DE2535462B2 - Puls-doppler-radarempfaenger mit verringerung der dynamik vor dem bewegtzeichen-laufzeitfilter - Google Patents

Description

Es zeigt

F i g. 1 den Verlauf von Echosignalen ohne Begrenzung,

F i g. 2 den Verlauf von Echosignalen mit Begrenzung,

Fig.3 den Verlauf von Echosignalen mit überlager- > ten Bewegtziel-Echosignalen,

Fig.4 den Verlauf von Echosignalen bei Einführung einer Gegenspannung während der Begrenzung,

Fig.5 den Verlauf von Echosignalen bei zusätzlich vorhandenen Bewegtziel-Echosignalen und Einführung einer Gegenspannung im Bereich der Begrenzung,

F i g. 6 den Verlauf von Echosignalen mit Beseitigung störender Signalanteile bei Beginn und am Ende der Begrenzung,

Fig.7 den Verlauf von Echosignalen, die von Bewegtziel-Echosignale überlagert sind und bei denen die störenden Signalanteile am Beginn und am Ende der Begrenzung beseitigt sind,

Fig.8 die Anwendung mehrfacher Gegenspannungen während der Begrenzung,

F i g. 9 ein Blockschaltbild eines Radargeräts nach der Erfindung mit einfacher Korrektur,

Fig. 10 ein Blockschaltbild eines Radargerätes mit doppelter Korrektur,

Fig. Π den schaltungsmäßigen Aufbau eines Radargerätesnach Fig. 10.

In Fig. 1 sind in Zeile a (ebenso wie bei den nachfolgenden F i g. 2 bis 8) jeweils die Abtastproben von Echosignalen dargestellt, wie sie bei der Überstreichung eines Zieles durch eine Antennenanordnung auftreten können. Diese Abtastproben mit der Spannung UA und der Abtastperiode Tkcnnen entwedet die einzelnen Impulse von Echosignalen sein oder aber durch eine sogenannte Abtast- und Halte-Schaltung aus einem kontinuierlichen Signalverlauf gewonnen werden. Derartige Signalformen treten z. B. bei dem Schaltungsbeispiel nach Fig.9 und 10 an der mit A bezeichneten Stelle der Schaltung auf. Die Spannung steigt bei einer Zielüberstreichung ausgehend von dem Wert UM allmählich an und fällt dann wieder auf UM zurück. Es ist auch möglich, daß bei einer Zielüberstreichung eine Absenkung auftritt — der Kurvenverlauf wäre dann um den Wert UM nach unten umgeklappt. Die Einfügung des Spannungswertes UM dient dazu, um in allen Fällen für die weitere Verarbeitung unipolare Signale zu haben.

In Zeile b ist gezeigt, daß der angegebene Signalverlauf mit der Spannung UB gerade noch unterhalb einer Begrenzerspannung UD liegt, so daß die Form des Signalverlaufs nicht verändert wird. Dieser Signalverlauf tritt in Fig.9 (ebenso wie bei den nachfolgenden F i g. 2 bis 7) an der mit B bezeichneten Stelle auf, also beispielsweise hinter einem Analog-Digital-Wandler, der als Begrenzer wirkt. Dies ist dadurch begründet, daß Analog-Digital-Wandler nur eine endliche Dynamik haben. Bei Verwendung analoger Schaltungen kann es ebenfalls zu einer Begrenzung kommen. Würde bei einer Zielüberstreichung eine Absenkung auftreten, so würde die untere Begrenzungsspannung bei UB = 0 liegen. Zur Vereinfachung ist <so nachfolgend immer ein Anstieg der Signalspannungen bei einer Zielüberstreichung angenommen.

