DE1247423B - Verfahren zur Unterscheidung von Punktzielechos von >>Clutter<< und Radarempfaenger zur Durchfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOls

Deutsche Kl.: 21 a4 - 48/63

Nummer: 1247 423

Aktenzeichen: R 38758 IX d/21 a4

Anmeldetag: 10. September 1964

Auslegetag: 17. August 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterscheidung der von freien Punktzielen reflektierten Echosignale von den von verteilten Objekten reflektierten Echosignalen (»clutter«) bei Impuls-Radarempfängern, bei dem nach der üblichen Bildung einer Zwischenfrequenz die Echosignale auf ein erheblich über dem ^ mittleren Rauschpegel liegendes bestimmtes Niveau begrenzt und einem Phasenvergleich mit einem Bezugssignal unterworfen werden, wonach aus dem Phasenvergleich Signale mit von der Phasenbeziehung abhängiger Amplitude erzeugt und jeweils um die Zeitdauer des Impulsabstandes voneinander entfernte Signale voneinander abgezogen werden, so daß sich ein Teil der Signale gegenseitig auslöscht, während der andere Teil nach Verstärkung und Gleichrichtung zur Anzeige gebracht wird.

Bei dem übhchenKohärenz-»MTI<<-Verfahren dienen als Bezugssignale die von einem Kohärenzoszillator erzeugten Signale, die durch Synchronisation dieses Oszillators durch die Sendeimpulse in einer starren Phasenbeziehung zu den Schwingungen der Sendeimpulse und damit auch der Empfangsimpulse stehen. Es ist bekannt, daß diese bekannte Anordnung lediglich eine Festzielunterdrückung oder aber die Unterdrückung von Zielen mit einer bestimmten konstanten Geschwindigkeit ermöglicht. Die Unterdrückung von Zielen ^konstanter Geschwindigkeit ist erwünscht, wenn sieh das Radargerät selbst mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, so daß feststehende Ziele eine konstante Relativgeschwindigkeit zum Radargerät aufweisen.

Bei dem Kohärehz-»MTI«-Verfariren ist es weiter hin bekannt, die Amplitudenbegrenzung zu varüeren, um das entsprechende System auf optimale Verhältnisse einstellen zu können. Weiterhin ist es beim »MTI«-Verfahren bekannt, die sich aus dem Phasenvergleich ergebenden Videoimpulse nicht zur Amplitudenmodulation, sondern zur Frequenzmodulation eines Trägers zu benutzen, der dazu erforderlich ist, diese Signale durch eine Ultraschallverzögerungsleitung hindurchzuleiten, bevor sie zur Eliminierung von Festzielen miteinander verglichen werden. Statt eines Komparators, wie er bei amplitudenmoduHerten Trägern Anwendung findet, findet dann wiederum ein Phasendetektor Anwendung. Auch bei dieser Abwandlung des bekannten Verfahrens ist es nur möglich, reine Festziele zu unterdrücken.

Es ist weiterhin bei Radargeräten bekannt, die Uberdeckung erwünschter Ziele durch Störsignale, deren Echosignale breiter sind als die Echosignale der erwünschten Ziele, stark zu reduzieren. Dabei ist jedoch eine Unterscheidung zwischen festen und be-Verfahren zur Unterscheidung von Punktzielechos von »Clutter« und Radarempfänger zur
Dvirchführung dieses Verfahrens

Anmelder:

Raytheon Company, Lexington, Mass. (V. St. A.) Vertreter:

DipL-Phys. R. Köhler

und DipL-Phys. H. Schwindling, Patentanwälte,
Stuttgart, Hohentwielstr. 28

Als Erfinder benannt:

William Whitney, Waltham, Mass. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 11. September 1963
(308150),

wegten Zielen nicht möglich. Es werden mit dem bekannten Verfahren ledigüch solche Signale vom Hintergrund abgelöst, die sich-im Videosignal durch positive Impulsspitzen' von dem durch das Störsigna] gebildeten Signalpegel abheben. Erreicht wird dies durch eine Verzögerung des Signals um die Impulsbreite unter gleichzeitiger Umkehr des Vorzeichens, Addition des umgekehrten verzögerten Signals zu dem normalen Signal und Elimination der von dem Störsignal verbliebenen Reste durch Überlagerung des umgepolten und gleichgerichteten Sunxmensignals mit dem verzögerten und ebenfalls gleichgerichteten Summensignal. Abgesehen davon, daß es problematisch ist, Amplitudenunterschiede im Videosignal zu benutzen, die im Laufe der Impulsverarbeitung im Empfänger eine erhebliche Verzerrung erfahren haben, ermöglicht dieses Verfahren ledigüch eine Unterdrückung von ausgedehnten Echos und ein Anheben von Impulsspitzen, ohne· daß eine Unterscheidung möglich ist, ob es sich bei den Impulsspitzen um Festziele, Flugziele oder gar irgendwelche Störimpulse handelt. Endlich sind auch noch Anordnungen zur Festzielunterdrückung bei »Monopuls«-Radargeräten bekannt, die von einem üblichen Kohä-

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renz-»MTI«-Verfahren keinen Gebrauch machen können. Bei diesen Anordnungen werden die Signale von Impulspaaren, die einerseits über den Summenkanal und andererseits über den Differenzkanal eines solchen Radargerätes empfangen werden, miteinander verglichen. Deshalb ist eine solche Anordnung für Radargeräte mit üuf einer Strahlungskeüle und nur einfachen Impulsen grundsätzlich nicht geeignet. Die bekannte Anordnung enthält auch keinen Hinweis, wie die bekannte Festzielunterdrücküng bei normalen Impuls-Radargeräten verbessert werden könnte.

Demgegenüber hegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Unterscheidung von freien Punktzielen gegenüber Störsignalen großer Ausdehnung zu schaffen, unabhängig davon, ob es sich bei diesen Signalen um Festziele oder um bewegte Ziele handelt. Es sollen aber auch punktförmige Festziele unterdrückt werden können. Dabei bezieht sich der Ausdruck »freies Pünktziel« auf Objekte, beispielsweise auf Flugzeuge, die parallel zur Richtung vom Radargerät zum Ziel eine geringere Ausdehnung haben als der Entfernungsbereich, der der Entfernungsauflösung des Radargerätes gleich ist, und die darüber hinaus von sie umgebenden Objekten so frei sind, daß sie das einzige Echö in dem Entfernungsbereich sind, der das in Frage stehende Punktziel enthält. Der Ausdruck »Punktziel im Clutter« bezieht sich auf punktförmige Objekte* wie Flugzeuge, die von verteilten Objekten oder »Clutter« umgeben sind, wobei diese verteilten Objekte in der Richtung der Entfernungsmessung Voneinander und von dem in Frage stehenden Pünktziel um einen geringeren Betrag voneinander entfernt sind als die Entfernungsauflösung des Radargerätes. »Clüttef« kann durch Reflexion am umgebenden Gelände, an Wässerflächen und insbesondere an deren Wellen öder än einer Vielzahl von RadarreflektOren (»Düppel«, »Lametta«), die- in Radargeräten Störsignale erzeugen sollen, hervorgerufen werden.

