DE3520310C2 - Procedure for eliminating the ambiguity of distance as well as transmitter in a pulse Doppler radar device and receiver for performing this procedure - Google Patents
Procedure for eliminating the ambiguity of distance as well as transmitter in a pulse Doppler radar device and receiver for performing this procedureInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behebung von Entfernungs mehrdeutigkeit in einem Puls-Doppler-Radargerät sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for eliminating distance ambiguity in a pulse doppler radar device as well an apparatus for performing this method.
Eine besondere Eigenschaft der Radarsysteme ist die Ent fernungsmehrdeutigkeit. Die Entfernungsmehrdeutigkeit wird durch die Tatsache verursacht, daß ein Radargerät nicht unterscheiden kann zwischen einem Ziel in einer Entfernung D und einem Ziel in einer Entfernung D modulo , worin TR die Folgeperiode oder Wiederholungs periode des Radarsystems und C die Lichtgeschwindigkeit ist.A special property of the radar systems is the Ent distance ambiguity. The distance ambiguity is caused by the fact that a radar can't differentiate between a goal in one Distance D and a target at a distance D modulo, where TR is the subsequent period or repetition period of the radar system and C the speed of light is.
Die maximale eindeutige Entfernung ist also .So the maximum clear distance is.
Eine zweite, bei Radaranlagen auftretende Besonderheit ist die Geschwindigkeitsmehrdeutigkeit. Diese Besonder heit wird durch die Tatsache verursacht, daß ein Radar system nicht unterscheiden kann zwischen einem Ziel, dessen Radialgeschwindigkeit VR beträgt, und einem Ziel, dessen Radialgeschwindigkeit VR modulo beträgt, worin λ die Sendewellenlänge ist. Die Dopplerfrequenz FD wird folglich bis auf ein Mehrfaches der Wiederho lungsfrequenz FR gemessen: FD = f′D + kFR, worin f′D die wirkliche Dopplerfrequenz und k eine ganze Zahl ist.A second peculiarity that occurs with radar systems is the speed ambiguity. This particularity is caused by the fact that a radar system cannot distinguish between a target whose radial speed is V R and a target whose radial speed is V R modulo, where λ is the transmission wavelength. The Doppler frequency F D is consequently measured up to a multiple of the repetition frequency F R : F D = f ′ D + kF R , where f ′ D is the actual Doppler frequency and k is an integer.
Die Entfernungsmehrdeutigkeit und die Geschwindigkeits mehrdeutigkeit sind zwei voneinander abhängige Parameter. Für eine gegebene Senderfrequenz führt eine Steigerung der noch eindeutig erfaßten Reichweite zu einer Vermin derung des noch eindeutig erfaßten Geschwindigkeits bereichs.The distance ambiguity and the speed Ambiguity are two interdependent parameters. For a given transmitter frequency, there is an increase the still clearly recorded range to a min change of the still clearly recorded speed area.
Bei bestimmten Anwendungen, insbesondere Radarsysteme mit mittlerer oder großer Reichweite (D ≧ 100 km), die bei der Luftüberwachung eingesetzt werden, ist es unbe dingt erforderlich, die wirkliche Entfernung ohne Mehr deutigkeit zu erkennen. Bei den üblichen Sendebändern (L, S, X) führt aber der Geschwindigkeitsbereich von Flugzeugen zu einer Entfernungs-/Doppler-Mehrdeutigkeit.In certain applications, especially radar systems with medium or long range (D ≧ 100 km), the be used in air monitoring, it is not essential, the real distance without more to recognize clarity. With the usual broadcasting bands (L, S, X) leads the speed range from Aircraft to a range / Doppler ambiguity.
Aus praktischen und technischen Gründen (Dichte und Dynamik des Festechos, Phasenstabilitätsfehler der Sender, . . .) fiel die Wahl bisher praktisch stets auf den noch eindeutigen Entfernungsbereich unter Inkauf nahme einer Geschwindigkeitsmehrdeutigkeit. Die Entwicklung der Technik hat es jedoch ermöglicht (Verwendung von Festkör pern im Sender, 3D-Antenne mit geringen Nebenzipfeln, . . .), im Gebiet der Entfernungsmehrdeutigkeit zu arbeiten.For practical and technical reasons (density and Fixed echo dynamics, phase stability error of the Channel, . . .) So far, the choice has always been striking the still clear distance range under buying taking a speed ambiguity. The development However, technology has made it possible (use of solids pern in the transmitter, 3D antenna with low side peaks,. . .), to work in the area of distance ambiguity.
Bei einem aus der FR 24 12 852 A1 bekannten Puls-Doppler- Radargerät wird zur Behebung von Entfernungsmehrdeutigkeiten eine Folge von Impulspaketen gesendet, die in mehrere Blöcke unterschiedlicher Pulswiederholfrequenz unterteilt sind. Wäh rend der Dauer jedes Impulspaketes bleibt die Impulsfolgefre quenz konstant. Das Sendesignal entspricht einer Folge von gleichzeitig gesendeten Impulsblöcken. Dies setzt aber vor aus, daß ebensoviele Sender und Empfangszweige wie gleichzei tig zu sendende Impulsblöcke vorhanden sein müssen. Die Auf lösung der Entfernungsmehrdeutigkeit erfordert ferner die kombinierte Verarbeitung von mehreren aufeinanderfolgenden Impulspaketfolgen.With a pulse Doppler known from FR 24 12 852 A1 Radar is used to resolve range ambiguities a sequence of pulse packets sent into multiple blocks different pulse repetition frequency are divided. Wuh The pulse train remains free for the duration of each pulse packet quenz constant. The transmission signal corresponds to a sequence of pulse blocks sent simultaneously. But this presupposes from the fact that as many transmitters and reception branches as at the same time pulse blocks to be sent must be available. The on Resolving the distance ambiguity also requires the combined processing of several consecutive Impulse packet sequences.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfacheres Ver fahren zur Behebung der Entfernungsmehrdeutigkeit anzugeben, bei dem die Auflösung der Mehrdeutigkeit bereits in einer einzigen Impulspaketfolge möglich ist.The invention has for its object a simpler Ver drive to resolve the ambiguity of distance, where the resolution of the ambiguity is already in one single pulse packet sequence is possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 angegebene Verfahren gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the in claim 1 specified procedures solved. Advantageous further developments of the Procedures are specified in the subclaims.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung werden Impulspakete mit einer Folgefrequenz fR und einer Sendefrequenz f ausgesendet, die für jedes Impulspaket vorherbestimmt werden. Die Impuls pakete bestehen aus Teilen, die sich voneinander durch ein Phasengesetz unterscheiden, das sendeseitig auferlegt wird und es empfangsseitig ermöglicht, eine scheinbare Dopplerfrequenz zu gewinnen, die proportional zur Ordnungszahl des er faßten Zieles ist, wobei unter dem Begriff Ordnungszahl die Nummer derjenigen Wiederholungsfolge verstanden wird, während welcher das Ziel zum ersten Mal in Erscheinung trat. In the method according to the invention, pulse packets with a repetition frequency f R and a transmission frequency f are emitted, which are predetermined for each pulse packet. The impulse packets consist of parts that differ from one another by a phase law that is imposed on the transmission side and on the reception side that enables an apparent Doppler frequency to be obtained that is proportional to the ordinal number of the target that was acquired, whereby the term ordinal number means the number of the repetition sequence during which the goal first appeared.