In Zeile c ist der Siprnalverlauf dargestellt, wenn die Signalfolge eines Festzieles nach Zeile b einer differenzierenden Einrichtung, z. B. einem Bewegtzei- (>s chen-Laufzeitfilter zugeführt ist. Diese Signalfolge tritt bei der Schaltung nach Fig.9 (ebenso wie bei den nachfolgenden F i g. 2 bis 7) an der mit C bezeichneten Stelle auf, also nach dem Laufzeitfilter. Es ist noch darauf hinzuweisen, daß in Zeile c gegenüber den Zeilen a und b der Maßstab der Ordinate UC vergrößert ist, weil die sehr kleinen Differenzwerte zwischen den aufeinanderfolgenden Abtastproben sonst kaum darstellbar wären. Die Spannung UC nach Zeile c hat einen Nulldurchgang an der Stelle, an welcher die Signalverläufe nach Zeile a und b ein Maximum erreichen. Festzielechosignale werden auf diese Weise stark geschwächt.

Bei der Anordnung nach F i g. 2 ist vorausgesetzt, daß eine Begrenzung eintritt. Dies ist dann der Fall, wenn die Spannung UA nach Zeile a die Begrenzerspannung UD nach Zeile b überschreitet. Während der Begrenzung ist der Signalwert am Ausgang der differenzierenden Einrichtung, also z. B. des Bewegtzeichen-Laufzeitfilters, Null und es ergibt sich für die Spannung UCder in Zeile cdargestellte Verlauf.

Bei dem Signalverlauf nach F i g. 3 ist in Zeile a angenommen, daß dem Festzeichensignal auch ein Bewegtzeichensignal überlagert ist.

Es ergibt sich ein oszillierender Spannungsanteil, was unterschiedlich große Abtastwerte zur Folge hat. Infolge der Begrenzung entsprechend Zeile b tritt in Zeile c ein Signalverlauf auf, welcher dem von F i g. 2 entspricht, d. h., während der Überschreitung der Begrenzungsspannung UD nach Zeile b ist die resultierende Spannung Null. Damit sind alle Informationen über das Bewegtziel unterdrückt, so lange mit Begrenzung gearbeitet wird (von M bis ί 2). Das gleiche gilt im übrigen, wenn anstelle des Wertes Null während der Dauer der Begrenzung mit einem konstanten Ersatzspannungswert gearbeitet wird.

Bei dem Signalverlauf nach F i g. 4 tritt ebenfalls eine Überschreitung der Begrenzungsspannung UD nach Zeile b auf. Während der Dauer der Begrenzung, d. h., von der Zeit fl bis zur Zeit ti bleibt jedoch im Gegensatz zur Fig. 2 der Spannungswert nicht konstant auf dem Wert UD liegen. Es wird vielmehr gemäß der Erfindung so vorgegangen, daß von dem ursprünglichen Signalverlauf nach Zeile a ein fester Spannungswert abgezogen wird. Dies ist durch den Pfeil - UG angedeutet. Dadurch bleibt der Verlauf der Signalspannung räch Zeile a auch in Zeile b während der Zeit von rl bis r2 erhalten. Die Absenkung des Spannungswertes nach Zeile a im Bereich der Begrenzungsspannung nach Zeile b wird so vorgenommen, daß nach Möglichkeit keine neue Überschreitung der Begrenzungsspannung UD während der Zeit von 11 bis r 2 eintritt.

Würde wie bei der Beschreibung von F i g. 1 erwähnt bei einer Zielüberstreichung eine Absenkung der Spannung auftreten, so müßte der unterhalb von UB=Q liegende Spannungswert durch eine Gegenspannung von + UG angehoben werden.

Aus der Zeile c ist ersichtlich, daß nach der differenzierenden Einrichtung, also beispielsweise dem Bewegtzeichen-Laufzeitfilter, die Spannung UC einen gleichmäßigen Verlauf nimmt, der im wesentlichen dem Verlauf nach Fig.) entspricht, wo eine Begrenzung nicht stattgefunden hat. Allerdings treten zwei Störimpulse auf, die mit SlV I und SW2 bezeichnet sind. Diese haben ihre Ursache darm, daß der sehr große Spannungswert, welcher als letzter vor dem Zeitpunkt der Begrenzung bei 11 auftritt, und der nachfolgende sehr kleine Spannungswert nach der Begrenzung (ii τ Laufzeitfilter) voneinander abgezogen werden. Das gleiche Problem tritt am Ende auf, wo bei f 2 der sehr