Die Aufgabe, ein Verfahren zur Unterscheidung von freien Punktzielen von »Clutter« zu schaffen, wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Bezugssignal unmittelbar von begrenzten Echosignalen, die um eine Zeitspanne verschöben sind, die in der Größenordnung einer Impulsdauer Hegt, und bei Fehlen Von Echosignalen von auf das gleiche Niveau angehobenen Rauschsignalen gebildet wird*

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Echos von ausgedienten Zielen, die sich in ihrer Gesamtheit mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen, elumniert werden, Während Pünktzieie, die eine andere Geschwindigkeit haben als diese ausgedehnt ten Ziele, auch dann zur Anzeige gebracht werden, Wenn ihre Echos schwächer sind als die Echos dieser Ziele. Es ist also nicht erforderlich, daß die Punktziele durch Amplitudenspitzen dargestellt werden. Vielmehr werden alle Signale auf das gleiche Niveau verstärkt und begrenzt, sö daß ein Vergleich der Amphtuden der Echosignale überhaupt nicht mehr möglich ist, sondern es findet nur ein Phasenvergleich statt. Hierdurch Werden alle Fehler vermieden, die dürch Ungleichmäßige Verstärkungen oder sonstige auf die Amplitude Einfluß nehmende Störungen hervorgerufen werden.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, das verstärkte und begrenzte Echosignal sowohl mit voreilenden als auch mit

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nächeilenden Bezugssignalen zu vergleichen, je nachdem, welche Wirkung erzielt werden soll.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl für kommerzielle als auch für militärische Anwendungen vön Vorteil, da es verteilte Objekte, wie Wetterfronten, BödeUechös und Düppel elnrnniert, selbst wenn sich solche Objekte langsam, beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von weniger als 200 km pro Stünde, in radialer Richtung zum Standort des

ίο Radargerätes bewegen. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren dazu geeignet, verschiedene Arten von Clutter, die sich mit verschiedenen geringen Radialgeschwindigkeiten unter dem gleichen Azimutwinkel bewegen, zu unterscheiden, wenn sich die verschiedenen Clutter in verschiedenen Entfernungen befinden. Diese letzte Eigenschaft ist besonders nützlich für fliegende Radarstationen, wo die Radialgeschwihdigkeit des Clutters entfemüngsabhängig iät, und auch für Bodenstätionen, in denen es

ao erwünscht ist, nahes Bodenclutter und weiter entferntes, von Düppein oder vöfi Wetterfrönten herrührendes Clutter zu unterdrücken.

Die Erfindung betrifft auch einen Radarempfänger zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, der einen ZwischenfreiJüenzaüSgäng aufweist, an den sich eine Löschschaltung mit einem Phasendetektor, einer Verzögerungsleitung zur Verzögerung der vom Phasendetektor abgegebenen Signale um eine dem Abstand der Sendeimpulse oder einem Vielfachen davon gleiche Zeitspanne und einem Komparator zum Subtrahieren der verzögerten Detektörsignale von den unverzögerten Detektorsignalen anschließt. Der erfindungsgemäße Rädärempfänger ist dadurch gekennzeichnet, daß an den ZwiSchenfrecHienzäüSgäng zwei Kanäle angeschlossen sind, von denen der erste einem ersten Begrenzungsverstärker, der zweite einem zweiten Begrenzüngsverstärker und einer der beiden Kanäle ein Verzögerungsglied aufweist, dessen Verzögetühgszeit WeseUtHch geringef ist als der Impülsäbstand, daß der erste Begrenzungsverstärker so ausgebildet ist, daß seine Ausgangssignäle den Eingangssigaalen proportional sind, Solange die Eingängssighäle ein bestimmtes Niveau nicht überschreiten, däS wesentlich über dem dem Verstärker zugeführten Rauschpegel liegt, und von einer begrenzten, im wesentlichen konstanten Amplitude für alle EingangSsignale sind, die gleich oder größer sind als das genannte Niveau, während der zweite Begrenzungsverstärker So ausgebildet ist, daß er ein begrenztes Aüsgangssignal von im wesentlichen konstanter Amplitude für alle EingangsSignale liefert, die gleich oder großer als der mittlere Eingangsräuschpegel sind, daß die begrenzten Ausgangssignale des ersten Begrenzungsverstärkers und des zweiten Begrenzungsverstärkers so aufeinander abgestimmt sind, daß dem Phasendetektor Signale von im wesentlichen gleicher Größe zugeführt werden, wenn die Begrenzer voll ausgesteuert sind, und daß der Phäsendetektor ein der Phäsendifierenz zwischen den ihm zugeführten Signalen proportionales Signal bildet. Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung an Hand der in der Zeichnung dargestellten Aüsfuhrungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigt

F i g. 1 das Blockdiägrämm des Empfaiigsteiles eines Impuls-Radargerätes, bei dem eine erste Ausführungsform der Erfindung verwirklicht ist,

F i g. 2 das Bloekdiägrämm eines weiteren Ernpf angsteiles Mch der Erfhidurig Und

Fig. 3 das Blockschaltbild einer dritten Aüsführungsform der Erfindung.

Das in F i g. 1 dargestellte Ernpfangsteil eines Radargerätes umfaßt den üblichen Höchfrequenzteil 11, der die Empfahgsantenneiil_j einen Hochfrequenzverstärker 13 zur Verstärkung des empfangenen Signals, eine Mischstufe 14 und einen Überlagerungsoszillator 15 umfaßt. Die letztgenannten beiden Ele*- mente 14 und 15 dienen dazu, die Frequenz der empfangenen Signale in eine Zwisehenfrequenz ZF umzuwandeln) die geringer ist als die empfangene Hochfrequenz HF.

Der dargestellte Rädärempfänger umfaßt Weiterhin zwei an den Höchfrequenzteil 11 angekoppelte Kanäle. Der erste Kanal umfaßt einen linearen BegrenzüngsverstärkSr 16, der eine Überträgungskennlinie aufweist, die durch die Kurve 16ö dargestellt ist. Der lineare BegfenzungSverstäfker 16 erzeugt ein Aüsgängssignal, das dem Eingangssignal direkt proportional ist} solange das Eingangssignal unterhalb eines Wertes bleibt, dein ein Kniek in der Übertragung^ kennlinie 16 a entspricht Alle Eingangssignäle, deren Wert oberhalb des »Knicks-Wertes« Iiegt_i erzeugen das gleiche Ausgangssignal, sind also in ihrer Amplitude begrenzt. Dieses Knicksignal wird Vorteilhaft so gewählt, daß im wesentlichen alle E&iös, die von interessierenden Zielen, wie Flugzeugen, empfangen werden, auch wenn sich diese Ziele an der Grenze der konstruktiv bedingten Reichweite des Gerätes befinden, bis auf den Ausgängsgrenzwert verstärkt werden, der dem horizontalen Absehnitt der Kennlinie 16 a entspricht Der erste Kanal Umfaßt weiterhin eine übliche Verzögerungsleitung 17, die dem linearen Begrenzüngsverstärker 16 nachgesehaltet ist. Die Verzögerungsleitung 17 ist so ausgebildet, daß sie die Signale um eine Zeit verzögert, die das Ein-* bis Zweifache der Dauer t des Hochfrequenzimpulses gleich ist, der Von dem nicht dargestellten, mit dem Empfangsteil nach Fig. 1 zusammenwirkenden Sendeteil des Radargerätes äüSgesändf wird. Wie bei der Beschreibung der Arbeitsweise des Systems nach Fig. 1 noch erläutert wird; ist es vorteilhaft, eine Verzögerungsleitung 17 zu benutzen, deren Verzögerung der Dauerr des ausgesandten Impulses gleich ist. Der Ausgang der Verzögerungsleitung 17 ist mit dem Eiftgahg eines Phäsendetektors 18 verbunden, bei dem es sich beispielsweise um einen Gegentakt-Pliasendetektor handeln kann, wie er bekannt ist. Die Bandbreite des Detektors 18 ist vorteilhaft dem zweifachen Kehrwert der Dauer des Sendeimpulses gleich.

