DE3007527A1

DE3007527A1 - Puls-doppler-radargeraet mit einer digitalen integrationsschaltung fuer die videosignale

Info

Publication number: DE3007527A1
Application number: DE19803007527
Authority: DE
Inventors: Heinzdieter 8000 München Günther; Harald Ing.(grad.) 8035 Gauting Siegel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-02-28
Filing date: 1980-02-28
Publication date: 1981-09-10
Also published as: DE3007527C2

Description

Puls-Doppler-Radargerät mit einer digitalen Integrations-
schaltung für die Video signale Die Erfindung bezieht sich auf ein Puls-Doppler-Radargerät mit eine Einrichtung zur Festzeichenunterdrückung und einer digitalen Integrationsschaltung für die Videosignale.
Aus der Literaturstelle "Electronic Letters" 17. Aug.1978, Vol. 14, Nr. 17, S. 554 bis 556 sind Nachintegrationsschaltungen bekannt. Rekursive Integrationsschaltungen zeigen aufgrund der hohen Verstärkung und der dadurch bedingten Rechnungsabbrüche einige negative Effekte.
Nichtrekursive Integrationsschaltungen weisen diesen Nachteil nicht auf und kommen der optimalen Signalverarbeitung näher. Bei den nichtrekursiven Integrationsschaltungen werden in jedem Entfernungstor über eine Zeit, die der Zielüberstreichzeit entspricht, kontinuierlich alle Signalwerte aufsummiert. In Fig. 1 ist ein entsprechendes Prinzipschaltbild dargestellt. In n Speichern Sp1...Spn werden die Amplitudenwerte von n Radarperioden gespeichert. Darin bedeutet n die Anzahl der Echoimpulse, die während der Zielüberstreichzeit von einem Ziel erwartet werden können. In einer Additionsschaltung AS werden die Ausgangssignale der n Speicher aufsummiert. Wenn m die Anzahl d-er Entfernungstore ist, dann beträgt der Speicherplatzbedarf für den Integrator A = m-*n12 Bit.
Wird der Aufwand für die Additionsschaltung hinzugerechnet, dann ergibt sich bei der gegenwärtigen Schaltkreistechnik ein unrealistisch hoher Gesamtaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den zur Verbesserung des 'ignal-Rausch-Verhältnisses erforderli-7 Ausfertigungen 4.Ausfertigung chen Aufwand bei der Integration, der bei höheren Werten Hits/Scan erheblich ansteigt, durch eine vereinfachte Durchführung der Integration zu vermeiden. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Integration einer Anzahl von n am Eingang der digitalen Integrationsschaltung anstehenden Echo impulsen einer Zielüberstreichzeit abweichend von einer kontinuierlichen Integra+' Dn über einen festgelegten Winkelsektor erfolgt, derart daß in einer Additionsschaltung deren Ausgang mit einem Speicher für jedes Entfernungstor verbunden ist, der Amplitudenwert des an einem ersten Eingang der Additionsschaltung nach jeder Empfangsperiode anliegenden Echosignales und das an einem zweiten Eingang zugeführte, im Speicher abgespeicherte Additionsergebnis zu einer neuen, im Speicher abzuspeichernden Summe addiert werden und daß das Integrationsergebnis nach n Additionen zur Verfügung steht.
Der tcergang von einer kontinuierlichen Integration auf eine über n Perioden in festgelegten Sektoren erfolgende vereinfachte Integration hat zur Folge, daß jeweils nach n Empfangsperioden ein Integrationsergebnis für jeden Entfernungskanal vorliegt. Der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ausgangssignalen liegende Zeitraum kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dazu genutzt werden, daß jedes Ausgangsaignal als Ergebnis des Integrationsvorganges bis zum Vorliegen des nächstfolgenden Ausgangssignals gespeichert und während dieser Zeit auf Ziele im gestörten und ungestörten Fall untersucht wird.
Im Bedarfsfall kann durch wenigstens eine weitere zeitlich ersetzt arbeitende Integrationsschaltung eine dichtere Folge von Integrationsabschnitten und damit eine entsprechende Vermehrung der Ausgangs signale erreicht werden.
Die Erfindung und weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer bekannten Integrationsschaltung, Fig. 2 das Prinzip-Blockschaltbild eines Auswerters eines Puls-Doppler-Radargerätes, Fig. 3 das Blockschaltbild einer Schaltung für eine sektorielle Integration, Fig. 4 die Antennenfunktion und das Integrationsergebnis für alle zeitlichen Zuordnungen zur Antennenfunktion.
Die vom Empfänger eines Puls-Doppler-Radargerätes am Eingang der Auswerteschaltung zugeführten analogen Echosignaie und das Empfängerrauschen werden in einem Analog-Digital-Wandler AD entfernungsindividuell digitalisiert und anschließend einem Dopplerfilter DF zugeführt. Am Ausgang des Dopplerfilters sind nur noch die von Bewegtzielen stammenden Signale vorhanden. Die in einem Videogleichrichter VG gleichgerichteten Signale werden'in einer Nachintegrationsschaltung NI, die an die Antennenfunktion angepapßt ist, zur Erhöhung des Signal-Rausch-Verhältnisses integriert. Eine Schwellenschaltung SS entscheidet darüber, ob die vom Ausgang der Nachintegrationsschaltung erhaltenen Ausgangssignale als Rauschsignal unterdrückt oder als Signal eines Zieles einem nachgeschalteten nicht dargestellten Sichtgerät zugeführt werden. Ublicherweise können mit der Schwellenschaltung SS noch ECCM-Schaliulgen gekoppelt sein, die auch Ziele über Störern verschiedener Art erkennen können.
