DE2508881B2 - Schaltungsanordnung zur interferenzunterdrueckung in radarempfaengern - Google Patents

Description

Bekanntlich existieren sogenannte mobile Radaranlagen, die an Bord von Fahrzeugen, hauptsächlich von Landfahrzeugen, untergebracht sind und auch in realtiv geringen gegenseitigen Entfernungen betrieben werden. Unter diesen Umständen ergeben sich schädliche Interferenzen zwischen den Radargeräten der verschiedenen Fahrzeuge, so daß erstere nicht korrekt arbeiten können und die Informationen, wenn überhaupt, so nur schwierig auswertbar sind.

Zur Vermeidung von Interferenzen, die darauf zurückzuführen sind, d2ß die verschiedenen Radargeräte auf derselben Sendefrequenz arbeiten, ordnet man bekanntlich jedem Sender eine andere Sendefrequenz zu. Häufig ergibt es sich jedoch, daß der Frequenzbereich, der für eine bestimmte Zahl von gleichzeitig arbeitenden Mobilsendern zur Verfügung steht, relativ schmal ist im Vergleich zur Zahl der Sender, so daß die Sendefrequenzen der verschiedenen Sender sich nur um einen verhältnismäßig geringen Betrag unterscheiden, was wiederum unerwünschte Interferenzen im Gefolge hat.

Aus der US-PS 37 72 702 ist bereits eine Schallung mit den Merkmalen des Gattungsbegriffes des Patentanspuches 1 bekannt Diese bekannte Schaltung dient jedoch nicht zur Unterdrückung von Seitenbändern von auf nahe benachbarten Frequenzen arbeitenden Radargeräten, sondern es soll eine spezielle ECM-Störung, die aus einer Rechteck-Amplituden-Modulation auf der Radarträgerfrequenz besteht, unwirksam gemacht werden. Hierzu sind zwei Regelschleifen vorgesehen, von denen die eine vom Nutzsignaldetektor und die andere von einem Störsignaldetektor gesteuert werden. Bei ungestörtem Empfang ist die eine Regelschleife, bei gestörtem Empfang die andere Regelschleife wirksam. Diese bekannte Schaltung eignet sich schon wegen der in den beiden Verstärkungsregelschleifen enthaltenen Zeitkonstanten nicht zur Unterdrückung von kurzzeitigen Störungen, wie sie durch in den Durchlaßbereich des Radarempfängers fallende Seitenbänder frequenzmäßig benachbarter Radarsender oder Interferenzsignale hervorgerufen werden.

■ Eine weitere, zweikanalige Schaltung zur Unterdrükkung von breitbandigen Radarstörsignalen ist aus der DT-OS 23 11 094 bekannt. Bei dieser Schaltung wird das Detektorausgangssignal parallel einem schmalbandigen Verstärker im Nutzsignalkanal und einem breitbandigen Verstärker im Störsignalkanal zugeführt. Bei Empfang eines breitbandigen Störsignals sperrt das Ausgangssignal des Störsignalkanals den Nutzsignalkanal für eine bestimmte Zeit vollständig. Diese »Ja/Nein«-Arbeitsweise führt einerseits zu ins Gewicht fallenden Nutzsignal- und damit Informationsverlusten und wird andererseits grundsätzlich nur bei breitbandigen Störern beträchtlicher Amplitude wirksam.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Gattungsbegriffes des Anspruches 1 zu schaffen, die in den ZF-Durchlaßbereich des Radarempfängers fallende Störsignale dämpft ohne das Nutzsignal merklich zu schwächen.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebene Ausgestaltung der Schaltungsanordnung gelöst.

Voi leilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von erläuternden Diagrammen sowie beispielsweise gewählten Ausführungsformen der Schaltungsanordnung schematisch vereinfacht dargestellt Es zeigt

F i g. 1 das Spektrum eines Störsignals,

F i e. 2 das aus Nutzsignal und Störsignal bestehende Signa.gemisch,

Fig.3 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung zur Interferenzunterdrückung,

F i g. 4,5 und 6 Nutz- und Störsicnale an verschiedenen Schaltungspunkten der Schaltungsanordnung,

Fig.7 ein Blockschaltbild eines Trägerunterdrükkungsfilters,

F i g. 8 die Durchlaßkurve des Filters nach F i g. 7,

F i g. 9 "*n Bbckschaltbild eines Störträgerunterdrükkungsfilters,

F i g. 10 die Durchlaßkurve des Filters nach F i g. 9.