kleine letzte Spannungswert aus der um — UG verringerten Spannung und der nachfolgende sehr große, nicht mehr begrenzte oder verringerte Spannungswert voneinander abgezogen werden. Diese beiden gegenpoligen Störimpulse SWl und SW2 ergeben bei den nachfolgenden Bewegtzeichen-Auswerteschaltungen Schwierigkeiten dadurch, daß sie Schwellen überschreiten und gegebenenfalls als Bewegtziele angezeigt werden. Sie können dazu führen, daß fälschlicherweise infolge der Begrenzung ein Bewegtziel angezeigt wird. Eine Abhilfe besteht darin, Schwellenschaltungen mit entsprechend großen Schwellenwerten vorzusehen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Empfindlichkeit der gesamten Schaltungsanordnung zurückgeht. Eine besonders vorteilhafte Lösung zur Unterdrückung derartiger Störimpuls ist in den F i g. 9 bis 11 dargestellt.

In F i g. 5 ist in Zeile b ebenfalls eine Überschreitung der Begrenzerspannung LJD vorausgesetzt. Diese erfolgt durch ein von einem Bewegtzielsignal überlagertes Festzielsignal. Zwar bleibt während der Begrenzung, d.h. während Her Zeit von ti bis /2 die durch die Gegenspannung - UG grundsätzlich gegebene Form des Signalverlaufs erhalten und das Bewegtzielsignal wird kaum geschwächt. Daneben treten jedoch auch die Störimpulse SWl und SW2 in der im Zusammenhang mit F i g. 4 erläuterten Weise auf. Aus der Zeile c in der F i g. 5 ist auch ersichtlich, daß die beiden störenden Impulse SWl und SW2 gegenpolig zu den in diesem Bereich auftretenden übrigen Spannungswerten sind.

Bei dem Signalverlauf nach Fig.6 ist davon ausgegangen, daß entsprchend F i g. 9 die beiden störenden Spannungswerte SWl und SW2 nach Fig.4 beseitigt sind und durch einen Ersatzwert ersetzt wurden, welcher dem jeweils vorhergehenden Wert entspricht. Um diesen kaum mehr erkennbaren Vorgang deutlicher darzustellen, wurde der Bereich zwischen zwei Abtastproben in Fig.6, an dem dieser einzelne Vorwertersatz jeweils durchgeführt wurde, dunkel ausgefüllt. Von der Tatsache, daß mit einer Begrenzung gearbeitet wurde, ist fast nichts mehr zu sehen und auch eine Verformung des Signalverlaufs ist praktisch nicht zu erkennen.

Ähnliches gilt bei dem Signalverlauf nach Fig.7, welcher für die Fig.9 die Verhältnisse für den Fall wiedergibt, daß die Störimpulse SWI und SW2 nach Fig.5 beseitigt und durch einen vorangegangenen ungestörten Wert ersetzt worden sind. Es treten dadurch im Bereich der Zeitpunkte rl und f2 jeweils drei etwas kleinere Spannungswerte auf. Insgesamt aber ist der Signalverlauf auch hier als ungestört anzusehen.

Bei dem Signalverlauf nach Fig.8 ist in Zeile a ein sehr starker Spannungsanstieg angenommen. Die von der Spannung UA maximal erreichten Werte sind so stark, daß die Begrenzungsspannung UD bereits sehr frühzeitig erreicht wird. Zur Zeit fl tritt die erste Überschreitung der Begrenzungsspannung UD auf. Die nachfolgenden Spannungswerte werden um einen ersten Gegenspannungswert — UG1 so stark verringert, daß der Signalverlauf zunächst unterhalb der Begrenzungsspannung UD verläuft Zur Zeit f2 wird jedoch trotz der Verringerung um die Spannung - UG1 die Begrenzungsspannung UD wieder erreicht Daraufhin tritt eine Verringerung um einen zweiten Gegenspannungsdwert — UG 2 auf, so daß im Zeitbereich von 12 bis 13 insgesamt die Signalwerte nach Zeile a um die Spannung {-UGi + UG2) verringert sind. Zur Zeit f 3 ist die Spannung so weit abgesunken, daß die Gegenspannung - UG 2 nicht mehr benötigt wird. Es ergibt sich somit in der Zeit von f 3 bis f 4 ein Abfall, der ähnlich dem Anstieg von /1 bis r 2 nur durch die Gegenspannung - UG 1 verursacht wird.

