DE2217041A1

DE2217041A1 - Anordnung in einer Suchradaranlage

Info

Publication number: DE2217041A1
Application number: DE19722217041
Authority: DE
Inventors: Bengt Jakobsberg Bergkvist (Schweden)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-04-15
Filing date: 1972-04-08
Publication date: 1972-10-19
Also published as: FR2133695A1; US3766553A; FR2133695B1; SE353153B; DE2217041B2; GB1379496A

Description

ZPHN.6108,

Dr. Herbert Sehol« BOSS/EVH.

Anmelder: N.V.p:i UPS" GLOEILAMPENFABMBffll

Akte: PHN- 6108

Afmeldung vom: D·4ο72

Anordnung in einer Suchradaranlage.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung in einer Suchradaranlage mit einer Senderöhre mit Mitteln zur wiederholten Erregung der Röhre, mit einer Antenne die eine Abtastbewegung über einen Zielraum zum Aussenden von Radarimpulsen in verschiedenen Richtungen des Zielraums ausführt, und mit Mitteln zum Empfangen von Echoimpulsen, die durch die von den Zielen in Richtung der gesendeten Impulse reflektierte Energie hervorgerufen werden, welche Echoimpulse nach der Kombination mit einer Ueberlagererfrequenz von einem Ueberlagerungsoszillator zu einer Filtereinheit geführt werden, die Hochpassfilter₉ sogenannte Doppler-Filter enthält, die die Echoreaktion von solchen Zielen unterdrücken können, die durch den konstanten Abstand (Grundziele) oder eine niedrige gegenseitige Geschwindigkeit

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zwischen der Radaranlage und den Zielen Echoimpulse mit einer von Impuls zu Impuls unveränderten Amplitude oder einer veränderlichen Amplitude mit niedriger Frequenz der Amplitudenänderungen hervorrufen, welche Filter jedoch die Echoreaktion von solchen Zielen weiterleiten, die durch eine verhältnismässig hohe gegenseitige Geschwindigkeit zwischen dem Ziel und der Radaranlage eine Amplitudenänderung der Echoimpulse mit höherer Frequenz verursachen. Die Doppler-Filter werden vom Sendemoment jedes Radarimpulses an gerechnet nacheinander wirksam gemacht, und sie werden wirksam gehalten während eines kurzen Intervalls, das einem Abstandgebiet'im Zielraum entspricht: das Ausgangssignal jedes Filters rührt beispielsweise von einer gewissen Abstandzone her. Es ist erwünscht, dass nicht nur Echoimpulse von stillstehenden Zielen, sondern auch von sich langsam bewegenden Zielen, beispielsweise treibenden reflektierenden Streifen, durch die Filter unterdrückt werden, so dass diese eine verhältnismSssig grosse Unterdrückungsfrequenz-Bandweite haben müssen. Nur solche Ziele, die eine Amplitudenänderung der Echoimpulse mit einer Frequenz, der sogenannten Doppler-Frequenz, die oberhalb der Grenzfrequenz für die Filter liegt, verursachen, rufen ein Signal am Ausgang des betreffenden Filters hervor und können festgestellt werden. Wenn die Geschwindigkeit eines Ziels so gross ist, dass die dadurch hervorgerufene Doppler-Frequenz gleich der Impulswiederholungsfrequenz ist, wird jedoch bewirkt, dass das dem Eingang des Filters zugeführte abgetastete Signal eine konstante Amplitude aufweist, so dass

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es einßm stillstehenden Ziel anscheinend entspricht, und die Echoreaktion wird auf diese Weise unterdrückt. Die Geschwindigkeit, bei der dies stattfindet, wird Blindgeschwindigkeit genannt. Es.kann eine Anzahl von Blindgeschwindxgkeit sbereichen entsprechend den Doppler-Frequenzen vorhanden sein, die verschiedene Vielfache der Impulswiederholungsfrequenz sind. Die Grosse der Blindgeschwindxgkeitsbereiche ist proportional der doppelten Unterdrückungsbandweite der verwendeten Hochpassfilter, Ein weites Unterdrlickungs band, das zur Unterdrückung der Echoreaktion eines sich -langsam bewegenden Ziels, wie treibende Streifen, erwünscht ist, ruft gleichzeitig grosse Blindgeschwindigkeitsbereiche hervor. Damit diese Blindgeschwindxgkeitsbereiche hinsichtlich der gewünschten Weite des Unterdrückungsbands nicht grBsser als erforderlich sind, ist es notwendig, dass die Flanken der Filterkennlinien steil sind, was eine grössere Kompliziertheit der Filter zur Folge hat. Ein Filter mit steilen Flanken hat ausserdem eine erweiterte Sprungfunktionsreaktion, wodurch es während eines langen Intervalls nach dem Moment, in dem eine flüchtige Störung am Eingang des Filters erschien, gesperrt ist. Eine starke flüchtige Störung tritt auf, wenn beim Senden zu einem grossen Grundziel, was starke Echoimpulse an der Radaranlage mit einer gleichzeitigen Abtastbewegung der Sendeantenne bewirkt, das Magnetron plötzlich einen Impuls ausfallen lässt. Die Echoreaktion hat während der Abtastung des Grundziels allmählich zugenommen, und am Eingang des Filters hat sich ein starkes Signal aufgebaut. Ein gesperrter Impuls verursacht, dass die Amplitude plötzlich auf nahezu Null abnimmt,

