DE2500877B2 - Anordnung zur unterdrueckung von stoerimpulsen in einem impulsdopplerradarempfaenger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Unterdrückung von Störimpulsen im Empfänger eines Impulsdopplerradargerätcs mit Quadraturdetektor zur Aufteilung eines aus Impulsen bestehenden Empfangssignals in zwei um 90" phasenverschobene Quadraturkomponenten, vor der Signalverarbeitung in Signalverarbeilungsschaltungendes Empfängers.

Die störenden Impulse, die von dem Impulsdopplerradar aufgenommen werden, können beispielsweise von einer benachbarten Radarstation herrühren, die auf der gleichen Frequenz arbeitet, oder von einem Sender für aktive Störung.

Die Schwierigkeiten mit solchen störenden Impulsen werden gewöhnlich durch eine Amplitudenbegrenzung des empfangenen Signals mit nachfolgender Integration gelöst, worauf sich die Zielechos leichter von störenden Impulsen unterscheiden lassen. Diese bekannte Methode reicht dann aus, wenn der Radarempfänger nicht nach dem Impulsdopplerprinzip arbeitet.

Damit Bodenechos bei einem Impulsdopplerradarempfängergut unterdrückt werden, müssen die Flanken der Filter im Dopplerradarempfängcr steil sein, was, jedoch zu einem relativ langen Impulsfunktionsverhalten des Filters führt. Das bedeutet, daß durch den Einfluß des Dopplerfilters auch ein kurzer, störender Impuls zeitlich gedehnt wird. Der störende Impuls wird somit durch diese Amplitudenbegrenzung nicht genügendunterdrückt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit welcher diese Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Amplitudenformer, welcher aus den zwei Quadratui komponenten des Empfangssignals, gegebenenfalls nach Filterung, der Amplitude des Empfangssignals entsprechende Vergleichsimpulse bildet, durch einen Vergleichsimpulsverzögerer, welcher die Vergleichsimpulse um eine Zeit gleich einem Zeitabschnitt zwischen zwei Radarimpulsen verzögert, und einen Komparator, welcher die Amplitude eines verzögerten Vergleichsimpulses mit derjenigen eines Vergleichsim· pulses vergleicht, und durch Einrichtungen, welche bei der fortgesetzten Signalverarbeitung die entsprechenden Quadraturkomponenten durch die um den genannten Zeitabschnitt früher auftretenden Quadraturkomponenten ersetzen, wenn beim Vergleich der Amplituden die Bedingung erfüllt ist, daß der Quotient der Amplitude des unverzögerten Vergleichsimpulses und der Amplitude des verzögerten Vergleichsimpulses einen gewählten Wert überschreitet.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 4.

Gemäß der Erfindung wird der zeitliche, charakteristische Unterschied zwischen einem störenden Impuls und den Amplitudenschwankungen eines Zielechos ausgenutzt. Bei einem Erkennungsradar beispielsweise variiert die Amplitude des Zielechos hauptsächlich entsprechend dem Strahlungsdiagramm der Antenne, während die Amplitude des störenden Impulses innerhalb eines Impulsintervalls des Radars von Null bis auf ihren Maximalwert ansteigen kann.

Ein störender Impuls, der von der erlindungsgemäßen Anordnung erfaßt ist, wird durch ein vorhergehendes Signal ersetzt, wodurch verhindert wird, daß der störende Impuls — im Gegensatz zur bekannten Lösung — der weiteren Signalverarbeitung, unter anderem der Filterung in den Dopplerfillern, zugeführt wird. Andernfalls würde die Dopplerfilterung, wie oben erwähnt, dem Störimpuls einen solchen Charakter vermitteln, daß bei seiner Unterscheidung vom Zielecho Schwierigkeiten auftreten könnten.

Die ausführlichere Erläuterung der Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte Blockschaltbild einer Ausführungsform.

Die erfindungsgemäße Anordnung, im folgenden Störimpulsunterdrücker bezeichnet, gehört zur Signalverarbeitungseinheit eines lmpulsdopplerradarempfängers. Die Signalverarbeitung, die im Empfänger vor und nach dem Störimpulsunterdrücker erfolgt, wird hier nicht im einzelnen beschrieben, da sie auf verschiedene an sich bekannte Weise vorgenommen werden kann. Es soll nur kurz erwähnt werden, daß im Radarempfänger das Eingangssignal auf eine niedrigere Frequenz umgesetzt und verstärkt wird und daß durch Phasenerfassung in einem nicht gezeigten Quadratur- oder Querdetektor gegenüber zwei Bezugssignalen mit 90° Phasenverschiebung bipolare Videosignale gebildet werden. Hierdurch erhält man bekanntlich zwei

