DE1957348A1

DE1957348A1 - Verfahren zur Unterdrueckung der vom Seegang reflektierten elektromagnetischen Stoerechos bei ueber See fliegenden Hubschraubern

Info

Publication number: DE1957348A1
Application number: DE19691957348
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl-Ing Richter; Manfred Striese
Original assignee: Dornier System GmbH
Current assignee: Dornier System GmbH
Priority date: 1969-11-14
Filing date: 1969-11-14
Publication date: 1971-05-19
Also published as: GB1268620A; FR2067315A1

Description

DORNIER SYSTEM GMBH
Friedrichshafen

Verfahren zur Unterdrückung der vom Seegang reflektierten elektromagnetischen Störechos bei über See fliegenden Hubschraubern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung der vom Seegang reflektierten elektromagnetischen Störechos (sea clutter).

Für die Peilung und Ortung von an oder dicht über der Wasseroberfläche befindlichen Körpern, (z.B. Bojen, Hubschrauber, Flugzeuge) sind Verfahren und Mittel bekannt, mit deren Hilfe ihre Identifizierung möglich ist. Von besonderer Bedeutung ist dabei, daß die von einem Sender (z. B. einem CW-Radar) ausgehenden elektromagnetischen Schwingungen nach Auftreffen auf diesen Körpern wieder reflektiert und empfangsseitig ungestört empfangen werden. Das hei at, daß vorhandene Boden-^bzw. Störechoe (z. B. sea clutter), hervorgerufen durch Reflexion der elektromagnetischen Impulse bzw. Wellen an den an der Wasseroberfläche in verschiedenen Intensitäten stets vorhandenen Wellen, durch elektronische Schaltungsanordnungen unterdrückt werden. Außer den von Boden bzw. sea clutter hervorgerufenen Reflexionen bzw. Störechos werden durch eine derartige Unterdrückung auch jene Echos erfaßt, die von relativ kleinen am Boden befindlichen oder an der Wasseroberfläche schwimmenden Körpern reflektiert werden.

Eine derartige Schaltungsanordnung zur Unterdrückung von Bodenechoe ist bereits bei einem Radargerät vorgeschlagen worden, bei der die Bodenechoe von den Nutzechoe durch ihre Dauer und ihre Amplitude unterschieden werden. Von der Schaltungsanordnung werden dabei aus den während einer Wiederholungsperiod·

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empfangenen Echosignalen Steuersignale gebildet. Davon ergibt sich ein Steuersignal aus dem Koinzidenz-Vergleich eines aus dem Zwischenfrequenzsignal abgezweigten gleichgerichteten Signal »it einen im die Dauer des ausgesandten Radarimpulses verzögerten abgezweigten Signal. Dabei wirkt die Schaltungsanordnung jeweils auf den Verstärkungsgrad zweier Stufen der Kette der Zwischen frequenzkreise in Sinne einer Dämpfung des ¹DeHeS der Signale ein, der die Steuersignale entstehen hat lassen. Außerdem erteilt sie dem in dem Zwischenfrequenzkanal übertragenen Signal eine Verzögerung um die Dauer des ausgesandten Radarimpulses.

Bei einer anderen Anordnung von Schaltungselementen zur Störecho-Unterdrückung in Radargeräten lieft das erste Steuersignal gleichzeitig mit dem in einer Verzögerungeschaltung ein zweites Hai um die Dauer des ausgesandten Signale an einer das zweite Steuersignal abgebenden Subtraktion-, Polaritätsprüf- und Schwellenschaltung. Zugleich ist dabei die dl· Verzögerung des Zwischenfrequenzsignals bewirkende weitere Verzögerungsschaltung zwischen den beiden vom ersten bzw. zweiten Steuersignal gesteuerten Dämpfungsgliedern, von denen das zweite das auszuwertende Nutzsignal ergibt, eingeschaltet.

Derartige Schaltungsanordnungen haben aber den Nachteil, daa sie für die Unterscheidung von Nutz- und Boden- bzw. Störechos aus den während einer Wiederholungsperiode empfangenen Echosignalen die Amplituden der Signale heranziehen. Die von ψ einem Radargerät ausgehenden elektromagnetischen Schwingungen

können jedoch an den schon bei geringem Seegang an der Wasseroberfläche vorhandenen Wellen so stark reflektiert werden (sea clutter), daS mit einer totalen Verdeckung des Ziel- bzw. Nutzechoe (z. B. eines Hubschraubers) zu rechnen ist. Benachteiligt sind dabei alle jene Radargeräte, welche besonders tief liegen oder in Form von Bojen oder dgl. sich dicht an der Wasseroberfläche befinden und den Boden bzw. die Wasseroberfläche direkt anstrahlen. In gleicher Weise gilt dies für tiefliegende bzw. tie ff liegende Ziele.

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Aufgabe der Erfindung war es, diesen Nachteil eapfangseeitig zu eliminieren und dazu ein Verfahren einzusetzen, mit dessen Hilfe die Peilung und Ortung von Hubschraubern, insbesondere von U-Jagd-Hubechraubern von oder aus der Nähe der Wasseroberfläche ermöglicht wird. Dieses Ziel wird erfindungsgemäS dadurch erreicht, daß die durch die Rotorbewegung hervorgerufene Doppler-Frequenzverschiebung empfangsseitig ausgefiltert und als Nutzsignal verwendet wird.