Werden die bei den großen Amplitudenänderungen (bei /1, f2, f3, f4) jeweils auftretenden Störimpulse unterdrückt und dafür der jeweils vorhergegangene noch nicht gestörte Spannungswert eingespeist, so ergibt sich ein Spannungsverlauf UCnach Zeile c. Dabei sind wieder die durch Ersatz des vorangegangenen Wertes gebildeten Spannungswerte bei ti, t2, f3, /4 dunkel eingezeichnet. Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung der zweifachen Korrektur ist in Fig. 10 im Blockschaltbild dargestellt.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig.9 ist die Antenne eines Radargerätes mit ΛΛ/rbezeichnet. Diese bevorzugt als Rundsuchantenne arbeitende Anordnung ist mit einem Sendeempfangvschalter SES verbunden, der einerseits die Sendesignale des Sendeteils HFS und andererseits die Empfangssignale des Empfangssteils zur bzw. von der Antenne ANT überträgt. Zur Steuerung der einzelnen Vorgänge ist in bekannter Weise ein Taktgeber TG vorgesehen. Der Emplangsteil besteht aus einer hier nur schematisch angedeuteten Mischstufe EM/; der zugehörige Überlagerungsoszillator ist mit EO bezeichnet. Die in bekannter Weise kohärent gemischten Empfangssignale werden somit vom Ausgang des Mischers EMI einer weiteren Auswertung unterworfen, welche im wesentlichen der Unterdrückung von Festzeichen dient. Diese Schaltungsanordnung enthält eine Stufe VS, eine vom Taktgeber TG gesteuerte Abtast- und Halteschaltung SH, eine Korrekturschaltung KSi, einen Analog-Digital-Wandler ADW und ein erstes Bewegtzeichenfilter, das aus einem Laufzeitglied LZG 1 und einer Additionsschaltung ADS besteht. Nachgeschaltet ist in einem Parallelzweig ein zweites Laufzeitglied LZG 2 vorgesehen. Die Ausgänge des direkten Übcrtragungsweges sind zu einer Klemme la, der Ausgang des durch LZG 2 verzögerten Übertragungsweges zu eine Ausgangsklemme 16 geführt. Mittels eines Umschalters SU wird wahlweise der verzögerte (ib) oder der unverzögerte (Ia^Übertragungsweg mit der weiteren Auswerteschaltung verbunden, die hier mit RMTbezeichnet ist. Diese weitere Auswerteschaltung enthält normalerweise eine Schwelle, vielfach zusätzliche Bewegtzeichenfilter sowie gegebenenfalls einen Integrationstiefpaß. Am Ausgang dieser Auswerteschaltung sind Auswerte- oder Anzeigeeinrichtungen z. B. in Form eines Bildschirmes BS angeschaltet

Die Stufe VS führt den konstanten Spannungswert + UM zu, der gleich der halben Begrenzungsspannung UD ist Dies ist notwendig, weil der Analog-Ditital-Wandler ADW nur positive Vorzeichen verarbeiten kann.

Die Korrekturschaltung KSi nach Fig.9 erhält als Schwellenwert die Bezugsspannung UD (und für die untere Begrenzungsspannung den Wert 0). Diese geben an, wann durch ein eintreffendes Empfangssignal eine Überschreitung des Schwellenwertes zu befürchten ist Es sei darauf hingewiesen, daß die Signalverarbeitung mit der Korrekturschaltung sowohl in digitaler Form als auch in analoger Form durchgeführt werden kann.

