DE2646537A1 - Radargeraet mit einer einrichtung zur unterdrueckung von regenechos - Google Patents
Radargeraet mit einer einrichtung zur unterdrueckung von regenechosInfo
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Description
Patentanwalt
Dipl.-Phys.L
Kurze Straße
7 Stuttgart 30
Dipl.-Phys.L
Kurze Straße
7 Stuttgart 30
Dipl.-Phys.Leo Thul ο r / c c T7
Kurze Straße 8 Z ö 4 0 ü J /
D.E.Beguin 14-21-17
INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEVI YORK
RADARGERÄT MIT EINER EINRICHTUNG ZUR UNTERDRÜCKUNG
VON REGENECHOS
Die Erfindung betrifft ein Radargerät wie im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegeben.
Wenn in einem bestimmten Auflösungsbereich des Radargeräts
sowohl das zu ortende Ziel als auch Regen vorhanden sind, dann entstehen durch die Überlagerung von Ziel- und
Regenechos starke Störungen. Die Störungen nehmen mit abnehmender Radarwellenlänge zu.
Zur Reduzierung dieser Störungen ist. es allgemein bekannt, das Radarsignal zirkulär polarisiert abzustrahlen. Die
zirkuläre Polarisation wird dadurch erzeugt, daß man vor der Apertur des Hornstrahlers,der linear polarisierte
Wellen (z.B. vertikal polarisiert) abstrahlt, einen Polarisator (z.B. eine Platte mit einer Dicke von einer viertel
Wellenlänge λ/4) anbringt. Diese λ/4-Platte ist um j gegen
die Vertikale orientiert. Die gegen die λ/4-Ρlatte senkrecht
Sm/Scho
1.10.1976
1.10.1976
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->■
orientierte Komponente des abgestrahlten elektromagnetischen Signals wird durch die λ/4- Platte nicht beeinflußt, wohingegen
die parallel orientierte Komponente in der Phase um ^ verzögert wird. Folglich ist das abgestrahlte Signal
zirkulär polarisiert. Unter den Annahmen, daß Regen in Bezug auf die Polarisation ein vollkommen isotropes Medium ist,
und daß die Radarantenne ideal ist, ist das vom Regen reflektierte Signal ebenfalls zirkulär polarisiert. Nach
dem Durchgang durch den Polarisator wird die zur λ/4-Platte parallele Komponente des elektrischen Felds wieder in der
Phase um ^ verzögert und es ergibt sich nach der überlagerung
mit der zur λ/4-Platte senkrechten Komponente ein horizontal polarisiertes elektrisches Feld, das von
der Speiseleitung für den Hornstrahler nicht aufgenommen wird. Dadurch werden die Regenechos beseitigt, wohingegen
die Echos von Zielen, die in Bezug auf die Polarisation im allgemeinen anisotrop sind, nicht mehr zirkulär polarisiert
sind und ein Nutzsignal, das nicht ausgelöscht wird, ergeben.
In Wirklichkeit jedoch ist die Antenne nicht ideal und die Polarisation des abgestrahlten Signals ist nicht
genau zirkulär. Sie ist elliptisch und durch ihre Exzentrizität, die definiert ist durch das Verhältnis von Hauptachse
zu Nebenachse der Ellipse (die durch die elektrischen Feldvektoren beschrieben wird), bestimmt. Folglich werden
die Regenechos nicht vollkommen beseitigt. Für T=O,9 dB (ein üblicher Wert) beispielsweise ist der Unterdrückungsfaktor
20 dB.
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Es wurde ferner angenommen, daß der Regen hinsichtlich der Polarisation ein perfektes isotropes Medium ist;
in Wirklichkeit hat er jedoch eine depolarisierende Wirkung. Messungen und Berechnungen haben ergeben, daß
der Regen ein anisotropes Medium ist, dessen Hauptachsen die vertikale und die senkrechte Achsen sind. Die horizontale
Komponente wird stärker gedämpft und verzögert als die vertikale Komponente. Folglich wird eine zirkulär
polarisiert abgestrahlte Welle nach dem Durchlaufen einer Regenzone in eine elliptisch polarisierte Welle umgewandelt.
