Differenzverstärker mit dem
Ausgang einei Summierschaltung (41) verbunden sind, deren ρ Eingänge mit den ρ Videoausgängen
verbunden sind und die den Mittelwert der ρ zugeführten Videosignale abgibt.
3. Puls-Doppler-Radargerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Summierschaltung
(41) an jedem Eingang einen Spannungsteiler (R 1, /?2) aufweist, dessen Abgriff über eine Größtwert-Begrenzerdiode
mit dem Ausgang der Summierschaltung Verbunden ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7105197A FR2125166B1 (de) | 1971-02-16 | 1971-02-16 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2207263A1 DE2207263A1 (de) | 1972-08-31 |
DE2207263B2 DE2207263B2 (de) | 1974-09-05 |
DE2207263C3 true DE2207263C3 (de) | 1981-01-15 |
Family
ID=9071984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722207263 Expired DE2207263C3 (de) | 1971-02-16 | 1972-02-16 | Radargerät mit in Dopplerkanäle unterteilten Entfernungskanälen und mit automatisch geregelten Kleinstwertbegrenzerschaltungen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2207263C3 (de) |
FR (1) | FR2125166B1 (de) |
SE (1) | SE385052B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3112323A1 (de) * | 1981-03-28 | 1982-10-07 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zur adaptiven schwellwerteinstellung fuer radarsignale |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2232154A1 (en) * | 1973-05-28 | 1974-12-27 | Honore Etienne | Parasitic correction in frequency and phase circuits - is for use in VHF communication and radio-location fields |
DE3321263A1 (de) * | 1983-06-13 | 1984-12-13 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Puls-doppler-radargeraet mit veraenderbarer pulsfolgefrequenz |
-
1971
- 1971-02-16 FR FR7105197A patent/FR2125166B1/fr not_active Expired
-
1972
- 1972-02-15 SE SE179172A patent/SE385052B/xx unknown
- 1972-02-16 DE DE19722207263 patent/DE2207263C3/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3112323A1 (de) * | 1981-03-28 | 1982-10-07 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Verfahren zur adaptiven schwellwerteinstellung fuer radarsignale |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR2125166A1 (de) | 1972-09-29 |
SE385052B (sv) | 1976-05-31 |
DE2207263B2 (de) | 1974-09-05 |
FR2125166B1 (de) | 1981-11-06 |
DE2207263A1 (de) | 1972-08-31 |
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