DE3301625C1

DE3301625C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vermindern der Leistung von Störsignalen, die aus den Nebenkeulen der Antenne eines frequenzagilen Radargeräts empfangen werden

Info

Publication number: DE3301625C1
Application number: DE3301625A
Authority: DE
Inventors: Gerard Auvray
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1982-01-22
Filing date: 1983-01-19
Publication date: 1995-09-28
Anticipated expiration: 2003-01-20
Also published as: GB2291746A; GB8301401D0; FR2714483A1; US4891647A; FR2714483B1; GB2291746B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verminderung der Leistung von Störsignalen, die in den Nebenkeulen der Antenne eines frequenzagilen Radargeräts empfangen werden, nach den Oberbegriffen der Patentansprü che 1 bzw. 4.

Diese Störsignale sind im allgemeinen aktive, kontinuierli che oder zerhackte Störsignale, die von mehreren, vonein ander unabhängigen Störsendern ausgehen. Sie werden aus den Nebenkeulen der Radarantenne empfangen, und ihr Pegel ist so hoch, daß sie als vom Ziel herrührende Nutzsignale angesehen werden, wodurch die Funktion des Radars vollständig gestört wird.

Um bei einem mit fester Frequenz arbeitenden Radargerät aktive Störungen dieser Art abzuwehren, wurde bereits als Gegenmaßnahme die Technik vorgeschlagen, die als Nebenzipfelunterdrückung bezeichnet wird (im angelsächsi schen Sprachgebrauch side-lobe cancellation, abgekürzt SLC). Eine schematische Erläuterung dieser Technik findet sich in einem Aufsatz von M.A. JOHNSON und D.C. STONER "ECCM from the radar designer′s view point", Microwave Journal, März 1978, Seiten 59 und 60 (elektronische Gegen maßnahmen aus der Sicht des Radarentwicklers).

Gemäß dieser Technik wird zusätzlich zu der Radarantenne und dem entsprechenden Verarbeitungskanal eine Anzahl N von Hilfsantennen verwendet, denen N Empfangskanäle zuge ordnet sind. Es wird eine gewichtete lineare Kombination der n komplexen Signale durchgeführt, die von den N Hilfs kanälen abgegeben werden, um sie von dem Signal aus dem Hauptkanal zu subtrahieren, wobei die Wichtungskoeffizien ten aus den über die Hilfskanäle und über den Hauptkanal empfangenen Signalen so bestimmt werden, daß die Leistung der resultierenden Störung im Hauptkanal vermindert wird.

Die Wirksamkeit des oben umrissenen Verfahrens, das bei einem auf beliebiger Frequenz arbeitenden Radargerät Anwendung finden kann, beruht jedoch offensichtlich auf der Bestimmung der Gewinne für die Störsignale aus jedem der Hilfskanäle im Verhältnis zum Gewinn des Hauptkanals. Dabei ist festzustellen, daß alle anderen Signale als die eigentlichen Störsignale, d. h. thermisches Rauschen, Störfleckechos, Nutzechos, als parasitäre Signale ange sehen werden müssen, die die genaue Bestimmung der Wich tungskoeffizienten beeinträchtigen und daher die Qualität der Störeliminierung verschlechtern. Bei den herkömmli chen Vorrichtungen wird daher für die Messung der Wich tungskoeffizienten nicht berücksichtigt, daß in den Ent fernungsabschnitten, die in den Radarfolgeperioden getastet werden, einerseits die Störung effektiv vorhanden ist und andererseits auch die obengenannten parasitären Signale enthalten sind. Die Wichtungskoeffi zienten werden daher mit geringer Genauigkeit berechnet.

Eine erste Maßnahme zur Bekämpfung der Störung besteht darin, die Signalabstrahlung frequenzagil vorzunehmen, wobei die Frequenzänderung im Rhythmus 1/Δt erfolgt, welcher so gewählt ist, daß die Zeitdauer fester Sendefrequenz höchstens gleich der des stationären Zustandes der den empfangenen Stör signalen entsprechenden Gewinne ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung für ein frequenzagiles Radargerät, durch welche die Leistung der aktiven Störsignale unter Anwendung der Nebenzipfelunter drückung vermindert und die Beeinträchtigung der Genauigkeit der berechneten Wichtungskoeffizienten durch thermisches Rauschen, Störfleckechos und dergleichen vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Patentanspruch 4 angegeben.

Einzelheiten einer Ausführungsform der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 2 ein detailliertes Schaltbild eines Teiles der Vorrichtung; und

Fig. 3 Einzelheiten einer Schaltungsanordnung zum Aus wählen von gestörten Entfernungsabschnitten, die zur Berechnung der Wichtungskoeffizienten verwen det werden.

