DE3332614A1

DE3332614A1 - Puls-doppler-radarempfaenger mit einer stoerungsunterdrueckungsschaltung

Info

Publication number: DE3332614A1
Application number: DE19833332614
Authority: DE
Inventors: German Dipl.-Ing. 8000 München Gstöttner; Klaus Dipl.-Ing. 8031 Gilching Weis
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-09-09
Filing date: 1983-09-09
Publication date: 1985-03-21
Also published as: DE3332614C2

Description

Puls-Doppler-Radarempfänger mit einer Störungsunter
drückunqsschaltunq ~ Die Erfindung bezieht sich auf einen Puls-Doppler-Radarempfänger mit Festzeichenfilter enthaltenen Entfernungskanälen und mit einer Störungsunterdrük ckungsschaltung zwischen dem Ausgang der Entfernungskanäle und dem Eingang einer Anzeige- oder Auswerteausrichtung.
Ein derartiger Puls-Doppler-Radarempfänger ist aus der DE-PS 22 09 571 bekannt. Die Störungsunterdrückungsschaltung enthält ein als Schwelle ausgebildetes Stellglied und eine auf die Belegung der Entfernungskanäle durch Empfangssignale ansprechende Überwachungsschaltung, die bei Belegung eines Teiles der Anzahl der Entfernungskanäle durch Ausgangssignale eine Störung signalisiert und daraufhin das Stellglied in Tätigkeit setzt. Diese Anordnung dient der Beseitigung der von Impuls- und Dauerstörer kommenden Empfangssignale.
Der Radarempfang kann auch durch andere äußere Störungen, die z.B. bei bestimmten klimatischen Bedin gungen an bestimmten Standorten auftreten, erheblich beeinträchtigt werden. Diese Störungen haben zum überwiegenden Teil folgende einheitlichen Merkmale.
Ein Hauptmerkmal ist der statioinäre Charakter dieser Störungen, die sich für eine Mindestanzahl von Scans am gleichen Ort befinden. Sie wird auch dann noch als stationär angesehen, wenn sie während einzelner Scans nicht auftritt. Weitere Merkmale sind ihre Schmaibandigkeit und ihre radiale Anordnung, wie sie Zielen zu eigen ist. Mit den bekannten üblichen Schaltungen sind diese Störungen nicht zu beseitigen. So werden z.B. mit einem Pulslängendiskriminator Störungen mit radialer Ausdehnung, wie sie Ziele aufweisen, nicht unterdrückt. Schaltungen, die unter Verwendung eines FFT (Fast Fourier Transformator) oder einer Dopplerilterbank zwischen Störer (breitbandig) und Ziel (schmalbandig) unterscheiden, sind ebenfalls nicht geeignet, da schmalbandige Störungen nicht unterdrückt werden.
Ungeeignet sind ferner Störunterdrückungsschaltungen, die durch Austasten oder durch Emfindlichkeitsverringerung den gesamten Dopplerbereich beeinträchtigen, obwohl diese Störungen schmalbandig sind und nur in kleinen Abschnitten des Dopplerfrequenzbereiches auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Störunterdrückungsschaltung für Puls-Doppler-Radarempfänger der eingangs genannten Art anzugeben, mit der ebenfalls stationäre schmalbandige Störer der beschriebenen Art unterdrückt werden können. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Charakteristik eines aus n-Teilfiltern bestehende Dopplerfilters in Abhängigkeit von der nach mehreren Antennenumdrehungen in einer Restclutterkarte ausgeerteten Häufgkeit der in den Entfernungskanälen auftretenden stationären schmalbandigen Störer in Verbindung mit einer Schwelle so gesteuert wird, daß der Durchlaßbereich des Dopplerfilters dem spektralen Charakter der Störung in jeder vorgegebenen azimutalen Winkeleinheit jedes Entfernungskanals (Auflösungszelle) angepaßt ist.
Durch das Zusammenwirken von clutterunterdrückendem Filter und einer Restcludderkarte können bei minimaler Zielbeeinflussung die Störer durch gesteuerte Maßnahmen selektiv unwirksam gemacht werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt dabei Einleitung der Störunterdrückung vom Ausgang der Restclutterkarte derart, daß der Signalübertagungsweg des betreffenden Teilfilters durch einen gesteuerten Schalter unterbrochen wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Empfindlichkeit im zugehörigen Signalverarbeitungsweg ausreichend zu reduzieren. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Beeinflussung von Zielechos weiter verringert ist.
Die Erfindung und weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels einer Störunterdrückungsschaltung, deren Prinzip in der Figur dargestellt ist, näher erläutert.
