DE2500877B2 - ARRANGEMENT FOR THE SUPPRESSION OF INTERFERENCE PULSES IN A PULSE DOUBLE RADAR RECEIVER - 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.The invention relates to an arrangement for suppressing interference pulses in the receiver of a Pulse Doppler radar device with quadrature detector for splitting a received signal consisting of pulses into two quadrature components out of phase by 90 ", before signal processing in signal processing circuits of the receiver.

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.The interfering pulses that are picked up by the pulse Doppler radar can, for example, from from a neighboring radar station operating on the same frequency or from a transmitter for active disorder.

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.The difficulties with such interfering pulses are usually caused by an amplitude limitation of the received signal resolved with subsequent integration, whereupon the target echoes are more easily separated from interfering Let impulses be distinguished. This known method is sufficient if the radar receiver does not works according to the pulse Doppler principle.

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. So that ground echoes in a pulse Doppler radar receiver are suppressed, the edges of the filters in the Doppler radar receiver must be steep, which however, leads to a relatively long pulse function behavior of the filter. That means that through the Influence of the Doppler filter, a short, disruptive pulse is also stretched over time. The disturbing impulse will thus not sufficiently suppressed by this amplitude limitation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit welcher diese Nachteile vermieden werden.The invention is based on the object of creating an arrangement of the type described above, with which these disadvantages are avoided.

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.According to the invention, this object is achieved by an amplitude shaper which is composed of the two Quadratui components of the received signal, if applicable after filtering, the amplitude of the received signal forms corresponding comparison pulses through a comparison pulse delay, which the comparison pulses by a time equal to a time segment delayed between two radar pulses, and a comparator, which determines the amplitude of a delayed Compares comparison pulse with that of a comparison pulse, and by devices which at the continued signal processing the corresponding quadrature components by the to the mentioned Replace quadrature components that occur earlier when comparing the amplitudes the condition is met that the quotient of the amplitude of the undelayed comparison pulse and the amplitude of the delayed comparison pulse exceeds a selected value.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 4.Expedient developments of the invention emerge from claims 2 to 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.According to the invention, the time characteristic difference between an interfering pulse and the amplitude fluctuations of a target echo are exploited. In the case of a detection radar, for example the amplitude of the target echo varies mainly according to the radiation pattern of the antenna, while the amplitude of the interfering pulse is within a pulse interval of the radar from zero to can increase to their maximum value.

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.A disturbing impulse, which is detected by the arrangement according to the invention, is replaced by a preceding one Replaced signal, which prevents the interfering pulse - in contrast to the known solution - Is fed to further signal processing, including filtering in the Doppler fillers. Otherwise, as mentioned above, the Doppler filtering would give the interference pulse such a character convey that difficulties may arise in distinguishing it from the target echo.

Die ausführlichere Erläuterung der Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte Blockschaltbild einer Ausführungsform.The invention is explained in more detail with reference to that shown in the drawing Block diagram of an embodiment.

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 zweiThe arrangement according to the invention, hereinafter referred to as interference pulse suppressor, belongs to the signal processing unit a pulse Doppler radar receiver. The signal processing that takes place in the receiver before and after the glitch canceller is not described here in detail, as it is based on different can be made known per se. It should only be mentioned briefly that in the radar receiver the input signal is converted to a lower frequency and amplified and that by phase detection in a quadrature or transverse detector (not shown) with respect to two reference signals at 90 ° Phase shift bipolar video signals are formed. This gives you two, as is well known

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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. '590 "out of phase with each other, so-called Qinuiraturteile / and ζ), which are further processed in two separate cannulas. In the embodiment shown, a digital technology is provided, the quadrature components / and Q are converted into digital by an analog-digital converter in a manner known per se Quadraturkomponenien or q converted /. in practice, the channel separation is done so with advantage that the signal processing of the digitized quadrature components / and with q in time takes place alternately in the same circuits, so that the number of required circuits is small. For ease of description, however, In the example shown, the quadrature components / and gin are processed in one channel each at the same time. '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.The disruptive impulse suppressor is in the exemplary embodiment connected to each channel behind a known digital filter t or 1 '. The glitch pusher contain! a Schaller 4 or 4 ', the so-called main switch, which in each channel according to μ the filter 1 or Γ and a subsequent quadrature signal delay 5 or 5 ', for example in Form of a shift register, lies in series. The main switch 4 or 4 'has two inputs, one of which one is connected to the filter 1 or 1 'and the other is connected to a feedback loop for feedback the corresponding component after a delay in the quadrature signal delay 5 or 5 '. the The feedback loop is also connected to a summing unit 6 or 6 'in each channel arranged, with which the output of the filter 1 or Γ is connected. The summic units 6 and 6 ' are on the output side each connected to an input of an amplitude shaper 7, the output of which is on The input of a comparator 8 is located, as well as the input of a comparison switch 9 for comparison pulses and a threshold detector 10. The comparison switch 9 is on the output side via a comparison pulse delay II, for example a shift register, at a second input of the comparison switch 9 and at the second input of the comparator 8. The outputs of the comparator 8 and the threshold detector 10 are led to an AND gate 12, the output of which connects to the control input of both the main switch 4 or 4 'in each channel as well as the comparison switch' ·) is connected.

