DE3033243C1

DE3033243C1 - Abhoer- und Stoeranordnung

Info

Publication number: DE3033243C1
Application number: DE3033243A
Authority: DE
Inventors: Roland Carre; Benoit Rabouille; Coiffard Jean Michel
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1979-09-07
Filing date: 1980-09-04
Publication date: 1987-03-05
Also published as: FR2582409B1; IT1148721B; GB2174868B; GB2174868A; IT8024445A0; FR2582409A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abhör- und Störanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Moderne Kampfflugzeuge sind häufig mit Störanordnungen aus gestattet, die Wellen mit einer genügend hohen Leistung aus senden, um Radargeräte blenden zu können, die ihre Anwesenheit feststellen können. Zur Erzielung dieses Ergebnisses enthält die Störanordnung einen Sender und einen Empfänger. Der Empfän ger hat den Zweck, die Radargeräte abzuhören, die Frequenz spektren der von diesen Radargeräten ausgesendeten Wellen zu analysieren und den Sender der Störanordnung so zu steuern, daß die ausgesendete Welle den Kenngrößen des Radargeräts entspricht, das gestört werden soll.

Da diese Störanordnungen kleine Abmessungen haben, damit sie in Flugzeuge eingebaut werden können, liegen die Sendeantenne und die Empfangsantenne sehr nahe beieinander und können manchmal von ein und derselben Antenne gebildet sein. Diese Nähe sowie die äußeren Bauteile des Flugzeugs, die die Stör anordnung tragen, erzeugen Störreflexionen, die eine Kopp lung zwischen der Sendeantenne und der Empfangsantenne her vorrufen. Da diese Störanordnungen ihre maximale Wirksamkeit haben, wenn sie kontinuierlich senden, muß zwischen der Sende seite und der Empfangsseite unbedingt eine Entkopplung vorge sehen werden, damit gleichzeitig die Wellen des Radargeräts analysiert und die entsprechenden Störsignale ausgesendet werden können.

Zur Beseitigung dieses Nachteils der Kopplung zwischen der Sendeantenne und der Empfangsantenne wird bisher von digi talen Filtern des Typs MTI Gebrauch gemacht, die zwischen der Empfangsantenne und der Analysieranordnung für das von dieser Antenne empfangene Signal angeordnet sind. Da das von der Störanordnung erzeugte Störsignal gemäß einem vor bestimmten Code periodisch ist, sind die im Empfangskanal liegenden digitalen Filter wirksam, wenn die Verzögerungs zeit eines der Kanäle dieser digitalen Filter genau der Folgeperiode des von der Störanordnung ausgesendeten Stör signals entspricht. Diese Periodizitätsbedingung des von der Störanordnung ausgesendeten Störsignals ist sehr streng.

Für den Fall, daß die Kopplung zwischen der Sendeantenne und der Empfangsantenne das Signal so verformt, daß die Periodizität herabgesetzt ist, wird die Wirksamkeit der digitalen Filter sehr stark herabgesetzt. Zusätzlich zu dem Nachteil der strengen Periodizität sind die digitalen Filter hinsichtlich des Abgleichs empfindlich.

Mit Hilfe der Erfindung sollen diese Nachteile durch Anwen dung der Korrelation zwischen dem von der Empfangsantenne empfangenen Kopplungssignal und dem von der Sendeantenne ausgesendeten Signal beseitigt werden.

Dies geschieht nach dem kennzeichnenden Merkmal der Erfindung durch eine Demodula tionsschaltung, die das Signal R(t) + Ru(t) und ein Signal E(t-τ) empfängt, das von dem vom Sender ausgesendeten Signal abhängt und durch eine Verzögerungsschaltung um eine vorbe stimmte Zeitperiode τ verzögert ist, wobei die Demodula tionsschaltung an ein Unterdrückungsfilter mit vorbestimmter, auf die Frequenz Fo des Senders zentrierter Durchlaßband breite Δ f das Signal E(t-τ) (R*(t) + Ru*(t)) liefert, wobei R*(t) und Ru*(t) die konjugierten Größen der Funktionen R(t) und Ru(t) sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbei spielen, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt

Fig. 1 die Hüllkurve der Frequenzspektren des Kopplungs störsignals sowie des Nutzsignals nach der Demo dulation, jedoch vor der Filterung,

Fig. 2 die Hüllkurve der Frequenzspektren des Kopplungs störsignals sowie des Nutzsignals nach der Demo dulation und nach der Filterung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anord nung und

Fig. 4 eine Variante der in Fig. 3 dargestellten erfin dungsgemäßen Anordnung.