Der zweite, aü den Höchfrequenzteil 11 angekoppelte Kanal umfaßt den linearen Begrenzüngsverstärker 16 und einen weiteren Begrenzungsverstärker 19, der an den Ausgang des linearen Begrenzungsverstärkers 16 angeschlossen ist. Die Übertragungskennlinie des Begrenzungsverstärkers 19 ist in Fig. 1 bei 19 a dargestellt. Der unterhalb des Grenzwertes hegende Teil der Kennlinie 19 α ist geradlinig dargestellt, jedoch hat die Form dieses Teiles der Kennlinie für die Erfindung keine Bedeutung, denn der Knick der Kennlinie 19 a tritt bereits bei einem Wert des Eingangssignals auf, der dem mittleren Rauschpegel des Ausgangssignals des Verstärkers 16 entspricht. Der Begrenzungsverstärker 19 ist demnach so ausgebildet, daß er ein Ausgangssignal konstanter

Amplitude für alle Eingangssignäle erzeugt, die gro^ ßer sind als der mittlere Rauschpegel am Eingang des Begrenzungsverstärkers 19, unabhängig davon, ob es sich um »Signale« Oder Räuschanteile handelt. Der Verstärker 19 erzeugt infolgedessen zü allen Zeiten ein Ausgangssignal von im Wesentlichen konstantem Niveau.

Der Ausgang des BegrenzUngsverstärkers 19 ist mit dem Zweiten Eingang des Phasendetektors 18

ιό verbunden, wodurch der zweite Kanal vervollständigt ist. Der Phasendetektor 18 ist so ausgebildet, daß er die Phasen der beiden Eingangssignäle Vergleicht und ein VideoaüsgangSsignal erzeugt, das für die Phäseirdifferenzeä. Charakteristisch ist.

ig Das Videoausgängssignai, das im Phasendetektor 18 erzeugt wird, wird einer üblichen MTI-Löschschaltung2Ö zugeführt. Die Löschschaltung 20 enthalt eine Verzögerungsleitung 21, die So ausgebildet ist, daß sie Signale um eine !Zeitspanne verzögert, die

zö der Folgezeit der Hochfrequeriznnpulse gleich ist, die VOn dem mit dem Empfänger nach F i g. I zusammenwirkenden Radarsender erzeugt werden. Das Aüsgängssignal der Verzögerungsleitung 21 wird einem Eingang eines Videokomparatörs 22 zugeführt.

Der Ausgang des Phasendetektors 18 ist außerdem unmittelbar mit einem zweiten Eingang des VideökomparätOrs 22 durch eine Leitung 23 gekoppelt. Däs Videoausgaügssignal des Komparators 22 wird einer bei Radargeräten üblichen Vorrichtung zui Darstellung, beispielsweise einer nicht näher dargestellten Kathodenstrahlröhre, zugeführt.

Im Betrieb sendet der nicht dargestellte Sendeteil des Radargerätes, der mit dem Empfangsteil nach F i g. 1 verbunden ist, periodisch einen kurzen Impuls hochfrequenter Energie aus. Jeder Impuls kann beispielsweise eine Dauer τ von 2 Mikroselcunden haben. Jeder der 2-Mikrosekuhden^Impulse enthält einige tausend Periöden einer hochfrequenten Welle. Die genaue Zahl dieser Perioden hängt von der Arbeitsfrequenz des Senders ab. Weiterhin werden die Sendeimpulse in Zeitabständen wiederholt, deren Dauer von dem Entfernungsbereich abhängt, der von dem Radargerät überwacht werden soll. Da die elektromagnetische Energie in etwa 3,33 Mikrosekunden 1 km durchläuft und ein Impuls vom Sender zum Ziel und zurück zum Empfänger laufen muß, wird ein Echo, das von einem 1 km vom Radargerät entfernten Objekt reflektiert wird, den Empfänger etwa 6,67 Mildrosekunden nach dem Aussenden des Impulses vom Sender erreichen. Wenn also eine Reichweite eines Radargerätes von 450 km gewünscht wird, muß der Impulsäbständ etwa 3000 Mikrosekunden betragen.
Der Zeitabstand zwischen dem Beginn eines Impulses und dem Beginn des nächsten vom Sender erzeugten Impulses wird im folgenden als »Impulsabstand« oder statt dessen auch als Kehrwert der Impulsfolgefrequenz (1/PFF) bezeichnet.
Von dem Sender des Radargerätes ausgesandte

6d Impulse werden von strahlungsreflektierenden Dingen oder Objekten, die auf dem Weg solcher Impulse im Raum liegen, zum Empfänger zuriickreflektiert. Die reflektierten Echoimpulse werden von der Antenne 12 aufgenommen und im Hochfrequenzverstärker 13

6g verstärkt. Das verstärkte Aüsgängssignal des HF-Verstärkers 13 wird im Mischer 14 mit dem Hocl· frequenzsignal, das vom Überlagerungsoszillator 15 erzeugt wird, kombiniert. Die Frequenz des vom

Überlagerungsoszillator 15 erzeugten Signals ist gewöhnlich, niedriger als die Frequenz des Senders. Das HF-Signal wird im Mischer 14 in eine Zwischenfrequenz ZF umgewandelt, die niedriger ist als die empfangene Hochfrequenz. Typische Werte der Zwischenfrequenz liegen im Bereich von 12 bis 60 MHz.

Das Ausgangssignal des Mischers 14 enthält unter normalen Betriebsbedingungen eine Rauschkomponente und verschiedene voneinander getrennte Signalkomponenten. Die Rauschkomponente des Ausgangssignals des Mischers 14 rührt von dem im Hochfrequenzteil 11 des Radarempfängers erzeugten und verstärkten Rauschen her. Die Signalkomponenten des Ausgangssignals des Mischers 14 repräsentieren von verschiedenen Objekten reflektierte Echosignale. Diese Echosignale können in solche Signale, die von verteilten Zielen herrühren und Clutter genannt werden, und in von Punktzielen er" zeugte Signale unterteilt werden. Jede dieser beiden Arten von Signalen können weiterhin unterteilt werden in Echos von festen und von bewegten Zielen. Infolgedessen können von Objekten zurückkehrende Signale in vier unterschiedliche Kategorien unterteilt werden, nämlich in feste und bewegliche Clutter-Echos und feste und bewegte Punktziel-Echos.

