DE2635755C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterdrücken der
Nebenkeulen-Störsignale mit einer Primärantenne für den
Empfang eines Signals, das ein gewünschtes Signal und ein
Störsignal enthalten kann, mit einer Hilfsantenne für den
Empfang eines Signals, das in erster Linie das Störsignal
enthält, mit einer mit der Primärantenne gekoppelten Unter
drückungsvorrichtung für das Störsignal, mit einem mit der
Primärantenne und der Hilfsantenne gekoppelten Korrelator
zur Erzeugung eines die Differenz zwischen den zugeführten
Signalen anzeigenden Signals, mit einem die Primärantenne
mit dem Korrelator koppelnden ersten Bandfilter, mit einem
die Hilfsantenne mit dem Korrelator koppelnden zweiten
Bandfilter und mit einer den Ausgang des Korrelators mit
der Unterdrückungsvorrichtung koppelnden Vorrichtung.
Die Beseitigung von Nebenzipfeln ist ein Verfahren, durch das
störend einwirkende Signale (wie sie etwa von Störsendern hervor
gerufen werden), die durch die Seitenzipfel einer Antenne empfan
gen werden, unterdrückt werden. Eine oder mehrere richtfreie Em
pfangsantennen werden für den Empfang der Störsignale nahe der
Hauptantenne angebracht, die ebenfalls das unerwünschte Störsignal
auffängt. Dieses Signal wird optimalen Amplituden- und Phasenmodu
lationen unterworfen und dann vom Signal der Hauptantenne subtra
hiert. Wenn die richtige Phasen- und Amplitudenmodulation angewen
det worden ist, kann eine vollständige Beseitigung des unerwünsch
ten Störsignals erzielt werden. Die Modulationswerte werden da
raus abgeleitet, daß das Ausgangssignal der Hauptantenne nach Sub
traktion des modulierten Signals der richtfreien Antenne korre
liert wird mit den Signalen der richtfreien Antenne. Diese Werte
werden einer Rückkopplungsschleife zugeführt, so daß der Aufhe
bungsvorgang kontinuierlich und automatisch abläuft. In der US-
PS 38 81 177 ist ein derartiges System beschrieben. Allerdings
ist auch dieses System, mit dem Nebenzipfel ausgeschaltet werden,
noch mit Nachteilen behaftet.
Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht
darin, daß sie Vorkehrungen enthält, die Radar-Zielsignale
und die Störsignale entweder auf dem Frequenzsektor oder auf
dem Zeitsektor auszufiltern. Mit einer derartigen Filtervor
richtung kann aber die Verminderung des Verhältnisses von
Ansprechen des Beseitigungssystems zur Störwiederkehr ein
wesentlicher Faktor für die Leistungsverbesserung des Systems
unter schweren Störbedingungen sein. Die bekannte Vorrichtung
ist darüber hinaus teuer, denn es werden zusätzliche Verstär
ker und Meßstufen benötigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der genannten Art zu schaffen, welche die Wirksamkeit der bekannten Vorrichtung erhöht und welche zwischen Ziel -und
Störsignalen unterscheiden kann.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das erste
Bandfilter und das zweite Bandfilter einen solchen Durchlaß
bereich haben, daß zumindest die Hauptkeule des Radar-Impuls
spektrums des gewünschten Signals gesperrt ist.
Durch dieses Filterverfahren wird sichergestellt, daß die
Frequenzen, die diese Filter durchsetzen, außerhalb des Haupt
ziel- und das Störspektrums liegen und somit nur ein minimaler
Betrag des Zielsignals und des Störsignals, beispielsweise
im Falle des zweiten Bandfilters, durch den Bezugskanal verarbeitet
werden muß.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung an einem Ausführungs
beispiel erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm des Nebenzipfel-Beseitungssystems;
Fig. 2 das Blockdiagramm des Systems in umfassender Radarstel
lung;
Fig. 3A ein Impuls-Zeitdiagramm für die Darstellung der zeitli
chen Einblendung der Signale in der Schaltung der Fig. 2;
Fig. 3B ein typisches Radarspektrum mit einer Darstellung der
Bandpaßfilterung der Signale in dem System der Fig. 2;
Fig. 4 eine stärker ins einzelne gehende Blockdarstellung des
Bezugskanals im System der Fig. 2;
Fig. 5 eine genauere Blockdiagrammwiedergabe des Quermodulators
aus dem System der Fig. 2; und
Fig. 6 eine Quermischstufe aus dem System der Fig. 2.