Das Prinzipschaltbild zeigt einen Teil des Signalverarbeitungsweges eines Puls-Doppler-Radarempfängers.
Eingangsseitig ist eine Dopplerfilterbank DFB zur Festzeichenunterdrückung mit einer Anzahl 1 bis n Dopplerfiltern dargestellt. Die Ausgänge aller Dopplerfilter 1 bis n sind über Meßpfade a mit einer Restclutterkarte RCK verbunden. Außerdem sind alle Dopplerfilterausgänge über je einen gesteuerten Schalter GS1 .. GSn mit einer Auswahl schaltung L0 zur weiteren Signalverarbeitung verbunden Die Funktion der Restcludderkarte RCK besteht in der Bildung von sogenannten Auflösungszellen und der Speicherung aller Echosignale des betreffenden Filterausgangs lsährend einer bestimmten Anzahl von Abtastungen (Antennenscans).
Als Auflösungszelle ist hier eine Größe definiert, die durch einen Entfernungskanal und einen vorgegebenen Azimutwinkel bestimmt ist. In der Restcludderkarte werden für jede Auflösungszelle die Anzahl der Zielechos gespeichert, die in einer bestimmten zurückliegenden Anzahl von Abtastungen erzielt wurden. Diese Bilanz wird für jedes Teilfilter, wird für jede Auflösungszelle erstellt. Übeschreitet die Bilanz eine vorgegebene Schwelle, so wird auf Störung erkannt und der Signalweg des entsprechenden Dopplerfilters mittels eines gesteuerten Schalters GS1 bis GSn in jeder der Signalleitungen über einen Steuerpfad b gesperrt und damit die anstehende Störung ausgetastet. Der übrige Dopplerbereich mit allen restlichen Dopplerfiltern bleibt von dieser Maßnahme unberührt. Es wird somit im gestörten Bereich nur durch definierte Verkleinerung des gesamten Durchlaßbereiches das Blindgeschwindigkeitsverhalten von Zielobjekten in dem Maße verschlechtert, wie es die Störung erfordert. Die Störunterdrückungsschaltung paßt sich. also automatisch dem spektralen Charakter der Störung von Auflösungszelle zu Auflösungszelle an.
Die Funktion der Störunterdrückungsschaltung ist unabhängig vom Prinzip der angewendeten Frequenzanalyse. Anstelle der Dopplerfilterbank DFB kann ebenfalls ein FFT zur Anwendung kommen. Eine andere Abwandlung der Störunterdrückungschaltung besteht darin, daß anstelle der Austastung der Störsignale die Empfindlichkeit im entsprechenden Signal weg ausreichend reduziert wird. Diese Maßnahme erfordert zwar einen erhöhten Speicheraufwand in der Restclutterkarte, verringert dagegen weiter die Beeinflussung von Zielen im nicht gestörten Bereich.
Die Störererkennung mit der Restclutterkarte RCK kann dann erheblich vereinfacht werden, wenn der spektrale Charakter der Störung bekannt ist. Auf die laufende Einspeicherung der Dopplerinformation in der Restclutterkarte kann dann verzichtet werden, wodurch sich eine erhebliche Verringerung des Speicheraufwandes ergibt.
Die zu sperrenden Teilfilter müssen dann für alle Störungen vorgewählt werden. Obwohl hier die automatische Anpassung des Dopplerfilters an den spektralen Charakter der Störung entfällt, sind die Vorteile gegenüber herkömmlichen Schaltungen immer noch beachtlich groß.
Bei bestimmten Arten von Clutter können die variierenden Störungen in der Nähe der Grenzfrequenz des auszuwertenden Dopplerbandes liegen. Die Verringerung der Bandbreite des Dopplerfilters kann hier besonders klein gehalten werden, wenn die von der Restclutterkarte ermittelten gestörten Auflösungszellen zur Steuerung einer Umschaltung auf ein zusätzliches Teilfilter herangezogen werden, dessen Bandbreite so verringert ist, daß die Störung unterdrückt wird.
Um zu vermeiden, daß mit dieser Schaltung zur Eliminierung von schmalbandigen Signalen stationären Charakters auch die Entdeckung schwebender Hubschrauber verhindert wird, kann eine Abwandlung dieser Schaltung vorgenommen werden. In die Meßpfade a zwischen den Teilfiltern DF1 ... DFn und der Restclutterkarte RCK wird zu diesem Zwecke eine Schaltung zur Erkennung von Hubschraubern eingeschaltet. Wird ein Hubschrauber z.B. mittels einer Analyse der Amplitudenverteilung über der Frequenz erkannt, dann wird das weitere Einspeichern der Signale in der Restclutterkarte unterlassen. Der Schwellenwert der z.B. das Kriterium für die Austastung aller Ausgangssignale dieses Teilfilters ist, kann dann nicht mehr überschritten werden.
11 Patentansprüche 1 Figur - Leerseite -

