DE2255373A1

DE2255373A1 - Empfaenger fuer zielfolge-impulsradaranlage nach dem konischen abtastprinzip mit quadratur-bewegtzielanzeige

Info

Publication number: DE2255373A1
Application number: DE2255373A
Authority: DE
Inventors: Harald Sikora
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1972-11-11
Filing date: 1972-11-11
Publication date: 1974-05-22
Also published as: JPS5426360B2; GB1451353A; JPS50792A; US3882500A; CA1003933A; FR2206509A1

Description

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH., 2 Hamburg T, Steindamm 94

Empfänger für Zielfolge-Impulsradaranlage nach dem konischen Abtastprinzip mit Quadratur-Bewegtzielanzeiße

Die Erfindung bezieht sich auf einen Empfänger für Ziclfolge-Impulsradaranlagen nach dem konischen Abtastprinzip (Conical scan), mit elftem Phasendetektor, dem- ein MTI-(Rewegtzielanzeige) Filter nachgeschaltet ist.

Zielfolgeradaranlagen auf Conical-Scan-Basis gewinnen Winkelfe hl er spannungen für die Zielverfolgung wie folgt: Das Antennendiagramm der Radar-Sende- und" Empfangsantenne rotiert mit- der Abtast-(Scan)Frequenz um eine Symmetrieachse* Die rückgevonnenen Echos von Zielen, die sich auf der Symmetrieachse befinden, unterliegen in erster Näherung keiner von d,er Diagrammrotation herrührenden Modulationsspannung. Erst eine Zielablage: verursachte eine Modulation der Zielachos mit der Scanfrequer;··'.. Aus

PHD 72 - 164/Ku

BAD ORIGINAL

A09821/05S7

der Phasenlage der Zielnodulation verglichen nit einer Scanreferenzspannung wird der Ablagewinkel bestimmt und eine Fehlerepannung abgeleitet. Diese Fehlerspannung dient als Regelgröße für die Nachführung der Antennensymmetrieachse auf das Ziel. Soll das Zielfolgeradar zwischen Festzeichen und Bewegtzielen unterscheiden können, so kann ein in den Erapfan^szweiß geschaltetes IiTI (Hoving-Target-Indicator) zur Anwendung kommen.

Ein solches MTI-System nutzt die Dopplerverschiebunt; e'er Sendefrequenz durch das Bewegtziel aus. Zielspannungen ohne Dopplcrverschiebung werfen durch ein MTI-Filter gelöscht, während solche, die von Bewegtzielen herrühren,das MTI-Filter passieren. Der Gleichspannungsmittelwert der gleichgerichteten Dopplerfrequensen enthält nun die Scanmodulation, die für die Erzeugung der Y/inkelfehlerspannungen erforderlich ist.

Bei Impulsradaranlagen entsteht eine zusätzliche Modulation der Dopplersignale mit dem Spektrum des Sendeinpulses. Eine Vielzahl daraus entstehender Kodulationsprodukte kann Frequenzante.ile enthalten, die in den Scanfrequenzbereich fallen und die Zielverfolgung stören.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Beeinflussung der Zielfolgcgenauigkeit zu vermeiden. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß dera Hauptkanal-Phasendetektor ein zusätzlicher Phasendetektor mit einen Hilfs-I-iTI-Filtcr zugeschaltet ist, dessen Amplitudenverlauf gegenüber dem Dopplersignal des Hauptkanals

409821/0557

BAD OR(GiNAL

vm 90 phasenverschoben ist, und aus den quadrierten Ausgangsspannungen der MTI-Filter, die mit dem Real- und Iraaginärteil der Dopplersignale gewonnen werden,, eine Winkelfehler spannung abgeleitet ist, die von aus dem Dopplerspektrum und den Linien der Tastfunktion des Impulsradars entstandenen Misch-. und/odb;·" Modulationsprodukten frei ist.
Nach Bewertung der Signale mit der Übertragungsfunktion des Haupt- und Hilfskanal-MTl-Filters kann z.B. eine Aufbereitung in der Art

Vektorlänge = y -.'ealteil -ι- Imaginär teil ·

erfo].gen. Das sp gewonnene Signal hat eine vom zeitlichen Verlauf dor Dopplerschwin^uiig unabhängige Amplitude. Der Empfänger nach der-Erfindung führt nicht zum Verlust der Scanmodulation, . ■ er vermeidet aber die unerwünschten Misch- und Modulationsprodukte zwischen der Dopplerfrequenz und der Radarimpulswiederholungsfrequenz bzw. deren Oberwellen. ,

Die Figurider Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild einer Zielfolge-Radaranlage. Sie besteht in an sich bekannter V/eise aus einem HF-Sender S, . einem Modulator M, einer Sende-Empfangsweiche SIT.v sowie einer Antenne A, deren Diagramm konisch schwenkbar ist. Damit kann ein Ziel Z erfaßt werden. Hinter dem Empfänger E ist im Hauptkanal ein Phasendetektor PhD1 sowie ein ΚϊΙ-Filter F1 geschaltet. Der Phasendetektor PhD 1_ ■ erhält seine Referenzspannung U₀ vom HF-Sender S. Parallel zum Phasendetektor PhDI ist ein Hilfsphasendetektor PhD2 geschaltet", in dessen Ausgang sich ein Hilfs-IiTI-Fil-Ler F2 befindet. Der Hilfsphasendetektor PIiD2

Ί 9 S 2 T / -0 i, L 7

BAD ORIGINAL

Erhält eine Referenz sp:mn..uig l.¹ vorn IIF-Sander S über eine leitung L (λ/A). Die Ausgangsspannungen der KTI-Filter F1 und P2 werden einer Quadrier-Vorrichtung Q zugeführt, die aus der Wurzel der Summe der quadrierten Filterausgangsspannungen eine Spannung Uy für den Winkelfehlerdetektor WD liefert.