Die Exzentrizität nimmt mit der Dicke der Regenzone und der Intensität des Niederschlags zu. Für einen
Regen beispielsweise mit einer Niederschlagsmenge von 12,4 mm/h, der auf einer Länge von 10 km vorhanden ist,
wird die Dämpfung der Regenechos nach dem oben beschriebenen Verfahren im X-Band auf 10,4 dB und im C-Band auf 15,9 dB
begrenzt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Radargerät anzugeben, bei dem die Unterdrückung von Regenechos verbessert ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln. Vorteilhafte Weiterbildungen sind
den Unteransprüchen zu entnehmen.
Mit dem neuen Radargerät können nicht nur Echos von Niederschlägen,
die in der Nähe des Ziels vorhanden sind, sondern auch von Niederschlägen auf dem Ausbreitungsweg des Radarsignals
wirkungsvoll unterdrückt werden. Außerdem wird bei Abwesenheit von Regen im Zielgebiet, verglichen mit
bekannten Radargeräten, die konstant mit zirkularer Polarisation arbeiten, der Nutzsignalpegel erhöht.
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-3.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:
Fig.1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels
für einen Teil des erfindungsgemäßen Radargeräts;
Fig.2 Impulsdiagramme;
Fig.3 ein Blockschaltbild eines weiteren AusfUhrungsbeispiels.
In Fig.1 ist der Teil des erfindungsgemäßen Radargeräts dargestellt, in dem die Regenechounterdrückung durchgeführt
wird. Ein Radarsender E erzeugt ein Mikrowellensignal, das durch ein geeignet dimensioniertes magisches T in
zwei orthogonale Komponenten V und H gleicher Amplitude aufgeteilt wird. Die Richtung dieser beiden Komponenten
kann vertikal bzw. horizontal sein. Ein Wellenleiter 2, in den ein Zirkulator 3 eingefügt ist, überträgt die Komponente
V der Welle zu einer Einrichtung 4. Diese Einrichtung 4 empfängt auch die Komponente H der Welle durch
einen Wellenleiter 5, in den ein Zirkulator 6 eingefügt ist. Die Länge der Wellenleiter 2 und 5 sind so gewählt,
daß die Komponenten V und H in der Einrichtung 4 in Phasenquadratur zueinander stehen. Diese Einrichtung gibt
dann eine Welle ab, die in Abhängigkeit davon, ob die Komponente H der Komponente V um s hinterherhinkt oder
vorauseilt, rechts- oder linkszirkulär polarisiert ist.
Die zirkulär polarisierte Welle wird von der Einrichtung einem Horn 7 für zwei Polarisationsrichtungen zugeführt
und von diesem abgestrahlt. Die vom Horn 7 empfangene reflektierte Welle wird durch die Einrichtung 4 in
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. 40 -
ihre Komponenten V und FI aufgeteilt. Ein Wellenleiter 8,
der mit dem Zirkulator 3 verbunden ist, liefert nur die Komponente V der empfangenen Welle und ein Wellenleiter
9, der mit dem Zirkulator 6 verbunden ist, liefert nur die Komponente H. Deshalb sind zwei Mikrowellenempfangskanäle
vorgesehen. Zur Verdeutlichung der Zeichnung sind die Buchstaben V bzw. H den Teilen
der Schaltung zugeordnet, von denen die Komponenten V bzw. H der Welle verarbeitet werden. Läßt man den Depolarisationseffekt
des Regens außer acht, d.h. man macht die Annahme, daß der Regen hinsichtlich der
Polarisation ein isotropes Medium ist, dann ist das empfangene Regenecho zirkulär polarisiert und die
Komponenten V und H in den jeweiligen Empfangskanälen stehen zueinander in Phasenquadratur und haben dieselbe
Amplitude.
Die Mikrowellensignale in den beiden Empfangskanälen werden in Mischern 11 bzw. 12 zur Umsetzung in den
ZF-Bereich mit den Ausgangssignalen eines Mischoszillators 10 gemischt und anschließend in ZF-Verstärkern 13 bzw.
14 verstärkt. Um die Phasen- und Amplitudenverhältnisse V und H nicht zu verändern, müssen die Mischer 11 und
12 sowie die Verstärker 13 und 14 identische elektrische Eigenschaften besitzen. In einen der beiden ZF-Empfangskanäle
ist ein + ^- Phasenschieber eingefügt, sodaß die Komponenten V und H der Regenechos (es wird ein isotropes
Polarisationsmedium angenommen) gegensinnige Phasenwerte haben. Es wird beispielsweise angenommen, daß die Komponente
H der zirkulär polarisiert abgestrahlten Welle der Komponente V um ^ nacheilt; in diesem Fall
ist der Phasenschieber 15 in dem Kanal V angeordnet.