In der folgenden Beschreibung sind E(t) das von der Stör anordnung ausgesendete Signal, R(t) das Kopplungssignal zwischen der Sendeantenne und der Empfangsantenne und Ru(t) das vom Radargerät ausgesendete Nutzsignal, das analysiert werden soll.

Experimentelle Messungen an Störanordnungen und insbesondere an deren Antennen haben gezeigt, daß die zeitliche Verschie bung des Kopplungssignals R(t) zwischen der Sendeantenne und der Empfangsantenne bezüglich des ausgesendeten Signals E(t) gering ist und auf jeden Fall kleiner als die Kohärenzzeit der von der betrachteten Störanordnung ausgesendeten Wellen ist. Diese Feststellungen zeigen, daß es möglich ist, das Kopplungssignal durch Korrelation mit dem ausgesendeten Signal zu unterdrücken. Bei der Verarbeitung des Signals mittels dieses Korrelationsverfahrens wird folgendermaßen vorgegangen:

In einer ersten Stufe wird ein Bruchteil des ausgesendeten Signals E(t) abgenommen, der um eine Zeitperiode τ verzögert wird, die der mittleren Verzögerung der Übertragungsfunktion der Verbindung zwischen der Sendeantenne und der Empfangs antenne entspricht. Anschließend wird durch Demodulation das Signal RE(t) berechnet, das definiert ist durch:

RE(t) = E(t-τ) [R*(t) + Ru*(t)];

das Zeichen * gibt dabei an, daß es sich jeweils um die kon jugiert komplexe Größe handelt.

In Fig. 1 ist das Frequenzspektrum nach dieser Demodula tion für das Nutzsignal und das Kopplungsstörsignal dar gestellt. In dieser Figur sind Fo die mittlere Sendefre quenz der Störanordnung, Δ F die Breite des Durchlaßbandes dieser Störanordnung und Fu die mittlere Frequenz der von einem Radargerät ausgesendeten Welle, die analysiert werden soll. Die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Kurve repräsen tiert schematisch die Hüllkurve des Frequenzspektrums des Kopplungssignals zwischen der Sendeantenne und der Empfangs antenne der Störanordnung nach der Durchführung des Demodu lationsvorgangs; die mit ausgezogener Linie dargestellte Kurve repräsentiert schematisch die Hüllkurve des Frequenz spektrums des vom Radargerät kommenden Nutzsignals, das analysiert werden soll, die 2Δ F betragende Breite der auf die Kopplung zwischen der Sendeantenne und der Empfangs antenne zurückzuführenden Reststörung beruht Auf dem De modulationsvorgang, der aus den zwei Signalen mit dem Durchlaßband Δ F ein Störsignal mit der Durchlaßbandbreite 2Δ F ergibt. In der gleichen Weise ist auch das Frequenzspektrum des Nutzsignals auf das Durchlaßband Δ F verbreitert, das zentriert zur Sendefrequenz Fu des Radargeräts liegt.

In einer zweiten Stufe durchläuft das Signal RE(t) ein Frequenzunterdrückungsfilter, das auf die Sendefrequenz Fo der Störanordnung zentriert ist und eine Bandbreite Δ f hat, die mindestens der Breite der Hauptspitze des Frequenzspek trums des Kopplungssignals zwischen der Sendeantenne und der Empfangsantenne entspricht. Am Ausgang dieses Unterdrückungs filters wird somit ein Signal erhalten, das noch die Infor mation des vom Radargerät ausgesendeten Nutzsignals ent hält, das analysiert werden soll, sowie ein Reststörsignal enthält, das auf die Kopplung zwischen der Sendeantenne und der Empfangsantenne zurückzuführen ist. Dieses Reststörsignal ist so schwach, daß das Nutzsignal ausgewertet werden kann. Zur Auswertung dieses Signals bestehen zwei Lösungsmöglich keiten:

- Es wird eine zweite Demodulation durchgeführt, mit deren Hilfe das Nutzsignal Ru(t) wieder hergestellt wird, das mit einem Fehler behaftet ist, der auf den Restanteil des Kopplungsstörsignals R(t) zurückzuführen ist;
- es wird eine direkte Frequenzkompression des Signals durchgeführt, was den Vorteil hat, daß das Frequenzspektrum des Nutzsignals Ru(t) direkt zur Verfügung steht, wenn das Signal E(t) nach einer Gesetzmäßigkeit frequenzmoduliert ist, die die Frequenzkompression ermöglicht, wobei also die Information des Frequenzspektrums direkt ausgenutzt werden können.