Bei dem Empfangsteil nach Fig. 1, dessen Verzögerungsleitung 17 die Signale um eine Zeit verzögert, die der Breite des ausgesendeten Impulses, beispielsweise 2 Mikrosekunden, gleich ist, werden als Punktziele solche Objekte definiert, die in der Meßrichtung keine größere Ausdehnung haben, als der Breite des Sendeimpulses entspricht, also bei einem 2-Milaosekunden-Impuls eine kleinere Entfernungsausdehnung als 0,3 km hat.

Die Elemente 16 bis 23 des Systems nach F i g. 1 bilden die Vorrichtung zur Clutter-Unterdrückung, die bewirkt, daß die am Ausgang des Komparators 22 vorhandenen Videosignale alle freien Punktziele repräsentieren, und zwar sowohl die bewegten als auch die festen, und alle Punktziele, die sich gegenüber dem sie umgebenden Clutter bewegen.

Es soll nun die Situation betrachtet werden, bei der Echos von einem Punktziel, wie einem Flugzeug, empfangen werden, das sich gegenüber dem umgebenden Clutter, wie Düppeln oder Wolken, bewegt.

Es sei angenommen, daß in dem Zeitintervall zwischen dem Aussenden eines Impulses und dem Empfang eines Echos, das von dem dem Sender nächsten Teil des Clutters, also der Front des Clutters reflektiert wird, von der Antenne 12 kein Zielecho empfangen wird.

Unmittelbar nachdem der erste Impuls von dem Sender abgestrahlt worden ist, durchlaufen Rauschsignale die Empfangsvorrichtung nach Fig. 1, und es wird kein nutzbares Ausgangssignal erzeugt. Genauer gesagt, durchläuft das am Ausgang des Mischers 14 erzeugte Rauschen sowohl den linearen Begrenzungsverstärker 16 als auch den Begrenzungsverstärker 19. Das den Begrenzungsverstärker 19 passierende Rauschen wird zu einem Niveau verstärkt, das dem horizontalen Abschnitt der Kennlinie 19 α entspricht.

Das Rauschen, das den Verstärker 16 durchläuft, wird auf ein Ausgangsniveau verstärkt, das beispielsweise 20 db unterhalb des horizontalen Teiles der Kennlinie 16 a liegt. Die horizontalen Abschnitte der Kennlinien 16 α und 19 a sind in bezug aufeinander

so abgestimmt, daß sie an den beiden Eingängen des Phasendetektors 18 gleiche Grenzwertsignale erzeugen. Jede Dämpfung, die durch die Verzögerungsleitung 17 hervorgerufen wird, muß deshalb entweder mit Hilfe zusätzlicher Verstärker oder durch Einstellung des Grenzwertes der Kennlinie 16 a auf einen höheren Wert als den Grenzwert der Kennlinie 19 α ausgeglichen werden. Wenn also die beiden Verstärker 16 und 19 lediglich Rauschsignale passieren, werden in dem 'Phasendetektor 18 zwei Rauschsignale verglichen, von denen das eine eine wesentlich kleinere Amplitude hat als das andere, und es wird nur ein Ausgangssignal in Höhe des Rauschpegels erzeugt.

Wenn das Echo von der Front des Clutters empfangen und dem Eingang des linearen Begrenzungsverstärkers 16 zugeführt wird, so wird dieses Echo entsprechend der Kennlinie 16 a auf ein Niveau verstärkt, das beispielsweise 20 db über dem mittleren Rauschpegel am Ausgang des Verstärkers 16 liegt. Das Niveau von 20 db wurde gewählt, um ein relativ gutes Signal-Rausch-Verhältnis am Ausgang des Verstärkers 16 zu haben. Es können statt dessen auch größere oder kleinere Verhältnisse benutzt werden, je nachdem, welche Qualität das Ausgangssignal haben soll.

Das dem Clutter-Echo entsprechende Ausgangssignal des Verstärkers 16 wird sowohl der Verzögerungsleitung 17 als auch dem Begrenzungsverstärker 19 zugeführt. Da das Ausgangssignal des Verstärkers 16 20 db über dem Rauschpegel liegt, erzeugt das dem Clutter-Echo entsprechende Eingangssignal am Verstärker 19 an diesem Verstärker ein Ausgangssignal, das an einer Stelle des horizontalen Teiles der Kennlinie 19« liegt. Infolgedessen wird dem einen Eingang des Phasendetektors 18 ein verstärktes und begrenztes Signal, das dem Clutter-Echo entspricht, zugeführt.

Zur gleichen Zeit wird Rauschen, das am Ausgang des Verstärkers 16 a 2 Mikrosekunden vor dem Empfang des Clutter-Echos erzeugt worden ist, dem zweiten Eingang des Phasendetektors 18 zugeführt. Da jedoch, wie bereits erwähnt, dieses Rauschen dem einen Eingang des Phasendetektors 18 über die Verzögerungsleitung 17 zugeführt wird, liegt es auf einem wesentlich geringeren Niveau als das Eingangssignal, -das dem Phasendetektor 18 vom Verstärker 19 zugeführt wird. Die ersten beiden Mikrosekunden des Clutter-Echos werden infolgedessen im Phasendetektor 18 mit dem Rauschen geringer Amplitude verglichen, so daß am Ausgang des Phasendetektors nur ein Signal in Höhe des Rauschpegels erzeugt wird.

Nach 2 Mikrosekunden wird das von der Front des Clutters herrührende Echo über die Verzögerungsleitung 17 dem PhasendetektorlS zugeführt. Zu gleicher Zeit wird das Echo von dem Anteil des Clutters, der sich etwa 0,3 km hinter der Front des Clutters befindet, dem Phasendetektor 18 vom Verstärker 19 zugeführt. Die beiden Echos, die aus aneinandergrenzenden Bereichsabschnitten des Clutters stammen, werden nun im PhasendetektorlS verglichen und erzeugen ein Videoausgangssignal, das für die Phasendifferenz zwischen den beiden Clutter-Echos charakteristisch ist.

Das beim Vergleich der Echos von aneinander angrenzenden Clutter-Bereichen im Phasendetektor 18 erzeugte Ausgangssignal ist ein Videosignal, dessen absolute Größe für die Erfindung ohne Bedeutung

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ist. Wie jedoch noch dargelegt wird, macht es die Änderung dieses Ausgangssignals von Impuls zu Impuls möglich, sofern eine solche Änderung vorhanden ist, erwünschte Echos von unerwünschten Echos zu unterscheiden.

Es werden aufeinanderfolgende Echos von Clutter in verschiedenen Entfernungen empfangen, und es' werden solche Echos im Phasendetektor 18 mit Echos verglichen, die um eine Impulsdauer später empfangen werden. Das heißt, daß die Phasen der Echos von aneinandergrenzenden Clutter-Elementen miteinander im Phasendetektor 18 verglichen werden. Außerdem werden Echos von Punktzielen innerhalb des Clutters,' und zwar sowohl von festen als auch von bewegten Punktzielen, ebenfalls mit Echos von Clutter-Teilen verglichen, die solchen Punktzielen in gleicher Weise benachbart sind. In diesem Stadium der Signalverarbeitung unterscheidet das System noch nicht zwischen Clutter und festen oder bewegten Zielen innerhalb des Clutters.

