DE1949941C3 - Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Clutter-Störungen in Impulsradar-Videosignalen mittels verzögerter Überlagerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Clutter-Störungen in den Videosignalen eines Impuls-Radargerätes, wobei mit Clutter-Störungen Empfangsschwingungen bezeichnet sind, die sogenannte Langechosignale darstellen oder von Überreichweiten und von Zielen mit geringer Relativgeschwindigkeit gegenüber dem Radargerät herrühren, beispielsweise von im Wind bewegten Bäumen, von Seegang, von Regen oder Hagel oder von Vogelschwärmen (»angels«); sie geht dabei aus von einem Impuls-Radargerät, an dessen Videosignalquelle, die das Rohvideosignal (Nutzsignale und Störsignale) liefert, eine Verzögerungsleitung mit einer Verzögerungszeit entsprechend einem Mehrfachen einer Radar-Sendeimpulsbreite angeschlossen ist, deren Ausgang über eine Signaladdierschaltung an einen von zwei Eingängen einer Komparatorschaltung angeschlossen ist.

Unter Clutter-Störungen sind — wie angedeutet — Empfangsschwingungen verstanden, die von Echosignalen herrühren, welche beispielsweise auf folgende Arten von Radarzielen zurückzuführen sind:

a) Bodenziele mit geringer Relativbewegung gegenüber dem Radargerät, beispielsweise im Wind bewegte Bäume und — im Falle von Marineradargeräten — Seegang (Wellenbewegung und Spritzwasser);

b) Regen in Form von Wolken oder Schauern, ebenso Hagel;

c) Vogelschwärme und ähnliches, deren Störechoschwingungen in der angloamerikanischen Radarliteratur mit »angels« bezeichnet sind;

d) Überreichweiten und Störziele großer Ausdehnungen, die zu sogenannten Langechos (zeitlich langen Echoimpulsen im Vergleich zur Länge der Radar-Sendeimpulse) führen.

Aus der DE-AS 12 89 145 ist eine Anordnung der einleitend genannten Art bekannt, deren Verzögerungsleitung im sequentiellen Abstand entsprechend einer halben Radar-Sendeimpulsbreite angezapft ist und deren Gesamtverzögerung im Beispielsfall gleich dem 5,5fachen der Sendeimpulsbreite gewählt ist. Diese Verzögerungsleitung ist an ihrem Ende mit einem ohmschen Widerstand abgeschlossen, dessen Wert dem Wellenwiderstand der Verzögerungsleitung gleich ist.

Die Signale an den genannten Anzapfungen werden

JO mittels einer drei Ausgänge aufweisenden Addierschaltung derart algebraisch addiert, daß an dem ersten der drei Ausgänge die Amplitude eines Nutzsignals gegenüber derjenigen eines Störsignals verstärkt wird, wobei dieses »erste Summensignal« aus einem mittleren und zwei seitlichen Abschnitten besteht, daß an dem zweiten der drei Ausgänge das »zweite Summensignal« einen amplitudenmäßig vernachlässigbaren mittleren Abschnitt und zwei annähernd mit den seitlichen Abschnitten des »ersten Summensignals« vergleichbare seitliche Abschnitte aufweist und daß das »dritte Summensignal« am dritten der drei Ausgänge nur rauschabhängig ist. Daraufhin werden die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Summensignal gebildet sowie das Differenzsignal gleichgerichtet; das hierdurch gewonnene Videosignal ist weitgehend von Clutter-Störungen störbefreit, Rausch-Signalanteile sind abgeschwächt. Das »dritte Summensignal« läßt sich mittels eines Zweiweg-Gleichrichters gleichrichten und darauf zur Steuerung der Beschneidungsschwelle des vorerwähnten gleichgerichteten Differenzsignals benutzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Anordnung in technischer und damit wirtschaftlicher Hinsicht bei Gewährleistung einer die praktischen Erfordernisse erfüllenden Störunterdrükkungsqualität zu vereinfachen.