Das Prinzip der Beseitigung der Nebenzipfel-Störenergie gemäß der
Erfindung ist in dem grundlegenden Blockdiagramm der Fig. 1 ge
zeigt, wonach das ganze System in einen Hauptkanal 10 und einen
Bezugskanal 12 unterteilt ist. Übliche Radarsignale würden von ei
ner Richtungsantenne 14 aufgefangen und einem Radarempfänger zuge
führt. Die Veränderung gegenüber einer üblichen Radaranlage sieht
nun eine Additionsschaltung 18 in Hauptkanal 10 und dazu den Be
zugskanal 12 vor.
Der Bezugskanal 12 hat eine nicht gerichtete Antenne 20, einen
Phasen- und Amplitudenregler 21 mit Phasenschieber 22, Verzöge
rer 24 und Korrelator 26. Die Hilfsantenne 20 ist eine richtfreie
Bezugsantenne und nimmt das Störsignal auf. Die Ausgangsgröße vom
Phasen- und Amplitudenregler 21 wird in die Additionsschaltung
18 eingegeben, die darüber hinaus noch an die Richtantenne 14 an
geschlossen ist. Bei richtiger Phasen- und Amplitudensteuerung
gibt der Bezugskanal 12 ein N. F.-Signal ab, das mit dem Hauptsi
gnal von der Antenne 14 zusammengefügt wird, woraus ein N. F.-Si
gnal als Eingangswert dem Empfänger 16 zugeführt wird, in welchem
die gegenseitige Beeinflussung nicht mehr vorhanden ist. Die Ver
stärkung der Antenne 20 wird etwa so gewählt wie der stärkste Ne
benzipfel der Hauptantenne 14. Der Korrelator 26 erzeugt Steuer
signale für die Phasen- und Amplitudensteuerung 21, so daß das
Signal von der Antenne 20 in der Additionsschaltung 18 die Inter
ferenz beseitigt.
Eine genauere Darstellung der Erfindung erfolgt im Zusammenhang
mit der Fig. 2. Das von der Hauptantenne 14 abgegebene Signal
wird über eine gewöhnliche Eingangsstufe 30 eines Radarsystems
einer Hybridschaltung28 zugeleitet. Auch der Ausgangswert der
Hilfsantenne 20 geht über eine andere gewöhnliche Eingangsstufe
32 auf eine Hybridschaltung 35, die dieses Signal dann einer wei
teren Hybridschaltung 34 und gleichzeitig einem Quermodulator 36
zugeführt, worin die Phasen- und Amplitudenkorrektur durchgeführt
wird, von wo aus es auf einen N. F.-Verstärker 38 geht. Die Hybrid
schaltung 34 teilt die Leistung auf auf eine Mischstufe 42 mit
π/2 Phasenverschiebung und den übrigen Teil des Bezugskanals 12.
Es kann jede richtfreie Antenne verwendet werden, die einen Verstär
kungsfaktor hat, der wenigstens dem Höchstwert des Nebenzipfels
der Hauptantenne 14 gleich ist, z. B. ein doppelkonisches Horn
oder ein Paar von gekreuzten Dipolen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Modulators 36, mit
dem eine Phasen- und Amplitudensteuerung des Bezugssignals vorge
nommen werden soll, handelt es sich um einen Modulator mit π/2
Phasenverschiebung, der ein Steuereingangspaar 38 und 40 besitzt.
Der Ausgang von der Hybridschaltung 28, in der das Interferenzsi
gnal beseitigt wurde, wird dann auf den Empfänger 16 geleitet.
Die zwei Ausgänge 33 und 37 der Hybridschaltung 34 sind auf einen
Mischer mit π/2 Phasenverschiebung (Quermischstufe) 42 geleitet
wie auch der Ausgang vom Empfängeroszillator 44 des Radargerätes.