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.In each channel, the digitized quadrature component / or. q filtered in the digital filter 1 or Γ, transmitted via the main switch 4 or 4 ', delayed by a pulse interval, ie the period of the radar, in the quadrature signal delay 5 or 5' and in the summing unit 6 or 6 'with the signal summed up, which comes directly from filter 1 or Γ. This causes a further filtering in front of the interference pulse suppressor and thus a suppression of the ground echo, so that the interference pulses can be separated from the target echoes even if ground echoes are present.

Hinter dem Hauptschalter 4 bzw. 4' ist /iir weiteren Signalverarbeitung die Schaltung 2 bzw. 2' des fco Dopplerradars angeschlossen.Behind the main switch 4 or 4 'there is / iir further Signal processing connected to circuit 2 or 2 'of the fco Doppler radar.

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.After filtering, the quadrature components / and q are fed to the response former 7 in the form of the quadrature components i \ and q \ and according to the formula] / '? + <7f added to a comparison pulse that represents the amplitude of the received signal. The comparison signal then goes through the comparison switch 9, is delayed in the comparison pulse delay 11 and compared in the comparator 8 with the non-delayed comparison signal. The delay is chosen so that it is equal to the period duration of the radar, ie the pulse interval determined by the pulse repetition frequency of the radar, the comparison being made with the signal from the next, following pulse. The comparison pulse can also be given a delay that is equal to the period of the radar multiplied by a selected whole number.

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.In the comparison unit 8 it is checked whether a further supply of the non-delayed pulse in the canals should be prevented. The following condition applies for this: The amplitude of each comparison pulse should vary from one pulse to the other by at least a certain factor, for example have increased to 4 times. If this condition is met, a signal from the comparator 8 goes to And-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.The comparison pulse also goes to the threshold detector 10, which checks whether the amplitude of the pulse exceeds a selected amplitude level. If this second condition is met, the signal goes to / wide input of the AND gate 12. If both conditions are met, then one possible interference pulse, the AND gate sends a signal to the control inputs of the Main converter 4 in the associated channel and the comparison switch 9, whereby these switched in this way be, that in the further signal processing in the circuits 2 or 2 'the interfering pulse through the previous pulse is replaced, which is delayed in the quadrature signal delay 5 or 5 ', and that in the comparator 8 the detected interference pulse in the following comparisons the amplitude of the delayed Comparison pulse not influenced. Occurring glitches of the type mentioned graze so in the Channels are not passed on, but replaced by a previous target echo.

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.The threshold detector 10 and the AND-Giuter 12 can also be omitted, without in principle the function of the invention is affected. The glitch suppressor can in principle also be built with analog instead of digital circuits. The above-mentioned addition of the quadrature components in the amplitude shaper 7 gives a theoretically correct result. In practice, this result can also be replaced, for example, by approximating the sum of the amplitudes of the quadratic components / Ί and q \ , ie by l / 'il + ipil, which provides sufficient accuracy for many purposes and / u a simpler circuit leads.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

25 OO25 OO Patentansprüche:Patent claims: 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.I. Arrangement for suppressing interference pulses in the receiver of a Pulsdopplcrradargeräies with quadrature detector for splitting a received signal consisting of pulses into two quadrature components phase-shifted by 90 °, before signal processing in Signalverarbeiuingsschaltungen of the receiver, characterized> ° by an amplitude shaper (7), which from the two Quadrature components (i, q) of the received signal, if necessary after filtering (1, Γ), the amplitude of the received signal forms corresponding comparison pulses by a comparison pulse (11), which delays comparison pulses by a time equal to a line segment between two radar pulses, and a comparator (8) which compares the amplitude of a delayed comparison pulse with that of a comparison pulse, and by means (4, 4 ', 5, 5') which during the continued signal processing the corresponding quadrature components by the time interval mentioned tt replace earlier quadrature components, * 5 if, when comparing the amplitudes, the condition is met that the quotient of the amplitude of the undelayed comparison pulse and the amplitude of the delayed comparison pulse exceeds a selected value. 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.2. Arrangement according to claim I, characterized in that the devices (4,4 ', 5,5') only then lead to the replacement if at the same time the condition is fulfilled (in 12) that the amplitude of the Comparison pulse exceeds a fixed value (in 10). 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\. 3. Arrangement according to claim I or 2, characterized in that the amplitude shaper (7) is the square root of the sum of the squares of the two quadrature components (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.4. Arrangement according to claim I or 2, characterized in that the amplitude shaper (7) forms the sum of the amplitudes of the quadrature components (i. Qj. 4545