Das Prinzip, auf dem die Erfindung beruht, wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert.

Es sei angenommen, daß das Radargerät frequenzagil arbeitet. Es umfaßt eine Hauptantenne AP und N Hilfsantennen AS1 bis ASN. Jeder Hauptantenne AP und jeder Hilfsantenne AS1 . . . ASN ist jeweils ein direkter Kanal zur Verarbeitung der empfangenen Signale zugeordnet, der in Fig. 1 mit VPD bzw. ASD1 . . . ASDN bezeichnet ist.

Es kann festgestellt werden, daß bei dem Verfahren zur Verminderung der aktiven Störung unter Anwendung der Nebenzipfelunterdrückung die Berechnung der zu verwen denden Wichtungskoeffizienten für die lineare Kombination der Signale aus den N Hilfskanälen, um dieses resultieren de Signal von dem Empfangssignal des Hauptkanals zu sub trahieren, nicht sehr genau ist, weil die Messung durch andere Signale als die aktiven Störsignale, deren Leistung vermindert werden soll, verfälscht wird. Diese störenden Signale sind insbesondere das Rauschen, Störfleckechos ("clutter") und die Nutzechos, die in diesem Fall als Störungen angesehen werden können, besonders die Nutz echos großer Leistung, die am Anfang einer Wiederholungs folge liegen, d. h. aus geringer Entfernung kommen.

Durch die Erfindung wird es erreicht, bei der Berechnung der Wichtungskoeffizienten den Einfluß der so definierten störenden bzw. parasitären Signale zu eliminieren, um mit größerer Genauigkeit bestimmte Koeffizienten zu erhalten, die der Endphase des angewendeten Verfahrens eine größere Genauigkeit verleihen, wodurch ein Nutzsignal erhalten wird, in dem die Störung weitgehend unterdrückt bzw. ganz beseitigt ist.

In der folgenden Beschreibung wird mit f_E(n) die Sende frequenz des Radars nach dem (n-1)ten Frequenzwechsel bezeichnet, wobei diese Frequenz während der Zeitspanne Δt als fest angenommen wird. Ferner wird mit f_n die Fre quenz des Lokaloszillators bezeichnet, der beim Empfang die Umsetzung der mit der Sendefrequenz f_E(n) empfangenen Signale auf die Zwischenfrequenz gewährleistet.

Diese Wichtungskoeffizienten werden in Relation zu der Sendefrequenz f_E(n+1) berechnet, die der darauffolgenden Wiederholungsfolge entspricht. Die vorgeschlagene Lösung besteht darin, parallel zu dem Hauptempfangskanal VPD für das von der Hauptantenne AP empfangene Signal und zu jedem der N sekundären Empfangskanäle ASD1 . . . ASDN (entsprechend den Hilfsantennen AS1 . . . ASN), die auf der gerade vorhandenen Sendefrequenz f_E(n) arbeiten, als Hilfskanäle VPA und ASA1 . . . ASAN bezeichnete Kanäle an zuordnen, die auf der darauffolgenden Sendefrequenz f_E(n+1) arbeiten. Unter diesen Bedingungen können die parasitären Signale, die den verschiedenen Radarechos entsprechen, die von dem Ziel oder den Zielen, vom Boden, von Wolken und dergleichen zurückgeworfen werden, nicht empfangen werden, da sie die Frequenz f_E(n) haben, die per defini tionem verschieden ist von f_E(n+1). Es ist keinerlei Filter zur Beseitigung von Festechos oder langsamen Echos erforderlich. Die Wichtungskoeffizienten werden aus Signa len berechnet, die aus den Hilfskanälen empfangen werden und bei denen es sich folglich um andere Störsignale als Störfleckechos und Nutzsignale handelt.

Die aus den Hilfskanälen VPA und ASA1 . . . ASAN empfangenen Signale werden in einer Schaltung 15 ferner einer Verar beitung unterzogen, die darin besteht, die entfernt gele genen Entfernungsabschnitte, die in jeder Wiederholungs folge definiert sind, zu bestimmen, die durch die Neben keulen der Hauptantenne tatsächlich gestört sind, und zwar durch Vergleichen der Intensität des im Hauptkanal VPA empfangenen Signals für jeden Entfernungsabschnitt mit der Intensität der Signale, die jeweils aus den verschie denen Hilfskanälen ASA1 . . . ASAN empfangen werden. Es wird angenommen, daß ein Entfernungsabschnitt durch die Neben keulen der Hauptantenne gestört ist, wenn die Leistung des entsprechenden Signals aus einem Hilfskanal ASA1 . . . ASAN größer als die Leistung des entsprechenden Signals ist, das aus dem Hilfskanal VPA des Hauptzweiges empfangen wird.