Durch die Erfindung wird ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen. Der Sender dieser Vorrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß er einen Videosignalgenerator und einen Phasendrehungsoperator zur komplexen Phasen drehung aufweist, durch welchen die bei jedem Impuls gewünschte Phasendrehung hervorgerufen werden kann. Der Empfänger der Vorrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß er eine Baugruppe zur Behebung der Entfernungsmehr deutigkeit enthält, die einen Phasenoperator aufweist, auf welchen eine Doppler-Verarbeitungsschaltung folgt, der wiederum eine Schaltung zur Behebung der Entfernungs mehrdeutigkeit folgt.The invention also provides a device for Implementation of this procedure created. The transmitter this device is essentially characterized in that it has a video signal generator and a phase shift operator for complex phases rotation through which the with each pulse desired phase rotation can be caused. Of the Receiver of the device is essentially characterized in that he has an assembly to correct the distance more contains clarity that has a phase operator, followed by a Doppler processing circuit which in turn is a circuit to fix the distance ambiguity follows.
Mehrere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:Several embodiments of the invention result from the following description and from the drawing to which reference is made. In the drawing shows:
Fig. 1 ein allgemeines Blockschaltbild eines Senders/ Empfängers zur Durchführung des Verfahrens zur Behebung der Entfernungs mehrdeutigkeit; Fig. 1 is a general block diagram of ambiguity of a transmitter / receiver for implementing the method to eliminate the distance;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Behebung der Entfernungsmehrdeutigkeit nach einer ersten Ausführungsform; und Fig. 2 is a block diagram of a circuit to correct the range ambiguity in accordance with a first embodiment; and
Fig. 3 ein Schaltbild einer Schaltung zur Behebung der Entfernungsmehrdeutigkeit nach einer zweiten Ausführungsform. Fig. 3 is a circuit diagram of a circuit for eliminating the distance ambiguity according to a second embodiment.
Die Erfindung wird auf ein Radarsystem angewendet, dessen Betriebsdaten derart sind, daß die Anstrahlzeit für ein punktförmiges Ziel Te beträgt. Im herkömmlichen Betrieb ohne Entfernungsmehrdeutigkeit wird die Anzahl von Ziel beleuchtungen durch dieses Radarsystem durch folgende Beziehung bestimmt:The invention is applied to a radar system, the Operating data are such that the irradiation time for one point target Te is. In conventional operation without ambiguity the number of targets becomes illuminations by this radar system by the following Relationship determines:
Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit herkömmlichen Impuls-Radarsystemen sowie mit Doppler-Radarsystemen und mit Pulskompression arbeitenden Radarsystemen.The invention is particularly concerned with conventional ones Pulse radar systems as well as with Doppler radar systems and radar systems operating with pulse compression.
Ein Radarsystem sendet Impulspakete aus. Dieses Sende prinzip besteht darin, Impulszüge mit der Sendefrequenz f und einer Wiederholungsfrequenz fR auszusenden, die für jedes Impulspaket bestimmt werden (wobei die Frequenzen für jedes Paket verschieden sein können).A radar system sends out pulse packets. This transmission principle consists in sending out pulse trains with the transmission frequency f and a repetition frequency f R , which are determined for each pulse packet (the frequencies can be different for each packet).
Das Verfahren besteht darin, für dieses Radarsystem einen Entfernungs-Mehrdeutigkeitsfaktor P zu wählen, der dem gesuchten Kriterium genügt, das gegeben ist durch das Verhältnis zwischen der gewünschten Erfassungsreich weite D und der Mehrdeutigkeitsreichweite DA(P = ganzzahlig).The method consists in choosing a range ambiguity factor P for this radar system which meets the criterion sought, which is given by the ratio between the desired detection range D and the ambiguity range D A (P = integer).
Durch Wahl eines Mehrdeutigkeitsfaktors P, d. h. wenn die Erfassung sich über P Wiederholungsfolgen erstrecken soll, beträgt die Anzahl der Zielbeleuchtungen B2 = P.B1. By choosing an ambiguity factor P, i.e. H. if the acquisition extends over P repetition sequences is the number of target illuminations B2 = P.B1.
Das Verfahren besteht sendeseitig darin, daß eine Anzahl I von Impulsen pro Impulspaket gewählt wird, die gleich N ver größert um den Mehrdeutigkeitsfaktor und multipliziert mit k ist, worin k eine ganze Zahl I = k ist, mit I = k (N+P). Die Zahl k ermöglicht es, k Teile zu N+P Impulsen zu bilden.The method on the transmission side is that a number I of pulses per pulse package is selected, which is equal to N ver increases by the ambiguity factor and multiplied with k, where k is an integer I = k, with I = k (N + P). The number k enables k parts to be N + P To form impulses.
Jedes Paket enthält einen ersten Teil, welcher aus Impulsen besteht, für welche die Ursprungsphase gleich einer Konstante ist, sowie (k-1) Teile, die jeweils aus N+P Paketen bestehen, für welche die Ursprungsphase ein quadratisches Vielfaches der Ordnungszahl des Impulses in dem betrachteten Teil ist.Each package contains a first part, which consists of There are impulses for which the original phase is the same is a constant, as well as (k-1) parts, each consisting of N + P packets exist for which the origin phase quadratic multiple of the atomic number of the pulse is in the part under consideration.
Bei einer ersten Ausführungsform wird k = 2 gewählt.In a first embodiment, k = 2 is chosen.
Für die beiden Teile des Impulspakets werden verschiedene Phasengesetze angewendet.Different parts are used for the two parts of the pulse package Phase laws applied.
Jeder Impuls wird mit einer verschiedenen Ursprungsphase gesendet. Mit wird der Phasenterm eines Impulses mit dem Index n bezeichnet, welcher die Ordnungszahl eines Impulses in einem der zwei Teile des Impulspakets bezeichnet.Each impulse comes with a different phase of origin sent. With is the phase term of an impulse with the index n, which is the atomic number a pulse in one of the two parts of the pulse packet designated.
Ein erster Teil des Pakets enthält die Impulse, deren Index derart ist, daß n = 0, 1, . . ., (N+P-1). Diese Impulse werden mit verschwindender Phase gesendet, so daß der Phasenterm lautet:A first part of the package contains the impulses, their Index is such that n = 0, 1,. . ., (N + P-1). These impulses are sent with the phase disappearing, so that the Phase term is:
Ein zweiter Teil des Pakets umfaßt die Impulse, deren Index n derart ist, daß:A second part of the package includes the pulses, their Index n is such that:
n = N + P, N + P + 1, . . ., 2(N + P) - 1.n = N + P, N + P + 1,. . ., 2 (N + P) - 1.
Diese Impulse werden mit einer Phase gesendet, die gleich 2πm ist, worin m eine ganze Zahl ist und Q beliebig sein kann und die Anzahl von Filtern bezeichnet. Der Phasenterm lautet also:These pulses are sent with a phase that is 2πm, where m is an integer and Q can be arbitrary and denotes the number of filters. So the phase term is:
Die digitale Doppler-Filterung kann durch Berechnung unter direkter Verarbeitung des komplexen Videosignals erfolgen, wobei die Operation auf die N Abtastproben des Signals ausgedehnt wird.Digital Doppler filtering can be done by calculation with direct processing of the complex video signal done, the operation on the N samples of the signal is expanded.
