DE2537137C3 - Schaltungsanordnung zur Unterdrückung störender Empfangssignale bei einem Puls-Doppler-Radarempfänger - Google Patents

Description

wird. Für den Fall, daß die weitere Verarbeitung der Signale digital erfolgt, ist ein AD-Wandler ,4DW vorgesehen. Nachgeschaltet ist ein erstes Bewegtzeichen-Laufzeitfilter, bestehend aus einem Laufzeitglied LZGi (z.B. Schieberegister) und einer Subtraktionsschaltung SSl. Die Verzögerungszeit dieses und aller anderen nachfolgenden Laufzeitgüeder beträgt T wobei T der Taktfrequenz der Abtast- und Halteschaltung SHS entspricht Normalerweise ist T gleichzeitig auch die Periodendauer des Radargerätes. Das zweite Bewegtzeidien-Laufzeitfilter besteht aus dem Laufzeitglied LZGl und der Subtraktionsschaltung SSl. Im ungestörten Betrieb gelangen die Empfangssignale über einen auf der Klemme Nl liegenden Umschalter USi zu weiteren Bewegtzeichenfiltern, die hier mit RMT15 bezeichnet sind. Nach einem Gleichrichter GRi, einer Nachintegrationsschaltung NIF und einer Schwellenwertschaltung SSlV erfolgt die Darstellung oder weitere Verarbeitung der Radardaten z. 8. auf einem Bildschirm ÄS

Am Ausgang des zweiten Bewegtzeichen-Laufzeitfilters LZGUSSl ist ein Laufzeitglied LZGi mit der Verzögerungszeit Γ abgezweigt welches den Substitutionswert (Vorwert) bereithält und im Falle einer Störung speichert Dann liegt der Umschalter USX (gesteuert von den Ausgangssignalen der Meß-Schwellenschaltung MSW) auf der Klemme Vl. Außerdem wird auch noch der Umschalter USl auf die Klemme Vl gelegt, so daß der Vorwert ( = vorhergegangene Signalwert) mehrfach eingespeist werden kann.

Die Steuerschaltung für die Störunterdrückung ist vom Ausgang des zweiten Bewegtzeichen-Laufzeitfiiters LZGUSSl abgezweigt und enthält eine Einrichtung zur Bildung des Absolutwertes, hier dargestellt durch einen Gleichrichter GR2, eine Multiplikationsstufe AfI sowie eine Additionsstufe ASi, deren Ausgang zu einem Laufzeitglied LZGA sowie einer parallelgeschalteten Additionsstufe ASl geführt ist Der Ausgang des Laufzeitgliedes LZGA ist einmal mit der Additionsstufe ASl und zum anderen über eine Multiplikationsstufe Ml mit der Additionsstufe ASi verbunden. Die Elemente Mi, ASi, Aß, LZGA und ASl bilden einen Tiefpaß TP, dessen Grenzfrequenz so gewählt ist, daß sie die Antennenmodulation (d.h. das Ansteigen und das Abfallen des Empfangssignals) bei einer Zielüberstreichung noch durchläßt

Nachgeschaltet ist eine differenzierte Einrichtung DE, hier gebildet durch eine Schaltung wie bei einem Bewegtzeichen-Laufzeitfilter, bestehend aus dem Laufzeitglied LZGS und der Subtraktionsschaltung SS3. Die so Ausgangssignale dieses Laufzeitfilters gelangen zu einer Meß-Schwellenschaltung MSW, deren unipolar Schwellenwert in der Polarität derart gewählt ist, daß der jeweils erste, von einem Eingangsimpuls bei A herrührende Ausgangsimpuls an der differenzierenden ss Einrichtung DE die gleiche Polarität hat Zweckmäßig wird die Auslegung so vorgenommen, daß die Schwellenspannung der Meß-Schwellenschaltung über den an dieser Stelle auftretenden Signalwerten sowohl des Rauschens als auch über den dort auftretenden Restwerten von Bewegtziel-Echosignalen liegt. Bei Überschreiten des Schwellenwertes SW dieser Meß-Schwellenwertschaltung werden die Umschalter USi und US2 für eine entsprechende Zeit von der Klemme Ni bzw. Nl auf die Klemmen Kl bzw. Vl umgelegt. Dadurch wird ein ungestörter Vorwert aus dem Speicher LZGi übertragen, weil die dann vorliegenden Empfangssignale als Störungen erkannt sind.

Nähere Einzelheiten hierzu werden anhand der F i g. 2 bis 7 erläutert

In Fig.2 ist jeweils in Zeile a die Verteilung von Empfangsimpulsen vor dem ersten Bewegtzeichen-Laufzeitfilter LZGiISSi nach F i g. 1 dargestellt (Punkt A).