Die so bestimmten Informationen über gestörte Entfernungs fenster werden bewertet, um das thermische Rauschen zu berücksichtigen, wobei die Bewertung darin besteht, den Pegel der Information des gestörten Entfernungsfensters mit einem Schwellwert zu vergleichen, der in Abhängigkeit von dem Pegel des thermischen Rauschens bestimmt ist.

Nachdem die Informationen aus gestörten Entfernungsfen stern bewertet sind, werden sie zur Berechnung der Wich tungskoeffizienten W_i, mit i = 1 . . . N, ausgewählt, wobei diese Berechnung in der Schaltung 10 erfolgt.

Die Wichtungskoeffizienten, die auf diese Weise genauer berechnet wurden als dies beim Stand der Technik möglich ist, werden verwendet, um die lineare Kombination der Signale aus den direkten sekundären Kanälen ASD1 . . . ASDN zu verwirklichen, nachdem sie gespeichert wurden, um ihre Anlegung an die Schaltung, welche die lineare Kombination ausführt, um einen Frequenzwechsel zu verzögern. Das aus der linearen Kombination resultierende Signal wird dann von dem Signal aus dem direkten Kanal VDP des Hauptzwei ges abgezogen, um ein Nutzsignal zu erhalten, in dem die Störleistung stark vermindert bzw. ganz unterdrückt ist. Die lineare Kombination und das Subtrahieren derselben von dem Signal des direkten Hauptzweiges werden in der Schaltung 13 vorgenommen, deren Ausgangssignal durch die herkömmliche Radarempfangsschaltung verarbeitet wird, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Fig. 2 zeigt im Detail die Ausbildung eines Teils des in Fig. 1 gezeigten Blockschaltbildes.

Zur Vereinfachung sind in Fig. 3 als Beispiel nur drei sekundäre Antennen AS1, AS2, AS3 (N=3) gezeigt, wovon eine jede einem direkten Verarbeitungskanal zum Verar beiten der empfangenen Signale sowie einem Hilfskanal zugeordnet ist.

Der Hauptkanal umfaßt einen Duplexer 3, der an einen Sender E angeschaltet wird, dessen Sendefrequenz f_E(n) durch eine Steuerschaltung 20 gesteuert wird, die auch die Frequenz f_n eines ersten Lokaloszillators 1 mit hoher Phasenstabilität und die Frequenz f_n+1 eines zweiten Lo kaloszillators 2 steuert, wobei die Frequenz f_n+1 der Sendefrequenz f_E(n+1) der darauffolgenden Wiederholungs folge entspricht, welche die Steuerschaltung 20 im voraus bestimmen kann. Dieser zweite Lokaloszillator 2 muß nicht die Eigenschaft einer hohen Phasenstabilität eines her kömmlichen Oszillators wie der erste Lokaloszillator 1 aufweisen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine erste Verstärkergruppe 4, die zusammengesetzt ist aus einem Verstärker 40, der durch das Ausgangssignal des Duplexers 3 gespeist wird, und einem Verstärker 41, 42, 43 für jeden sekundären Kanal, welcher von dem Signal der zugeordneten sekundären Antenne AS1, AS2 bzw. AS3 gespeist wird. Jeder dieser Kanäle, der Hauptkanal und alle sekundären Kanäle (die durch die Signale von den Antennen AP, AS1, AS2, AS3 gespeist werden),besteht je weils aus zwei parallelen Verarbeitungskanälen, von denen der erste, als direkter Kanal bezeichnete Kanal durch ein Signal MD₀, MD₁, MD₂, MD₃ am Ausgang des Verstärkers 40, 41, 42 bzw. 43 gespeist wird und der zweite, der als Hilfskanal bezeichnet wird, durch das Signal MA₀, MA₁, MA₂ bzw. MA₃ gespeist wird, das über einen Koppler 500, 510, 520 bzw. 530 am Ausgang des Verstärkers 40, 41, 42 bzw. 43 abgegriffen wird.