Die Doppler-Meßgenauigkeit beträgt dann fR/N = fC; in diesem Fall begnügt man sich damit, Filter im Abstand von ΔfD zu verwenden, die auf die Werte fDi = ifR/N, i [O,N] zentriert sind.The Doppler measuring accuracy is then f R / N = f C ; in this case, one is content to use filters at a distance of Δf D , which are centered on the values f Di = if R / N, i [O, N].
Die Phasenverschiebung Φn der Impulse des zweiten Teils des Impulspakets beträgt in diesem Falle In this case, the phase shift Φ n of the pulses of the second part of the pulse packet is
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Filter zahl Q gewählt, wobei Q beliebig ist (beispielsweise Q = 2N). Die Doppler-Meßgenauigkeit beträgt fR/Q. Die Filter sind dabei auf die Werte fi = ifR/Q, i [0; Q] zentriert. Im zweiten Teil des Pakets beträgt die Phasen verschiebung Φn gleich .According to a preferred embodiment, a filter number Q is selected, Q being arbitrary (for example Q = 2N). The Doppler measurement accuracy is f R / Q. The filters are based on the values f i = if R / Q, i [0; Q] centered. In the second part of the package, the phase shift Φ n is the same.
Die Wahl einer Filterzahl Q anstelle einer Zahl N ermöglicht es, die Filterung derart zu verbessern, daß die Durchlaßkurve der Filter die spektrale Dichte des Rauschens berücksichtigt, mit dem das Signal behaftet ist. Jedes Filter weist eine solche Durchlaßfunktion H(f) auf, daß:The choice of a filter number Q instead of a number N enables it to improve the filtering so that the Pass filter curve the spectral density of the noise with which the signal is afflicted. Each filter has such a pass function H (f) that:
worin X(f) der Betrag der diskreten Fouriertransformier ten des Signals ist und Φ(f) die spektrale Dichte der Störanteile (Rauschen, Clutter, . . .) ist, welche mit dem Signal vermischt sind.where X (f) is the amount of the discrete Fourier transform is the signal and Φ (f) is the spectral density of the Interference components (noise, clutter,...), Which with the Signal are mixed.
Die Phase jedes Impulses bleibt während der gesamten Sendedauer erhalten. Das im Grundband gesendete Signal kann also folgendermaßen geschrieben werden:The phase of each pulse remains throughout Receive duration. The signal sent in the baseband can be written as follows:
Darin ist x(t) das Signal im Grundband, welches im Falle eines Radarsystems mit Pulskompression auch als "langer Impuls" bezeichnet wird. Dieses Signal wird dann in mehreren Stufen auf die Sendefrequenz f umgesetzt.Here x (t) is the signal in the baseband, which in the case of a radar system with pulse compression also as "long Pulse ". This signal is then in implemented several stages on the transmission frequency f.
Beim Empfang ist die Verzögerung eines Ziels, zu dem die Ordnungszahl p gehört und welches also in der p+1ten Wiederho lungsfolge, bezogen auf ein Ziel mit der Ordnungszahl 0, in Erscheinung getreten ist, gleich tp, so daß tp = to + p · TR.Upon receipt, the delay of a destination to which the ordinal number p belongs and which has therefore appeared in the p + 1th repetition sequence, based on a destination with the ordinal number 0, is tp, so that tp = to + p T R.
Das im Verlauf der n-ten Wiederholungsfolge eines Impulspaketteils von einem einzigen punktförmigen Ziel der Ordnungszahl p empfangene Signal ist durch die Gleichung (1) gegeben;That in the course of the nth repetition sequence of a Part of the pulse packet from a single point-like target Atomic number p received signal is given by equation (1) given;
Darin ist fD die normierte Dopplerfrequenz, unter welcher das Verhältnis der wahren Dopplerfrequenz zur Wiederholungsfrequenz verstanden wird.In it f D is the normalized Doppler frequency, which is the ratio of the true Doppler frequency to the repetition frequency.
Der Term aox(t - to) stellt die Amplitude des empfangenen Signals dar, worin ao der Dämpfung und to der reinen Verzögerung entspricht, die von der Entfernung zwischen Ziel und Radarsystem abhängt. The term a o x (t - t o ) represents the amplitude of the received signal, where a o corresponds to the attenuation and t o to the pure delay, which depends on the distance between the target and the radar system.
Der Term stellt die konstante Phasenverschiebung für jegliche Wiederholungsfolge dar.The term represents the constant phase shift for any repetition order.
Der Term ist der Phasenterm des Ziels mit der Ordnungs zahl p. Dieser Term ist mit dem sendeseitigen Phasengesetz verknüpft.The term is the phase term of the target with the order number p. This term is with the transmitting phase law connected.
Der Term ist der von der Dopplerfrequenz abhängige Phasenterm (der Doppleranteil im Impuls wird ver nachlässigt).The term is the one dependent on the Doppler frequency Phase term (the Doppler component in the pulse is ver neglected).
Empfangsseitig besteht das Verfahren darin, denselben Phasenkorrekturterm auf die Phase des empfangenen Signals anzuwenden, gleich welche Ordnungszahl zu ihm gehört. Diese Korrektur wird durchgeführt, indem die inverse Phase des Sendesignals angewendet wird, also , wenn die Phase der gesendeten Signals war.At the receiving end, the procedure is the same Phase correction term based on the phase of the received Apply signals, no matter what atomic number belongs to it. This correction is done by the inverse Phase of the transmission signal is applied, ie if the phase of the transmitted signal was.
Die Gleichung des vom Ziel der Ordnungszahl p empfangenen Signals wird also:The equation of that received from the target of atomic number p So the signal is:
Für die Impulse, deren sendeseitige Phase auf 0 fest gelegt wurde, (nε[0; N + P]), bleibt die Dopplerfrequenz fD unverändert, unabhängig von der Ordnungszahl des Ziels.The Doppler frequency f D remains unchanged for the pulses whose phase on the transmission side was set to 0 (nε [0; N + P]), regardless of the ordinal number of the target.
Für die Impulse, deren sendeseitige Phase auf 2 m nε[N + P; 2(N + P)] festgelegt wurde, lautet das Signal nach Korrektur für ein Ziel der Ordnungszahl p folgender maßen:For the impulses whose phase on the transmission side 2 m nε [N + P; 2 (N + P)] has been set the signal after correction for a target of ordinal p following measure:
Der TermThe term
ist eine reine Phasenverschiebung, die für die folgende Verarbeitung nicht von Interesse ist, während der Termis a pure phase shift, not of interest for the subsequent processing is while the term
eine Frequenzabweichung erkennen läßt, nämlich eine scheinbare Dopplerfrequenz fDA. Diese Frequenz wird folgendermaßen geschrieben:reveals a frequency deviation, namely an apparent Doppler frequency f DA . This frequency is written as follows:
modulo fr, fe ist die Sendefrequenz.modulo f r , f e is the transmission frequency.