Die Erfindung besteht bei einer Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art entsprechend dem Patentanspruch I darin, daß zwischen die Verzögerungsleitung und den einen der zwei Eingänge der Signaladdierschaltung ein Tiefpaßfilter, dessen Anstiegszeit etwa gleich der Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung ist, geschaltet ist, daß der andere Eingang der Signaladdierschaltung über ein weiteres Tiefpaßfilter, dessen Anstiegszeit größenordnungsmä-P ig gleich derjenigen des erstgenannten Tiefpaßfilters gewählt ist, direkt mit dem Ausgang der Videosignalquelle verbunden ist, und daß der erste Eingang der

Komparatorschaltung an dem Ausgang der Verzögerungsleitung liegt.

Die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird in der Praxis zweckmäßigerweise zwischen dem Fünf- und Zehnfachen einer Radar-Sendeinipulsbreite gewählt Es empfiehlt sich besonders, die Anstiegszeit und/oder Abfallzeit zumindest eines der, vorzugsweise aller Tiefpaßfilter in der erfindungsgemäßen Schiitungsanordnung einstellbar zu machen.

Eine wehere Verbesserung erzielt man bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung durch die Einfügung eines dritten Tiefpaßfilters zwischen die Mischstufe und die Komparatorschaltung, wobei die Anstiegszeit des dritten Tiefpaßfilters gleich oder größer als diejenige der zwei anderen Tiefpaßfilter gewählt ist und vorzugsweise gleichfalls einstellbar ist

Anhand der Abbildungen wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert

Im Blockschaltbild der F i g. 1 ist mit 1 die Videosignalquelle eines Impuls-Radargerätes bezeichnet, an die sowohl eine Verzögerungsleitung 2 als auch ein Tiefpaßfilter 3 angeschlossen ist. Die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 2 ist gleich einem Mehrfachen einer Radar-Sendeimpuisbreite gewählt, vorzugsweise liegt sie zwischen dem Fünf- und Zehnfachen einer Radar-Sendeimpulsbreite. Die Anstiegszeit des Tiefpaßfilters 3 ist vorzugsweise einstellbar gewählt. Die mittlere Anstiegszeit dieses Filters bzw. seine fest vorgegebene Anstiegszeit ist etwa gleich der Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung ? gewählt An den Ausgang der Verzögerungsleitung 2 ist sowohl der eine Eingang einer Komparatorschaltung 4 als auch ein weiteres Tiefpaßfilter 5 angeschlossen. Die Anstiegszeit dieses weiteren Tiefpaßfilters 5 ist vorzugsweise gleichfalls einstellbar und größenordnungsmäßig gleich derjenigen des erstgenannten Tiefpaßfilters 3 gewählt. Weiterhin ist eine Signaladdierstufe 6 mit zwei Eingängen, im folgenden Mischstufe genannt, vorgesehen, die am Ausgang jeweils eines der zwei Tiefpaßfilter 3 und 5 liegen. Der Ausgang der Mischstufe 6 ist entweder direkt mit dem anderen Eingang der Komparatorschaltung 4 oder in Weiterbildung der Erfindung — wie gezeigt — über ein drittes Tiefpaßfilter 7 mit diesem anderen Eingang der Komparatorschaltung 4 verbunden. Die Anstiegszeit dieses dritten Tiefpaßfilters 7 ist gleich oder größer als diejenige der zwei anderen Tiefpaßfilter 3 und 5 gewählt

Fig.2 zeigt das Schaltbild einer als Mischstufe 6 besonders vorteilhaft in der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 verwendbaren Schaltungsanordnung. Diese Schaltungsanordnung enthält zwei gleichartige Transistoren 8 und 9, deren Emitter-Kollektorstrecken innerhalb eines durch gleiche Betriebsspannungen und