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gegeneinander um 90" phasenverschobenc, sogenannte Qinuiraturkomponenten /und ζ),die in zwei getrennten Kanülen weiterverarbeitet werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine digitale Technik vorgesehen, die Quadraturkomponenten / und Q worden durch einen Analog-Digital-Wandler auf an sich bekannter Weise in digitale Quadraturkomponenien / bzw. q umgewandelt. In der Praxis erfolgt die Kanaltrennung mit Vorteil so, daß die Signalverarbeitung der digitalisierten Quadraturkomponenten / und q zeitlich unterteilt abwechselnd in den gleichen Schaltungen erfolgt, so daß die Anzahl der benötigten Schaltungen klein bleibt. Zur einfacheren Beschreibung werden jedoch in dem gezeigten Beispiel die Quadraturkomponenten /und gin je einem Kanal gleichzeitig verarbeitet. '5

Der Slörimpulsunterdrücker ist im Ausführungsbeispiel an jeden Kanal hinter einem an sich bekannten digitalen Filter t bzw. 1' angeschlossen. Der Störimpulstinlerdrückcr enthäl! einen Schaller 4 bzw. 4', den sogenannten Hauptschalter, der in jedem Kanal nach μ dem Filter 1 bzw. Γ und einem nachfolgenden Quadratursignalverzögcrer 5 bzw. 5', beispielsweise in Form eines Schieberegisters, in Reihe liegt. Der Hauptschalter 4 bzw. 4' besitzt zwei Eingänge, wovon einer mit dem Filter 1 bzw. 1' und der andere mit einer Rückkopplungsschleifc verbunden ist, zur Rückkopplung der entsprechenden Komponente nach Verzögerung im Quadralursignalverzögerer 5 bzw. 5'. Die Rückkopplungsschleife ist außerdem mit einer Summiereinheit 6 bzw. 6' verbunden, in jedem Kanal angeordnet, mit dem auch der Ausgang des Filters 1 bzw. Γ verbunden ist. Die Summicreinheiten 6 und 6' sind ausgangsseitig mit je einem Eingang eines Amplitudenformers 7 verbunden, dessen Ausgang am Eingang eines Komparators 8 liegt, sowie mit dem Eingang eines Verg'.eichsschalters 9 für Vergleichsimpulse und einem Schwellendetcktor 10. Der Vergleichsschalter 9 liegt ausgangsseitig über einen Vcrgleiehsimpulsverzögerer II, beispielsweise ein Schieberegister, an einem zweiten Eingang des Vergleichsschalters 9 sowie am zweiten Eingang des Komparators 8. Die Ausgänge des Komparators 8 und des Schwellcndetektors 10 sind zu einem Und-Gatter 12 geführt, dessen Ausgang mit dem Steucreingang sowohl des Hauptschalters 4 bzw. 4' in jedem Kanal als auch des Vergleichsschalters '·) verbunden ist.

In jedem Kanal wird die digitalisierte Quadraturkomponente /bzw. q im digitalen Filter 1 bzw. Γ gefiltert, über den Hauptschalter 4 bzw. 4' übertragen, um ein lmpulsintervall, d. h. die Periodendauer des Radars, im Quadratursignalverzögerer 5 bzw. 5' verzögert und in der Summiereinheit 6 bzw. 6' mit dem Signal aufsummiert, das direkt vom Filter 1 bzw. Γ kommt. Dies bewirkt eine weitere Filterung vor dem Störimpulsunterdrücker und somit eine Unterdrückung des Bodenechos, so daß die Störinipulse auch beim Vorhandensein von Bodenechos von den Zielechos getrennt werden können.

Hinter dem Hauptschalter 4 bzw. 4' ist /iir weiteren Signalverarbeitung die Schaltung 2 bzw. 2' des fco Dopplerradars angeschlossen.

Die Quadraturkomponenten /und q weiden nach der Filterung in Form der Quadraturkomponenten i\ und q\ dem Anvpjitudenformer 7 zugeführl und nach der Formel ]/ '? + <7f zu einem Vergleichsimpuls addiert, das die Amplitude des Empfangssignals repräsentiert. Das Vergleichssignal geht dann über den Vergleichsschalter 9, wird im Vergleichsimpulsverzögerer 11 verzögert und im Komparator 8 mil dem nichtverzögerten Vergleichs-' signal verglichen. Die Verzögerung wird so gewählt, daß sie gleich der Periodendauer des Radars ist, d. h. dem durch die Impulsfolgefrequenz des Radars bestimmten lmpulsintervall, wobei der Vergleich mit dem Signal aus dem nächsten, folgenden Impuls durchgeführt wird. Man kann dem Vergleichsimpuls auch eine Verzögerung verleihen, die gleich der Periodendauer des Radars multipliziert mit einer gewählten, ganzen Zahl ist.