Bei diesem Verfahren wird also die Dopplerfrequenz für die Impulse, welche den zweiten Teil eines Impulspakets bilden, um eine Frequenz verschoben, die proportional zur Ordnungszahl ist.With this method, the Doppler frequency for the impulses that form the second part of an impulse packet, shifted by a frequency proportional to Is an atomic number.
Um die scheinbare Dopplerfrequenz fDA und die Doppler frequenz fD zu gewinnen, wird eine Doppler-Verarbeitung durchgeführt, die für beide Teile des Impulspakets gleich ist. Diese Verarbeitung besteht darin, daß zunächst:In order to obtain the apparent Doppler frequency f DA and the Doppler frequency f D , Doppler processing is carried out, which is the same for both parts of the pulse packet. This processing consists of the following:
- - die P Anfangsimpulse für jedes Impulspaket entfernt werden;- the P initial pulses are removed for each pulse packet;
- - eine Doppler-Verarbeitung durchgeführt wird, die auf N Impulse des ersten Teiles und des zweiten Teiles des Pakets angewendet wird. Es werden Q Filter gebildet, von denen jedes ein verschiedenes Maximum i/Q fr aufweist.- Doppler processing is performed, which is applied to N pulses of the first part and the second part of the packet. Q filters are formed, each of which has a different maximum i / Q f r .
Die Verschiebung der Dopplerfrequenz um bewirkt, daß die scheinbare Dopplerfrequenz fDA in einem anderen Filter liegt als fD, und m ist eine ausreichend große ganze Zahl, damit eine Verschiebung der Frequenz fDA um eine ganze Filterzahl auf ein Filter erfolgt, das außerhalb derjenigen Filter liegt, worin ein Signal liegen kann, das von einem Ziel stammt und zu einer Dopplerfrequenz fD führt. Eine in einem Filter i vor handene Information, wobei i zwischen 0 und Q-1 liegen kann, wird also in einem Filter i′ = (i - 2mp) modulo Q aufgefunden.Shifting the Doppler frequency by causes the apparent Doppler frequency f DA to be in a different filter than f D , and m is a large enough integer to shift the frequency f DA by an integer number of filters to a filter outside of that Filter lies in which there can be a signal that originates from a target and leads to a Doppler frequency f D. Information present in a filter i, where i can be between 0 and Q-1, is thus found in a filter i ′ = (i-2mp) modulo Q.
Mit Xi,1 wird die diskrete Fouriertransformierte des empfangenen Signals über N Impulse des ersten betrach teten Impulspaketteils bezeichnet. Im einzelnen ergibt sichX i, 1 denotes the discrete Fourier transform of the received signal over N pulses of the first considered pulse packet part. In detail follows
X0,1 . . . XN-1,1; iε[0; Q].X 0.1 . . . X N-1.1 ; iε [0; Q].
Mit X1,2 werden diejenigen Filter bezeichnet, die es ermöglichen, die diskrete Fouriertransformierte über die N Impulse des zweiten Impulspaketteils zu verarbeiten. Im einzelnen ergibt sich X0,2 . . . XN-1,2.X 1,2 denotes those filters that make it possible to process the discrete Fourier transform via the N pulses of the second pulse packet part. X 0.2 results in detail. . . X N-1.2 .
Nach der Filterung wird die Berechnung des Betrags für jedes Filter durchgeführt; mit Xi,1 wird der Betrag für Xi,1 und mit Yi,2 der Betrag für Xi,2 bezeichnet, also:After filtering, the amount is calculated for each filter; X i, 1 is the amount for X i, 1 and Y i, 2 is the amount for X i, 2 , ie:
Yi,1 = |Xi,1|Y i, 1 = | X i, 1 |
Yi,2 = |Xi,2|Y i, 2 = | X i, 2 |
Das Verfahren zur Behebung der Entfernungsmehrdeutig keit besteht anschließlich darin, für jede Ordnungszahl p (p = 0, 1 . . . P-1) eine Verschiebung um 2mp auf die diskrete Fouriertransformierte der Impulse des zweiten Impulspaketteils anzuwenden; mit Zi,p wird der Betrag der Fouriertransformierten nach Verschiebung bezeichnet:The method for eliminating the distance ambiguity then consists in applying a shift of 2mp to the discrete Fourier transform of the pulses of the second pulse packet part for each atomic number p (p = 0, 1... P-1); Z i, p is the amount of the Fourier transform after displacement:
Anschließend werden die Summe Σi,p und die Differenz Δi,p im Absolutwert von Filter zu Filter zwischen den zwei diskreten Fouriertransformierten für jede Ordnungszahl p gebildet:Then the sum Σi, p and the difference Δi, p in absolute value from filter to filter between the two discrete Fourier transforms for each atomic number p educated:
Σi,p = Yi,1 + Zi,p Σ i, p = Y i, 1 + Z i, p
undand
Δi,p = Yi,1 - Zi,p Δ i, p = Y i, 1 - Z i, p
Es werden nun ein erster Erfassungsschwellwert SΣ, der eine Fehlalarmwahrscheinlichkeit Pfa gewährleistet, die den üblichen Kriterien entspricht, sowie ein zweiter Erfassungsschwellwert SΔ festgelegt, der eine gegenüber üblichen Kriterien hohe Fehlalarmwahrscheinlichkeit gewährleistet.A first detection threshold value SΣ, which guarantees a false alarm probability Pf a , which corresponds to the usual criteria, and a second detection threshold value SΔ, which ensures a high false alarm probability compared to conventional criteria, are now defined.
In einem ersten Fall, wenn Σi,p<SΣ, wird angenommen, daß eine Erfassung DΣi,p nach dem ersten Schwellenwert erfolgte, andernfalls hat keine Erfassung stattgefunden. In einem zweiten Fall, wenn Δi,p<SΔ, wird angenommen, daß eine Erfassung DΔi,p nach dem zweiten Schwellwert erfolgte.In a first case, if Σ i, p <SΣ, it is assumed that a detection DΣ i, p took place after the first threshold value, otherwise no detection has taken place. In a second case, if Δ i, p <SΔ, it is assumed that a detection DΔ i, p was made after the second threshold.
Das Extraktionskriterium für ein Ziel wird erhalten, wenn im ersten Falle Erfassung und im zweiten Falle keine Erfassung stattfand.The extraction criterion for a target is obtained if in the first case registration and in the second case no registration took place.
Es wird also entschieden, daß ein Ziel der Ordnungszahl p für ein Filter i vorhanden ist, wenn folgende Bedingung erfüllt ist:It is decided that a target of atomic number p for a filter i is present if the following condition is satisfied:
Das beschriebene Verfahren ermöglicht es, die Entfernungs mehrdeutigkeit zu beheben, wenn nur einziges Ziel im Entfernungsfenster vorhanden ist. Bei starken Stör echos für die erste Ordnungszahl, insbesondere Festechos, kann die Gefahr der Überdeckung des Nutzechos durch das Stör echo eliminiert werden, indem das Impulspaket in drei Teile unterteilt wird.The method described enables the distance Fix ambiguity if only one goal is present in the removal window. With strong sturgeon echoes for the first atomic number, in particular fixed echoes, can the danger of the useful echo being covered by the sturgeon echo can be eliminated by dividing the pulse package into three parts is divided.