Der direkte Kanal wie der Hilfskanal umfassen für den Hauptkanal und für die sekundären Kanäle jeweils in gleicher Weise einen ersten Mischer 6 bzw. 5 zur Um setzung auf eine erste Zwischenfrequenz, eine herkömm liche (nicht dargestellte) Gruppe von Mischern und Ver stärkern für weitere Zwischenfrequenzen, einen Video verstärker 9 bzw. 7 und eine Analog/Digital-Codierschal tung 11 bzw. 8. Die Mischschaltungen 60, 61, 62, 63 des direkten Kanals für den Hauptkanal und die sekundären Kanäle, die in der Untergruppe 6 gruppiert sind, werden - wie bereits erwähnt - durch das verstärkte empfangene Signal MD₀, MD₁, MD₂ bzw. MD₃ gespeist; sie empfangen ferner das von dem ersten Lokaloszillator 1 gelieferte Signal der Sendefrequenz f_n. Das erhaltene Videosignal RD₀, RD₁, RD₂, RD₃ wird jeweils an den Eingang einer Analog/Digital-Codierschaltung 110, 111, 112 bzw. 113 (welche die erste Codier-Untergruppe 11 bilden) über einen Verstärker 90, 91, 92 bzw. 93 angelegt (welche die Verstärker-Untergruppe 9 bilden).

Die codierten Signale am Ausgang des direkten Kanals sind für den Hauptkanal und für die sekundären Kanäle mit D₀, D₁, D₂ bzw. D₃ bezeichnet.

In gleicher Weise empfangen die Mischschaltungen 50, 51, 52, 53, die durch die Signale MA₀, MA₁, MA₂, MA₃ gespeist werden, welche über die Koppler 500, 510, 520, 530 abge griffen werden, mit denen die Mischschaltungen die Unter gruppe 5 bilden, an ihren zweiten Eingängen jeweils das Ausgangssignal des zweiten Lokaloszillators 2 mit der Frequenz f_n+1.

Das Videosignal RA₀, RA₁, RA₂, RA₃ am Ausgang der Gruppe von Mischschaltungen und Verstärkern für verschiedene Zwischenfrequenzen (nicht dargestellt) wird an den Ein gang einer Analog/Digital-Codierschaltung 80, 81, 82 bzw. 83 angelegt (diese Schaltungen bilden die zweite Codier-Untergruppe 8), und zwar über einen Videoverstär ker 70, 71, 72, 73 (welche die zweite Verstärker-Unter gruppe 7 bilden).

Die codierten Ausgangssignale, die mit V₀, V₁, V₂, V₃ für die Hilfskanäle des Hauptkanals und der sekundären Kanäle bezeichnet sind, werden sowohl an den Eingang einer Selektionsschaltung 15 zum Auswählen der Abtastwerte und an den Eingang der Rechenschaltung 10 zur Berechnung der Koeffizienten Wi angelegt, welche durch die Selektions schaltung 15 gesteuert wird. Die Koeffizienten W_i, i = 1 bis N (mit N = 3 in diesem Beispiel) entsprechen der vorbekann ten Sendefrequenz f_E(n+1), wie bereits erwähnt wurde. Nachdem sie berechnet wurden, werden sie in einem Spei cher 12 gespeichert, und zwar bis zu der Wiederholungs folge, die der Sendefrequenz f_E(n+1) entspricht. Dieser Speicher 12 kann z. B. ein zweistufiges Register sein, welches das Anlegen der Wichtungskoeffizienten W₁, W₂, W₃ an eine Schaltung 131 um einen Frequenzwechsel verzö gert, wobei die Schaltung 131 ihrerseits durch die Signale D₁, D₂, D₃ am Ausgang des direkten Kanals der sekundären Kanäle gespeist wird. Die Schaltung 131 be rechnet die gewichtete Summe

die dann an den negativen Eingang einer Addierschaltung 132 angelegt wird, deren zweiter bzw. positiver Eingang ein codiertes Signal D₀ vom Ausgang des direkten Kanals des Hauptkanals empfängt.

Eine Ausführungsform der Schaltung 15 ist im einzelnen in Fig. 3 als Beispiel dargestellt.

Die Schaltungen, aus denen die Untergruppe 15 zusammenge setzt ist, sind als solche bekannt und werden daher hier nicht weiter erläutert.

Operatoren 150, 151, 152, 153 empfangen die Ausgangs signale V₀, V₁, V₂ bzw. V₃ der Codierschaltungen 80, 81, 82 bzw. 83 und bestimmen deren Betrag M₀, M₁, M₂ bzw. M₃, der dazu verwendet wird, um die Anwesenheit von Störungen festzustellen, die aus den Nebenkeulen der Hauptantenne empfangen werden. Diese Erfassung wird durch die Unter gruppe 15 verwirklicht, welche die gestörten Entfernungs abschnitte bestimmt, die auch als Entfernungsfenster oder Abtastwerte bezeichnet werden, durch Vergleichen der Be trages M₀ des Hauptsignals mit dem Betrag M₁, M₂ bzw. M₃ der sekundären Signale in Vergleicherschaltungen 351, 352 und 353, deren Ausgangssignale an die Eingänge einer NAND-Schaltung 35 angelegt sind. Die Vergleicher arbei ten mit positiver Logik, und zwar folgendermaßen:

Ausgangspegel = logisch 1, wenn M_i ≦ M₀ mit i= 1, 2 oder 3;
Ausgangspegel = logisch 0, wenn M_i < M₀ mit i= 1, 2 oder 3.