Die Ausgangswerte von der Quermischstufe 42 werden durch ein Paar
Videoverstärker 46 verstärkt und auf ein Paar Phasendetektoren
48 über ein Videogatterpaar 50 und Bandpaßfilter 52 gegeben. Die
Videogatter 50 werden mittels Impulse von einem Gattergenerator
54 geöffnet, was eine bestimmte Zeitspanne nach Auftreten des Ra
darhauptimpulses am Ende des Bereichsintervalls geschieht, wo die
reflektierten Werte vom Ziel und die abkommenden Störwerte Mini
malwert haben, so daß Minimalpegel vom Bezugskanal verarbeitet
werden. Dies ist in der Fig. 3A gezeigt. Der Gattergenerator 54
wird durch einen Ausgangswert vom Empfänger 16 geöffnet, welcher
feststellt, daß der Radarhauptimpuls aufgetreten ist, und der Im
puls des Gattergenerators tritt dann eine bestimmte Zeitspanne da
nach auf. Diese Zeitschaltung der Videoeingangswerte zum Korrela
tor fließt außer den Maximumbereichssignalen alle weiteren aus,
selbstverständlich sehr geringe Amplitudenwerte haben. Bandpaß
filter 52 lassen die Frequenzen außerhalb des hauptsächlichen
Ziel- und Störspektrums durch, womit abermals sichergestellt
wird, daß im Bezugskanal minimale Ziel- und Störsignale verarbei
tet werden. Dies ist in der Fig. 3B dargestellt, die das Radarvi
deospektrum zeigt. Ein typischer Bandpaß dieser Filter ist mit
der Kurve 53 in der Fig. 3B gezeigt. Da das Störfrequenzspektrum
viel breiter als das Radarfrequenzspektrum ist, bringt das Arbei
ten am äußeren Ende des Radarfrequenzspektrums keinen Nachteil
oder keine Minderung für den Interferenz-Beseitigungsvorgang. Der
Eingang zu den Phasendetektoren 48 ist der Videoeingang vom Em
pfänger 16 über die Eingangsleitung 56. Dieser Eingang zu den Pha
sendetektoren wird auch über ein Gatter 58 und ein Bandpaßfilter
60 zugeführt, so daß das Empfängervideosignal in gleicher Weise
eingetastet und in einem Bandpaßfilter behandelt wird, wie das
Bezugssignal, um es gegenüber den Ziel- und Störsignalen zu un
terscheiden. Bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung
werden die Gatter 50 und 58 nur für die Bereichsspanne 20 bis 25
km geschlossen, für die Bereichsspanne 0 bis 20 km dagegen offen
gehalten. Die Bandpaßfilter 52 und 60 haben eine Durchlaßbandbrei
te von 250 bis 270 kHz. Auf diese Weise werden Störungen nur in
einem 5 km Bereich aufgenommen. Außerdem wird durch das Filter
die Störung gefiltert, da das Durchlaßband dieser Filter sowohl
den Hauptlappen als auch den ersten Nebenzipfel des Störspektrums
ausschalten.
Der Ausgang von Phasendetektoren 48 wird den Steuereingängen 38
und 40 des Quermodulators 36 über Abtast- und Haltekreise 62 und
Integratoren 64 zugeleitet. Der Korrelatorausgang dient als Schlei
fensteuersignal, das auf den Quermodulator 36 einwirkt.
Die Wirkung der Schleife ist die, daß das Phase und die Amplitu
de des Bezugssignals, das mit dem Radareingang kombiniert wird,
um die Interferenz zu Null zu machen, automatisch eingestellt wer
den. Wenn dies geschieht, enthält das Radarvideosignal an den Pha
sendetektoren 48 kein Interferenzsignal mehr, das dem Bezugskanal
gegenübergestellt werden kann, so daß dadurch der Korrelatoraus
gang Null ist. Diese Art von Rückkopplungsschleife ist durch eine
Verstärkungsfunktion charakterisiert, die proportional zur Stärke
des Interferenzsignals ist. Mit wachsendem Interferenzpegel steigt
das Beseitigungsverhältnis an.
Fig. 4 zeigt stärker im einzelnen die Schaltungskette 12 der Fig.
2. Die Eingangssignale zu dieser Schaltungskette kommen auf den
Quermischer 42, der aus den beiden Mischstufen 42 a und 42 b besteht.
Die Mischstufe 42 a erhält an einem weiteren Eingang ein Signal
vom Empfängeroszillator 44, während die Mischstufe 42 b an ihrem
weiteren Eingang von einem Oszillator 44 über einen 90°-Phasen
schieber 66 einen Eingangswert erhält. Der Ausgang der Mischstufen
42 a und 42 b wird in Verstärkern 46 a und 46 b verstärkt und Phasen
detektoren 48 a und 48 b über Gatter 50 a und 50 b sowie Bandpaßfil
ter 52 a und 52 b zugeleitet. Die Gatter 50 a und 50 b werden mit Hil
fe von Ausgangsimpulsen eines Gattergenerators 54 geöffnet.
Die weiteren Eingänge zu den Phasendetektoren 48 a und 48 b kommen
über Bandpaßfilter 60 und sind das Hauptkanal-N. F.-Signal. Die
Ausgänge der Phasendetektoren 48 a und 48 b werden dem Quermodula
tor 36 über Abtast- und Haltekreise 62 a und 62 b und Integratoren
64 a und 64 b zugeleitet.
