DE2837703C1 - Rundsuchradargeraet mit elektonischer Gegenmassnahme (ECCM) gegen invers amplitudenmodulierte Rauschstoerer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein mit einer in der Azimutebene stark bündelnden Rundsuchantennen versehenes Rundsuchradargerät mit elektronischer Gegenmaßnahme ("ECCM" = "electronic counter-countermeasure") gegen einen oder mehrere Störer mit jeweils einem Rauschsender, welcher zum Radar hin eine Rauschleistung abgibt, die in der Amplitude invers zu der bei ihm ankommenden Leistung moduliert ist.

Rundsuchradargeräte haben im allgemeinen die Aufgabe, die azimutale Lage und die Entfernung von Flugzielen zu ermitteln.

Als wirkungsvolle Gegenmaßnahme ("ECM" = "electronic countermeasure") gegen Rundsuchradars ist die inverse Modulation ("instantaneous inverse jamming") durch einen Störer bekannt. Ein Täuschsender im Störer strahlt dabei ein Rauschsignal zum Radar mit einer Amplitudenmodulation ab, die invers zu derjenigen des vom Störer empfangenen Signals ist. Normalerweise wird diese Amplitudenmodulation im Empfangssignal durch das Strahlungsdiagramm der drehenden Rundsuch-Radarantenne verursacht. Die invertierte Amplitudenmodulation des Störers überlagert sich im Sendefall wiederum mit dem Strahlungsdiagramm des Radars. Der Radarempfänger mißt nun einen zeitkonstanten Amplitudenpegel. Somit kann sich der Störer hinsichtlich seiner Entfernung und seines Azimutwinkels maskieren. Der Rauschcharakter der Signale verhindert dabei eine Entfernungsermittlung, während die Inversmodulation die Azimutermittlung unmöglich macht.

Aufgabe der Erfindung ist es, für ein Rundsuchradargerät eine elektronische Gegenmaßnahme anzugehen, mit welcher nach dem beschriebenen Verfahren der inversen Modulation arbeitende Störer im Azimutwinkel demaskiert werden, so daß die durch die Störsignalmodulation entstehende Mehrfachanzeige unterdrückt wird.

Gemäß der Erfindung, die sich auf ein Rundsuchradargerät der eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine in der Azimutebene schwach bündelnde, ebenfalls rotierende Zusatzantenne vorgesehen ist, welche im Störfall den Sendebetrieb von der stark bündelnden Antenne übernimmt, daß über die stark bündelnde Rundsuchantenne der Empfang vorgenommen bleibt und daß die Zusatzantenne so ausgerichtet ist, daß ihre Hauptkeule den Bereich der Rundsuchantennen-Hauptkeule und der ersten Rundsuchantennen-Nebenzipfel, über welche ein Störer aufgrund seiner Dynamik noch stören kann, bedeckt. Die elektronische Gegenmaßnahme nach der Erfindung beruht darauf, daß die scharf gebündelte Hauptkeule der Rundsuchantenne beim Überstreichen des Störers einen wesentlich höheren Störpegel als ein Nebenzipfel liefert. Dadurch verrät der Störer seine Anflugrichtung die als besonders heller Streifen auf dem PPI-Radarbildschirm erscheint. Da der Rauschstörer auf das breite Sendediagramm der schwach bündelnden Zusatzantenne mit inverser Störmodulation antwortet, sendet er im achsennahen Winkelbereich einen nahezu konstanten Störpegel aus. Damit kann die Azimutwinkelfindung durch die stark bündelnde Rundsuchantenne praktisch ungestört erfolgen.

Erkennt der Störer das zu seiner Azimutfindung eingesetzte breite Sendediagramm und schaltet er deswegen seine Rauschleistung ab, so kann mit der Zusatzsendeantenne der Radarrundsuchanlage der Radarbetrieb - wenn auch mit verminderter Reichweite - aufrechterhalten werden. Eine Verminderung der Reichweite beim Orten von Störern ist nicht gegeben, da die aktive Störerleistung den Gewinnverlust der Zusatzantenne mehr als aufwiegt.

Das Auflösungsvermögen bei der Störerortung wird durch die Breite der Empfangshauptkeule für Einwegausbreitung bestimmt. Um zwei Störer getrennt anzeigen zu können, ist demnach ein Störerabstand von ca. 2 R (R = Halbwertsbreite der Antenne) notwendig. Der Azimutwinkel kann durch Mittelwertsbildung mit etwa R/8 Genauigkeit angegeben werden.

Die Hauptstrahlrichtungen der in der Azimutebene stark bündelnden Rundsuchantenne und der dagegen schwach bündelnden Zusatzantenne müssen nicht genau übereinstimmen. Vielmehr können sie innerhalb eines bestimmten Bereiches gegeneinander verschoben werden, so daß der Rauschstörer nicht mit einer festen Zuordnung rechnen kann.