Darüber hinaus ist in dieser Korrekturschaltung XS1 der Gegenspannungswert -UG (bzw. +UG für die untere Begrenzerspannung Null) vorhanden. Diese Gegenspannungswerte werden herangezogen, sobald die Begrenzungsspannung UD (bzw. Null) überschritten

ist. Am Ausgang der Korrekturschaltung KSi treten somit die Signale auf, welche in den F i g. 4 bis 7 jeweils in Zeile b dargestellt sind. Beim Unterschreiten der zur Begrenzung führenden Spannung UDwWd die Gegenspannung — UG nicht mehr dem Signalverlauf hinzugcfügt, und es wird wieder der ursprüngliche Signalverlauf übertragen. (Gleiches gilt bei Überschreiten der Spannung UB=O für die Gegenspannung +UG.) Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Analog-Digital-Wandler ADW nicht übersteuert wird, und zwar |₀ unabhängig davon wie groß die Eingangssignale sind, welche vom Empfangsteil des Radargeräts aufgenommen werden. In gleicher Weise wäre auch bei analoger Signalverarbeitung eine Übersteuerung irgendwelcher Schaltungsteile vermieden.

Beim Überschreiten des Spannungswertes UD (und bei Unterschreiten der Spannung UB=O) wird gleichzeitig ein Signal von der Korrekturschaltung KSi zu dem Umschalter SU gegeben. Dies bedeutet, daß der nachfolgende Abtastwert, welcher am Ausgang der Additionsschaltung ADS des Laufzeit-Bewegtzcichenfilters ADSILZG 1 auftritt, nicht mehr übertragen wird. Dieser jeweils nächste Impuls wäre aber der Störimpuls SW1 nach den F i g. 4 und 5 zur Zeit 11. Anstelle dieses Wertes wird dagegen der um eine Periode 7"verzögerte vorangegangene Abtastwert über die Klemme 1 b zu der weiteren Auswertung RMT übertragen. Der vorangegangene Wert am Ausgang des Laufzeitfilters ist aber in den Fig.4 und 5 jeweils in Zeile c dargestellt und entspricht dem Spannungswert, welcher vor der durch 5Wl verursachten Lücke liegt. Nach einer Periode T, d. h., beim Eintreffen der nächsten Abtastprobe ist der Umschalter SU wieder auf die Klemme la zurückgestellt. Dadurch wird der weitere Signalverlauf wieder vom Ausgang des Laufzeitfilters LZG MA DS direkt übertragen. Dies erfolgt so lange, bis zum Zeitpunkt i2 die Begrenzerspannung UD wieder unterschritten wird Auch in diesem Zeitpunt erscheint ein Steuerbefehl von der Korrekturschaltung KSi zu dem Umschalter SU, der dadurch wieder auf die Klemme 16 gelegt wird. Somit wird der vorangegangene Spannungswert, also die letzte Abtastprobe vor der Lücke jeweils in Fig.4 vor dem Auftreten des Störspannungswertes SW2 übertragen. Dadurch entstehen die Signalverläufe, wie sie in Zeile cder F i g. 6 und 7 dargestellt sind.

Die Verzögerungszeiten 7"der Laufzeitglieder LZG 1 und LZG 2 sind gleich gewählt und entsprechen einer Periodendauer Tder Abtastproben nach den F i g. 1 bis 8.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 10 ist ein Teilausschnitt des Gesamt-Radargerätes nach Fig.9 dargestellt Beginnend mit den Klemmen PD und SP ist der für die Korrektur notwndige Schaltungsteil im einzelnen gezeichnet Die weitere Auswertung der Empfangssignale am Ausgang des Umschalters SU ab der Klemme RM erfolgt ebenfalls in der in Fig.9 beschriebenen Weise.