In Zeile b ist die Verteilung der Empfangsimpulse am Ausgang des ersten Laufzeitfilters LZGiISSi dargestellt (Punkt B).

Zeile c zeigt die Verteilung der Empfangsimpulse am Ausgang des zweiten Laufzeitfilters LZGUSS1 (Punkt Q.

Bei nur einem Einzelimpuls (Störimpuls) £1 treten nach Zeile c beim Punkt C drei Impulse PX, Pl und Pi im Abstand Tauf. Bei zwei Empfangsimpulsen £2 treten vier Empfangsimpulse Pi, Pl, P3 und PA auf. Der Abstand zwischen diesen Impulsen beträgt ebenfalls T. Bei drei Impulsen £3 treten vier Ausgangsimpulse bei Punkt C auf, die mit Pi, Pl, PA, P5 bezeichnet sind. Zwischen Pl und PA tritt eine Lücke auf; der Abstand dieser Impulse beträgt 2 T. Bei sechs Empfangsimpulsen £6 treten vier Ausgangsimpulse Pi, Pl und PI, Pi in Punkt Cauf, wobei die Lücke zwischen den Impulsen Pl und PJ den Wert 5 Γ hat Bei zehn Echoimpulsen £10 treten ebenfalls vier Impulse beim Punkt Cauf, die mit Pi, Pl und PlO, Pll bezeichnet sind. Der Abstand zwischen den Impulsen Pl und PlO beträgt 8Γ

In Fig.3 ist für den Fall EX, d.h. eines einzigen Empfangsimpulses, die Verteilung der Impulsfolge am Punkt D, also vor dem Eingang der Meß-Schwellenschaltung AfSW nach F i g. 1 dargestellt. Es zeigt sich, daß drei aufeinanderfolgende positive Impulse Sl, Sl und S3 vorhanden sind, welche die ebenfalls positive Schwelle SW der Meß-Schwellenschaltung AfSW überschreiten. Diese Impulse Sn werden nachfolgend als Steuerimpulse bezeichnet, weil Steuerimpulse für die Umschalter USi und USl daraus abgeleitet werden. Es sei darauf hingewiesen, daß hier, wie bei den nachfolgenden Figuren, zu große und deshalb nicht mehr darstellbare Amplitudenwerte durch gestrichelte Abschnitte angedeutet sind. Die restlichen Impulse nach Fig.3 haben alle negative Vorzeichen und führen zu keiner Überschreitung der positiven Schwelle SW. Beim Vergleich mit der Zeile c von F i g. 2 zeigt sich, daß die Steuerimpulse Sl, Sl und S3 zeitlich gerade dort auftreten, wo auch die Impulse Pl, Pl und P3 vorhanden sind. Wenn der Impuls £1 als Störimpuls unterdrückt werden soll, kann somit der Umschalter USi durch die Steuerimpulse Sl, Sl, S3 für diese Zeit auf die Klemme Vl umgelegt werden. Dadurch wird dreimal der in dem Laufzeitglied LZGi gespeicherte, ungestörte Vorwert zur weiteren Auswertung übertragen, aber nicht die auf den störenden Einzelimpuls £1 zurückgehenden Impulse Pt, Pl und P3. Da gleichzeitig während der Dauer der Steuerimpulse Sl, Sl und S3 der Umschalter USl von Nl auf V2 umgelegt wird, kann der Vorwert zweimal wieder in das Laufzeitglied LZGi eingegeben werden (in der Art eines Umlaufspeichers) und die Impulse Pl, Pl und Pi sind hiervon ausgeschlossen. Nach dem letzten Steuerimpuls, hier also S3, gehen die Umschalter USi und USl wieder auf die Kontakte Ni und Nl zurück und der Vorwertersatz ist damit beendet.

In Fig.4 ist die Situation für zwei Einzelimpulse dargestellt Die Schwelle SW wird nacheinander viermal von den Steuerimpulsen SI, Sl, Si und SA im Abstand jeweils von T überschritten. Beim Vergleich mit Zeile c von F i g. 2 zeigt sich, daß durch diese Steuerimpulse Sl bis SA die auf einen störenden

Doppelimpuls £2 zurückgehenden Impulse PI, Pl, Pi und P4 durch Umlegen der Schalter USl und USl auf die Stellungen Vl und Vl unterdrückt werden können. Nach dem Steuerimpuls 54 gehen die Umschalter USl und USl wieder auf die Stellung M und Λ/2 zurück.

Bei F i g. 5 treten aufgrund dreier aufeinanderfolgender Abtastsignale £3 fünf aufeinanderfolgende Steuerimpulse 51 bis 55 auf, deren zeitliche Lage den Impulsen Pl, P2, PA und P5 nach Zeile c in F i g. 2 entspricht. Der Steuerimpuls 53 hat zwar keine Entsprechung in Zeile c, dies wirkt sich jedoch nicht störend aus, weil die zusätzliche Einführung eines Vorwerters bei 53 durch den Umschalter USl nicht stört.