Wie bereits ausgeführt, verfolgt die Schaltungsanordnung nach der Erfindung den Zweck, die nachteiligen Auswirkungen von Interferenz- oder Störsignalen zu beseitigen, die von einem Radarempfänger aufgenommen werden, da sie sich innerhalb seiner Durchlaßbandbreite befinden. Diese Störsignale stammen gewöhnlich von einer in der Nähe der betreffenden Radaranlage und auf einer nur wenig verschiedenen Trägerfrequenz arbeitenden weiteren Radaranlage.

Die Entstehung solcher Interferenz- oder Störsignale kann anhand der F i g. 1 erläutert werden, die in der Zwischenfrequenzlage das Spektrum eines von einem in der Nähe auf einer Trägerfrequenz F\ arbeitenden Radar stammenden Störsignals zeigt. In diesem Diagramm ist um die Trägerfrequenz F₀ herum das Durchlaßband des betreffenden Radars eingezeichnet. Die Existenz der Störungen, die durch die Schaltungsanordnung nach der Erfindung beseitigt werden sollen, ist darauf zurückzuführen, daß die Trägerfrequenzen der betrachteten Radargeräte gegeneinander nur um einen verhältnismäßig geringen Frequenzbetrag verschoben sind, so daß das Spektrum der Störsignale teilweise im Durchlaßband der benachbarten Radargeräte Hegt.

In F i g. 1 :st in Abhängigkeit von der Frequenz das Signal Si eines auf der Trägerfrequenz Fi arbeitenden Radargeräts sowie eines auf der Frequenz F₀ in der Nähe des ersteren arbeitenden Radargeräts wiedergegeben. Es wird deutlich, daß die Seitenbänder des Signals Si teilweise in dem Durchlaßband B des betrachteten, auf der Trägerfrequenz F₀ arbeitenden Radargeräts liegen. Diese Störsignale treten somit in dem Empfänger des betrachteten Radargeräts in Form von Signalspitzen auf, die eine hinreichende Energie besitzen, um den Empfang zu stören.

F i g. 2 zeigt das Signalgemisch aus Nutzsignal St/und Stör- oder Interferenzsignal SP, wobei das Vorhandensein des letzteren die Empfindlichkeit des betrachteten Radarempfängers vermindert oder die Zahl der Fehlalarme erhöht und die Signalauswenung schwierig, wenn nicht sogar unmöglich macht.

Um diesem Mangel abzuhelfen, wird nach der Erfindung der Empfang auf der Zwischenfrequenz während der Dauer der Signalspitzen des Störsignals unterbrochen, so daß nur das Nutzsignal hindurchgelassen wird, dabei allerdings auch eine leichte Dämpfung erfährt

F i g. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung. Diese Schaltungsanordnung liegt zwischen dem Ausgang des Zwischenfrequenzteiles des Empfängers und dem Eingang des &o Synchrondetektors. Da die Schaltungsanordnung in Verbindung mit jedem beliebigen Radartyp verwendet werden kann, braucht der vollständige Radarempfänger hier nicht im einzelnen beschrieben zu werden.

Die Schaltungsanordnung ist mit dem Ausgang der letzten Zwischenfrequenzstufe 1 des betreffenden Radarempfängers verbunden und umfaßt ein Trägerunterdrückungsfilter 2, gefolgt von einem rasch arbeitenden Dämpfungsglied 3, dessen Ausgang mu dem Synchrondetektor 4 verbunden ist Parallel zu diesem Signalweg liegt der Steuerweg für das Dämpfungsglied, bestehend aus einem weiteren Trägerunterdrückungsfilter 6, gefolgt von einem Schalter 7, der mit dem Dämpfungsglied 3 verbunden ist