In der Vergleichseinheit 8 wird geprüft, ob ein weiteres Zuführen des nicht verzögerten Impulses in den Kanälen verhindert werden soll. Hierfür gilt folgende Bedingung: Die Amplitude jes Vergleichsimpulses soll sich vom einen zum anderen Impuls mindestens um einen bestimmten Faktor, beispielsweise auf das 4-fache erhöht haben. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, geht ein Signal von dem Komparator 8 zum Und-G;:tter 12.

Der Vergleichsimpuls geht außerdem zum Schwellendetektor 10, der prüft, ob die Amplitude des Impulses einen gewählten Ampliludenpegel überschreitet. Bei Erfüllung dieser zweiten Bedingung geht das Signal zum /weiten Eingang des Und-Gatters 12. Wenn so die beiden Bedingungen erfüllt sind, entsprechend einem möglicherweise vorhandenen Störimpuls, gibt das Und-Gatter ein Signal auf die Steuereingänge des Hauptwandlers 4 im zugehörigen Kanal und des Vergleichsschalters 9, wodurch diese so geschaltet werden, dalJ bei der weiteren Signalverarbeitung in den Schaltungen 2 bzw. 2' der störende Impuls durch den vorhergehenden Impuls ersetzt wird, der im Quadratursignalverzögcrer 5 bzw. 5' verzögert wird, und daß in dem Komparator 8 der erfaßte Störimpuls bei den folgenden Vergleichen die Amplitude des verzögerten Vergleichsimpulses nicht beeinflußt. Auftretende Störimpulse der eingangs erwähnten Art weiden so in den Kanälen nicht weitergcleitet, sondern durch ein vorhergehendes Zielecho ersetzt.

Der Schwellendetektor 10 sowie das Und-Giuter 12 können auch entfallen, ohne daß im Prinzip die Funktion der Erfindung beeinflußt wird. Der Störimpulsunterdrücker kann prinzipiell auch mit analogen anstelle der digitalen Schaltungen aufgebaut werden. Die oben erwähnte Addition der Quadraturkomponenten im Aniplitudenformer 7 ergibt ein theoretisch richtiges Resultat. Dieses Resultat kann in der Praxis auch beispielsweise durch die Annäherung der Summe der Amplituden der Quadrat.irkomponenten /Ί und q\ ersetzt werden, d.h. durch l/'il+ipil, was eine für viele Zwecke ausreichende Genauigkeit liefert und /u einer einfacheren Schaltung führt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

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   Patentansprüche:

   I. Anordnung zur Unterdrückung von Störimpulsen im Empfänger eines Impulsdopplcrradargeräies mit Quadraturdetektor zur Aufteilung eines aus Impulsen bestehenden Empfangssignals in zwei um 90° phasenverschobene Quadraturkomponenten, vor der Signalverarbeitung in Signalverarbeiuingsschaltungen des Empfängers, gekennzeichnet >° durch einen Amplitudenformer (7), welcher aus den zwei Quadraturkomponenten (i, q) des Empfangssignals, gegebenenfalls nach Filterung (1, Γ) der Amplitude des Empfangssignals entsprechende Vergleichsimpulse bildet, durch einen Vergleichsim- '5 pulsverzögerer (11), welcher Vergleichsimpulse um eine Zeit gleich einem Zeilabschnitt zwischen zwei Radarimpulsen verzögert, und einen Komparator (8), welclier die Amplitude eines verzögerten Vergleichsimpulses mit derjenigen eines Vergleichsimpulses vergleicht, und durch Einrichtungen (4, 4', 5, 5') welche bei der fortgesetzten Signalverarbeitung die entsprechenden Quadraturkomponenten durch die um den genannten Zeitabschnitt früher auftretenden Quadraturkomponenten ersetzen, *5 wenn beim Vergleich der Amplituden die Bedingung erfüllt ist, daß der Quotient der Amplitude des unverzögerten Vergleichsimpulses und der Amplitude des verzögerten Verg'eichsimpulses einen gewählten Wert überschreitet.
2. 2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (4,4', 5,5') nur dann zu dem Ersatz führen, wenn gleichzeitig die Bedingung erfüllt ist (in 12), daß die Amplitude des Vergleichsimpulses einen festen Wert (in 10) überschreitet.
3. 3. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Amplitudenformer (7) die Quadratwurzel aus der Summe der Quadrate der beiden Quadraturkomponenten (i, q)z\eh\.
4. 4. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Amplitudenformer (7) die Summe der Amplituden der Quadraturkomponenten (i. qj bildet.

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