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Diese Phasenverschiebung um + s kann man auch in einem
der Mikrowellenempfangskanäle durch Variation der Länge des einen Wellenleiters gegenüber der Länge des anderen
Wellenleiters erzielen. In dem ZF-Empfangskanal V sind
beispielsweise dem Ausgang des Phasenschiebers 15 ein
steuerbarer Phasenschieber 16 und ein steuerbares Dämpfungsglied 17 nachgeschaltet. Eine Addierstufe 18, die
am Ende des ZF-Empfangskanals angeordnet ist empfängt einerseits die Komponente V (nachdem die Phasenschieber
15 und 16 sowie das Dämpfungsglied 17 durchlaufen wurden)
und andererseits die Komponente H und addiert diese Komponenten vektoriell. Sie gibt ein Signal ab, das nach Amplituden-
oder Phasengleichrichtung (im Falle eines Doppler-Radargeräts) zu den bekannten Entfernungstoren
des Radargeräts geleitet wird. Da die Anschaltzeit dieser Tore sehr kurz ist, kann das Ziel sehr genau lokalisiert
werden. In der weiteren Beschreibung werden diese Torschaltungen als "Zleltore" bezeichnet.
Eine Phasenregelschleife (von 2.Ordnung beispielsweise)
enthält einen Phasenvergleicher 19 und einen Verstärker-Integrator 20 zur Steuerung des variablen Phasenschiebers
16. Ein Eingang des Phasenvergleichers 19 ist mit dem steuerbaren Dämpfungsglied des ZF-Empfangskanals V über
breite Entfernungstorschaltungen 21 verbunden, während der andere Eingang des Phasenvergleichers 19 mit dem
ZF-Empfangskanal H über breite Entfernungstorschaltungen, die identisch mit den vorherigen Entfernungstorschaltungen
sind und synchron zu diesen betrieben werden, verbunden ist. Es ist Aufgabe der Phasenregelschleife, die Phasenverschiebungsschwankungen
gegenüber s zwischen den Korn-
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ponenten V und H aufgrund des Depolarisationseffektes durch den Regen in dem Auflösungsbereich, in dem sich
das zu verfolgende Ziel befindet, zu korrigieren. Deshalb sind so viele breite Entfernungstore 21 und 22
vorgesehen als Zieltore vorgesehen sind, wobei jedes der breiten Tore einem Zieltor zugeordnet ist. Durch
diese breiten Tore erhält man einen hohen Pegel für das vom Regen verursachte Rauschen in der Regelschleife.
Diese breiten Tore werden in der folgenden Beschreibung als Regentore bezeichnet.
In den Fig.2a bzw. 2b sind in einem Impulsdiagramm die
Anschaltzeiten für ein Zieltor bzw. für das zugehörige Regentor dargestellt. Das Regentor ist eine Zeit t2 vor
und eine Zeit t2 nach der Zeit ti, während der das Zieltor offen ist, offen. Um zu verhindern, daß am Ausgang
des Phasenvergleichers 19 das Zielechosignal dem Phasenfehlersignal
(bedingt durch den Depolarisationseffekt des Regens) überlagert wird, ist das Regentor während
der Zeit ti des Zieltores geschlossen. Während einer Radarimpulswiederholungsperiode wird nur das Regentor,
das dem verfolgten Ziel entspricht, durch Impulse h geöffnet.
Eine AmplitudenregeIschleife (beispielsweise von 2.Ordnung),
die von der Phasenregelschleife vollkommen unabhängig ist, enthält einen Amplitudenvergleicher 23 und einen Verstärker-Integrator
24, der das steuerbare Dämpfungglied steuert. Die beiden Eingänge des Amplitudenvergleichers
sind mit den ZF-Empfängskanälen V und H wie der Phasenvergleicher
über Regentorschaltungen 21 und 22 verbunden. Durch die Amplitudenregelschleife werden Amplitudenunterschiede
zwischen den empfangenen Komponenten V und H im Auflösungsbereich, in dem sich das zu verfolgende Ziel
befindet, die durch den Depolarisationseffekt des Regens verursacht werden, korrigiert.