Bei F i g. 6 treten sechs Steuerimpulse Sl, S2, S3 und 56, 57 58 auf, welche die Schwelle SW überschreiten. Somit wird bei den impulsen Pi und Pl (durch Sl, 52) sowie PJ und /B (durch 57 und 58) die Einfügung von Substitutionswerten durchgeführt. Der zusätzliche Vorwertersatz bei 53 und 56 stört nicht.

Bei zehn Einzelimpulsen entsprechend F i g. 7 (ElQ) treten zunächst drei Steuerimpulse Sl, 52 und S3 auf, welche die Schwelle SW überschreiten und einen Vorwertersatz durchführen. Dadurch werden die Impulse Pl und Pl nach Zeile ein F i g. 2 für den Fall £10 gelöscht. Die Impulse PIO und Pll werden durch die Steuerimpulse SlO und SIl gelöscht, welche ebenfalls die Schwelle SVV überschreiten. Der zusätzliche Vorwertersatz bei S3 und 512 stört ebenfalls nicht.

Der Tiefpaß TP nach F i g. 1 ist so ausgelegt, daß er die Antennenmodulation bei Überstreichung eines Zieles noch durchläßt. Dadurch ist sichergestellt, daß Bewegtziel-Echosignale zu keiner Überschreitung der Schwellenspannung SVV der Meß-Schwellenschaltung MSWführen. Festziel-Echosignale sind bei Cin Fig. 1 ohnehin so stark bedämpft, daß sie vernachlässigbar sind. Bei Bewegtziel-Echosignalen liegt somit der Umschalter USl stets auf dem Kontakt M. Eine zweckmäßige Auslegung dieses Tiefpaßfilters kann dadurch erfolgen, daß die Multiplikationsstufe Ml auf den Faktor 0,125 und die Multiplikationsstufe Aß auf den Faktor 0,75 eingestellt wird.

Bewegtziel-Echosignale ergeben durch die Betragbildung im Gleichrichter GR2 und durch den nachgeschalieten Tiefpaß TP bei der Zielüberstreichung einen sehr langsamen, durch den allmählichen Anstieg und Abfall der Signalwerte bedingten zeitlichen Verlauf. Die differenzierende Einrichtung DE differenziert diese Kurve und verringert dadurch die Amplitude beträchtlich. Die Ausgangssignale der differenzierenden Einrichtung DE liegen somit bei Bewegtzielen (ebenso wie die Werte des Rauschens) erheblich unterhalb der Schwelle SWnach den F i g. 2 bis 7. Die Schwelle SWsoIl somit so gewählt werden, daß sie von allen zur Störungsunterdrückung benötigten S-Werten noch überschritten wird, nicht aber von den verbleibenden Restwerten von Bewegtzielsignalen bei D.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Unterdrückung störender Empfangssignale bei einem Puls-Doppler-Radarempfänger, wob« während der Zeit der Störungsunterdrückung das unterdrückte Signal durch einen ungestörten Spannungswert ersetzt wird, der von einer Steuerschaltung erzeugt ist. die vom Ausgang eines zweistufigen Bewegtzeichen-Laufzeitfilters abgezweigt ist und eine Einrichtung zur Bildung des Absolutwertes sowie eine Meß-Schwellenschaltung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen an die Einrichtung (GR 2) zur Bildung des Absolutwertes angeschlossenen, die Antennenmodulation bei Ziel- «5 überstreichung noch durchlassenden, eine Kammstruktiir aufweisenden Tiefpaß (TP) und eine differenzierende Einrichtung (DE) vor der Meß-Schwellenschaltung (MSW) enthält, wobei die Schwellenspannung (SW) die gleiche Polarität aufweist wie der jeweils erste von einem Eingangsimpuls herrührende Ausgangsimpuls an der differenzierenden Einrichtung (DE) und bei jeder Oberschreitung dieser unipolaren Schwellenspannung (SW) die Ausblendung gestörter und die Einfügung *5 ungestörter Signalwerte durch die Ausgangssignale der Meß-Schwellenschaltung (MSW) veranlaßt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefpaß eine Multiplizierstufe (M 1) und eine Addierstufe (AS 1) aufweist, an deren Ausgang ein Laufzeitglied (LZG 4) und eine weitere Addierstufe (AS 2) in Parallelschaltung angeschlossen sind und daß der Ausgang des Laufzeitgliedes (LZG 4) mit dem zweiten Eingang der zweiten Additionsstufe (AS 2) und über eine weitere Multiplizierstufe (M 2) mit dem zweiten Eingang der ersten Additionsstufe (AS 2) und über eine weitere Multiplizierstufe (M 2) mit dem zweiten Eingang der ersten Additionsstufe (AS 1) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die differenzierende Einrichtung (DE)\n der Form eines Bewegtzeichen-Laufzeitfilters (LZG 5, SS 3) aufgebaut ist