Der Logikzustand 0 am Ausgang entspricht für den betrach teten Fall dem Vorhandensein einer Störung in dem Kanal paar mit dem Hauptkanal und Sekundärkanal mit dem Index i.

Die Schwellwertschaltungen 250, 251, 252 und 253 empfan gen an einem ersten Eingang den Betrag M₀, M₁, M₂ bzw. M₃ und an einem zweiten Eingang einen Schwellwert, der von dem Pegel des thermischen Rauschens abhängt und durch einen Widerstand R₀ 360 eingestellt wird. Eine OR-Schal tung 25 wird durch die Ausgangssignale der Schwellwert schaltungen 250, 251, 252 und 253 gespeist, deren logi scher Ausgangspegel (positive Logik) folgende Werte hat:

logisch 1, wenn M_i ≧ R₀
logisch 0, wenn M_i < R₀, mit i = 0, 1, 2 oder 3.

Das Ausgangssignal der Schwellwertschaltungen 250, 251, 252, 253 wird an die Eingänge der OR-Schaltung 25 ange legt, deren Ausgang an den ersten Eingang einer AND- Schaltung 45 angeschlossen ist.

Der zweite Eingang der AND-Schaltung 45 wird vom Ausgang der NAND-Schaltung 35 gespeist, während ihr Ausgang die Information über gestörte Entfernungsfenster abgibt, die durch die Schwellwertschaltungen 250, 251, 252 und 253 bewertet wurde.

Diese Information wird an den ersten Eingang einer AND- Schaltung 26 angelegt, deren zweiter Eingang das Takt signal empfängt, das von einer Schaltung 260 abgegeben wird, und welche die Informationen über die Entfernungs fenster liefert. Der Ausgang der AND-Schaltung 26 ist an den Eingang eines Zählers 27 angeschlossen und steuert ferner die Speicherschaltung 16. Die Speicherschaltung 16 ist aus vier Gruppen 160, 161, 162, 163 von Schieberegistern gebildet, die, wenn wie in den Fig. 2 und 3 die Zahl N=3 angenommen wird, jeweils eine bestimmte Anzahl R von Ele menten enthalten, die der optimalen Anzahl von gestörten Entfernungsfenstern entspricht, die für die Berechnung der Wichtungskoeffizienten zu berücksichtigen sind. Diese Zahl legt somit bereits eine bestimmte Selektion fest. Die Schieberegister werden durch Informationen gespeist, die von dem Hauptkanal und von den sekundären Kanälen abgege ben werden, also durch V₀, V₁, V₂ und V₃, wobei die In formation für das Entfernungsfenster der Ordnungszahl k für den Hauptkanal mit v₀(k) und für die sekundären Kanäle mit v₁(k), v₂(k) und v₃(k) bezeichnet sind.

Die Speichergruppe 16 arbeitet nach dem Prinzip der Schie beregister, jedoch mit der Besonderheit, daß sie mit den Ausgangselementen beginnend angefüllt wird und nur be stimmte Informationen dort gespeichert werden, nämlich diejenigen, die den tatsächlich gestörten Entfernungs fenstern entsprechen. Die Einspeicherung der Informationen erfolgt also unter Steuerung von Informationen, welche ge störte Entfernungsfenster bezeichnen und durch die AND- Schaltung 45 über die AND-Schaltung 26 ausgegeben werden.

Es ist somit offensichtlich, daß die Speichereinheit 16 keine Anzahl von Informationen über gestörte Entfernungs fenster speichern kann, die größer als R ist. Wenn die Anzahl von Informationen über gestörte Entfernungsfenster größer als diese Anzahl R wäre, so würde der Speicher nur die R letzten Informationen speichern. Die Berechnung der Wichtungskoeffizienten W_i wird anhand der R so ausgewähl ten Abtastwerte in der Schaltung 10 ausgeführt, an welche die Speichereinheit 16 angeschlossen ist.

Für den Fall, daß die Anzahl R′ der gestörten Fenster ge ringer ist als die optimale Anzahl R von Fenstern, die gespeichert werden können, so erfolgt die Berechnung der Wichtungskoeffizienten aufgrund dieser R′ Abtastwerte, wobei diese Information der Rechenschaltung 10 über den Zähler 27 zugeführt wird. Dieser Zähler 27 zählt die An zahl von Entfernungsfenstern, die in dem Speicher 16 gespeichert sind, und teilt am Ende der Wiederholungsfolge diese Anzahl der Rechenschaltung 10 mit.