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Im folgenden wird die Funktion des oben beschriebenen Geräts im Zusammenhang mit einer Auflösungszelle, in
dem sich das zu verfolgende Ziel befindet, d.h. einem gegebenen Zieltor und seinem zugehörigen Reqentor,
erklärt. Wenn in der Nähe des Ziels Regen vorhanden ist, d.h. in dem zugehörigen Regentor, dann sind am
Eingang des Phasenvergleichers 19 die Komponenten V und H des empfangenen Regenechos in der Phase um it + Δ0
verschoben, wobei der Ausdruck Δ0 der Phasenverschiebung
infolge des Depolarisationseffektes des Regens entspricht. Der Ausdruck Δ0 ist eine Funktion der Intensität des
Niederschlags und der Dicke der Regenzone, die auf dem Ausbreitungsweg des Radarsignals vorhanden ist. Der
Phasenvergleicher 19 ist dazu ausgelegt, ein Fehlersignal abzugeben, das eine Funktion von Δ0 ist. Die
Phasenregelschleife steuert den steuerbaren Phasenschieber so, daß die Komponenten V und H des Regenechos
gegensinnige Phasen haben. Während der Zeit, während der die betroffenen Regentore offen sind, sind
die Komponenten V und H des Regenechos an den Eingängen des Amplitudenvergleichers 23 mit unterschiedlichen
Amplituden vorhanden. Der Amplitudenunterschied, der mit Δα bezeichnet wird, wird ebenfalls durch den Depolarisationseffekt
des Regens verursacht. Der Amplitudenvergleicher 23 liefert ein Signal, das eine Funktion
von Δα ist. Die Amplitudenregelschleife steuert das steuerbare Dämpfungsglied 17 so, daß die Komponenten V
und H des Regenechos dieselbe Amplitude haben. Der vektorielle Addierer 18 empfängt deshalb zwei Signale gleicher
Amplitude jedoch gegensinniger Phase, die das Regenecho darstellen. Somit ist für das betreffende Zieltor der
Pegel des durch den Regen verursachten Rauschens gleich null. Andererseits werden zwei Signale mit zufälliger
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Amplitude und Phase empfangen, die das Zielecho, dessen
Polarisation sich von der des Regens unterscheidet, darstellen. Folglich gibt der vektorielle Addierer 18
an das Zieltor 18 ein Nutzsignal mit einem von null unterschiedlichen Wert ab, das nur das Zielecho darstellt.
Somit wird durch die Variation von Amplitude und Phase in einem der beiden Empfangskanäle, wodurch
der Depolarisationseffekt, der durch die Signalausbreitung durch den Regen verursacht wird, eliminiert
wird, das Regenecho in dem betrachteten Zieltor automatisch unterdrückt.
Wenn in der Umgebung des Ziels, d.h. in dem zugeordneten Regentor, kein Regen vorhanden ist, wird während der
Zeit, während der das Regentor offen ist, kein Regenecho zu der Radarantenne reflektiert. Dies ist selbst
dann der Fall, wenn auf der Strecke Radar-Ziel Regen vorhanden ist. An den Ausgängen der Phasen- und Amplitudenvergleicher
19 und 23 ist kein Fehlersignal vorhanden und am Ausgang des vektoriellen Addierers ist ein
von null unterschiedliches Nützsignal, das nur das Zielecho darstellt, vorhanden.
In dem Blockschaltbild der Fig.1 sind ein steuerbares
Dämpfungsglied und ein steuerbarer Phasenschieber nur in einem Empfangskanal vorhanden. Aus Symmetriegründen
kann es von Vorteil sein, in beiden Empfangskanälen steuerbare Dämpfungsglieder bzw. Phasenschieber vorzusehen.
In diesem Fall würde die Steuerung in den beiden Kanälen natürlich gegensinnig erfolgen.
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Es kann in der oben beschriebenen Einrichtung noch ein Spannungsvergleicher 25 mit einem variablen Schwellwert
S an den Ausgang der Regentor-Schaltung 22 geschaltet werden, dem zusätzlich die nicht korrigierten Signale
aus dem Kanal H zugeführt werden. Der Schwellwert S entspricht einem Regen, dessen äquivalente Radaroberfläche
im Vergleich zu der des gewünschten Zielechos klein ist und wird als Funktion der Entfernung variiert;
je weiter das Ziel entfernt ist und je schwächer das Zielecho ist, desto niedriger ist der Schwellwert. Wenn
die Komponente H des Regenechos in dem betroffenen Regentor
kleiner als der Schwellwert S ist, ist am Ausgang des Vergleichers ein logisches Signal vorhanden, das die
Phasen- und Amplitudenregelschleifen schaltet - beispielsweise durch Unterbrechung der Integrator-Verstärker
und 24 - und das in einem der beiden Empfangskanäle, z.B. im ZF-Verstärker des Kanals V, eine Phasenverschiebung
von π verursacht. Folglich sind die Komponenten V und H einer reflektierten zirkulär polarisierten Welle in
Phase und die Einrichtung arbeitet so als ob das Radargerät mit linearer Polarisation arbeiten würde. Dadurch
wird das Nutzsignal vom Ziel verbessert, das normalerweise bei zirkularer Polarisation stärker gedämpft ist.