Die Bündelung der Hauptkeule der Zusatzantenne in der horizontalen Ebene wird in zweckmäßiger Weise so gewählt, daß im Winkelbereich der achsennahen Nebenzipfel der Rundsuchantenne der Rückgang des Sendepegels möglichst gering ist. Es wird allerdings ein möglichst hoher Gewinn angestrebt.

Für das Vertikaldiagramm der als Sendeantenne eingesetzten Zusatzantenne ist es wünschenswert, wenn es einen ähnlichen Verlauf wie dasjenige der Empfangsantenne aufweist.

Weiterbildungen und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von vier Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 zwei verschiedene Realisierungsmöglichkeiten der in der Azimutebene schwach bündelnden Zusatzantenne,

Fig. 3 ein Blockschaltbild im Zusammenhang mit einer Verbesserung der Azimutwinkelbestimmung mittels eines Amplitudenvergleichs (Amplituden-Monopuls) und

Fig. 4 ein Schaltungsbeispiel für die Zuschaltung der Zusatzantenne an das Radarrundsuchgerät.

Eine erste vorteilhafte Ausführungsmöglichkeit für die in der Azimutebene gegenüber der Rundsuchantenne schwach bündelnde Zusatzantenne zeigt Fig. 1. Eine solche Antenne besteht aus einem als Hornstrahler ausgebildeten Primärerreger 1 und einem zylindrischen Reflektor 2, dessen vertikale Krümmung so ausgebildet ist, daß etwa das Elavationsdiagramm der Rundsuchantenne, z. B. ein cosec²-Diagramm, entsteht.

Eine zweite vorteilhafte Ausführungsmöglichkeit für diese Zusatzantenne zeigt Fig. 2. In diesem Fall besteht die Antenne aus einem zwischen zwei parallel zueinander verlaufenden Platten 3 und 4 strahlenden Hornstrahler 5 und einem zylindrischen Reflektor 6, der die beiden Platten 3 und 4 abschließt und in der Vertikalebene so geformt ist, daß etwa das Elevationsdiagramm der Rundsuchantenne, z. B. ein cosec²-Diagramm, entsteht. Wird der Plattenabstand kleiner gewählt, als es für die horizontale Bündelung notwendig ist, so kann an die Apertur eine trichterförmige Erweiterung angesetzt werden.

Eine beträchtliche Verbesserung der Azimutwinkelbestimmung erreicht man durch ein Amplitudenvergleichsverfahren (Amplituden-Monopuls). Selbst bei verrauschten Eingangspegeln ist eine Mittenbildung durch Amplitudenvergleich gut möglich. Die Zusatzantenne arbeitet hierbei nicht nur als Sendeantenne, sondern darüber hinaus neben der eigentlichen Rundsuchantenne noch als zweite Empfangsantenne.

Ein Blockschaltbild für einen solchen Amplitudenvergleich ist in Fig. 3 dargestellt. Die Zusatzantenne 7, welche in der Azimutebene schwächer bündelt als die Rundsuchantenne 8, arbeitet sowohl als Sendeantenne als auch als Empfangsantenne. Dagegen wird die Rundsuchantenne 8 lediglich als Empfangsantenne verwendet. Die über die beiden Antennen 7 und 8 empfangenen Signale werden jeweils einem Mischer 9 bzw. 10 zugeführt, die von einem gemeinsamen Empfängeroszillator 11 betrieben werden. Die umgesetzten Ausgangssignale der beiden Mischer 9 und 10 werden jeweils über einen ZF-Vorverstärker 12 bzw. 13, ein ZF-Bandfilter 14 bzw. 15 und logarithmische Zwischenfrequenz-Verstärker 16 bzw. 17 als Eingangssignale einem Differenzverstärker 18 zugeführt. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 18 gelangt über ein Schwellenwert-Einstellglied 19 an den einen Eingang eines Mischglied-Gatters 20. Das Ausgangssignal des logarithmischen ZF-Verstärkers 17 wird zusätzlich über einen Videoformer 21 dem zweiten Eingang des Mischglied-Gatters 20 zugeführt. Das Video-Ausgangssignal des Mischglied-Gatters 20 wird über einen Videoverstärker 22 einem Decoder 34 und sodann der Anzeige zugeleitet. Bei dieser Schaltung handelt es sich um die übliche Schaltung im Rahmen eines Amplituden-Monopuls-Verfahrens zur Mittenbildung mittels eines Amplitudenvergleichs der beiden an den zwei Antennen einfallenden Signale.

Fig. 4 zeigt eine Möglichkeit für die Zuschaltung der im Azimut schwächer als die Rundsuchantenne 23 bündelnden Zusatzantenne 24. Die beiden Antennen 23 und 24 rotieren gemeinsam. Die Speiseleitung 25 der als Sendeantenne betriebenen Zusatzantenne 24 liegt an einem ersten Anschluß 26 eines dreiarmigen Zirkulators 27 und die Speiseleitung 28 der im Störfall als reine Empfangsantenne betriebenen Rundsuchantenne 23 ist über einen ersten Kontakt b eines ersten Umschalters 29 am schaltrichtungsmäßig zweiten Anschluß 30 des Zirkulators 27 angeschlossen. Der schaltrichtungsmäßig dritte Anschluß 31 des Zirkulators 27 ist über einen ersten Kontakt b eines zweiten Umschalters 32 an die signalzu- und -abführende Drehkopplung 33 auf der Gerätebasis angeschaltet. Die zweiten Kontakte a der beiden Umschalter 29 und 32 sind unmittelbar miteinander verbunden. Bei ungestörtem Radarbetrieb liegen beide Umschalter 29 und 32 am jeweils zweiten Kontakt a und im Störfall am jeweils ersten Kontakt b.