Die Wichtungskoeffizienten W_i, mit i = 1 für N = 3, werden in einer Schaltung 12 gespeichert, um das Anlegen dersel ben an die Schaltung 131 um einen Frequenzwechsel zu ver zögern. Diese Schaltung 131 verwirklicht die lineare Kom bination

Darin werden die Signale D_i aus den direkten sekundären Kanälen von der Codierschaltung 11 aus Fig. 2 geliefert. Das Anlegen der Wichtungskoeffizienten W_i, die in dem Speicher 12 gespeichert sind, an die Schaltung 131, wel che die gewichtete Summierung durchführt, kann durch die in Fig. 2 gezeigte Steuerschaltung 20 erfolgen, welche die Frequenzwechsel der Lokaloszillatoren 1 und 2 bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung steuert. Die gewichtete Summe

wird dann an den negativen Eingang einer Summierschaltung 132 angelegt, die an ihrem positiven Eingang das codierte Signal D₀ aus dem direkten Hauptkanal VPD empfängt, das von der Schaltung 110 der Untergruppe 11 geliefert wird.

Die Differenz

wird dann von dem herkömmlichen Radarempfänger verarbeitet.

Die Rechenschaltung 10 zur Berechnung der Koeffizienten W_i ist im allgemeinen ein programmierbarer Operator, der die im folgenden beschriebene Rechenmethode anwenden kann, die auf dem Widrow-Algorithmus basiert.

Es seien v₀(k), v₁(k), v₂(k) und v₃(k) die komplexen Signale, die von dem Hauptzweig-Hilfskanal und von den sekundären Hilfskanälen abgegeben werden und dem ausge wählten gestörten Abtastwert der Ordnungszahl k entsprechen.

Es werden zum einen die Kovarianzfunktionen γ_ÿ der sekundären Signale untereinander berechnet.

für i ≦ j ≦ N = 3, unter Beachtung, daß γ_ji = γ_ÿ*.

Es wird daran erinnert, daß in üblicher Weise das Zeichen * die konjungierte Zahl der so bezeichneten Zahl darstellt.

Zum anderen werden die Interkorrelationsfunktionen C₁ zwischen dem Hauptsignal und den Hilfssignalen berechnet:

Es werden dann die neun folgenden Größen erhalten:

γ₁₁, γ₂₂, γ₃₃, γ₁₂, γ₁₃, γ₂₃, C₁, C₂, C₃

Es werden dann folgende Größen bestimmt:

m₁₁ = γ₂₂ γ₃₃ - |γ₂₃|²
m₂₂ = γ₁₁ γ₃₃ - |γ₁₃|²
m₃₃ = γ₁₁ γ₂₂ - |γ₁₂|²
m₂₁ = γ₁₃* γ₂₃ - γ₁₂* γ₃₃
m₃₁ = γ₁₂* γ₂₃ - γ₁₃* γ₂₂
m₃₂ = γ₁₃* γ₁₂ - γ₁₁ γ₂₃*

Dann wird der Ausdruck Δ = m₁₁ γ₁₁ - m₂₁ γ₁₂ + m₃₁ γ₁₃ berechnet.

Anschließend werden folgende Koeffizienten berechnet:

Schließlich werden die gewünschten Wichtungskoeffizienten erhalten:

Es ist zu beachten, daß die Anzahl von Abtastwerten, mit der die Kovarianz- und Interkorrelationsfunktionen berech net wurden, ein variabler Parameter ist, der als Kompromiß zwischen der gewünschten Störunterdrückung und einer Ver einfachung der Operationen gewählt wird.

Die beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung weist den großen Vorteil auf, daß zur Verarbeitung der vorbekannten vorweggenommenen Sendefrequenz ein zweiter Lokaloszillator verwendet werden kann, der nicht die hohe Phasenstabilität des Lokaloszillators aufweisen muß, der für den Empfang der Radarsignale mit der aktuellen Sendefrequenz verwendet wird. Ferner ist keinerlei Verarbeitung von Festechos er forderlich.

Durch das beschriebene Verfahren und die beschriebene Vor richtung wird also die Leistung der Störsignale vermindert, die aus den Nebenkeulen der Antenne eines frequenzagilen Radargeräts empfangen werden.