Alle Echos, die als Antwort auf den ersten ausgesendeten Impuls empfangen worden sind, werden in der gleichen Weise verarbeitet. Die sich ergebenden, im Phasendetektor 18 erzeugten Videoausgangssignale werden der Löschschaltung 20 zugeführt. In der Löschschaltung 20 wird das Ausgangssignal 'des Phasendetektors 18 mit Hilfe der Verzögerungsleitung 21 um die Dauer eines Impulsabstandes oder einer Impulsfolgeperiode verzögert. Während diese von dem ersten Sendeimpuls abgeleiteten Videosignale die Verzögerungsleitung 21 durchlaufen, wird von dem Serideteil des Gerätes ein zweiter Impuls abgegeben. .Die Echos, die auf Grund des zweiten Sendeimpulses erzeugt werden, werden' ebenfalls in der oben beschriebenen Weise verarbeitet, und es werden demnach weitere Videoausgangssignale vom Phasendetektor 18 erzeugt.

Diese letztgenannten Videoausgangssignale werden mit Hilfe von Kopplungsmitteln 23 dem Eingang des Komparators 22 zugeführt. Zur gleichen Zeit werden der verzögerten Videosignale, die ursprünglich in Abhängigkeit von dem vorhergehenden Impuls erzeugt worden sind, beispielsweise 3000 Mikrosekunden früher, dem zweiten Eingang des Komparators 22 zugeführt. Die Amplituden der Videosignale, die während der einen Impulsfolgeperiode erzeugt worden sind, werden darin mit den Amplituden der Videosignale verglichen, die zu entsprechenden Zeiten in der darauffolgenden Impulsfolgeperiode erzeugt worden sind.

Wenn irgendein Ziel sich in bezug auf ein benachbartes Ziel in der Zeit zwischen dem Empfang eines Echos des ersten Sendeimpulses und dem Empfang eines Echos des nächsten folgenden Sendeimpulses bewegt, so ändert sich die Phasendifferenz zwischen dem Echo des bewegten Zieles und dem Echo des benachbarten, relativ festen Zieles von Impuls zu Impuls. In solch einem Fall wird das Ausgangssignal des Phasendetektors 18 zu einer bestimmten Zeit nach dem Aussenden des ersten Impulses von dem Ausgangssignal dieses Detektors, das zur entsprechenden Zeit nach dem Aussenden des nächstfolgenden Impulses erzeugt wird, verschieden sein. Diese von dem Phasendetektor 18 erzeugten ungleichen Ausgangssignale werden in dem Komparator 22 verglichen, der ein Videoausgangssignal erzeugt, das für Ziele charakteristisch ist, die sich in bezug auf ein benachbartes, relativ stationäres Ziel oder Clutter

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bewegt haben. Zwei benachbarte Ziele, die in der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen relativ zueinander in der gleichen Stellung bleiben, erzeugen im Phasendetektor 18 gleiche Ausgangssignale. Solche im Detektor 18 erzeugten gleichen Aüsgangssignale sind charakteristisch für Clutter und heben sich in dem Komparator 22 gegeneinander auf, so daß am Komparator kein Ausgangssignal auftritt.

Nunmehr sei ein Spezialfall in bezug auf das Echo betrachtet, das von der rückwärtigen Flanke des Clutters empfangen wird, also von dem Teil des Clutters, der von, dem Radarsgerät die größte Entfernung hat. Ebenso wie es bei Echos von anderen Abschnitten verteilter Objekte der Fall ist, wird das Echo von der rückwärtigen Flanke des Clutters durch den Begrenzungsverstärker 19 geleitet und ini Phasendetektor 18 mit dem Echo von einem benachbarten, weniger weit entfernten Abschnitt des Clutters verglichen, um das für. die Phasendifferenz charakteristische Videoausgangssignal zu erzeugen. Eine andere Situation besteht jedoch 2 IvIikroselcunden später, wenn das Echo von der rückwärtigen Flanke des Clutters, das die Verzögerungsleitung 17 passiert hat, dem einen Eingang des Phasendetektors 18 zugeführt wird. Zu dieser Zeit haben bereits alle anderen Clutter-Echos den Begrenzungsverstärker 19 passiert. • Unter diesen Umständen ist das Eingangssignal am Begrenzungsverstärker 19 ein Rauschsignal. Das Rauschen wird entsprechend der Charakteristik 19 a des Verstärkers 19 auf ein Niveau verstärkt, das dem horizontalen Abscihnitt der Kermlinie 19 a entspricht. Infolgedessen hat das dem Phasendetektor 18 vom Verstärker 19 zugeführte Rauschsignal die gleiche Amphtude wie das von der Verzögerungsleitung 17 gelieferte verzögerte Clutter-Echo. Da die Phase des vom Verstärker 19 gelieferten Rauschsignals sich in gänzlich unregelmäßiger Weise ändert, wird auch von dem Phasendetektor 18 ein sich unregelmäßig änderndes Ausgangssignal abgegeben. Die Geschwindigkeit, mit der sich dieses unregelmäßige Ausgangssignal ändert, ist selbstverständlich von der Bandbreite des Phasendetektors 18 begrenzt. Wie oben bemerkt, wird diese Bandbreite vorteilhaft dem zweifachen Kehrwert der Dauer des Sendeimpulses gleichgemacht, also beispielsweise gleich 1 MHz, wenn die Impulsdauer 2 Mikrosekunden beträgt. Das Echo von der Rückflanke des Clutters wird während jeder Impulsfolgeperiode mit dem Rauschen verglichen. Da die Phase des Rauschens in bezug auf die Phase des Clutter-Echos in unregelmäßiger Weise von einem Sendeimpuls zum anderen variiert, wird sich auch das für die Rückflanke des Clutters charakteristische Ausgangssignal des Phasendetektors 18 in willkürlicher Weise von Impuls zu Impuls ändern. Infolgedessen wird ein Ausgangssignal, das für das von der Rückflanke des Clutters reflektierte Echo charakteristisch ist, am Ausgang des Komparators 22 erzeugt.

In ähnlicher Weise hat jedes andere Objekt, dem nicht ein anderes Ziel in der Entfernung unmittelbar vorausgeht, also sich innerhalb 0,3 km von diesem Objekt befindet, und das in bezug auf das erstgenannte Ziel stationär ist, die Erzeugung eines Videosignals am Ausgang des Komparators 22 zur. Folge. Daher erzeugen Echos von allen freien Punktes zielen, unabhängig davon, ob sie in bezug auf das Radargerät fest oder bewegt sind, am Komparator 22 " Videoausgangssignale. Dieses Ergebnis wird dadurch erzielt, daß der Begrenzungsverstärker 19 so ausge-

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bildet ist, daß er als Bezugssignal ein Rauschsignal mit hohem Niveau erzeugt, wenn am Eingang des Begrenzungsverstärkers 19 keine von Zielen herrührenden Echosignale vorhanden sind. Diese Rauschsignale dienen als Referenzsignale mit willkürlicher Phase, die es möglich machen, am Phasendetektor 18 Videoausgangssignale zu erzeugen, die von einem Sendeimpuls zum anderen für jedes beliebige freie Punktziel schwanken. Dieses sich von Impuls zu Impuls ändernde Ausgangssignal des Phasendetektors 18 für freie Punktziele hat die Erzeugung eines Videosignals am Ausgang des Komparators 22 für solche Ziele zur Folge.