Die Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt. Die Ausgangssignale der Zwischenfrequenzstufe 1 des Empfängers haben im allgemeinen den in Fig.2 dargestellten Verlauf, worin SP das Störsignal und SU das Nutzsignal sind. Diese Signale werden dem Trägerunterdrückungsfilter 2 zugeführt, das das Störsignal erheblich dämpft, wobei es jedoch auf die Spektralbereiche an den Grenzen des Signals nicht einwirkt, entsprechend den im Darchlaßband des Radargerätes liegenden Seitenbändern. Dieses Filter läßt das Nutzsignal praktisch unverändert passieren, sofern man von dem Einschwingbereich und dem Ausschwingbereich absieht. Die Signale am Ausgang des Filters 2 sind in F i g. 4 dargestellt Ein zweites Trägerunterdrückungsfilter 6 ist parallel zu dem ersten Trägerunterdrückungsfilter 2 angeordnet, besitzt jedoch andere Eigenschaften. Das Filter 2 ist derart ausgelegt, daß es alle Trägerfrequenzen außer der Trägerfrequenz des Nutzsignals sperrt, während das Filter 6 sämtliche Trägerfrequenzen einschließlich der Trägerfrequenz des Nutzsignals sperrt. Die Signale am Ausgang dieser Filteranordnung sind in Fig.5 dargestellt. Ein Schalter 7 gestattet je nach Stellung die Steuerung des Dämpfungsgliedes 3 durch die Ausgangssignale des Filters 6 oder die Unterdrückung dieser Steuerung.

Wenn der Schalter 7 geschlossen ist, wodurch die Interferenzunterdrückungsschaltung wirksam ist, ist die Dämpfung des Dämpfungsgliedes in dem Moment, wo die Impulse 9, 10, 11 und 12 entsprechend den Seitenbändern des Störsignals und der Vorderflanke bzw. der Rückflanke des Nutzsignals gemäß F i g. 5 auftreten, ein Maximum, d. h. daß diese maximale Dämpfung für die Teile des Signals der F i g. 4, die ihr entsprechen, wirksam ist In diesem Fall ist das Ausgangssignal des Dämpfungsgliedes 3 dasjenige der F i g. 6, aus der deutlich erkennbar ist, daß das Störsignal SP praktisch verschwunden ist, während das Nutzsignal ohne merkliche Dämpfung übertragen wird.

Die beschriebene Anti-Interferenzschaltung ermöglicht demnach den Empfang des Nutzsignals durch den Radarempfänger ohne Störung durch ein Störsignal, das von einem benachbarten Radargerät stammt, das auf einer Trägerfrequenz arbeitet, die in der Nähe derjenigen des betrachteten Radargerätes liegt.

Darüber hinaus ist jedoch noch eine Zeitgeberschaltung 5 vorgesehen, die in dem FaI! wirksam wird, daß plötzlich Störechos des Bodens großer Amplitude auftreten. Da die Dämpfung bzw. Sperrung durch die Trägerunterdrückungsfilte- nicht unendlich groß ist, kann nämlich in diesem Fall eine sehr rasche Auslösung des Dämpfungsgliedes 3 stattfinden, die zu einer Modulation des Nutzsignals führt, die jegliche Verarbeitung unmöglich macht. Die Zeitgeberschaltung 5 umfaßt eine Detektorschaltung, die das Nutzsignai feststellt und dieses mit umgekehrtem Vorzeichen und einer bestimmten Bewertung dem Dämpfungsglied 3 zuführt, dessen Ansprechzeit verringeri wird, wodurch die Störmodulation des Nutzsignals vermieden wird, die von dem Filter 2 zufolge von Bodenechos großer Amplitude herrührt.

Der schaltungsmäßige Aufbau der Anti-Interferenz-

schaltung, d. h. deren Bauteile, wurde nicht beschrieben, da solche Schaltungen an sich als bekannt angesehen werden können und die Einzelheiten ihrer Anordnung an der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung insgesamt nichts ändern.

Lediglich als Beispiel wird nachfolgend dennoch der Aufbau eines für die Anti-Interferenzschaltung besonders bevorzugten Unterdrückungsfilters beschrieben.

Dieses Sperrfilter für alle Trägerfrequenzen ist in F i g. 7 dargestellt Es umfaßt im wesentlichen einen Operationsverstärker 13, dessen einem Eingang die Signale über eine Verzögerungsleitung 14 zugeführt werden, welche eine Verzögerung um den Wert τ entsprechend dem Kehrwert des Frequenzunterschiedes zwischen zwei benachbarten Trägerfrequenzen, beispielsweise Fo und Fi, bewirkt. Dem zweiten Eingang des Operationsverstärkers wird das Signal entweder direkt über den Eingang 15 oder über einen einstellbaren Phasenschieber 16 zugeführt. Bei dieser Beschaltung arbeitet der Operationsverstärker 13 für jeden Wert eines Trägers als Subtrahierstufe. Fig.8 zeigt das Verhalten des Filters in Abhängigkeit von der Frequenz.