Die Korrekturschaltung KS 1 arbeitet in der in F i g. 9 beschriebenen Weise, d.h., sie stellt fest, wann das Eingangssignal entsprechend jeweils den Zeilen a der F i g. 1 bis 8 die eingestellte Begrenzungsspannung UD1 (bzw. UB=O) überschreitet In diesem Augenblick wird dem weiteren Signalverlauf die Gegenspannung - UG1 (bzw. + UG1) zugeführt Dadurch ergibt sich ein Spannungslauf, wie er in F i g. 8 in Zeile b für die Zeit von ti bis (2 dargestellt ist Zum Zeitpunkt des Überschreitens der Begrenzungsspannung UD 1 (bzw. UB=O). d. h. zum Zeitpunkt 11, wird ein Steuersignal an den Umschalter SU gegeben, der dadurch von der Klemme ia auf die Klemme Io umgelegt wird. Somit wird der Vorwertersatz für jeweils eine Periode durchgeführt und der vorangegangene, in LZG 2 gespeicherte Spannungswert übertragen. Nachher springt der Schalter SU sofort wieder auf die Klemme la zurück. Dieser Schalter SU bleibt in dieser Stellung bis zum Zeitpunkt t2. Hier tritt eine erneute Überschreitung der Begrenzungsspannung UD1 auf. Die erneute Überschreitung der Begrenzungsspannung bleibt für die Korrekturschaltung KSi ohne Wirkung. Dagegen wird die nachgeschaltete Korrekturschaltung KS2 aktiviert. Diese enthält die zweite Begrenzungsspannung UD2 (bzw. UB=O), welche anzeigt, wann eine erneute Überschreitung der Begrenzungsspannung UD nach Zeile b in Fig.8 auftritt. Dies ist zum Zeitpunkt i2 der Fall. In diesem Augenblick wird die zweite Gegenspannung — UG 2 (bzw. + £ 'G 2) bei der Korrekturschaltung KS 2 angelegt. Es ergibt sich somit der in Zeile b der Fig. 8 von 1 2 bis f3 dargestellte Signalverlauf. Gleichzeitig wird im Zeitpunkt f2 ein Steuersignal am Ausgang der Korrekturschaltung /(52 abgegeben, welches über das ODER-Gatter OG dem Umschalter SU zugeführt wird. Dieser wird wiederum kurzzeitig auf die Klemme ib umgeschaltet und überträgt dadurch zum Zeitpunkt 12 den jeweils vorangegangenen, in LZG 2 gespeicherten Spannungswert.

Zum Zeitpunkt /3 wird die Begrenzungsspannung UD 2 der Korrekturschaltung KS 2 unterschritten. Dies löst ein weiteres Steuersignal über das ODER-Gatter OG zu dem Umschalter SU aus, der wiederum kurzzeitig auf die Klemme ib gelegt wird und einen Vorwert der Spannung überträgt. Im weiteren Verlauf ist die Korrekturschaltung KS2 nicht mehr aktiviert. Zum Zeitpunkt f4 unterschreitet die angelegte Signalspannung am Eingang der Korrekturschaltung KS1 die Begrenzungsspannung UD1. Dies beendet die Zuschaltung der Gegenspannung — UG 1 und löst gleichzeitig den vierten Steuerbefehl zu dem Umschalter Sü'aus der wiederum kurzzeitig auf die Klemme ib gelegt wird und dadurch den Vorwertersatz durchführt.

Für eine sehr große Dynamik können auch weitere Korrekturschaltungen nach der Korrekturschaltung KS 2 vorgesehen sein, für die entsprechend viele Begrenzungsspannungen und Gegenspannungen verwendet werden können. Der übrige Schaltungsaufbau der Gesamtanordnung kann jedoch unverändert beibehalten werden.

Bei der Schaltung nach F i g. 11 sind die Schaltelemente der strichpunktiert geschalteten Korrekturschaltung KSi und KS2 nach Fig. 10 dargesatellt Die Begrenzungsspannungen UDX bzw. Null werden Komparatoren CPW (am —Eingang) bzw. CP12 (am + -Eingang) zugeführt, deren ^weiter Eingang jeweils das Empfangssignal erhält Überschreitet das Empfangssignal eine der Begrenzungsspannungen so wird ein Steuerbefehl zu dem Schalter 5SlI (von CPIl) oder SS12 (von CP12) gegeben. Entsprechend wird der Gegenspannungswert +UGi (über SSIl) oder der Gegenspannungswert — UG1 (von SS12) über einen der Widerstände Ri oder R 2 zum —Eingang eines Operationsverstärkers OVl gegeben. Der zugehörige +-Eingang erhält über eine L-Kombination von zwei Widerständen R 3 und R 4 das Eingangssignal. Die beiden an die Schalter SS11 und SS12 angeschlossener Widerstände Rl und R 2 sind über einen weiterer Widerstand R 5 mit dem Ausgang des Operationsver