Es sei bemerkt, daß die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 17 die größte Ausdehnung von »Punktzielen« bestimmt, die von dem System noch dargestellt werden können. Weiterhin bestimmt diese Verzögerung, wieweit ein Teil der rückwärtigen Flanke von verteiltem Clutter entsprechend den vorstehenden Darlegungen zur Anzeige gebracht wird. Indem endlich die Größe dieser zeitlichen Verzögerung nahe dem Wert der Impulsdauer gehalten wird, wird das Echo eines bestimmten Entfernungsbereiches eines verteilten Objektes mit dem Echo eines sehr nahen Entfernungsbereiches des gleichen verteilten Objektes verglichen. Hierdurch wird erreicht, daß sogar dann, wenn beispielsweise bei einem fliegenden Radargerät die Radialgeschwindigkeit verteilter Objekte sich als Funktion der Entfernung dieser Objekte vom Radargerät ändert, die Geschwindigkeitsänderungen zwischen benachbarten Bereichen eines verteilten Objektes so gering" sind, daß solche Objekte ausgelöscht werden. Aus diesem Grund wurde für die Verzögerungsleitung 17 eine Verzögerung von 2 Mikrosekunden gewählt.

In Fig. 2 der Zeichnung ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung bei einem Impulsradargerät dargestellt. Die Elemente in. Fig. 2, die die gleiche Funktion wie die Elemente der F i g. 1 haben, haben die gleichen Bezugszanlen wie die entsprechenden Elemente der Fig. 1.

Ein Vergleich der Fig. 1 und 2 läßt leicht erkennen, daß die beiden Systeme die gleichen funktionellen Elemente enthalten. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist jedoch die Verzögerungsleitung 17 zwischen den Ausgang des linearen Begrenzungsverstärkers 16 und den Eingang des Begrenzungsverstärkers 19 geschaltet. Dieser Wechsel in der Anordnung der Verzögerungsleitung 17 gegenüber der Anordnung der Verzögerungsleitung 17 nach F i g. 1 hat eine Änderung in der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels nach F i g. 2 gegenüber der Anordnung nach F i g. 1 zur Folge.

Im einzelnen hat die Anordnung der Verzögerungsleitung 17 in Serie zum Begrenzungsverstärker 19 die Erzeugung eines Videoausgangssignals am Ausgang des Komparators 22 zur Folge, das der vorderen Flanke des Clutters, d. h. dem dem Radargerät nächsten Teil des Clutters, entspricht. Dagegen wird die rückwärtige Flanke des Clutters, anders als beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, in den Videosignalen des Ausführungsbeispieles nach F i g. 2 ausgelöscht. Diese Ergebnisse werden auf die folgende Weise erzielt:

Zu der Zeit, zu der ein Zwischenfrequenzsignal, das einen ersten Echoimpuls von der Vorderflanke des Clutters darstellt, von dem linearen Begrenzungsverstärker 16 einem Eingang des Phasendetektors 18

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zugeführt wird, wird auch ein begrenztes Rauschsignal vom Begrenzungsverstärker 19 dem zweiten Eingang des Phasendetektors 18 zugeführt. Die begrenzten Ausgangsniveaus der Verstärker 16 und 19 werden in diesem Fall im wesentlichen einander gleichgemacht. Demnach werden zwei Eingangs-• signale gleichen Niveaus, von denen das eine das Echo von der Vorderflanke des Clutters und das andere ein Rauschsignal repräsentiert, dem Phasendetektor 18 zugeführt. Ein Videoausgangssignal, das für die Phasendifferenz zwischen diesen Eingangssignalen charakteristisch ist, wird demnach am Ausgang des Phasendetektors 18 erzeugt. In gleicher Weise wird ein Videoausgangssignal am Ausgang des Phasendetektors 18 als Ergebnis des Vergleiches der zufälligen Rauschphase mit der Phase des Echos von der Vorderflanke des Clutters beim nächstfolgenden Sendeimpuls erzeugt. Aufeinanderfolgende Echos von der Vorderflanke des Clutters haben demnach die Erzeugung von Videoausgangssignalen im Phasendetektor 18 mit sich ändernder Amplitude zur Folge. Solche sich von Impuls zu Impuls ändernden Videoausgangssignale löschen sich in der Löschschaltung 20 nicht aus, und es wird ein Videoausgangssignal der Vorrichtung zur Zieldarstellung zugeführt.

Das Echo von der rückwärtigen Flanke des Clutters wird dagegen bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 eliminiert, weil dem Phasendetektor 18 über den Verstärker 16 Rauschen mit geringer Amplitude zugeführt wird, wenn das verzögerte Echo von der rückwärtigen Flanke des Clutters über den Verstärker 19 an den Phasendetektor 18 gelangt. Infolgedessen wird in diesem Fall vom Phasendetektor 18 ein Ausgangssignal auf Rauschniveau erzeugt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 kann mit Vorteil dort Anwendung finden, wo es beispielsweise wünschenswert ist, die Vorderflanke eines Wettergebietes und alle Flugzeuge darzustellen, die sich in bezug auf das Radargerät hinter dieser Wetterfront befinden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 kann gesagt ,werden, daß der Phasendetektor 18 ein Ausgangssignal erzeugt, das für den Unterschied zwischen der Phase des Echos eines bestimmten Zieles und der Phase des Echos von dem benachbarten, in bezug auf das Radargerät näheren Zieles ist. Im Fall von freien Zielen existiert natürlich kein Echo von einem »näheren Ziel«, und es wird im Phasendetektor 18 das Rauschen als Bezugssignal zur Ermittlung von freien Zielen in der gleichen Weise verwendet wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 ist jedoch der Ausgang des Mischers 14 mit einer ersten Verzögerungsleitung 17 und mit dem Eingang einer Summierschaltung 24 verbunden. Das letztgenannte Element ist in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 nicht enthalten. Die Summierschaltung 24 kann von einer üblichen Schaltung dieser Art gebildet werden, beispielsweise von einem Widerstandsnetzwerk.