In diesem Falle wird eine Anzahl von Impulsen (k = 3), I = 3 (N = P) pro Impulspaket gesendet. Ein erster Teil enthält die Impulse, für welche nε[0, N + P], ein zweiter Teil enthält diejenigen Impulse, für welche nε[(N + P), 2(N + P)], und ein dritter Teil diejenigen, für welche nε[2(N + P), 3(N + P)]. In this case there will be a number of pulses (k = 3), I = 3 (N = P) sent per pulse packet. A first one Part contains the pulses for which nε [0, N + P], a second part contains those impulses for which nε [(N + P), 2 (N + P)], and a third part those for which nε [2 (N + P), 3 (N + P)].
Die Verarbeitung zur Behebung der Entfernungsmehrdeutig keit besteht in gleicher Weise darin, ein bestimmtes Phasengesetz auf jeden der drei Teile jedes Impulspakets sende seitig anzuwenden, wodurch es empfangsseitig ermöglicht wird, eine Verschiebung der Dopplerfrequenz zu erhalten, die von der Ordnungszahl des Ziels abhängt.The ambiguous distance processing In the same way, speed consists of a certain Send the phase law on each of the three parts of each pulse packet to use on the side, which makes it possible on the receiving side will get a shift in Doppler frequency which depends on the ordinal number of the target.
Die Verwendung von drei Impulspaketteilen ermöglicht es, die Dopplerfrequenz fD durch zwei scheinbare Doppler frequenzen fDA und f′DA einzurahmen, wobei die Frequenzen fDA und f′DA sich aus einer Verschiebung der Frequnez fD um einen Wert ergeben, der proportional zur Ordnungszahl D des Ziels ist.The use of three pulse packet parts makes it possible to frame the Doppler frequency f D by two apparent Doppler frequencies f DA and f ' DA , the frequencies f DA and f' DA resulting from a shift in the frequency f D by a value which is proportional to Atomic number D of the target is.
Zur Einrahmung der Dopplerfrequenz werden die Impulse des ersten Teils mit einem solchen Phasenterm eingerahmt, daß:The pulses are used to frame the Doppler frequency of the first part with such a phase term framed that:
Für die Impulse des zweiten Teils gilt ein Phasenterm = 1, und die Impulse des dritten Teils ein solcher Phasenterm, daß:A phase term applies to the impulses of the second part = 1, and the impulses of the third part Phase term that:
Die Phase jedes Impulses wird während der gesamten Sendedauer beibehalten.The phase of each pulse is throughout Keep sending duration.
Das im Verlauf des n-ten Impulses eines Impulspaketteils von einem einzigen punktförmigen Ziel der Ordnungszahl p empfangene Signal wird durch die Gleichung (1) angegeben. That in the course of the nth pulse of a pulse packet part of a single point target of the atomic number p received Signal is given by equation (1).
Das Empfangsverfahren besteht darin, dieselben Phasen korrekturterme unabhängig von der Ordnungszahl des Ziels anzu wendenThe receiving process consists of the same phases correction terms regardless of the ordinal number of the target turn
Es wird also ein Korrekturterm auf den ersten Teil jedes Impulspakets, ein Term auf den dritten Teil jedes Impulspakets angewendet.So there will be a correction term for the first part each pulse packet, a term on the third part of each Pulse packets applied.
Die scheinbare Dopplerfrequenz für ein Ziel der Ordnungszahl p aufgrund der Impulse des ersten Impulspaketteils ist:The apparent Doppler frequency for a target of atomic number p due to the impulses of the first part of the pulse package:
Die scheinbare Dopplerfrequenz für ein Ziel der Ordnungszahl p aufgrund der Impulse des dritten Impulspaketteils ist:The apparent Doppler frequency for a target of atomic number p due to the impulses of the third part of the impulse package:
Die Dopplerfrequenz wird durch den zweiten Teil des Impulspakets nicht verändert.The Doppler frequency is determined by the second part of the Impulse package not changed.
Anschließend wird dieselbe Dopplerverarbeitung für die drei Impulspaketteile durchgeführt, wie für ein zweiteiliges Impulspaket oben beschrieben wurde.Then the same Doppler processing for the three pulse packet parts performed as for a two-part Pulse package was described above.
Die Verschiebung der Dopplerfrequenz um bewirken, daß die Frequenzen f′DA und fDA sich in den zwei Filtern auf der einen bzw. anderen Seite desjenigen Filters befinden, worin die Frequenz fD liegt (Ver schiebung um 2mp Filter).The shift in the Doppler frequency around cause the frequencies f ' DA and f DA to be in the two filters on one or the other side of the filter in which the frequency f D lies (shift by 2mp filter).
Mit Xi,1, Xi,2, Xi,3 wird jeweils die diskrete Fourier transformierte des ersten, des zweiten bzw. dritten Teils eines Impulspakets bezeichnet, die durch Filter mit dem Index i verarbeitet werden. X i, 1 , X i, 2 , X i, 3 denote the discrete Fourier transform of the first, second and third part of a pulse packet, which are processed by filters with index i.
Nach der Filterung wird die Berechnung des Betrags der jedem Filter entnommenen Signale vorgenommen; die Beträge von Xi,1, Xi,2, Xi,3 werden mit Yi,1 bzw. Yi,2 bzw. Yi,3 bezeichnet. Das Verfahren zur Behebung der Entfernungsmehrdeutigkeit besteht anschließend darin, eine Verschiebung um -2mp für die erste Fouriertransfor mierte und +2mp für die dritte Fouriertransformierte durchzuführen.After filtering, the amount of the signals extracted from each filter is calculated; the amounts of X i, 1 , X i, 2 , X i, 3 are denoted by Y i, 1 and Y i, 2 and Y i, 3 , respectively. The method for eliminating the ambiguity in the distance then consists in performing a shift of -2mp for the first Fourier transform and + 2mp for the third Fourier transform.
Zi,p sei der Betrag der Fouriertransformierten nach der Verschiebung um -2mp; Wi,p sei der Betrag für die Ver schiebung um +2mp.Let Z i, p be the amount of the Fourier transform after the shift by -2mp; W i, p is the amount for the shift by + 2mp.
Es werden dann die Summe Σi,p und Differenz Δi,p, im Absolutwert, von Filter zu Filter zwischen den diskreten Fouriertransformierten je zu zweit gebildet:The sum Σ i, p and difference Δ i, p , in absolute value, are then formed from filter to filter between the discrete Fourier transforms in pairs:
Σi,p = Yi,1 + Zi,p und Σi,p = Yi,2 + Wi,p Σ i, p = Y i, 1 + Z i, p and Σ i, p = Y i, 2 + W i, p
Δi,p = Yi,2 + Zi,p und Δi,p = Yi,2 + Wi,p Δ i, p = Y i, 2 + Z i, p and Δ i, p = Y i, 2 + W i, p
Es wird dann ein erster Summen-Erfassungsschwellenwert für beide Fälle festgelegt, der mit SΣ bezeichnet wird und eine Fehlalarmwahrscheinlichkeit Pfa gewährleistet, die gegenüber den üblichen Kriterien gering ist; ferner wird ein Differenz-Erfassungsschwellwert SΔ für beide Fälle festgelegt, der eine Fehlalarmwahrscheinlichkeit gewährleistet, die gegenüber den üblichen Kriterien groß ist.A first sum detection threshold value is then defined for both cases, which is denoted by SΣ and ensures a false alarm probability P fa , which is low compared to the usual criteria; Furthermore, a difference detection threshold value SΔ is set for both cases, which ensures a false alarm probability that is large compared to the usual criteria.