Claims

1. Verfahren zum Vermindern der Leistung der Störsignale, die aus den Nebenkeulen der Hauptantenne eines frequenz agilen Radargeräts empfangen werden, welcher eine Mehr zahl von N sekundären Antennen und der entsprechende Hauptverarbeitungskanal bzw. die entsprechenden sekundä ren Verarbeitungskanäle zugeordnet sind, wobei jeweils die Zeitdauer Δt zwischen der Umtastung von einer festen Sen defrequenz f_E(n) auf die darauffolgende Sendefrequenz f_E(n+1) höchstens gleich der des stationären Zustands der empfangenen Störsignale ist, durch lineare gewichtete Kombination der komplexen Signale, die durch die Echos der verschiedenen Entfernungsfenster gebildet sind und welche von dem Hauptverarbeitungskanal und den sekundären Verarbeitungskanälen abgegeben werden, wobei die Wich tungskoeffizienten so bestimmt werden, daß die resultie rende Leistung der Störung vermindert wird, dadurch ge kennzeichnet, daß die Wichtungskoeffizienten aus den Si gnalen von der Hauptantenne und den sekundären Antennen, die mit der Frequenz f_E(n) empfangen werden, unter Ver wendung der darauffolgenden Sendefrequenz f_E(n+1) berech net und angewandt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wichtungskoeffizienten allein aus den Echos der ge störten Entfernungsfenster berechnet werden, für die das in dem Hauptkanal empfangene Signal größer ist als das Signal, das in den sekundären Kanälen empfangen wird, und welche in bezug auf das thermische Rauschen bewertet wer den.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es bei jeder Zeitdauer Δt fester Sendefrequenz ange wendet wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Hauptantenne (AP) und einer Anzahl von N sekundären Antennen (AS1 bis ASN) mit zugeordnetem direktem Verarbeitungskanal (VPD bzw. ASD1 bis ASDN), die Störsignalen großer Leistung ausgesetzt sind, welche in den Nebenkeulen der Hauptantenne empfan gen werden, und mit einer Subtrahiervorrichtung (132) zum Subtrahieren eines Signals, das aus der linearen gewich teten Kombination der Signale (D₁ bis D_N) aus den sekun dären Verarbeitungskanälen (ASD1 . . . ASDN) resultiert, von dem Signal D₀, das von dem Hauptverarbeitungskanal (VPD) abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem frequenzagilen Radargerät, das durch eine Steuerschaltung (20) gesteuert wird, die imstande ist, im voraus die Sen defrequenz f_E(n+1) der darauffolgenden Zeitdauer Δt fe ster Sendefrequenz zu bestimmen und die den Sendefrequen zen entsprechenden Lokaloszillatoren f_n und f_n+1 zu steu ern, durch die der Empfang der Radarsignale f_E(n) bzw. der Radarsignale mit der vorweggenommenen Frequenz f_E(n+1) ermöglicht wird, vorgesehen sind:

- parallel zu jedem direkten Verarbeitungskanal (VPD, ASD1 bis ASDN) zur Verarbeitung der empfangenen Signale mit der Lokaloszillatorfrequenz f_n je ein Hilfskanal (VPA, ASA1 bis ASAN) zur Verarbeitung der empfangenen Signale mit der Lokaloszillatorfrequenz f_n+1 und zum Abgeben der Signale V₀, V₁ bis V_N;
- eine Selektionsschaltung (15) zum Auswählen von tat sächlich gestörten Entfernungsfenstern, wobei diese Schaltung durch die Signale V₀, V₁ bis V_N von den Ausgängen der Hilfskanäle gespeist ist;
- eine erste Rechenschaltung (10), welche die Ausgangs signale V₀, V₁ bis V_N der Hilfskanäle empfängt und für die ausgewählten Entfernungsfenster die Wichtungs koeffizienten W₁ bis W_N berechnet; und
- eine zweite Rechenschaltung (13) zur Berechnung des Nutzsignals, das gleich ist, worin D₀ und D₁ bis D_N die Signale sind, die von den direkten Verarbeitungskanälen (VPD und ASD1 bis ASDN) abgegeben werden und eine geringe Störleistung aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Hauptantenne (AP) und von den sekundären Antennen (AS1 bis ASN) empfangene Signal zunächst in einer ersten Verstärkeruntergruppe (4) verstärkt wird, bevor es an die Eingänge der direkten und der Hilfska näle über einen Koppler (500, 501 bis 50N) an die Ein gänge der zugeordneten direkten und Hilfskanäle angelegt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich net, daß jeder direkte Kanal bzw. Hilfskanal umfaßt