Der Ausgang der Verzögerungsleitung 17 ist sowohl mit dem Eingang eines linearen Begrenzungsverstärkers 16 und dem Eingang einer zusätzlichen Verzögerungsleitung 17' verbunden. Der Ausgang der Verzögerungsleitung 17' ist wiederum mit dem

- zweiten Eingang der Summierschaltung 24 verbunden. Die Verzögerungsleitungen 17 und 17' sind beide

so ausgebildet, daß sie die Signale um eine Zeit verzögern, die der Dauer des Sendeimpulses im wesentlichen gleich ist, also beispielsweise 2 Mikrosekunden beträgt. Der Ausgang der Summierschaltung 24 ist mit dem Eingang des Begrenzerverstärkers 19 verbunden. Die zusätzliche Verzögerungsleitung 17' und die Surnrmerschaltung 24 sind dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 hinzugefügt, um Mittel zu schaffen, mit deren Hilfe Echos sowohl von der vorderen als auch der hinteren Flanke von Clutter eliminierbar sind, während Echos von Punktzielen, die sich gegenüber dem umgebenden Clutter bewegen, und Echos von allen freien Punktzielen zum Zweck der Darstellung erhalten bleiben. So wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 die Phase des Echos eines gegebenen Zieles mit der Phase der Summe der Signale verglichen, unabhängig davon, ob sie Echos oder. Rauschen repräsentieren, die am Ausgang des Mischers 14 um die Zeit eines Impulsabstandes (2 Mikrosekunden) vor und um die Zeit eines Im- ao pulsabstandes nach dem Echo von dem bestimmten Ziel am Ausgang des Mischers 14 erscheinen.

Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispieles nach F i g. 3 wird im folgenden für den Fall betrachtet, ■ daß Echos von einem verteilten Objekt oder Clutter empfangen werden, das ein bewegtes Punktziel wie ein Flugzeug umgibt.

Unmittelbar nachdem ein erster Impuls von dem mit dem Empfangsteil nach F i g. 3 zusammenwirkenden Sender abgestrahlt worden ist, wird in den Empfangsteil ein niedriger Rauschpegel erzeugt, der die verschiedenen Elemente dieses Teiles durchläuft und am Phasendetektor 18 ein Ausgangssignal im Rauschniveau erzeugt. Wenn das 'Echo von der Vorderflanke des Clutters in der Antenne 12 empfangen wird, wird es im Hochfrequenzteilll in ein Zwischenfrequenzsignal umgewandelt. Das ZF-Echosignal wird direkt einem Eingang der Summenschaltung 24 zugeführt. Zu dieser Zeit liegen die Signale am zweiten Eingang der Summenschaltung 24 und am Ausgang des linearen BegrenzungsVerstärkers 16 auf Rauschniveau. Das Ausgangssignal an der Summenschaltung 24 ist infolgedessen im wesentlichen gleich dem hohen Niveau des Echosignals. Dieses Echosignal wird in dem Begrenzungsverstärker 19 45-auf das Grenzniveau dieses Verstärkers angehoben. Das verstärkte und begrenzte Echosignal wird dann dem Eingang des Phasendetektors 18 zugeführt. Am zweiten Eingang des Phasendetektors 18 liegt zu dieser Zeit der niedere Rauschpegel, der von dem Verstärker 16 geliefert wird. Unter diesen Bedingungen wird vom Phasendetektor 18 ein auf Rauschpegel liegendes Ausgangssignal erzeugt.

Während des darauffolgenden, 2 Mikrosekunden währenden Intervalls wird das Echo des ersten Sendeimpulses von dem Abschnitt des Clutters, das etwa 0,3 km hinter der vorderen Clutterfront liegt, empfangen und in gleicher Weise der Summenschaltung 24 zugeführt. Der zweite Eingang der Summenschaltung 24 befindet sich weiterhin auf Rauschniveau. Das erhaltene Echoausgangssignal der Summenschaltung 24 wird im Verstärker 19 auf den Ausgangsgrenzwert angehoben und dann dem einen Eingang des Phasendetektors 18 zugeführt. Zu gleicher Zeit hat das vorher empfangene Echosignal von der Vorderflanke des Clutters die Verzögerungsleitung 17 passiert und ist auf das Ausgangsniveau des Verstärkers 16 angehoben worden. Das verstärkte und begrenzte Echosignal von der Vorderflanke des Clutters wird dem zweiten Eingang des Phasendetektors 18 zugeführt. Da bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 die Verstärker 16 und 19 ihre Ausgangssignale unmittelbar dem Phasendetektor 18 zuführen, sind die Ausgangsniveaus dieser beiden Verstärker im wesentlichen einander gleichgemacht worden. Infolgedessen werden im Phasendetektor 18 zwei Signale gleicher Amplituden vergüchen, und es wird am Ausgang des Phasendetektors ein Videoausgangssignal erzeugt, das für die Phasendifferenz zwischen den beiden Echosignalen charakteristisch ist.

Während des darauffolgenden Zeitintervalls von 2 Mikrosekunden wird das Echo des ersten Sendeimpulses von dem Anteil des Clutters, der sich ungefähr 0,6 km hinter der Vorderfront des Clutters befindet, unmittelbar dem einen Eingang der Summierschaltung 24 zugeführt. Der Echoimpuls von der Vorderfront des Clutters, der von den beiden in Serie geschalteten Verzögerungsleitungen 17 und 17' um 4 Mikrosekunden verzögert worden ist, wird zu dieser Zeit dem zweiten Eingang der Surnmierschal-' tung24 zugeführt. Der Ausgang der Summierschaltung 24 wird dem Begrenzungsverstärker 19 zugeführt, während der Echoimpuls von dem Teil des Clutters, der etwa 0,3 km hinter der Vorderflanke des Clutters liegt, dem linearen Begrenzungsverstärker 16 zugeführt wird. Die beiden verstärkten und begrenzten Ausgangssignale, die von den Verstärkern 16 und 19 erzeugt werden, werden in dem Phasendetektor 18 vergHchen. In diesem Fall wird also ein Ausgangssignal erzeugt, das für die Phasendifferenz zwischen einem Echosignal und der Summe aus dem vorhergehenden und nachfolgenden Echosignal charakteristisch ist.

Dieser Vorgang wiederholt sich für alle Clutter-Echos ebenso wie für jedes Punktziel innerhalb des Clutters. Wenn das Echo von der Rückflanke des Clutters empfangen wird, wird es zunächst dazu benutzt, um ein Summen-Bezugssignal zusammen mit dem Echo von dem Teil des Clutters zu bilden, der sich etwa 0,6 km vor der Rückflanke befindet. Das Echo von der Rückflanke des Clutters gelangt danach durch die Verzögerungsleitung 17 und den Verstärker 16, das dann mit dem Echo von dem benachbarten, vorhergehenden Abschnitt des Clutters im Phasendetektor 18 vergHchen werden, kann. EndHch gelangt das Echo von der Rückflanke des Clutters durch die Verzögerungsleitungen 17 Und 17', die Sumrnierschaltung 24 und den Verstärker 19 und wird dann mit dem niedrigen Rauschpegel vergHchen, der dem Phasendetektor von dem Verstärker 16 her zugeführt wird. Dieser letzte Vergleich erzeugt ein Ausgangssignal in Höhe des Rauschpegels.