stärkers OVX verbunden. An dessen Ausgang liegt somit das um - LJG1 verminderte (oder um + LJG vergrößerte) Eingangssignal so lange an, als die Begrenzung wirksam ist.

Die Steuerbefehle für die Schalter 5511 und 5512 gelangen über das ODER-Gatter OG 1 einmal unverzögert und einmal durch das I.aufzeitglied LZEX um T verzögert zu einem Exklusiv-ODER-Gatter EOG1.

10

Dieses ist mit dem einen Eingang des ODER-Gatters OG nach Fig. 10 verbunden, welches den Umschalter SLJ steuert.

Der Aufbau der Korrekturschaltung KS2 ist gleich dem der Korrekturschaltung KSX und wird deshalb nicht näher erläutert. Im vorliegenden Beispiel ist angenommen, daß die beiden Begrenzungsspannungen UD X und LJD 2 gleich groß sind.

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Puls-Doppler-Radarempfänger mit einem differenzierend wirkenden Bewegtzeichen-Laufzeitfilter, vorzugsweise mit einem diesem vorgeschalteten Analog-Digital-Wandler, wobei zur Vermeidung von Störungen infolge von Übersteuerung vor dem Bewegtzeichen-Laufzeitfilter bzw. vor dem Analog-Digital-Wandler, eine Verringerung des Dynamikbereichs der Empfangssignale vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die ursprünglichen Spannungswerte (UA), sobald sie einen vorgegebenen Grenzwert fi/D)überschreiten, durch eine Gegenspannung (UG) so weit verändert werden, daß die verbliebenen Restspannungswerte zu keiner Übersteuerung führen, und die Umhüllende des ursprünglichen Signalverlaufs dabei erhalten bleibt

2. Puls-Doppler-Radarempfänger nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß die infolge des Überganges zum und vom Ersatzspannungswert auftretenden Störimpulse (SWi, SW2) unterdrückt sind.

3. Puls-Doppler-Radarempfänger nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichnet, daß im Zeitpunkt (t 1 bzw. f 2) des Übergangs vom und zum Ersatzspannungwert am Ausgang des Bewegtzeichen-Laufzeitfilters (LZGi, ADS) ein Korrekturspannungwert anstelle des Störimpulses (SWi, SW2) eingefügt ist, der einem vorhergehenden, noch nicht durch die Begrenzung beeinflußten Spannungswert an dieser Stelle entspricht.

4. Puls-Doppler-Radarempfänger nach Anspruch

3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungseinrichtung (LZG 2) mit einer Verzögerungszeit gleich der Periodendauer des Radargerätes am Ausgang des Bewegtzeichen-Laufzeitfiliers (LZG 1, A DS) vorgesehen ist, daß ein Umschalter (SU) vorgesehen ist, der beim Übergang zum und vom Ersatzspannungswert den verzögerten Spannungswert einmal als Ausgangssignal weiterleitet und in der übrigen Zeit nur unverzögerte Spannungswerte.

5. Puls-Doppler-Radarempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenspannung (UG) einen festen Wert aufweist.

6. Puls-Doppler-Radarempfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein erster fester Wert der Gegenspannung (UG 1) eingestellt ist, daß bei erneutem Überschreiten der Begrenzungsspannung durch den bereits um die erste Gegenspannung verringerte Signalspannung ein oder mehrere weitere Gegenspannungswerte (UG2) angewandt sind, die die resultierende Spannung unterhalb vier Begrenzungsspannung halten.