Fig. 5 stellt eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Amplituden-
und Phasensteuerung aus der Fig. 1 dar und ist eine weitere Ausge
staltung des Quermodulators 36 der Fig. 2. Der Quermodulator 36
enthält eine Querhybridschaltung 70, von der ein Eingang mit der
Hybridschaltung 35 in der Fig. 2 oder einem sonstigen geeigneten
Leistungsteiler verbunden ist. 0- und 90°-Ausgänge der Querhybrid
schaltung 70 sind mit einem Paar Gegentaktmodulatoren 72 und 74
verbunden, während die Ausgänge dieser Modulatoren 72 und 74 dann
einer Leistungszusammenführschaltung, beispielsweise einer Phasen
hybridschaltung 76, zugeführt werden, die wiederum ihre Ausgangs
größe an den N. F.-Verstärker 38 in Fig. 2 abgibt. Die Steuerein
gänge der Gegentaktmodulatoren 72 und 74 sind mit dem Integrator
64 a, 64 b in Fig. 3 verbunden. Es ist eine Eigenheit des Quermodu
lators, daß durch Verändern der Steuersignale zu seinen Steuermo
dulatoren jede Phasenlage und jede Amplitude erzielt werden kann.
Abschließend soll nun die Fig. 6 betrachtet werden, in der eine
bevorzugte Ausführungsform eines Quermischers 42 gezeigt ist, wel
cher ein Paar Gegentaktmodulatoren 80 und 82 enthält, die Eingangs
werte von einem Leistungsteiler oder einer die Phase nicht ändern
den Hybridschaltung 34 in Fig. 2 erhalten. Die anderen Eingänge
der Gegentaktmodulatoren 80 und 82 kommen von einer Querhybrid
schaltung 78, die ihre Eingangswerte vom Empfängeroszillator er
hält. Die Ausgänge der Gegentaktmodulatoren 80 und 82 werden auf
die Videoverstärker 46 a und 46 b gegeben.
Es ist also mit dem Vorstehenden eine Schaltung zur Beseitigung
der Nebenzipfel beschrieben, deren die Beseitigung vornehmende
Schleife weder auf das Zielsignal noch auf Störsignale anspricht
und die einen Korrelator aufweist, dessen ihm zugehende Video
eingangssignale zeitlich so eingetastet werden, daß alle übrigen
mit Ausnahme der Maximalbereichssignale ausgeschlossen wird, wäh
rend das eingetastete Videosignal darüber hinaus in einem Bandpaß
filter gefiltert wird, um auch die Hauptkeule und den ersten Sei
tenzipfel des Radarvideospektrums auszuschließen.
Claims (3)
1. Vorrichtung zum Unterdrücken der Nebenkeulen-Störsignale
mit einer Primärantenne (14) für den Empfang eines
Signals, das ein gewünschtes Signal und ein Stör
signal enthalten kann, mit einer Hilfsantenne (20) für den Em
pfang eines Signals, das in erster Linie das Stör
signal enthält, mit einer mit der Primärantenne gekoppelten
Unterdrückungsvorrichtung für das Störsignal,
mit einem mit der Primärantenne und der Hilfsantenne
gekoppelten Korrelator zur Erzeugung eines die Differenz
zwischen den zugeführten Signalen anzeigenden Signals, mit
einem die Primärantenne mit dem Korrelator koppelnden ersten
Bandfilter, mit einem die Hilfsantenne mit dem Korrelator
koppelnden zweiten Bandfilter und mit einer den Ausgang
des Korrelators mit der Unterdrückungsvorrichtung koppelnden
Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bandfilter
(60) und das zweite Bandfilter (52) einen solchen Durchlaß
bereich haben, daß zumindest die Hauptkeule des Radar-
Impulsspektrums des gewünschten Signals gesperrt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch eine die Antennen (14, 20) und den Korrelator (26, 48) koppelnde Vorrich
tung zum Zeittasten der dem Korrelator (26, 48) zugeführten Signale, um
alle Signale außer den Maximalbereichssignalen zu sperren.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das gewünschte Signal ein Impulssignal
ist und daß die beiden Bandfilter (52, 60) einen solchen Durchlaßbereich
haben, daß die Hauptkeule und die erste Nebenkeule des Im
pulsspektrums im wesentlichen gesperrt werden.
Applications Claiming Priority (1)
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