Bisher wurde angenommen, daß die von der Antenne abgestrahlte Welle zirkulär polarisiert ist. In Wirklichkeit
ist jedoch infolge der nichtidealen Antenne eine elliptische Polarisation vorhanden. Bei der erfindungsgemäßen
Einrichtung kann dies empfangsseitig dadurch kompensiert werden, daß in einem der beiden Empfangskanäle eine kontinuierliche
feste zusätzliche Phasenverschiebung und feste zusätzliche Dämpfung erfolgt. Diese zusätzliche
Phasenverschiebung kann beispielsweise durch den Phasen-
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schieber 15 oder den steuerbaren Phasenschieber 16 erzeugt werden. Die zusätzliche Dämpfung kann beispielsweise
durch das staierbare Dämpfungsglied 17 erzeugt werden.
In Fig.3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Radargeräts dargestellt. Es handelt sich hierbei beispielsweise
um ein kohärentes Impuls-Doppler-Radargerät, bei dem die Unterdrückung von Regenechos selbst dann
möglich ist, wenn Echos von Festzielen vorhanden sind. Sowohl der Mikrowellenteil als auch die Schaltungen
für die beiden ZF-Kanäle V und H und der ^-Phasenschieber
im Kanal V entsprechen den oben beschriebenen Schaltungen und werden deshalb nicht dargestellt. Auch
bei der vorliegenden Schaltung sind in einem der beiden ZF-Kanäle, z.B. im Kanal V, das steuerbare Dämpfungsglied
17 und der steuerbare Phasenschieber 16 vorhanden. Ein Phasendiskriminator 26, der einerseits mit dem Ausgang
des steuerbaren Dämpfungsgliedes 17 und andererseits mit dem Ausgang eines stabilen Oszillators 27, der
oft auch als Kohärenzoszillator bezeichnet wird, Verbunden ist, gibt das Dopplerfrequenzsignal ab. Der Kohärenzoszillator
27 gibt zwei in der Phase um = verschobene Signale ab, sodaß der Phasendiskriminator 26
die sin- und cos-Komponenten des Doppler-Signals liefert. Diese beiden Komponenten müssen bekannt sein, um die
Richtung des Ziels in Bezug auf die Antenne bestimmen zu können. Ein zweiter Phasendiskriminator 28 im Kanal H,
der entsprechend dem Phasendetektor 26 mit dem Kohärenzoszillator 27 verbunden ist, liefert die sin- und cos-Komponenten
des zum Kanal H gehörigen Doppler-Signals.
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Die sin— und cos-Koraponenten der Doppier-Signale der
Kanäle V und H werden zu vier identischen Doppler-
Filtern 29 r 3Q* 31 und 32 fiber Vier identische Tor-
schaltungen 33 34„ 35 und 36* die alle von demselben
Signal j gesteuert werden* übertragen. Diese Torschaltungen
und Boppler-Filter sind bekannte Elemente
für ein kohärentes Impuls-Doppler-Radargerätp mit
deren Hilfe bewegliche Ziele in einer bestimmten Entfernung erkannt werden können. Eine Äddiersttife 37r
deren Eingange Mit den Ausgängen der Doppler-Filter
29 und 3O verbunden sind* liefert die sin-Komponente
des Doppler-Signals vom Ziel« Das Regenecho wird wie
unten beschrieben beseitigt. Entsprechend liefert ein Addierer 38« dessen Eingänge mit den Ausgängen von
Doppler-Filtern 31 und 32 verbunden sind«, die cos-
Kovponente des Doppler-Signals vom Ziel.