In beiden Fällen wird angenommen, daß eine Summen- Erfassung DΣi,p oder dΣi,p nach dem ersten Schwellwert stattgefunden hat, wenn Σi,p<SΔ; andernfalls erfolgte keine Erfassung. In beiden Fällen wird ferner angenommen, daß eine Differenz-Erfassung DΔi,p oder dΔi,p nach dem zweiten Schwellwert erfolgte, wenn Δi,p<SΔ; andern falls erfolgte keine Erfassung. In both cases it is assumed that a sum detection DΣ i, p or dΣ i, p has taken place after the first threshold value if Σ i, p <SΔ; otherwise no registration was made. In both cases it is further assumed that a difference detection DΔ i, p or dΔ i, p was carried out after the second threshold if Δ i, p <SΔ; otherwise no registration was made.
Das Extraktions-Teilkriterium für ein Ziel wird in beiden Fällen erhalten, wenn im ersten Fall eine Erfassung und im zweiten Fall keine Erfassung stattgefunden hat.The extraction subcriterion for a target is in receive both cases when in the first case an entry and in the second case, no detection took place Has.
Anschließend wird entschieden, daß ein Ziel der Ordnungszahl p für ein Filter i vorliegt, wenn gilt:It is then decided that a target of the atomic number p for a filter i, if:
D =Di,pUdi,p D = D i, p Ud i, p
In Fig. 1 ist das allgemeine Blockschema eines erfin dungsgemäßen Sender/Empfängers gezeigt.In Fig. 1, the general block diagram of a transmitter / receiver according to the inven tion is shown.
Der Empfänger 1 weist einen Videosignalgenerator für ein Videosignal x(t) auf, der durch einen Block 2 ver deutlicht ist. Ein Drehoperator 1 ermöglicht die für jeden Impuls gewünschte komplexe Phasendrehung. Das Signal wird anschließend in seiner Frequenz umgesetzt und in herkömmlichen Schaltungen verstärkt, die durch einen Block 4 verdeutlicht sind. Das Signal wird dann der Antenne 5 über einen Duplexer 6 zugeführt.The receiver 1 has a video signal generator for a video signal x (t), which is illustrated by a block 2 . A rotary operator 1 enables the complex phase rotation desired for each pulse. The frequency of the signal is then converted and amplified in conventional circuits, which are illustrated by a block 4 . The signal is then fed to the antenna 5 via a duplexer 6 .
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist der Sender 1 geeignet, um die Impulse paketweise abzugeben, also als Folge von Impulsen der gegebenen Frequenz f und mit der Wiederholungsfrequenz fR, die für jede Impuls folge gegeben wird. Die N+P ersten Impulse werden mit konstanter Ursprungsphase abgegeben und bilden somit den ersten Teil in jedem zweiteiligen Paket. Die N+P weiteren Impulse werden mit der PhaseAccording to a particular embodiment, the transmitter 1 is suitable for delivering the pulses in packets, that is to say as a result of pulses of the given frequency f and with the repetition frequency f R which is given for each pulse sequence. The N + P first impulses are delivered with a constant phase of origin and thus form the first part in each two-part package. The N + P further impulses are with the phase
abgegeben und bilden den zweiten Teil des Pakets. delivered and form the second part of the package.
Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß der Sender 1 geeignet ist, um die Impulse paketweise abzugeben. Die Abgabe der zwei Teile (bei dieser Ausführungsform) erfolgt praktisch gleichzeitig. Zu diesem Zweck wird jeder Impuls mit der PhaseAnother embodiment is that the transmitter 1 is suitable for delivering the pulses in packets. The delivery of the two parts (in this embodiment) takes place practically simultaneously. For this purpose, every pulse with the phase
unmittelbar im Anschluß an den Impuls derselben Ordnungszahl und von konstanter Phase abgegeben. Um empfangsseitig zwischen den Impulsen unterscheiden zu können, wird das Signal sendeseitig im Grundband mit einem pseudoorthogonalen Code codiert. Unter einem solchen pseudoorthogonalen Code wird ein solcher Code verstanden, daß für ein Signal x(t) eines Impulses des ersten Teils des Pakets im Grundband und ein Signal x(t) des Impulses gleicher Ordnungszahl aus dem zweiten Teil des Pakets im Grund band diese beiden Signale folgender Beziehung gehorchen:immediately afterwards to the impulse of the same atomic number and of given constant phase. To receive between to be able to distinguish between the impulses becomes the signal on the transmission side in the baseband with a pseudo orthogonal Code encoded. Under such a pseudo-orthogonal Such a code is understood that for a Signal x (t) of a pulse of the first part of the packet in the baseband and a signal x (t) of the pulse equal Atomic number from the second part of the package in the basic tied these two signals to obey the following relationship:
Darin ist T die Dauer eines Impulses.Here T is the duration of an impulse.
Der Empfänger 7 umfaßt eine Gruppe von Verstärker- und Frequenzumsetzschaltungen herkömmlicher Art und einen Amplituden-Phasen-Detektor 9, auf den ein Verarbeitungs modul 10 zur Behebung der Entfernungsmehrdeutigkeit folgt. Dieser Verarbeitungsmodul 10 zur Behebung der Mehrdeutigkeit umfaßt einen Drehoperator 11, um eine inverse Drehung zu der sendeseitig angewendeten Drehung durchzuführen, gefolgt von einer Doppler-Verarbeitungs schaltung 12 zur Gewinnung der Dopplerfrequenz. Auf diese Schaltung 12 folgen Schaltungen zur Behebung der Entfernungsmehrdeutigkeit für die Ordnungszahlen p = 0, 2 . . . P-1, die es ermöglichen, die Erfassungs-Entscheidungskriterien anzuwenden. Eine Zeitbasis 14 steuert Sende- und Empfangs betrieb. The receiver 7 comprises a group of amplifier and frequency conversion circuits of a conventional type and an amplitude-phase detector 9 , followed by a processing module 10 for eliminating the distance ambiguity. This ambiguity correction module 10 includes a rotation operator 11 to perform an inverse rotation to the transmission-side rotation, followed by a Doppler processing circuit 12 for obtaining the Doppler frequency. This circuit 12 is followed by circuits for eliminating the ambiguity in distance for the ordinal numbers p = 0, 2. . . P-1 that allow the acquisition decision criteria to be applied. A time base 14 controls transmit and receive operations.
Bei einer Ausführungsform, bei welcher die Impulspakete Teil für Teil ausgesendet werden, erfolgt empfangsseitig die Unterscheidung zwischen den Teilen insbesondere mittels P Anfangs- bzw. Initiierungsimpulsen. Bei einer Ausführung mit praktisch gleichzeitig abgegebenen Impulsen der Teile eines Impulspakets erfolgt die Unterscheidung zwischen den Teilen mittels der pseudoorthogonalen Codierung. Bei dieser Ausführungsform sind die rückgeworfenen empfangenen Impulse jeweils zu zweit in Phase. Die Erfassung kann daher nach den Summen- und Differenzbildungsschritten erfolgen.In an embodiment in which the pulse packets are part for part are sent out on the receiving end Differentiation between the parts in particular by means of P initial or initiation impulses. In one execution with impulses of the parts delivered practically simultaneously A pulse packet distinguishes between the parts using pseudo-orthogonal coding. At this Embodiment are the discarded received ones Pulses for two in phase. The capture can therefore according to the sum and difference formation steps respectively.