- einen Mischer, der durch das Eingangssignal des Ka nals und durch das Frequenzumsetzsignal f_n bzw. f_n+1 gespeist wird, das von einem ersten bzw. von einem zweiten Lokaloszillator abgegeben wird;
- eine Gruppe von Verstärkern und Mischern für verschie dene Zwischenfrequenzen;
- einen Videoverstärker (9 bzw. 7); und
- eine Analog/Digial-Codierschaltung (11 bzw. 8), die ein codiertes Signal D₀, D₁ bis D_N bzw. V₀, V₁ bis V_N abgibt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Speicherschaltung (12) umfaßt, welche die Wichtungskoeffizienten (W₁ bis W_N) speichert, die durch die Rechenschaltung (10) be rechnet werden, und zwar bis zu dem Frequenzwechsel von der Sendefrequenz f_E(n) zur Frequenz f_E(n+1), die im voraus durch die Steuerschaltung (20) bestimmt wird.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (15) zur Detektion und Selektion der gestörten Entfernungsfenster und den Entfernungsfenstern, welche durch eine Taktschaltung (260) bestimmt werden umfaßt:

- eine dritte Gruppe von Rechenschaltungen (150, 151 bis 15N) zur Berechnung des Betrages (M₀, M₁ bis M_N) des Ausgangssignals (V₀, V₁ bis V_N) der Hilfskanäle des Hauptverarbeitungskanals und der sekundären Ver arbeitungskanäle;
- eine erste Gruppe von Vergleicherschaltungen (351 bis 35N), die jeweils an einem ersten Eingang den Betrag (M₁ bis M_N) des Ausgangssignals jedes sekun dären Hilfskanals empfangen, welcher durch die dritte Gruppe von Rechenschaltungen geliefert wird, und an einem zweiten Eingang den Betrag M₀ des Ausgangs signals des Hilfskanals des Hauptkanals empfangen und gestörte Entfernungsfenster bestimmen, für die das Signal an dem ersten Eingang größer ist als das an dem zweiten Eingang;
- eine zweite Gruppe von Vergleicherschaltungen (250, 251 bis 25N), die den Betrag (M₀, M₁ bis M_N) des Ausgangssignals jedes Hilfskanals des Hauptkanals und der sekundären Kanäle, welcher durch die Rechen schaltungen (150, 151, 152, 153) der dritten Gruppe berechnet wird, mit einem Schwellwert vergleichen, der dem thermischen Rauschen entspricht; und
- eine Gruppe von Logikschaltungen (25, 35, 45), welche Informationen über gestörte Entfernungsfenster abge ben, die in bezug auf den Schwellwert des thermischen Rauschens bewertet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert, welcher die Informationen über die gestörten Entfernungsfenster in bezug auf das ther mische Rauschen bewertet, durch einen Widerstand (360) eingestellt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich net, daß die Schaltung (15) zur Detektion und Selektion der gestörten Entfernungsfenster ferner umfaßt

- eine zweite Speicherschaltung, die aus (N+1) Schiebe registern (160, 161 bis 16N) mit jeweils R Elementen gebildet ist, die dazu bestimmt sind, das digitale Ausgangssignal (V₀, V₁ bis V_N) jedes Hilfskanals (VPA, ASA1 bis ASAN) zu speichern, wobei die Einspei cherung durch eine AND-Schaltung (26) gesteuert wird, die von einem die Entfernungsfensterinformationen liefernden Taktgeber (260) und von Informationen über gestörte Entfernungsfenster gespeist wird, welche von der Gruppe von Logikschaltungen (25, 35, 45) geliefert werden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl R von Elementen (N+1) der Schieberegi ster (160, 161 bis 16N) der zweiten Speicherschaltung (16) der optimalen Anzahl von möglichen gestörten Ent fernungsfenstern entspricht, wobei ein Zähler (27) die Anzahl von Informationen über gestörte Entfernungsfen ster angibt, die die Rechenschaltung (10) zur Berech nung der Wichtungskoeffizienten verwenden soll.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltung (10) zur Be rechnung der Wichtungskoeffizienten den Widrow-Algorith mus anwendet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltung (10) eine pro grammierbare Rechenschaltung ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Rechenschaltung (13) zusammengesetzt ist aus einer Reihenschaltung von:

- einer ersten Untergruppe (131), die aus der ersten Rechenschaltung (10) die Wichtungskoeffizienten W₁ bis W_N und aus den direkten sekundären Kanälen (ASD1 bis ASDN) die Signale D₁ bis D_N empfängt und die gewichtete Summe abgibt; und
- eine Addierschaltung (132), die an einem ersten, po sitiven Eingang das Signal D₀ vom Ausgang des direk ten Hauptkanals (VPD) und an ihrem zweiten, negati ven Eingang die gewichtete Summe empfängt, die von der ersten Untergruppe (131) be rechnet wurde.

15. Radaranlage mit einer Vorrichtung zum Vermindern der Leistung der Störsignale, die aus den Nebenkeulen der Antenne empfangen werden, nach einem der Ansprüche 4 bis 12, welche nach dem Verfahren eines der Ansprüche 1 bis 3 arbeitet.