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenspannung (SW) der Meß-Schwellenschaltung (MSW) über den an dieser Stelle auftretenden Signalwerten sowohl des Rauschens als auch über den dort auftretenden Restwerten von Bewegtziel-Echosignalen liegt

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von den Ausgangssignalen (Sl, 52, 53...) der Meß-Schwellenschaltung (MSW) ein Umschalter (USi) gesteuert wird, der einen ungestörten, in einem Speicher (LZG 3) enthaltenen vorangegangenen Signalwert während des Auftretens von Ausgangssignalen zur weiteren Auswertung einspeist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß bei der Umschaltung des Umschalters (USi) ein weiterer Umschalter (US2) umgelegt wird, der den Ausgang des Speichers (LZG 3) mit dessen Eingang verbindet und gleichzeitig den Eingang von der die Signalwerte übertragenden Leitung abschaltet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Unterdrückung störender Empfangssignale bei einem Puls-Doppler-Radarempfänger, wobei während der Zeit der Störungsunterdrückung das unterdrückte Signal durch einen ungestörten Spannungswert ersetzt wird, der von einer Steuerschaltung erzeugt ist, die vom Ausgang eines zweistufigen Bewegtzeichen-Laufzeitfilter abgezweigt ist und eine Einrichtung zur Bildung des Absolutwertes sowie eine Meß-Schwellenschaltung enthält

Aus der DT-OS 21 55 074 ist ein Radarempfänger dieser Art bekannt bei dem eine Zeitverzögerung für die Empfangssignale vorgesehen ist Der Wert der Zeitverzögerung hängt davon ab, wie langdauernd die Signale vorausgesetzt sind, welche unterdrückt werden sollen. Während der Störungsunterdrückung wird ein Substitutionswert eingespeichert der in einem eigenen Speicher enthalten ist und beispielsweise der mittleren Rauschgleichspannung entsprechen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sowohl störende Einzelimpulse als auch Mehrfachimpulse unterdrückt werden können.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht daß die Steuerschaltung einen an die Einrichtung zur Bildung des Absolutwertes angeschlossenen, die Antennenmodulation bei Zielüberstreichung noch durchlassenden, eine Kammstruktur aufweisenden Tiefpaß und eine differenzierende Einrichtung vor der Meß-Schwellenschaltung enthält wobei die Schwellenspannung die gleiche Polarität aufweist wie der jeweils erste von einem Eingangsimpuls herrührende Ausgangsimpuls an der differenzierenden Einrichtung und bei jeder Überschreitung dieser unipolaren Schwellenspannung die Ausblendung gestörter und die Einfügung ungestörter Signalwerte durch die Ausgangssignale der Meß-Schwellenschaltung veranlaßt wird.

Die Vorteile sowie die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und die Weiterbildungen der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild eines Radarempfängers nach der Erfindung,

Fig.2 die zeitliche Verteilung von Impulsen an verschiedenen Schaltungspunkten der F i g. 1,

F i g. 3 die Impulsverteilung vor der Meß-Schwellenschaltung nach F i g. 1 für einen Einzelimpuis,

F i g. 4 die Impulsverteilung vor der Meß-Schwellenschaltung nach F i g. 1 für zwei Impulse,

F i g. 5 die Impulsverteilung vor der Meß-Schwellenschaltung nach Fi g. 1 für drei Impulse,

F i g. 6 die Impulsverteilung vor der Meß-Schwellenschaltung nach F i g. 1 für sechs Impulse,

F i g. 7 die Impulsverteilung vor der Meß-Schwellenschaltung nach F i g. 1 für zehn Impulse.

In F i g. 1 ist die Antenne eines Radargerätes mit AN bezeichnet Dabei kann es sich bevorzugt um eine rotierende oder um eine geschwenkte Einrichtung handeln; es ist aber auch möglich, daß die Antenne stillstehend ausgebildet ist und die Zielüberstreichung von einem Durchfliegen der Strahlungskeule herrührt Der Sende-Empfangsschalter ist mit SE bezeichnet, der Sendeteil mit HFS und der Taktgeber mit TG. Der Empfänger EM erhält seine für die Umsetzung in die ZF- bzw. Videolage benötigte Umlagerungsfrequenz von einem Oszillator EO. Die kohärent gemischten Empfangssignale gelangen zu einer Abtast- und Halteschaltung SHS, die vom Taktgeber TG gesteuert