In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsform einer Schaltung 10 zur Behebung der Mehrdeutigkeit gezeigt. Diese Aus führungsform ermöglicht die Anwendung derjenigen Aus führungsform, bei der angenommen wird, daß jedes Impulspaket aus zwei Teilen besteht. Der an sich bekannte Phasen drehoperator 11 ist nicht dargestellt. FIG. 2 shows a first embodiment of a circuit 10 for eliminating the ambiguity. This imple mentation form enables the use of the imple mentation form, in which it is assumed that each pulse packet consists of two parts. The known phase rotation operator 11 is not shown.
Die Schaltung 10 umfaßt die Doppler-Verarbeitungsschal tung 12, die ihrerseits bei dieser besonderen Ausführungs form einen ersten Operator 15 besitzt, der auf den ersten Teil jedes Impulspakets einwirkt. Der Operator 15 besteht beispielsweise aus Q Doppelfiltern, deren Durchlaßfunktion H(f) gleichThe circuit 10 includes the Doppler processing circuit 12 , which in turn has a first operator 15 in this particular embodiment, which acts on the first part of each pulse packet. The operator 15 consists, for example, of Q double filters, whose pass function H (f) is the same
worin der Betrag der Fourier transformierten des Signals und Φ(f) die spektrale Dichte der Störsignale ist. Das Ausgangssignal eines Filters i unter den Q Filtern wird mit Xi,1 bezeichnet.where the amount of the Fourier transform of the signal and Φ (f) is the spectral density of the interference signals. The output signal of a filter i among the Q filters is designated X i, 1 .
Ein zweiter Operator 16 ermöglicht die Bearbeitung des zweiten Teils der Salve. Auch er besteht aus Q Doppler filtern. Das Ausgangssignal eines Filters i unter den Q Filtern ist mit Xi,2 bezeichnet.A second operator 16 enables the processing of the second part of the salvo. It also consists of Q Doppler filters. The output signal of a filter i among the Q filters is designated X i, 2 .
Auf die Operatoren 15 und 16 folgen Detektoren 17, 18, welche die Beträge Xi,1 und Yi,2 der Signale Xi,1 und Xi,2 gewinnen. The operators 15 and 16 are followed by detectors 17 , 18 , which obtain the amounts X i, 1 and Y i, 2 of the signals X i, 1 and X i, 2 .
Zur Vereinfachung ist nur eine einzige Schaltung 13 zur Behebung der Entfernungsmehrdeutigkeit gezeigt. Diese Schaltung ermöglicht die Behebung der Mehrdeutigkeit für ein Ziel der gegebenen Ordnungszahl p. Es sind ebensoviele Schaltungen dieser Art wie mögliche Ordnungszahlen vorhanden, also P (p = 0, 1, . . . P-1). Diese Schaltung enthält eine Translationsschaltung 19 und eine Extraktionsschaltung 14.For the sake of simplicity, only a single circuit 13 for eliminating the distance ambiguity is shown. This circuit enables the ambiguity to be eliminated for a target of the given atomic number p. There are as many circuits of this type as possible atomic numbers, ie P (p = 0, 1,... P-1). This circuit includes a translation circuit 19 and an extraction circuit 14 .
Die Verschiebung wird durch die Translationsschaltung 19 bewirkt, welche das Signal Yi,2, das die scheinbare Dopplerfrequenz eines während einer p+1-ten Wiederholungs folge erfaßten Zieles darstellt, um einen Wert 2mp ver schiebt. Das Ausgangssignal der Translationsschaltung 19 ist mit Zi,p bezeichnet.The shift is effected by the translation circuit 19 , which shifts the signal Y i, 2 , which represents the apparent Doppler frequency of a target detected during a p + 1-th repetition sequence, by a value of 2mp. The output signal of the translation circuit 19 is designated Z i, p .
Die Extraktionsschaltung 14 ermöglicht die Anwendung der Entscheidungskriterien für die Erfassung und enthält einen Summierer 20 sowie einen Subtrahierer 21. Der Summierer 20 bildet die Summe der Ausgangssignale des Detektors 17 und der Translationsschaltung 19, also Yi,1 und Zi,p, zur Abgabe eines Summensignals Σi,p. Der Subtrahierer 21 bildet die Differenz dieser selben Signale, um ein Differenzsignal Δi,p zu erhalten.The extraction circuit 14 enables the decision criteria for the detection to be applied and contains a summer 20 and a subtractor 21 . The summer 20 forms the sum of the output signals of the detector 17 and the translation circuit 19 , that is to say Y i, 1 and Z i, p , for emitting a sum signal Σ i, p . The subtractor 21 forms the difference between these same signals in order to obtain a difference signal Δ i, p .
Ein Komparator 22 sowie ein Komparator 23 sind mit dem Ausgang des Summierers 20 bzw. Subtrahierers 21 ver bunden. Der Komparator 22 empfängt das Signal Σi,p und ein Schwellensignal SΣ, um das Summensignal mit diesem Schwellensignal zu vergleichen und ein Detektionssignal DΣi,p in diesem Summensignal abzugeben.A comparator 22 and a comparator 23 are connected to the output of the summer 20 or subtractor 21 . The comparator 22 receives the signal Σ i, p and a threshold signal SΣ in order to compare the sum signal with this threshold signal and to emit a detection signal DΣ i, p in this sum signal.
Der Komparator 23 empfängt das Signal Di,p sowie ein Schwellensignal SΔ, um dieses Differenzsignal mit diesem Schwellensignal zu vergleichen und ein Detektionssignal DΔi,p auf diesem Differenzkanal auszugeben. Am Ausgang des Komparators 23 invertiert ein Invertor 24 das Signal DΔi,p und gibt das invertierte Signal ab. The comparator 23 receives the signal D i, p and a threshold signal SΔ in order to compare this difference signal with this threshold signal and to output a detection signal DΔ i, p on this difference channel. At the output of the comparator 23 , an inverter 24 inverts the signal DΔ i, p and outputs the inverted signal.
Eine AND-Torschaltung 25 empfängt die Signale DΣi,p und und entscheidet über die Erfassung oder Nichter fassung, je nach dem Zustand des Ausgangssignals Di,p.An AND gate circuit 25 receives the signals DΣ i, p and and decides on the detection or non-detection, depending on the state of the output signal D i, p .
In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform der Schaltung 10 zur Behebung der Entfernungsmehrdeutigkeit gezeigt, die zur Durchführung derjenigen Ausführungsform geeignet ist, bei der angenommen wird, daß jedes Impulspaket aus drei Teilen besteht. FIG. 3 shows a second embodiment of the range ambiguity correction circuit 10 which is suitable for carrying out the embodiment in which it is assumed that each pulse packet consists of three parts.
Gleiche Elemente tragen dieselben Bezugszeichen.The same elements have the same reference numerals.