Die sin- und cos-Komponenten des Doppler-Signals der
Kanäle ¥ und H werden auch zu Phasen- und Ämplituden-Korrekturketten
über vier identische Regentorschaltungen 39r 40f 41 und 42, denen Doppler-Filter 43,. 44». 46 und
nachgeschaltet sind, geleitet. Die Grenzfrequenzen dieser Dopplerfilter müssen nicht mit den Grenzfrequenzen der
Dopplerfilter 29 bis 32 übereinstimmen. Jede der Regentorschaltungen
39 bis 42 wird vom selben Signal h gesteuert und enthält, wie bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig.1, so viele Regentore wie Zieltore vorhanden
sind. Das Impulsdiagramm> das angibt, wann das Zieltor
und wann das zugehörige Regentor offen ist» ist identisch mit dem zu Fig.1 gehörenden Impulsdiagramm und in Fig.2a,
b dargestellt.
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At.
Die Amplitudenregelschlelfe enthalt: einem Aeplitudenvergleicher
47, dem das Quadrat der Amplitude des Doppler-Signals
im Kanal V und das Quadrat der Amplitude des
Doppler-Signals Im Kanal H zugeführt: «erden. Für den
Kanal V erhält nan dieses Quadrat itit Hilfe zweier Multiplikatoren 48 und 49, die jeweils die sin- und
cos-Komponenten des Doppler-Signals vse Kanal W cjuadridieren,
und einer Addierstufe 5Or wodurch die Phase
eliminiert wird und nur noch eine Äwplifcaäeninforaiation
vorhanden ist. Für den Kanal H sind entsprechend zwei
Multiplikatoren 51 und 52 sowie eine Xddierstafe 53
vorgesehen. Der Amplitudenverglelcher 47 erzeugt »it
Hilfe einer Addierschaltung 54 und einer Sobfcraiilerschaltung
55 die Sinne Σ und die Differenz & der empfangenen
Signale. Im Amplitudenvergleiclier wird weiterhin
der Quotient =, der in einem Quotienteinreciiner 56 erzeugt
wird, gebildet. Dieses Quotientensignal wird Ober
einen Integrator-Verstarker 57 zu de» Steuereiiiqanq
des steuerbaren Dämpfungsgliedes 17 übertragen» Der Quotient =; ist unabhängig vom Pegel der von der
Radarantenne empfangenen Signale.
Die Phasenregelschleife enthält einen Ifliaseitvergleieher
5Sr dem ein Integrator-Verstärker 59 nae&gresclialtet ist.
Der Phasenvergleicher 58 enthält einen ersten Multiplikator
6Or dessen zwei Eingänge mit den Basgängen
von Doppler—Filtern 43 und 45 verbunden sind: miß. dessen
Ausgangssignal das Produkt ist der cos—Komponente des
Doppler-Signals vom Kanal V und der sin-EoBponeate des
Doppler-Signals vom Kanal H. Eine zweite Malfciplizier-Schaltttng
61, dessen beiden Eingänge mit äsn Ausgängen
der Doppler-Filter 44 und 46 verbunden sinö* liefert
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das Produkt der sin-Komponente des Doppler-Signals vom
Kanal V und der cos-Komponente des Doppler-Signals vom
Kanal H. Eine Subtrahierschaltung 62, die den Ausgängen
von zwei Multiplizierschaltungen 60 und 61 nachgeschaltet ist, gibt ein Signal der Form sin Δ0 ab, wobei der Ausdruck
Δ0 den Phasenfehler infolge des Depolarisationseffektes durch den Regen darstellt. Da der Ausdruck
Δ0 klein ist, kann er durch sein Argument angenähert werden. Ein Quotientenrechner 63, der dem Ausgang der
Subtrahierschaltung 62 nachgeschaltet ist, teilt das Ergebnis dieser Subtrahierschaltung durch die Summe Σ,
die von der Ädclierschaltung 54 geliefert wird. Somit
gibt das Ausgangssignal vom Phasenvergleicher 58 nur den Phasenfehler Ä0 an und ist unabhängig vom Signalpegel
der von der Radarantenne empfangenen Signale.
Die Zieltore undi die Regentore werden wie beim Ausführungsbeispiel
nach Fig.1 gesteuert. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden jedoch wegen des Vorhandenseins
von Doppler-Filtern in den Phasen- und Amplitudenregelschleifen die Regelsignale allein aus der Phasenverschiebung
und Dämpfung, die durch den Regen verursacht wird, abgeleitet, ohne daß Festziele berücksichtigt
werden. Dieses Äusflihrungsbeispiel arbeitet deshalb
selbst beim Vorhandensein von Festzielen noch einwandfrei.
Es sind selbstverständlich noch weitere AusfÜhrunasbeispiele
möglich. So kann z.B. im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels nach Fig.3 die Phasen- und Amplitudenregelung
des Doppler-Signals in dem ZF-Kanal V am Ausgang des Phasendiskriminators 26 durchgeführt werden.