Anstelle der beiden Schalter 29 sowie 32 und des Zirkulators 27 läßt sich auch ein schneller PIN-Dioden-Sende-/Empfangs-Schalter verwenden.

Die Entfernungsinformation bezüglich des Störers kann aus der Azimutbestimmung mittels zweier oder dreier solcher Radargeräte und durch Kreuzpeilung gewonnen werden.

Ein erfindungsgemäßes störfestes Rundsuchradargerät ist für den Einsatz im militärischen Bereich geeignet.

Claims (8)

1. Mit einer in der Azimutebene stark bündelnden Rundsuchantenne versehenes Rundsuchradargerät mit elektronischer Gegenmaßnahme ("ECCM") gegen einen oder mehrere Störer mit jeweils einem Rauschsender, welcher zum Radar hin eine Rauschleistung abgibt, die in der Amplitude invers zu der bei ihm ankommenden Leistung moduliert ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Azimutebene schwach bündelnde, ebenfalls rotierende Zusatzantenne (24) vorgesehen ist, welche im Störfall den Sendebetrieb von der stark bündelnden Antenne (23) übernimmt, daß über die stark bündelnde Rundsuchantenne (23) der Empfang vorgenommen bleibt und daß die Zusatzantenne (24) so ausgerichtet ist, daß ihre Hauptkeule den Bereich der Rundsuchantennen-Hauptkeule und der ersten Rundsuchantennen-Nebenzipfel, über welche ein Störer aufgrund seiner Dynamik noch stören kann, bedeckt.

2. Rundsuchradargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptstrahlrichtungen der in der Azimutebene stark bündelnden Rundsuchantenne (23) und der dagegen schwach bündelnden Zusatzantenne (24) nicht genau übereinstimmen und gegeneinander verschiebbar sind.

3. Rundsuchradargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elevationsdiagramme der in der Azimutebene stark bündelnden Rundsuchantenne (23) und der in der Azimutebene schwächer bündelnden Zusatzantenne (24) zumindest einen angenähert gleichen Verlauf aufweisen.

4. Rundsuchradargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzantenne (24) aus einem Primärerreger (1), z. B. aus einem Hornstrahler, und einem zylindrischen Reflektor (2) besteht, dessen vertikale Krümmung so ausgebildet ist, daß etwa das Elevationsdiagramm der Rundsuchantenne (23), z. B. ein cosec²-Diagramm, entsteht.

5. Rundsuchradargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzantenne (24) aus einem zwischen zwei parallel zueinander verlaufenden Platten (3, 4) strahlenden Hornstrahler (5) und einem zylindrischen Reflektor (6) besteht, der die beiden Platten (3, 4) abschließt und in der Vertikalebene so geformt ist, daß etwa das Elevationsdiagramm der Rundsuchantenne (23), z. B. ein cosec²-Diagramm, entsteht.

6. Rundsuchradargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitung (25) der Zusatzantenne (24) an einem ersten Anschluß (26) eines dreiarmigen Zirkulators (27) und die Speiseleitung (28) der Rundsuchantenne (23) über einen ersten Kontakt (b) eines ersten Umschalters (29) am schaltrichtungsmäßig zweiten Anschluß (30) des Zirkulators (27) liegt, daß der schaltrichtungsmäßig dritte Anschluß (31) des Zirkulators (27) über einen ersten Kontakt (b) eines zweiten Umschalters (32) an die signalzu- und -abführende Drehkopplung (33) auf der Gerätebasis angeschlossen ist, daß die zweiten Kontakte (a) der beiden Umschalter (29, 32) miteinander verbunden sind und daß beide Umschalter (29, 32) bei ungestörtem Radarbetrieb am jeweils zweiten Kontakt (a) und im Störfall am jeweils ersten Kontakt (b) liegen.

7. Rundsuchradargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzantenne (24) nicht nur als Sendeantenne, sondern darüber hinaus neben einer die eigentliche Rundsuchantenne (23) bildenden Empfangsantenne (8) noch als zweite Empfangsantenne (7) geschaltet ist und daß eine Schaltung zum Amplitudenvergleich der an den beiden Antennen (7, 8) einfallenden Signale nach Art des Amplituden-Monopuls vorgesehen ist, so daß aufgrund einer Mittenbildung eine genauere Azimutwinkelbestimmung eines Störers erfolgen kann.

8. Rundsuchradargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungsinformation durch die Azimutbestimmung mittels zweier oder dreier solcher Radargeräte und durch Kreuzpeilung gewonnen wird.