Ein dritter Kanal ist gegenüber der ersten Ausführungs form hinzugefügt worden, um die Impulse des dritten Teiles zu verarbeiten. Ein dritter Operator 26 wirkt auf den dritten Teil des Impulspakets ein. Bei dieser Aus führungsform besteht der Operator aus Q Dopplerfiltern mit den Durchlaßkurven H(f). Das Ausgangssignal ist mit Xi,3 bezeichnet. Durch einen Detektor 27 wird der Betrag Yi,3 des Signals Xi,3 erhalten.A third channel has been added to the first embodiment to process the pulses of the third part. A third operator 26 acts on the third part of the pulse packet. In this embodiment, the operator consists of Q Doppler filters with the pass curves H (f). The output signal is designated X i, 3 . The amount Y i, 3 of the signal X i, 3 is obtained by a detector 27 .
Wie bei der ersten Ausführungsform wurde nur eine ein zige Schaltung 13 zur Behebung der Mehrdeutigkeit ge zeigt, welche die Behebung der Entfernungsmehrdeutigkeit für ein Ziel gegebener Ordnungszahl p betrifft. Die Schaltung umfaßt ferner eine Translationsschaltung 19 sowie eine Extraktionsschaltung 14. Die Translationsschaltung 19 umfaßt zwei Umsetzer 29, 30, und die Extraktionsschal tung 14 enthält zwei Extraktionsmoduln 20 bis 25 sowie 40 bis 45. Auf den Detektor 27 folgt der Umsetzer 29, welcher das Signal Yi,3 um einen Wert +2mp verschiebt. Auf den Detektor 17 folgt der Umsetzer 30, welcher das Signal Yi,1 um einen Wert -2mp verschiebt. Die Umsetzer 29 und 30 geben die Signale Wi,p und Zi,p ab.As in the first embodiment, only a single circuit 13 for eliminating the ambiguity was shown, which relates to the removal of the ambiguity for a given ordinal number p. The circuit further comprises a translation circuit 19 and an extraction circuit 14 . The translation circuit 19 comprises two converters 29 , 30 , and the extraction circuit 14 contains two extraction modules 20 to 25 and 40 to 45 . The detector 27 is followed by the converter 29 , which shifts the signal Y i, 3 by a value + 2mp. The detector 17 is followed by the converter 30 , which shifts the signal Y i, 1 by a value -2mp. The converters 29 and 30 emit the signals W i, p and Z i, p .
Der Summierer 20 und der Subtrahierer 21 empfangen die Signale Yi,2 sowie Zi,p. Die Schaltungen 22 bis 25 ge währleisten dieselbe Funktion wie bei der ersten Aus führungsform.The summer 20 and the subtractor 21 receive the signals Y i, 2 and Z i, p . The circuits 22 to 25 ensure the same function as in the first embodiment.
Der Summierer 20 und der Subtrahierer 41 empfangen die Signale Yi,2 und Wi,p und geben das Signal Σi,p bzw. Δi,p ab. Die Komparatoren 42 und 43 empfangen diese Signale und vergleichen sie mit den Schwellwerten SΣ und SΔ; sie geben die Signale dΣi,p und dΔi,p ab, die es ermöglichen, ein zweites Kriterium zur Teilerfassung zu gewinnen. Zu diesem Zweck invertiert ein Inverter 24 das Signal dΔi,p, um ein Signal abzugeben. Eine AND-Schaltung 45 empfängt die Signale dΣi,p und um das Signal di,p abzugeben. Eine OR-Torschaltung 50 empfängt die Signale Di,p und di,p, um das Erfassungs- Entscheidungssignal D abzugeben.The summer 20 and the subtractor 41 receive the signals Y i, 2 and W i, p and output the signals Σ i, p and Δ i, p , respectively. The comparators 42 and 43 receive these signals and compare them with the threshold values SΣ and SΔ; they emit the signals dΣ i, p and dΔ i, p , which make it possible to obtain a second criterion for partial detection. For this purpose, an inverter 24 inverts the signal dΔ i, p to output a signal. An AND circuit 45 receives the signals dΣ i, p and to deliver the signal d i, p . An OR gate 50 receives the signals D i, p and d i, p to output the detection decision signal D.
Das Radar-Sende/Empfangsverfahren er möglicht es somit, ein in einer Entfernung D liegendes Ziel von einem Ziel zu unterscheiden, das in der Ent fernung liegt, um auf dieses Weise wenigstens eine scheinbare Dopplerfrequenz abzuleiten, welche einer Verschiebung der Dopplerfrequenz entspricht, die pro portional zur Ordnungszahl des Zieles ist.The radar transmission / reception method thus it is possible to have a distance D To distinguish a goal from a goal that is defined in Ent distance is at least one in this way derive apparent Doppler frequency, which one Shift of the Doppler frequency corresponds to that per is proportional to the ordinal number of the target.
Die Dopplerverarbeitung ermöglicht es nämlich, während der Erfassung eines Zieles der Ordnungszahl p die scheinbare Dopplerfrequenz bzw. scheinbaren Dopplerfrequenzen zu gewinnen, die aus der Differenz der sendeseitigen und empfangsseitigen Phasengesetze resultieren und durch blockweise Zeitverschiebung der Echos der p-ten Ordnungszahl gegenüber den Echos der Ordnungszahl 0 erhalten werden (wobei die Ordnungszahl 0 in üblicher Weise die erste Ordnungszahl ist.The Doppler processing allows it to be while the detection of a target of atomic number p the apparent Doppler frequency or apparent Doppler frequencies too gain that from the difference of the transmission side and receiving phase laws result and by Block-wise time shift of the echoes of the pth ordinal number against the echoes of atomic number 0 (where the ordinal number 0 is the first ordinal number in the usual way.
Claims (23)
sendeseitig ein solches Phasengesetz angewendet wird, daß jedes Impulspaket einen ersten Teil aufweist, für welchen die Phase gleich einer Konstanten ist, und (k-1) Teile (k ganz zahlig) aufweist, für welche die Phase ein quadratisches Vielfaches der Ordnungszahl des Impulses in dem betrachteten Teil ist, und
empfangsseitig das inverse Phasengesetz angewendet wird und anschließend eine Doppler-Verarbeitung ausgeführt wird, um während der Erfassung eines Zieles, das in einer Wiederho lungsfolge der Ordnungszahl p auftritt, diejenigen Doppler frequenzen zu gewinnen, welche aus den verschiedenen sende seitigen Phasengesetzen resultieren, welche das Auftreten von scheinbaren Dopplerfrequenzen hervorrufen, die einer zu der Ordnungszahl p proportionalen Verschiebung der Dopplerfrequenz des Zieles entspricht. 1. A method for eliminating the distance ambiguity in a pulse Doppler radar device, in which pulses are sent in pulse packets and a given pulse repetition frequency f R and a given transmission frequency f are used for each pulse packet, characterized in that
On the transmission side, such a phase law is applied that each pulse packet has a first part for which the phase is equal to a constant and (k-1) parts (k integer) for which the phase is a quadratic multiple of the ordinal number of the pulse in the part under consideration, and
the inverse phase law is applied at the receiving end and then a Doppler processing is carried out in order to obtain those Doppler frequencies which result from the different transmitting-side phase laws which occur during the detection of a target which occurs in a repetition sequence of the atomic number p of apparent Doppler frequencies which correspond to a shift in the Doppler frequency of the target proportional to the atomic number p.
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