In Fig. 3 ist das Schaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung in einer ersten Ausführungsform dargestellt, mit deren Hilfe das Nutzsignal durch eine zweite Demodulation aufgefunden werden kann.

Die Anordnung enthält einen Sender 6, der mittels einer Kopp lungsvorrichtung 3, die mit einer Verzögerungsleitung 4 ver bunden ist, an eine Sendeantenne 1 angeschlossen ist. Der Ausgang der Verzögerungsschaltung 4 ist mit einem ersten Demodulator 5 verbunden, der die von der Empfangsantenne 2 kommenden Signale empfängt; außerdem ist der Ausgang der Ver zögerungsschaltung 4 mit einem zweiten Demodulator 10 über ein Frequenzunterdrückungsfilter 11 verbunden. Der Ausgang des ersten Demodulators 5 steht über ein Frequenzunter drückungsfilter 9 ebenfalls mit dem zweiten Demodulator 10 in Verbindung. Das Nutzsignal steht am Ausgang S des zweiten Demodulators 10 zur Verfügung. Die Kopplungsvorrichtung 3 ermöglicht es, einen Teil des Sendesignals E(t) abzugreifen, der dann zur Verzögerungsschaltung 4 geleitet wird, die das Signal E(t-τ) liefert; die Zeitperiode τ entspricht der Lauf zeit des Signals in der Verbindung 20 zwischen der Sende antenne 1 und der Empfangsantenne 2. Dieses Signal E(t-τ ) wird dann an den ersten Demodulator 5 angelegt, der auch das von der Sendeantenne 2 kommende Signal empfängt, das vom Kopplungssignal R(t) und vom Nutzsignal Ru(t) gebildet ist. Der Demodulator 5 liefert an das Frequenzunterdrückungssignal 9 das zuvor definierte Signal RE(t). Das Frequenzunterdrückungs filter 9 unterdrückt die um die Frequenz Fo des ausgesendeten Signals zentrierten Komponenten des Spektrums in einer Band breite Δ f ausreichend stark, damit die Hauptkomponenten der Spektren des Kopplungssignals zwischen der Sendeantenne 1 und der Empfangsantenne 2 eliminiert werden; in der Praxis kann diese Bandbreite Δ f in der Größenordnung von Δ F/4 liegen. Der zweite Demodulator 10 empfängt somit einerseits das Signal RE(t) aus dem Frequenzunterdrückungsfilter 9 und andererseits das Signal E(t-τ) aus der Verzögerungsschaltung 4. Zwischen den Ausgang der Verzögerungsschaltung 4 und den Eingang des zwei ten Demodulators 10 kann ein Frequenzunterdrückungsfilter 11 eingefügt sein, das eine Dämpfung der Reststörung des Kopp lungsstörsignals ermöglicht. Damit die vom zweiten Demodula tor 10 durchgeführte Demodulation so gut wie möglich ist, muß das aus der Verzögerungsschaltung 4 kommende Signal der gleichen Filterung unterzogen werden, mit der auch das vom ersten Demodulator 5 kommende Signal behandelt wird. Am Aus gang des ebenso wie der erste Demodulator 5 ausgebildeten zweiten Demodulators steht somit das von Reststörungen des Kopplungssignals befreite Signal Ru(t) zur Verfügung, das dem vom Frequenzunterdrückungsfilter 9 nicht gefilterten An teil entspricht.