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Claims (13)
1./ Radargerät, von dem eine angenähert zirkulär polarisierte
elektromagnetische Welle abgestrahlt wird und von dem zur Unterdrückung von Regenechos die empfangene und
ebenfalls angenähert zirkulär polarisierte Welle in ihre beiden zueinander senkrecht stehenden Komponenten, die
eine Phasenverschiebung von -s zueinander haben, aufgeteilt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Empfangskanäle (V,H) vorgesehen sind, in denen jeweils eine
der beiden Komponenten (V,H) verarbeitet wird, daß in einem der beiden Empfangskanäle eine weitere Phasenverschiebung
(15) um ~ erfolgt, sodaß die beiden Komponenten (V, H) entgegengesetzte Phasenlagen haben,
daß in einem der beiden Empfangskanäle ein steuerbarer Phasenschieber (16) und ein steuerbares Dämpfungsglied
(17) vorgesehen sind, die von einer Phasenregelschleife (19, 20) bzw. einer Amplitudenregelschleife (23, 24) so
gesteuert werden, daß die Abweichung der Phasenverschiebung (Δ0) vom Sollwert ·* zwischen den beiden empfangenen Komponenten
der Regenechos eliminiert wird und daß die beiden Komponenten der Regenechos gleiche Amplituden
erhalten, daß eine Addierschaltung (18) vorgesehen ist,
in der die beiden korrigierten Komponenten vektoriell addiert werden und daß das Ausgangssignal der Addierschaltung,
das das Zielnutzsignal ist, auf bekannte Weise weiter verarbeitet wird.
2. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Phasenregelschleife eine Phasenvergleichseinrichtung (19)
enthält, deren Eingänge über breite Entfernungstore (21,22) mit den beiden Empfangskanälen (V, H) verbunden sind.
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•«ι.
3. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Amplitudenregelschleife eine Amplitudenvergleichseinrichtung (23) enthält, deren Eingänge über breite
Entfernungstore (21, 22) mit den beiden Empfangskanälen
(V, H) verbunden sind.
4. Radargerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzahl der breiten Entfernungstore (21, 22) gleich der Anzahl der bekannten Zielentfernungstore ist und
daß die breiten Entfernungstore eine bestimmte Zeit (t2)
vor und nach der Zeit (ti), während der das jeweilige Zielentfernungstor geöffnet ist, offen sind und daß sie
während dieser Zeit (ti) zu sind.
5. Radargerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schwellwertschaltung (25) mit einstellbarem Schwellwert (5) vorgesehen ist, der über ein breites
Entfernungstor (22) eine nicht korrigierte Empfangskomponente zugeführt wird und daß diese Schwellwertschaltung
(25) dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn das Eingangssignal unterhalb des Schwellwertes (S) liegt, und daß dieses
Signal in einem der beiden Empfangskanäle eine zusätzliche Phasenverschiebung von ττ erzeugt und die Phasen- und Amplitudenregelschleifen
unterbricht.
6. Radargerät nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Empfangskanälen (V, H) ein
steuerbarer Phasenschieber und ein steuerbares Dämpfungsglied vorgesehen sind, die von der Phasen- bzw. Amplitudenregelschleife
gesteuert werden.
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. 3.
7. Radargerät nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung und Amplitudenungleichheit,
die durch die Radarantenne verursacht werden und wodurch die abgestrahlte elektromagnetische
Welle anstatt zirkulär leicht elliptisch polarisiert wird, empfangsseltig durch eine zusätzliche konstante Phasenverschiebung
bzw. Dämpfung korrigiert werden.
8. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in beiden Kanälen (V, H) die jeweilige Komponente mit um 90 gegeneinander verschobenen Signalen aus einem Kohärenzoszillator
(27) so gemischt wird (26, 28), daß in beiden Kanälen jeweils die sin- und cos-Komponenten des Doppier-Anteils
des empfangenen Signals vorhanden sind und daß für die sin- bzw. cos~Anteile der Doppler-Signale in
beiden Kanälen je eine identische Torschaltung (33, 34, 35, 36), der jeweils ein Dopplerfilter (29, 30, 31, 32)
nachgeschaltet ist, vorgesehen ist.
9. Radargerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Dopplerfilter (29, 30), denen die
sin-Komponenten zugeführt werden, in einer Addierschaltung
(37) addiert werden, sodaß ein gemeinsames sin-Signal entsteht,
und daß die Ausgangssignale der Dopplerfilter (31, 32), denen die cos-Komponenten zugeführt werden, in einer Addierschaltung
(38) addiert werden, sodaß ein gemeinsames cos-Signal entsteht.
10. Radargerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Amplitudenregelschleife eine Amplitudenvergleichsschaltung (47) enthält, deren beiden Eingänge die quadrierten
Dopplersignale der Kanäle V bzw. H zugeführt werden, daß
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diese Signale der Amplitudenvergleichsschaltung (47)
über Rechenschaltungen (48, 49, 50; 51, 52, 53) zugeführt werden und daß die sin- bzw. cos-Komponenten
der jeweiligen Kanäle (V, H) den Rechenschaltungen über breite Entfernungstore (39, 40; 41, 42) und Dopplerfilter
(43, 44; 45, 46) zugeführt werden.
11. Radargerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Amplitudenvergleichseinrichtung (47) der
Quotient (^ ) aus der Differenz (Δ) zwischen den Quadraten
der Amplituden der Dopplersignale der beiden Kanäle (V, H) und der entsprechenden Summe (Σ) gebildet
wird, sodaß ein Amplitudenregelsignal erzeugt wird, das von der Amplitude des von der Radarantenne empfangenen
Signals unabhängig ist.
12. Radargerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Phasenregelschleife eine Phasenvergleichseinrichtung (58) enthält, der die sin- und cos-Komponenten
der beiden Kanäle (V, H) über breite Entfernungstore (39, 40, 41, 42) und Dopplerfilter (43, 44, 45, 46) zugeführt
werden.
13. Radargerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Phasenvergleichseinrichtung (58) das Produkt der sin-Komponente des Doppler-Signals vom Kanal V und
der cos-Komponente des Doppler-Signals vom Kanal H gebildet wird, daß weiterhin das Produkt der cos-Komponente
des Doppler-Signals vom Kanal V und der sin-Komponente des Doppler-Signals vom Kanal H gebildet wird, daß die
Differenz dieser beiden Produkte gebildet wird und daß
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der Quotient dieses Differenzsignals und des Summensignals
aus der Amplitudenvergleichseinrichtung (47) gebildet wird, sodaß ein Phasenregelsignal erzeugt wird,
das von der Amplitude des empfangenen Signals unabhängig ist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7532569A FR2328972A1 (fr) | 1975-10-24 | 1975-10-24 | Dispositif d'elimination des echos de pluie |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2646537A1 true DE2646537A1 (de) | 1977-06-23 |
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ID=9161606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19762646537 Withdrawn DE2646537A1 (de) | 1975-10-24 | 1976-10-15 | Radargeraet mit einer einrichtung zur unterdrueckung von regenechos |
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Country | Link |
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DE (1) | DE2646537A1 (de) |
FR (1) | FR2328972A1 (de) |
GB (1) | GB1506989A (de) |
IT (1) | IT1068764B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3135306A1 (de) * | 1980-09-05 | 1982-05-06 | EMI Ltd.,, Hayes, Middlesex | Radargeraet |
DE3210400A1 (de) * | 1982-03-20 | 1989-01-19 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Radargeraet, von dem impulsfoermige signale abgestrahlt werden |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2926193A1 (de) * | 1979-06-29 | 1981-01-22 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Radargeraet, von dem polarisierte signale abgestrahlt werden |
GB2421386B (en) * | 2004-12-17 | 2007-11-07 | Boeing Co | Methods and systems for dual circular polarization radar detection |
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1975
- 1975-10-24 FR FR7532569A patent/FR2328972A1/fr active Granted
-
1976
- 1976-10-15 DE DE19762646537 patent/DE2646537A1/de not_active Withdrawn
- 1976-10-19 GB GB4331876A patent/GB1506989A/en not_active Expired
- 1976-10-21 IT IT2854376A patent/IT1068764B/it active
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---|---|---|---|---|
DE3135306A1 (de) * | 1980-09-05 | 1982-05-06 | EMI Ltd.,, Hayes, Middlesex | Radargeraet |
DE3210400A1 (de) * | 1982-03-20 | 1989-01-19 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Radargeraet, von dem impulsfoermige signale abgestrahlt werden |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1506989A (en) | 1978-04-12 |
IT1068764B (it) | 1985-03-21 |
FR2328972B1 (de) | 1982-05-14 |
FR2328972A1 (fr) | 1977-05-20 |
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