Der Vorteil eines solchen Verfahrene gegenüber den bisherigen Schaltungsanordnungen besteht darin, daß die von eine» Radargerät (z. B. einen CW-Radar) ausgehenden elektromagnetischen Schwingungen zur Trennung zwischen sea clutter und Hubschrauberecho auf Grund ihrer unterschiedlichen Doppierfrequenz mittels elektronischer Filter verwendet werden und da3 die Frequenzen für eine Filterung stets weit genug auseinander liegen.

Für die Peilung und Ortung eines oder mehrerer ü-Jagd-Hubschrauber ist dieses Verfahren besonders vorteilhaft, da während des Langsam- bzw. Schwebefluges über Ort nur eine sehr geringe bzw. überhaupt keine Dopplerverschiebung der auf die Hubschrauberze lie auf treffenden und wieder reflektierten elektronmagnetischen Schwingungen bzw. Wellen auftritt, und daß die Frequenzmodulation des Hubschrauberechos auf Grund der Rotorbewegung zur eigentlichen Messung herangezogen wird.

Das Verfahren wird ia Folgenden beschrieben und anhand von Skizzen erläutert:
Fig. 1 zeigt die Peilung bzw. Ortung eines U-Jagd-Hubschraubers

durch ein Abwehrsystea
Fig. 2 zeigt das Prinzip eines speziellen CW-Radars bei den das

Verfahren zur Unterdrückung von sea clutter angewendet

wird.

Bei der in Fig. 1 gezeigten stark gerafften Darstellung wird ein ia Schwebeflug befindlicher U-Jagd-Hubschrauber 1 alt ausgefahrener Suchsonde 1* von einem Abwehrsystea 2 durch die von diesem ausgefahrene CW-Radarantenne 3 angepeilt bzw. geortet

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Die von der Antenne 3 (siehe auch Fig. 2) ausgehenden unmodulierten hochfrequenten elektromagnetischen Schwingungen bzw. Impulse 4 treffen einerseits auf den U-Jagd-Hubschrauber 1 und dessen laufenden Rotor 5 sowie andererseits auf den aiK der Wasseroberfläche herrschenden Seegang bzw. die Meereswellen 6.

Diese ausgestrahlten elektromagnetischen Impulse 4 (durch *-

gekennzeichnet) erfahren jedoch an den Auftreffpunkten des Rotors 7, 7* bzw. der Kteereswellen 8, 8* eine Reflexion und werden von der Antenne 3 als Empfangssignal registriert ( durch

-* gekennzeichnet). Die empfangenen Echosignale haben jedoch

gegenüber der Frequenz der Senderschwingung eine Doppler-Frequenz verschiebung, die durch die Bewegung der Meereswellen 8, 8* einerseits und die Rotationsbewegung des Rotors 5 andererseits hervorgerufen wird. Sie treten auf der Empfangsseite zunächst nur als Rauschen in Erscheinung. Eine Auflösung, aus der das Echo von der Zelle des Hubschraubers 1 vom sea clutter 8, 8* unterschieden werden kann, ist wegen der dicht aufeinander liegenden Dopplerfrequenz nicht möglich. Erst durch den Gedanken, die durch die Rotorbewegung verursachte Doppler-Frequenzverschiebung zur Unterscheidung von Rotorecho 7, 7* und sea clutter 8, 8* heran zu ziehen, ist eine Identifizierung des Hubschraubers 1 möglich. Nach Mischung der empfangenen hochfrequenten Schwingungen mit der Sendefrequenz wird durch ein Bandpass-Filter 9 (siehe Fig. 2) mit geeigneter Durchlaßkurve eine Auflösung bzw. Unterdrückung des sea clutter 8, 8* und eine Filterung der Rotor-Dopplerfrequenz 7, 7' erreicht. Mit Hilfe eines Detektors 10 (z. B. eines Amplitudendetektors) (siehe Fig. 2), kann anschHeftend der Hubschrauber 1 als solcher identifiziert werden.

Aus dem in Fig. 2 schematisch dargestellten Prinzip eines nach dem beschriebenen Verfahren arbeitenden CW-Radars ist die Anordnung der einzelnen dazu erforderlichen elektronischen Glieder ersichtlich. Die vom Sender 11 über die Antenne 3 abgestrahlten hochfrequenten elektromagnetischen Schwingungen bzw. Impulse

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4 kehren als Doppler-Frequenzverschiebung, durch sea clutter 8_t 8* und Rotorbewegung 7, 7* hervorgerufen, wieder zurück und erreichen über das Mischglied 12 das Bandpass-Filter 9. Wie bereits in der Fig. 1 beschrieben, gelangt, nach Filterung bzw. Unterdrückung der Störechos bzw. sea clutter, die Rotor-Dopplerfrequenz 7, 7* zum Detektor 10 als Nutzsignal.

6. Noyember 1969

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Claims

Patentanspruch

1. Verfahren zur Unterdrückung der vo· Seegang reflektierten elektromagnetischen Störechoe (z. B. von eine« CW-Ra^dar) bei über Se« fliegenden Hubschraubern, insbesondere U-Jagd-Hubschrauber , dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Rotorbevegung (7, 7*) hervorgerufene Doppler-Frequenzverschiebung eupfangsseitig auegefiltert und als Nutzsignal verwendet wird.

β. Jfoveaber 1969
KrAn

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