ίο gleiche Vorwiderstände 10 bis 14 symmetrischen Schaltungsaufbaus in Serie liegen. Mit 15 und 16 sind Abblock-Kondensatoren bezeichnet Zweckmäßigerweise ist an den Signalausgang H dieser Schaltungsanordnung — wie gezeigt — über einen Widerstand 17 ein Emitter-Verstärker mit einem Transistor 18, Widerständen 29 und 20 und einem Abblockkondensator 21 angeschlossen. Die Ausgangssignale der Schaltungsanordnung nach Fig.2 sind an einer Klemme 22 abgreifbar, die beim Einsatz der Schaltungsanordnung nach F i g. 2 in der in F i g. 1 gezeigten Schaltungsanordnung als Mischstufe 6 mit dem Schaltungspunkt E wirkungsmäßig übereinstimmt

F i g. 3 zeigt einen Impulsfahrplan für die in F i g. 1 gekennzeichneten Schaltungspunkte für denjenigen Beispielsfall, daß am Ausgang der Videosignalquelle 1, d. h. am Schaltungspunkt A, eine Clutter- und Zielsignalfolge wie in der obersten Zeile der F i g. 3 auftritt. Am Punkt B ergibt sich die um die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 2 verzögerte Signalfolge, bezogen

jo auf die Signalfolge am Punkt A. In der dritten Zeile der F i g. 3 ist die Wirkung des Tiefpaßfilters 3 mit seinen Anstiegs- und Abfallzeiten erkennbar, während die vierte Zeile der F i g. 3 das Filter 5 berücksichtigt Am Punkt Eergibt sich eine gemischte Signalfolge, während am Punkt F das Filter 7 zusätzlich wirksam ist. In der vorletzten Zeile der F i g. 3 ist gezeigt, wie die Ciutter-Störungen am Punkt A durch die Wirkung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eliminiert werden, während in der letzten Zeile der Fig.3 das quantisierte Videosignal am Ausgang der Komparatorschaltung 4 erkennbar ist, das von vorangehenden Ciutter-Störungen bereinigt ist.

Die gestrichelten Linien in F i g. 3 bezüglich der Schaltungspunkte C bis F (F' und B') deuten die Wirkung der Einstellbarkeit der Anstiegs- und/oder Abfallzeiten der Tiefpaßfilter an.

Hwrzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Clutter-Störungen in den Videosignalen eines Impuls-Radargerätes, an dessen Videosignalquelle, die das Rohvideosignal (Nutzsignale und Störsignale) liefert, eine Verzögerungsleitung mit einer Verzögerungszeit entsprechend einem Mehrfachen einer Radar-Sendeimpulsbreite angeschlossen ist, deren Ausgang an einen von zwei Eingängen einer Signaladdierschaltung angeschlossen ist, an derem Ausgang der zweite Eingang einer Komparatorschaltung liegt, wobei mit Clutter-Störungen Empfangsschwingungen bezeichnet sind, die sogenannte Langechosignale darstellen oder von Oberreichweiten und von Zielen mit geringer Relativgeschwindigkeit gegenüber dem Radargerat herrühren, beispielsweise von im Wind bewegten Bäumen, von Seegang, von Regen oder Hagel oder von Vogelschwärmen (»angels«), dadurch gekennzeichnet, daß der andere (C) der beiden einzigen Eingänge (C. D)der Signaladdierschaltung (6) an den Ausgang (A)der Videosignalquelle (1) angeschlossen ist, daß beiden Eingängen (C, D) der Signaladdierschaltung (6) je ein Tiefpaßfilter (3, 5) vorgeschaltet ist, deren Anstiegszeit etwa gleich der Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung (2) gewählt ist und daß der erste Eingang (B) der Komparatorschaltung (4) am Ausgang (B) der anzapfungsfreien Verzögerungsleitung (2) angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Signaladdierschaltung (6) und die Komparatorschaltung (4) ein drittes Tiefpaßfilter (7) eingefügt ist, dessen Anstiegszeit gleich oder größer als diejenige der zwei anderen Tiefpaßfilter (3,5) gewählt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstiegszeit zumindest einer der, vorzugsweise aller Tiefpaßfilter (3, 5, 7) zwischen dem Fünf- und Zehnfachen einer Radar-Sendeimpulsbreite gewählt ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstiegs- und/oder Abfallzeit zumindest eines der, vorzugsweise aller Tiefpaßfilter (3, 5, 7) einstellbar gewählt sind.