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was der Anwendung eines starken Spannungsimpulses entspricht. Würden keine Massnahmen genommen, so würde dies die Unwirksamkeit des Filters während eines langen Intervalle nach der Störung verursachen, wenn man Filter mit steilen Flanken verwendet.

Die Erfindung vermeidet die erwähnten Nachteile, und sie ermöglicht die Verwendung eines Filters mit einer erweiterten Sprungfunktionreaktion (steilen Flanken), was grundsätzlich dadurch erreicht wird, dass ein Detektor angeordnet wird, der für die gesendeten hochfrequenten Impulse empfindlich ist, und der bei der Abwesenheit eines hochfrequenten Impulses nach dem Triggern oder beim Senden eines hochfrequenten Impulses mit einer unterhalb eines gewissen Schwellpegels liegenden Amplitude die Sperrmittel beeinflusst, so dass die Sperrmittel die "Echoreaktion" davon abhalten, die Doppler-Filter während der Echointervalle zu erreichen, die auf den gesperrten oder reduzierten Impuls folgen. Es können sowohl Digital- als auch Analog-Filter verwendet werden. Die Verwendung von Digital-Filtern bewirkt, dass die Bemusterung gesperrt wird, während das Eingangssignal im Falle von Analog-Filtern mittels einer Halteschaltung auf einer Signalamplitude gehalten wird, die während des vorhergehenden Impulses gemessen wird.

Die Erfindung wird anhand des Ausfuhrungsbeispiels dargestellt, das einen vereinfachten Schaltplan für die erfindungsgemässe Anordnung darstellt.

Die Bezugsnummer 10 bezeichnet ein Magnetron, das mit einer gewissen Wiederholungsfrequenz von einer

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Synchronisationseinheit 11 Über einen Modulator 12 getriggert wird. Die hervorgerufenen HP-Impulse gehen durch einen TM-Schalter 13 zu einer Antenne 14, die die Pulse aussendet. Die Antenne soll um eine vertikale Achse rotieren, so dass die Sendekeule eine Abtastbewegung in der Horizontalebene ausführt. Die Antenne dient auch dazu, die von den Zielen in Richtung der ausgesendeten Energie reflektierte Energie zu empfangen. Die reflektierte Energie (Echoimpulse) wird durch den TM-Schalter zu einer Mischstufe 15 geführt, in der sie mit einer Ueberlagererfrequenz eines Ueberlagerungsoszillators 16 kombiniert wird, um ein Zwischenfrequenz signal zu erzeugen. Das Zwischenfrequenzsignal mit den Echoimpulsen wird mittels eines Bandpassfilters 17 herausgefiltert und in einem Zwischenfrequenzverstärker 18 verstärkt. Die verstärkten Echoimpulse mit Zwischenfrequenz! gehen dann zu einem phasanempfindlichen Detektor 19» der eine Bezugs spannung von einem Bezugsosasillator eriiSit« Der phasenempfindliche Detektor I9 liefert ein bipolares Videosignal, das über Bemusterungs- und Halteschaltungen zu einer Filtereinheit 21 mit einer grossen Anzahl von Hochpassfiltern 22 geführt wird. Die Hochpassfilter werden nacheinander vom Sendemoment an gerechnet in genau festgelegten Zeitabschnitten mittels Steuerimpulsen von einer in den Zeichnungen schematisch mit einem Block 23 angegebenen Anordnung erregt* Die Ausgangssignale der jeweiligen. Filter werden schliesslich auf einem Indikator 2k angezeigt.

In den in der Filtereinheit 21 vorhandenen Hochpassfiltern werden alle Echoimpulssignale mit einer von

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Impuls zu Impuls unverBnderten Amplitude und ebenso Echoimpulssignale, in denen sich die Amplitude langsam ändert, unterdrückt. Im Gegensatz dazu werden Echoimpulssignale mit einer Amplitudenmodulation einer höheren Frequenz von den jeweiligen Filtern durchgelassen. Ferner unterdrücken die Filter solche Signale, deren Modulationsfrequnez ein Vielfaches der Impulswiederholungsfrequenz entsprechend den Blindgeschwindigkeitsbereichen für die reflektierenden Ziele beträgt. Um solche Blindgeschwindigkeitsbereiche möglichst schmal zu halten, während ein weites Unterdrückungsband beibehalten wird, sind die Filter von einem Typ mit einer sehr steilen Flanke der Frequenzkennlinien. Die Filter sollen im vorliegenden Fall vom digitalen Typ sein, beispielsweise Cauer-Filter der h,Ordnung mit einer Sprungfunktionsreaktion von 8-10 ms, sie können gewttnschtenfalls jedoch auch von einem dementsprechenden Typ sein.