Von dem nächstfolgenden Sendeimpuls erzeugte Echos werden in der gleichen Weise empfangen und behandelt, wie es vorstehend beschrieben worden ist. Die Videoausgangssignale, die vom Phasendetektor 18 durch Vergleiche der Echos des ersten Sendeimpulses erzeugt worden sind, werden mit den Ausgangshnpulsen, die von dem Phasendetektor eine Impulsfolgeperiode später durch Vergleich der Echos des zweiten Sendeimpulses erzeugt worden sind, in der Löschschaltung 20 vergHchen. Diese Löschschaltung arbeitet in der gleichen Weise, wie sie oben an Hand von Fig. 1 beschrieben worden ist. Im vorHegenden FaU wird die Phase jeden Echos mit der Phase der

Claims (3)

Summe aus dem vorhergehenden und dem nachfolgenden Echo verglichen. Wenn alle drei Echos in ihrer Phase in Bezug aufeinander von einem Sendeimpuls zum anderen unverändert bleiben, die Ziele in Bezug aufeinander also ihre Lage nicht verändern, sind die entsprechenden Videoausgangssignale des Phasendetektors 18 gleich und werden in der Löschschaltung 20 gelöscht. Wenn jedoch ein beliebiges der drei benachbarten Objekte sich in bezug auf die anderen zwei bewegt, werden die Videoausgangssignale des Phasendetektors 18, die dem Phasenunterschied zwischen den Echos dieser drei Objekte entsprechen, von Sendeimpuls zu Sendeimpuls sich ändern. Diese von Zielen, die sich gegenüber dem umgebenden Clutter bewegen, berührenden Impulse werden in der Löschschaltung 20 nicht unterdrückt, sondern für die Darstellung erhalten. Es sei in die Erinnerung zurückgerufen, daß die Phase des Echos der Vorderflanke des Clutters mit der Phase des Echos von dem nächstfolgenden Abschnitt des Clutters vergüchen wurde. Weiterhin wurde die Phase des Echos von der Rückflanke des Clutters mit der Phase des Echos von dem gerade vorausgehenden Abschnitt des Clutters vergüchen. Die Ausgangssignale des Phasendetektors 18, die diesen beiden Vergleichen entsprechen, werden nicht von einem Sendeimpuls zum anderen variieren, wenn diese benachbarten Abschnitte des Clutters im wesentlichen stationär in Bezug aufeinander sind. Infolgedessen werden sowohl die Echos von der Vorderflanke als auch die Echos von der Rückflanke des Clutters bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 unterdrückt. Freie Punktziele werden in der folgenden Weise behandelt: Das Echo eines freien Punktzieles wird zunächst direkt dem einen Eingang der Summenschaltung 24 zugeführt und dem Rauschpegel der Verzögerungsleitung 17' hinzugefügt, vom Verstärker 19 auf das begrenzte Niveau angehoben und mit dem niederen Rauschpegel im Phasendetektor 18 verglichen. Ein Ausgangssignal in Höhe des Rauschpegels ist die Folge. Während des nächsten 2 Mikrosekunden währenden Intervalls wird das Rauschen vor und hinter dem Echo vom Punktsignal in der Summenschaltung 24 addiert, auf das Grenzniveau des Verstärkers 19 angehoben und dann zu einem Eingang des Phasendetektors 18 geleitet. Das in der Verzögerungsleitung 17 um 2 Mikrosekunden verzögerte Echo vom Punktziel wird auf das begrenzte Ausgangsniveau des Verstärkers 16 angehoben und dem zweiten Eingang des Phasendetektors 18 zugeleitet. Der Phasendetektor 18 erzeugt ein Videoausgangssignal, das für die Phasendifferenz zwischen dem Echo vom Punktziel und dem zufällligen Rausch-Bezugssignal charakteristisch ist. Dieses Ausgangssignal variiert von einem Sendehnpuls zum anderen, weil die Phase des Rauschsignals ebenfalls von einem Impuls zum anderen sich ändert. Infolgedessen wird das Echo von dem freien Punktziel in der Löschschaltung 20 nicht gelöscht, sondern für eine Darstellung erhalten. Endlich wird das um 4 Mikrosekunden in den Verzögerungsleitungen 17 und 17' verzögerte Echo des Punktzieles vom Verstärker 19 verstärkt und mit dem Rauschniveau des Verstärkers 16 im Phasendetektor 18 vergüchen. Ein Ausgangssignal in Höhe des Rauschniveaus am Ausgang des Phasendetektors 18 ist wiederum die Folge. Das Ausführungsbeispiel nach Fi g. 3 erzeugt demnach ein System, durch das aüe in bezug auf ein umgebendes Clutter sich bewegenden Ziele und aüe freien Punktziele zur Darstellung erhalten bleiben. Wenn die Erfindung auch an Hand von drei spezifischen Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, so ist sie jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann beispielsweise der Begrenzungsverstärker bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 1 und 2 unmittelbar an den Ausgang des Mischers angekoppelt werden. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Unterscheidung der von freien Punktzielen reflektierten Echosignale von den von verteüten Objekten reflektierten Echosignalen (»clutter«) bei Impuls-Radarempfängern, bei dem nach der üblichen BUdung einer Zwischenfrequenz die Echosignale auf ein erhebüch über dem mittleren Rauschpegel hegendes bestimmtes Niveau begrenzt und einem Phasenvergleich mit einem Bezugssignal unterworfen werden, wonach aus dem Phasenvergleich Signale mit von der Phasenbeziehung abhängiger Ampütude erzeugt und jeweils um die Zeitdauer des Impulsabstandes voneinander entfernte Signale voneinander abgezogen werden, so daß sich ein Teü 'der Signale gegenseitig auslöscht, während der andere Teil nach Verstärkung und Gleichrichtung zur Anzeige gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal unmittelbar von begrenzten Echosignalen, die um eine Zeitspanne verschoben sind, die in der Größenordnung einer Impulsdauer liegt, und bei Fehlen von Echosignalen von auf das gleiche Niveau angehobenen Rauschsignalen gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verstärkte und begrenzte Echosignal sowohl mit voreilenden als auch mit nacheüenden Bezugssignalen vergüchen wird.

3. Radarempfänger zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Zwischenfrequenzausgang, an den sich eine Löschschaltung mit einem Phasendetektor, einer Verzögerungsleitung zur Verzögerung der vom Phasehdetektor abgegebenen Signale um eine dem Abstand der Sendeimpulse oder einem Vielfachen davon gleiche Zeitspanne und einem Komparator zum Subtrahieren der verzögerten Detektorsignale von den unverzögerten Detektorsignalen anschließt, dadurch · gekennzeichnet, daß an den Zwischenfrequenzausgang zwei Kanäle angeschlossen sind, von denen der erste einen ersten Begrenzungsverstärker (16), der zweite einen zweiten Begrenzungsverstärker (19) und einer der beiden Kanäle ein Verzögerungsglied (17) aufweist, dessen Verzögerungszeit wesentüch geringer ist als der Impulsabstand, daß der erste Begrenzungsverstärker so ausgebüdet ist, daß seine Ausgangssignale den Eingangssignalen proportional sind, solange die Eingangssignale ein bestimmtes Niveau nicht überschreiten, das wesentlich über dem dem Verstärker zugeführten Rauschpegel üegt, und von einer begrenzten, im wesentüchen konstanten Amplitude für alle Eingangssignale sind, die gleich oder größer sind als das genannte Niveau (Kennlinie 16 a), während der zweite Be-