Der Hauptkanal kann auch zeitlich nacheinander im Zeitmultiplexbetrieb von beiden Signalen durchlaufen wei'den, wobei ein besonderer Hilfskanal entfallen kann.

j ».
Der Sender S des Impulsradargerätes möge folgendes Signal erzeugen

(1) . u,j = U₁ g(t) cos Ot

mit

U₁ = Scheitelwert von U₁ Ω = 2nfo

fo = Sendefrequenz g(t) = Tastfunktion

(2) g(t) = ψ [

u) sin p_ „ 4. sin 2p„ U- + —y-^cos 0J_rt + ₂ ^pc<

mit

A = Amplitude der Tastfunktion ρ = Dauer der Tastung in Bogenmaß ^tur ^{= 2nf}r

f = Impulswiederholungsfrequenz

Bei einer Ablage des verfolgten Zieles Z von der Symmetrieachse der Antenne A unterliegt das am Zielort eintreffende Signal einer Scanmodulation (cosinusförmig angenommen).

(3) U₂ = U₂ g(t) /1 + moos (tDgtg+ φ )J cos fitg mit

m = Modulationsgrad für die Scanmodulation (ungefähr proportional der Zielablage von der Antennensymmetrieachse)

■ *s = ^2TTfs

^098 2 1/05 5 7 BAD ORIGINAL

f„ - Scanmodulationsfrequenz s

φ = räumlicher Zielablagewinkel von der Senkrechten ■ t₂ = t -T

T = Laufzeit der HF-Signale von der Radaranlage zum Ziel .■"■'■·■

Durch die Radialgeschwindigkeit des Zieles zur Radaranlage entsteht eine Dopplerverschiebung der Sendefrequenz. Die vom Ziel Z reflektierten Signale .haben den Verlauf

\x =s u-r g(t) /1 + m cos (ω to + ep)/ .cos (Ω

j 'J t- Sc. J

mit · ■ .

- Dopplerfrequenz

Durch die !Empfangsantenne erfolgt eine nochmalige Seanmodulation für die Radarechos.

(5) u_/+ = U^ g(t) [.1 + m cos (wgtj + tp)J [1 + m

cos

. cos (Ω + uj_d) tj

mit-

t-, = t - TLT

im Vergleich zur Impulsv/iederholungs-frewobei eine geringe SGanfrequenz/angenommen werden darf. quenz.

Ein Phasendiskriminator bildet zusammen mit einem Referenzsignal

das niederfrequente Produkt (Realteil des Quadratursystems)

Der zweite Phasendiskriminator für den Hilfszug des Quadratursy-stems bildet rcit.einer um 90 phasenverschobenen Referenz das niederfrequente Produkt (imaginärteil des Quadratursysteiris). Realteil und Imaginärteil müssen zur Festseichenenttrubun," je ein ,

BAD 40982 1/0657

MTI-Filter passieren und ε-ind deshalb ιηΐτ dem Betrag von dessen Frequenzgang zu multiplizieren.

_λΓΤ , 2¹

u₇ =yu₆ + u»₆..

Ein solches analog arbeitendes Quadratursystem Q kann nach Fig. aus einer Multiplizierstufe Hu^ bestehen, dem dor Realteil R in Koordinaten χ und y aufgeteilt zugeführt wird, so daß am Ausgang z-j das Quadrat R" des Ralteils geliefert v/ird. Der Irmginärteil I v/ird einer zweiten Multiplizierstufe Hup zugeführt, während

2^2
die Quadrats R des Realteils und I des Imaginärteilc einer Summierstufe Su an den Eingängen A und B zugeführt werden.

Die gebildete Summe wird in Koordinaten χ und y aufgeteilt in eine den Logarithmus dividierende Dividierstufe Di eingegeben, an deren Ausgang z- der Quadratwurzelwert aus der Summe der Quadrate von Realteil und Iraaginärteil abgenommen werden kann.

Da durch das Quadratursystem die Dopplermodulation für u~ entfällt, können keine störenden Misch- und I'odulationsfrequenzen mit den Linien des Spektrums der Tastfunktion auftreten. Die Scanmodulation bleibt erhalten.

Die Zielfolgegenauigkeit eines Folgeradars auf Conical-Scan-Basis mit einen Quadratur-HTI ist deshalb vergleichbar mit der Zielfolgegenauigkeit eines Folgeradars ohne MTI beim Fehlen von Festzeichenechos, sofern am Ausgang der MTI-Filter eine vergleichbare Signalamplitude ansteht.

Patentansprüche:

409821/0557

. BAD ORIGINAL

Claims

M J Empfänger für ZAeIfolge-Impulsradaranlagen nach dem konischen Abtastprinzip (Conical Scan), mit einem Phasendetektor, dem ein MTI-(Bewegtzielanzeige)Filter nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dein Hauptkanal-Phasendetektor ein zu- ^ sätzlicher Phasendetektor mit einen KiIfs-MTI-Filter zügeschaltet ist, dessen Amplitudenverlauf gegenüber dem Dopplersignal des Hauptkanals um 90° phasenverschoben ist, und aus den quadrierten Ausgangsspannungeh|ier IITI-Filter, die mit dem Real- und Imaginärteil der Dopplersignale gewonnen werden, eine, Winkelfehlerspannung abgeleitet ist, die von aus dem DopplerSpektrum und den Linien der Tastfunktion des Impulcra- ' dars entstandenen Misch- und/oder Hodulationsprodukten frei; ist.
2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkanal zeitlich nacheinander im Zeitmultiplexbetrieb von beiden Signalen durchlaufen wird.

409821 /0557 BAD