Eine Nachintegrationsschaltung . die auf eine kontinuierliche Integration (wie der ideale Integrator Fig. 1) verzichtet und bei der Anfang und Ende der Integration zeitlich festgelegt sind, ist in Fig. 2 dargestellt.
Diese Schaltung umfaßt lediglich eine Additionsstufe ADS und einen Speicher SP für m Entfernungstore. Der Ausgang des Speichers SP ist über eine Rückführung mit einem zweiten Eingang der Additionsstufen ADS verbunden. In dieser Schaltung wird nach jeder Empfangsperiode das Additionsergebnis pro Entfernungstor abgespeichert und in der nächsten Periode zu den neuen Amplitudenwerten hinzuaddiert. Nach n Additionen wird das Ergebnis abgerufen. Mit dem Einspeisen des Wertes Null in den Addierer wird ein neuer Integrationsabschnitt eingeleitet. Der Schaltungsaufwand ist gegenüber dem des bekannten idealen Integrators nur sehr klein. Die Additionsstufe und der Speicher müssen lediglich im Hinblick aus die Integration über eine größere Anzahl von Echoimpulsen für z. B.
20 Bit ausgelegt werden.
In Fig. 3 ist die Antennenfunktion und das Integrationsergebnis für alle zeitlichen Zuordnungen zur Antennenfunktion dargestellt. Der obere Teil der Figur zeigt die Antennenfunktion mit der dicht gestaffelten Folge von Eingangssignalwerten, aus denen eine um den Faktor n geringer gestaffelte Folge von Ausgangssignalen entsteht.
Die zeitliche Lage der Ausgangssignale, die unter Verwendung einer Integrationsschaltung mit einer Periode, die der Integrationszeit entspricht, entstehen, ist in einer Zeile I unter der Antennenfunktion dargestellt.
Da im allgemeinen die Integrationsabschnitte und die azimutale Lage des Zielechos nicht starr miteinander gekoppelt sind, ist nicht sichergestelltj daß das Maximum der Eingangswerte exakt in die Mitte eines Integrationsabschnittes fällt. In diesen Fällen wird durch ein sogenanntes "Sector-Straddling" die Entdeckungswahrscheinlichkeit verringert. Dieser Nachteil kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dadurch behoben werden, daß wenigstens eine zweite zeitlich versetzt arbeitende Integrationsschaltung verwendet wird, wodurch die Anzahl der Ausgangssignale wenigstens verdoppelt wird.
In Fig. 3 sind in einer zweiten Zeile II die Ausgangssignale einer zweiten Integrationsschaltung mit der gleichen Periodizität wie bei den Ausgangssignalen der ersten Integrationsschaltung, jedoch gegenüber diesen versetzt dargestellt. Um den Schaltungsaufwand für einen zweiten Integrationsvorgang möglichst klein zu halten, kann dieser Vorgang mit der bereits vorhandenen ersten Integrationsschaltung zusätzlich durchgeführt werden, wenn in die Rückführung vom Ausgang des Speichers SP an die Additionsschaltung ADS (Fig. 2) ein vom jeweiligen Integrationsbeginn gesteuerter Multiplexer MU eingeschaltet wird Es verdoppelt sich nur der Speicheraufwand, wenn man im Zeit-Multiplex-Betrieb die Additionswerte des Integrators I in die geradzahligen Speicherplätze einspeichert und die Additionswerte des Integrators II in die ungeradzahligen. Der noch verbleibende Verlust gegenüber dem Maximalwerte (ohne Sector Straddling) ist dann vernachlässigbar. Die Integrationsschaltung liefert alle n halbe Perioden einen Amplitudenwert pro Entfernungstor. Aus den Amplitudenwerten und der Kenntnis der Antennenfunktion kann der Azimut der Ziele errechnet werden.
4Patentansprüche 3 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Puls-Doppler-Radargerät mit einer Einrichtung zur Eestzeichenunterdrückung und einer digitalen Integrationsschaltung für die Videosignale, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Integration einer Anzahl von n am Eingang der digitalen Integrationsschaltung anstehenden Echo impulsen einer Zielüberstreichzeit abweichend von einer kontinuierlichen Integration über einen festgelegten Winkelsektor erfolgt, derart, daß in einer Additionsschaltung, deren Ausgang mit einem Speicher für jedes Entfernungstor verbunden ist, der Amplitudenwert des an einem ersten Eingang der Additionsschaltung nach jeder Empfangsperiode anliegenden Echosignales und das an einem zweiten Eingang zugeführte, im Speicher abgespeicherte Additionsergebnis zu einer neuen, im Speicher abzuspeichernden Summe addiert werden und daß das Integrationsergebnis nach n Additionen zur Verfügung steht.
2. Puls-Doppler-Radargerät nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mit dem Abrufen des gespeicherten Integrationsergebnisses der Speicherinhalt gelöscht ist und mit dem Einspeisen des Wertes Null in die Additionsschaltung nach der nächsten Empfangsperiode ein neuer Integrationsabschnitte eingeleitet wird.
3. Puls-Doppler-Radargerät nach Anspruch 1 oder 2, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens eine zweite gegenüber der ersten zeitlich versetzte Integration zu wenigstens einem -weiteren Ausgangssignal je Entfernungstor führt.
4. Puls-Doppler-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß jedes Ausgangssignal als Ergebnis des Integrationsvorganges bis zum Vorliegen des nächstfolgenden Ausgangssignals gespeichert und während dieser Zeit auf Ziele im gestörten und ungestörten Fall unter sucht wird.