7. Puls-Doppler-Radarempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Korrekturschaltung (KSi) vorgesehen ist, in der die Begrenzungsspannung(en) und die Gegenspannung(en) vorliegen, und daß diese Korrekturschaltung auch die notwendigen Umschaltvorgänge steuert.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Puls-Doppler-Radarempfänger mit einem differenzierend wirkenden Bewegtzeichen-Laufzeitfilter, vorzugsweise mit einem diesem vorgeschalteten Analog-Digital-Wandler, wobei zur Vermeidung von Störungen infolge von Übersteuerung vor dem Bewegtzeichen-Laufzeitfilter bzw. vor dem Analog-Digital-Wandler, eine Verringerung des Dynamikbereichs der Empfangssignale vorgenommen wird.

ίο Aus der US-PS 37 97 016 ist ein Puls-Doppler-Radarempfänger bekannt, bei dem nur eine begrenzte Anzahl von Bits verarbeitet werden können. Um eine Übersteuerung zu vermeiden, wird innerhalb eines von der Amplitude +N/2 bis zur Amplitude -N/2

reichenden Pegelbereiches linear gearbeitet Für größere Pegelwerte ist vor dem Bewegtzeichenfilter eine Modulo-ZV-Reduktionsschaltung vorgesehen. Diese liefert z. B. bei Eingangssignalen der Größe ³U N den korrigierten Wert -¹AA/, bei Eingangssignalen der Größe N den korrigierten Wert 0 usw. Dadurch lassen sich zwar nach dem Bewegtzielfilter rauschähnliche Ausgangssignale für Pegelwerte oberhalb N/2 bzw. unter -N/2 erreichen. Dagegen werden überlagerte schwache Bewegtzielechosignale ebenfalls mehr oder weniger geschwächt.

Aus der DT-OS 21 47 091 ist ein Puls-Doppler-Radarempfänger bekannt, bei dem ein Begrenzer vorgesehen ist bzw. eine Begrenzung eintritt. Bei Verwendung eines Bewegtzeichen-Laufzeitfilters besteht die Gefahr, daß infolge der Begrenzung fälschlich Signale auftreten können, die ein Bewegtzeichen vortäuschen. Um diese Störungen zu vermeiden, wird während der Dauer der Begrenzung ein Ersatzsignalwert eingespeist, welcher etwa die Höhe des Ausgangssignals des Bewegtzeichen-Laufzeitfilters aus einer vorhergehenden Empfangsperiode aufweist. Während der Begrenzung liegt somit ein konstanter, etwa durch die Höhe der Begrenzungsspannung gegebener Spannungswert zur Auswertung vor. Dadurch lassen sich die störenden Einflüsse, welche durch eine harte Begrenzung auftreten können, vermeiden.

Durch die Verwendung von konstanten Ersatzspannungswerten während der Dauer der Begrenzung verschwinden in dieser Zeit jedoch auch die Nutzspannungs-Signalanteile (z. B. von Bewegtzielechosignalen). Dies kann dazu führen, daß insbesondere sehr schwache Ziele nicht mehr angezeigt werden, also der Empfänger weniger empfindlich wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Schwierigkeiten zu begegnen und die Empfindlichkeit von Radarempfängern auch im Falle der Begrenzung möglichst hoch zu halten. Gemäß der Erfindung, welche sich auf einen Puls-Doppler-Radarempfänger der eingangs genannten Art bezieht, wird dies dadurch erreicht, daß die ursprünglichen Spannungswerte, sobald sie einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten, durch eine Gegenspannung so weit verändert werden, daß die verbliebenen Restspannungswerte zu keiner Übersteuerung führen, und die Umhüllende des ursprünglichen Signalverlaufs dabei

60 erhalten bleibt.

Da infolge der Gegenspannung der ursprüngliche Signalverlauf seiner Form nach in etwa erhalten bleibt und somit auch die sehr schwachen Signalanteile von Bewegtzielen unverändert erhalten werden, bleibt die Empfindlichkeit des Radargerätes hinsichtlich der Erfassung von Bewegtzielen praktisch voll erhalten.

Die Erfindung sowie deren Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.