Damit das verwendete Filter alle Trägerfrequenzen

mit Ausnahme der Frequenz F₀ des betrachteten Radargerätes sperrt, muß die Verzögerungsleitung 14 derart abgeändert werden, daß die Verzögerung, die die sie durchlaufenden Signale erfahren, gleich dem Kehrwert des Frequenzabstandes zwischen zwei die Trägerfrequenz F₀ einrahmenden Störfrequenzen wird, beispielsweise zwischen den Frequenzen F] in F i g. 8.

ίο Dieser Abstand ist das Doppelte des zuvor erwähnten Abstandes. Der Ausgang des in Fig.9 dargestellten Sperrfilters ist mit einem auf die Frequenz Fo abgestimmten Filter 17 verbunden, das das Signal auf der Trägerfrequenz F₀ regeneriert

Die Dämpfungsschaltung besteht vorzugsweise aus einem veränderlichen Diodenspannungsteiler. Die Dioden werden durch ein von der Schaltung 6 abgegebenes Steuersignal gesteuert. Dieses Signal moduliert deren Strom und deren dynamischen Widerstand Anzustreben ist, daß der Dämpfungsverlauf so linear wie möglich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Interferenz· ·^ * erdrükkung in den Empfängern von Radarg^ en, von denen jedes auf einer anderen Trägerfrequenz arbeitet und diese Trägerfrequenzen so nahe benachbart sind, daß ein Teil des Spektrums der Interferenzsignale als Störsignal in den ZF-Durchlaßbereich des jeweiligen Empfängers fällt, wobei die Schaltungsanordnung in der Zwischenfrequenzlage einen Nutzsignalkanal mit einem Störträgerunterdrückungsfilter, dem ein Dämpfungsglied folgt, mit dem der Synchrondetektor des Empfängers verbunden ist, und einen Storsignalkana! mit einem ringangsseitig parallel zu dem Störträgerunterdrük- '5 kungsfilter geschalteten breitbandigeren NutzsignafunterdrückungsfiJter, dessen Ausgang über einen von Hand betätigbaren Schalter mit einem Steuereingang des Dämpfungsgliedes verbunden ist, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Nutzsignalunterdrückungsfilter (6) ein auch den Störträger (Fi) unterdrückendes Störsignalseitenbandfilter ist und der von ihm abgegebene Impulszug (9—12) auf das Dämpfungsglied (3) in Richtung einer maximalen Dämpfung im Moment des Durchganges der Seitenbänder des Störsignals (SP) durch das Dämpfungsglied (3) einwirkt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Gegenkopplung zu dem Dämpfungsglied (3) eine Zeitgeberschaltung (5) zur w Verminderung der Ansprechzeit des ersteren bei Vorhandensein eines Bodenechos großer Amplitude angeordnet ist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Unterdrükkungsfilter aus einem Operationsverstärker (13) besteht, dessen einem eingang eine Verzögerungsschaltung (14) vorgeschaltet ist und dessen anderer Eingang das der Verzögerungsschaltung zugeführte Signal parallel zu dem ersten Eingang gegebenenfalls über einen einstellbaren Phasenschieber (16) erhält.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Nutzsignalunterdrükkungsfilter (6) die Verzögerungsschaltung (14) zur Unterdrückung aller Trägerfrequenzen eine Verzögerung gleich dem Kehrwert (IM) des Frequenzabstandes fFo-F, bzw. Fi-F₀) der Trägerfrequenzen aufweist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Störträgerunterdrükkungsfilter (2) die Verzögerungsschaltung (14) zur Unterdrückung aller Trägerfrequenzen außer der Empfangsträgerfr^quenz (Fo) eine Verzögerung gleich dem Kehrwert (1/Zd) des Doppelten des Frequenzabstandes (FyFo) der Trägerfrequenzen aufweist und daß der Ausgang des Operationsverstärkers (13) mit einem auf die Empfangsträgerfrequenz (F₀) abgestimmten Regenerationsfilter (17) verbunden ist. &o