DE2500877B2 - Anordnung zur unterdrueckung von stoerimpulsen in einem impulsdopplerradarempfaenger - Google Patents
Anordnung zur unterdrueckung von stoerimpulsen in einem impulsdopplerradarempfaengerInfo
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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
25 OO
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)
- 25 OOPatentansprüche: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. 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. 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. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Amplitudenformer (7) die Summe der Amplituden der Quadraturkomponenten (i. qj bildet.45
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DE2500877A1 DE2500877A1 (de) | 1975-07-24 |
DE2500877B2 true DE2500877B2 (de) | 1977-07-07 |
DE2500877C3 DE2500877C3 (de) | 1978-02-16 |
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ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0063803A2 (de) * | 1981-04-27 | 1982-11-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Puls-Doppler-Radarempfänger mit einer Schaltung zur Wiederherstellung des ungestörten Signalverlaufs |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0063803A2 (de) * | 1981-04-27 | 1982-11-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Puls-Doppler-Radarempfänger mit einer Schaltung zur Wiederherstellung des ungestörten Signalverlaufs |
EP0063803A3 (en) * | 1981-04-27 | 1983-01-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Pulse doppler radar receiver with a circuit for regenerating the undisturbed signal form |
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Publication number | Publication date |
---|---|
DK137408C (de) | 1978-08-07 |
DK7075A (de) | 1975-09-15 |
NL7500466A (nl) | 1975-07-17 |
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CH578182A5 (de) | 1976-07-30 |
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DE2500877A1 (de) | 1975-07-24 |
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