In gewissen Fällen kann es sich als günstig erweisen, wenn am Ausgang S das Ergebnis der Spektralanalyse des Nutzsignals des Radargeräts direkt zur Verfügung steht, das analysiert werden soll. Eine abgeänderte Ausführung der erfindungsge mäßen Anordnung, die diesem Fall entspricht, ist in Fig. 4 dargestellt. Neben den zuvor erwähnten Baueinheiten, näm lich dem Sender 6, der Kopplungsvorrichtung 3, der Verzöge rungsschaltung 4, dem ersten Modulator 5 und dem Frequenz unterdrückungsfilter 9, enthält diese Anordnung eine Verzö gerungsleitungsgruppe 12, deren Verzögerungszeit abhängig von der Frequenz des an sie angelegten Signals variabel ist. Dem Eingang dieser Verzögerungsleitungsgruppe 12 wird das Signal RE(t) zugeführt. Dieses Signal RE(t) besitzt ein Frequenzspektrum, das dem in Fig. 2 dargestellten Spektrum entspricht. Die Verzögerungsleitungsgruppe ermöglicht eine Expansion des Signals, die einer Wiederherstellung des Fre quenzspektrums des Nutzsignals äquivalent ist. Das auf diese Weise erhaltene Frequenzspektrum ist ein wenig größer als das reelle Spektrum des Nutzsignals, was auf die Anwesenheit des am Ausgang der Verzögerungsleitungsgruppe noch vorhande nen Restanteils des Kopplungsstörsignals zurückzuführen ist. Für den Fall einer periodischen sägezahnförmigen Frequenz modulation wird eine Verzögerungsleitung benötigt, deren Verzögerungszeit mit der Frequenz variabel ist. Für den Fall einer periodischen, dreieckförmigen Frequenzmodulation sind zwei Verzögerungsleitungen erforderlich, deren Verzögerungs zeit mit der Frequenz der entgegengesetzten Flanken des Modulationssignals variabel sind.

Für den Fall eines ausgesendeten Signals mit Phasencodierung können die Demodulatoren 5 und 10 auch durch Decodierschal tungen ersetzt werden, die den Phasencode mit einer Verzöge rung empfangen, damit die Übertragungsfunktion berücksichtigt wird, die die Kopplung zwischen der Sendeantenne und der Empfangsantenne ausdrückt.

Es ist somit eine Anordnung beschrieben worden, die ein gleichzeitiges Abhören und Stören ermöglicht.

Claims

1. Abhör- und Störanordnung mit einem Sender (6), einer Empfangs antenne (2), die ein Nutzsignal Ru(t) und ein von der Verbin dung (20) zwischen der Sendeantenne (1) und der Empfangsan tenne (2) stammendes Störsignal R(t) empfängt, gekennzeichnet durch eine Demodulationsschaltung (5), die das Signal R(t) + Ru(t) und ein Signal E(t-τ) empfängt, das von dem vom Sender (6) aus gesendeten Signal abhängt und durch eine Verzögerungsschaltung (4) um eine vorbestimmte Zeitperiode τ verzögert ist, wobei die Demodulationsschaltung (5) an ein Unterdrückungsfilter (9) mit vorbestimmter, auf die Frequenz Fo des Senders (6 ) zentrierter Durchlaßbandbreite Δ f das Signal E(t-τ) (R*(t) + Ru*(t)) liefert, wobei R*(t) und Ru*(t) die konjugierten Größen der Funktionen R(t) und Ru(t) sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens eine Verzögerungsleitung (12) mit einer mit der Frequenz ver änderlichen Verzögerung, die am Ausgang des Unterdrückungs filters (9) angeschlossen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Demo dulator (10), der am Ausgang des Unterdrückungsfilters (9) und der Verzögerungsschaltung (4) angeschlossen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwi schen dem Demodulator (10) und dem Ausgang der Verzögerungs schaltung (4) ein zweites Unterdrückungsfilter (11) angebracht ist, dessen Bandbreite gleich der Bandbreite des ersten Unter drückungsfilters (9) ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsperiode τ der mittleren Verzögerung des von der Empfangsantenne (2) empfangenen Störsignals R(t) bezüg lich des ausgesendeten Signals E(t) entspricht.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung (4) an den Sender (6) mittels einer Kopplungsvorrichtung (3) angeschlossen ist.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Demodulatoren (5, 10) bei Anwesenheit eines durch einen Phasencode modulierten ausgesendeten Signals durch Decodier schaltungen ersetzt sind, die den verzögerten Phasencode empfangen.