Um zu verhindern, dass vorübergehende Wellen in die Filter eintreten, wenn das Magnetron aus irgendeinem Grund trotz des Trig^erns keinen Impuls liefert, ist entsprechend der Erfindung eine Detektorvorrichtung vorgesehen, in der Zeichnung allgemein mit 25 angegeben, die für die Abwesenheit eines Impulses nach der Erregung des Magnetrons empfindlich ist und die in diesem Fall das Eingangssignal zu den Doppler-Filtern sperrt. Die Detektorvorrichtung enthält einen Richtungskoppler 26, der einen Teil der Leistung des gesendeten Impulses zu einer Mischstufe 27 führt, in der er mit der Ueberlagererfrequenz des Ueberlaperungsoszillators 16 kombiniert wird. Das

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Mischergebnis, nämlich ein Zwischenfrequenzsignal wird durch ein Bandpassfilter 28 gefiltert und in einem Zwischenfrequenzverstärker 29 verstärkt und danach einem Detektor zugeführt. Der Detektor gibt einen Videoimpuls ab, der zu einem Eingang einer Logikeinheit 31 geführt wird, deren anderer Eingang den Synchronisationsimpuls von der Synchronisationseinheit 11 empfängt. Die Logikeinheit 31 ist so gebildet, dass sie Ausgangssignale liefert, wenn dem Synchronisationsimpuls der Synchronisationseinheit nicht ein Videosignal des Detektors 30 innerhalb einer Zeit von beispielsweise h /US folgt. Das Ausgangssignal der Logikeinheit 31 ■, das angibt, dass das Magnetron keinen Impuls ausgesendet hat, wird den UND-Toren 32 zugeführt, die in den Verbindungsleitungen zwischen der Steuereinheit 23 und den Durchmusterungsund Halteschaltungen 20 angeordnet sind, und es verursacht, dass die Steuerimpulse der Steuereinheit gesperrt werden. Durch einen gesperrten Steuerimpuls von der Steuereinheit wird im Fall von Digitalfiltern die Durchmusterung verhindert, während im Fall von Analogfiltern das Eingangssignal auf einem Signalpegel gehalten wird, der während des vorhergehenden Impulses mittels Halteschaltungen gemessen wird. Das Signal von der Logikeinheit 31 kann beispielsweise eine Dauer haben, die dem Zeitintervall zwischen zwei Impulsen entspricht, während die FiItereinheit während des gesamten Echointervalls nach einem weggefallenen Impuls gesperrt ist.

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Claims

- 8 - ZPHN.6108. PATENTANSPRÜCHE:

1.J Anordnung in einer Radaranlage mit einer Senderöhre (1O) mit Mitteln für die wiederholte Erregung der Röhre, mit einer Antenne (i4) zum Senden von Radarimpulsen, und mit Mitteln (13-19) zum Empfangen von Echoimpulsen, die durch die von Zielen in Richtung der gesendeten Impulse reflektierte Energie hervorgerufen werden, welche Impulse in einer Behändlungseinheit ausgewertet werden, gekennzeichnet durch eine Detektoranordnung (25)_f die für die Amplitude der gesendeten hochfrequenten Impulse empfindlich ist und die bei der Abwesenheit von hochfrequenten Impulsen nach dem Triggern oder beim Senden eines hochfrequenten Impulses mit einer unter einem gewissen Schwellpegel liegenden Amplitude die Sperrmittel (32) beeinflusst, um die "Echoreaktion" davon abzuhalten, die Behandlungseinheit während Echointervallen zu erreichen, die auf einen weggefallenen oder reduzierten Impuls folgen.

2, Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungseinheit eine Filtereinheit (21) mit Doppler-Filtern (22) in Form von Hochpassfiltern enthält, die steile Flanken in der Filterkennlinie aufweisen, welche Filter die Echoreaktion von solchen Zielen unterdrücken, die durch den konstanten Abstand oder die niedrige gegenseitige Geschwindigkeit zwischen der Radaranlage und dem Ziel Echoimpulse mit einer von Impuls zu Impuls unveränderten Amplitude, oder Impulse mit einer niedrigen Frequenz der AmplitudenSnderungen verursachen, welche Filter jedoch die

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Echoreaktion von solchen Zielen weiterleiten, die durch eine verhältnismässig hohe gegenseitige Geschwindigkeit zwischen dem Ziel und der Radaranlage eine Amplitudenänderung in den Echoimpulsen höherer Frequenz bewirken, wobei die erwähnten Sperrmittel (32) vor der Filtereinheit (21) angeordnet sind.

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