Claims

PatentansDrüche ½) Schaltungsanordnung zur Störunterdrückung in Puls-Doppler-Radarernpfängern mit Entfernungskanälsn und mit einem Festzeichenfilter unter Verwendung einer Restclutterkarte, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß die Charakteristik eines aus n-Teilfilbestehenden Dopplerfilters (DFB) in Abhängigkeit von der nach mehreren Antennenumdrehungen in einer Restclutterkarte (RCK) ausgewerteten Häufigkeit der in den Entfernungskanälen auftretenden stationaren schmalbandigen Störer in Verbindung mit einer Schwelle so gesteuert wird, daß der Durchlaßbereich des Dopplerfilters (DFß) dem spektralen Charakter der Störung in jeder vorgegebenen azimutalen Winkel einheit jedes Entfernungskanals (Auflösungszelle) angepaßt ist 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß die Störsignale an den Ausgängen der n Teilfilter (DF1 ... DFn) in Verbindung mit deren Auswertung in der Restclutterkarte (RCK) getrennt abgespeichert und nach der vorgegebenen Anzahl der Antennenumdrehungen mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen werden und daß die spektrale Anpassung des Doppler-Filter-Durchlaßbereiches selbsttätig erfolgt, in dem bei Schelienüberschreitung ein oder mehrere Teilfilter durch die Restclutterkarte (RCK) so gesteuert sind, daß sie kein Ausgangssignal liefern.
3. Schaltungsanordnung 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 die Störunterdrückung vom Ausgang der Restclutterkarte (RCK) erfolgt, derart, daß der Signaltibertragungsweg des zugehörigen Teilfilters (DF1 . DFn) durch einen gesteuerten Schalter (GS1 ... GSn) unterbrochen wird
4. Schaltungsanordnung 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 die Störunterdrückung durch Reduzierung der Empfindlichkeit oder Sperrung im zugehörigen Signalverarbeitungsweg erfolgt.
5. Schaltungsanordnung 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 die Störererkennung mittels der Restclutterkarte (RCK) erfolgt und die Auswahl des auszuwertenden spektralen Bereichs manuell eingestellt wird.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r g e k e n n z e i c h n e t , daß die Störererkennung mittels der Restclutterkarte (RCK) bei Störern in der Nahe der Grenzfrequenzfrequenz des Dopplerfilters (DFB) für Festzeichenechos eine entsprechende Erhöhung der Grenzfrequenz bewirkt.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß durch die Restclutterkarte (RCK) eine Umschaltung des Teilfilters mit niedriger Grenzfrequenz auf ein zusätzliches Teilfilter mit höherer Grenzfrequenz erfolgt.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Erhöhung der Grenzfrequenz des Teilfilters durch Umschaltung der Filterkoeffizienten erfolgt.
9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß die Clutterunterdrückung mittels einer Doppelfilterbank (DFB) erfolgt.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Clutterunterdrückung mittels einer FFT (Fast Fourier Transformator) erfolgt.
11. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem Ausgang der Teilfilter und dem Eingang der Restclutterkarte (flCK) je eine Schaltung zur Erkennung von Hubschraubern angeordnet ist, die bei Erkennung eines entsprechenden Signals die weitere Einspeicherung in der Restclutterkarte (RCK) verhindert.