DE3600319C1 - Verfahren zum Amplituden/Phasen-Demodulieren eines Radar-Empfangssignals und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Amplituden/Phasen-Demodulieren eines Radar-Empfangssignals und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Amplituden/Phasen-
Demodulieren eines Radar-Empfangssignals nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens. Eine solche Demodulation erfolgt im allgemei
nen nach der Umsetzung des UHF-Signals in die Zwischenfre
quenz.
Herkömmliche Radargeräte, bei denen die Doppler-Filterung
oder die Impulskompression in Digitaltechnik durchgeführt
wird, benötigen Empfänger mit einer Vorrichtung zur Kohä
rentdetektion. Diese als Demodulatoren bezeichneten Vor
richtungen ermöglichen die Gewinnung der Amplitude und der
Phase der empfangenen Signale. Diese Radarempfänger mit
Kohärentdetektion enthalten also hinter einem Zwischenfre
quenzverstärker zwei Amplituden/Phasen-Detektoren, die mit
90° Phasenverschiebung zusammenwirken, um eine Amplituden-
und Phasendemodulation durchzuführen. Diese Demodulation
besteht darin, die Gesamtheit des Spektrums der Träger
frequenz zu verschieben, um eines der zwei Spektren (reel
les Spektrum oder Bildspektrum) in das Basisband zurück zu
bringen. Anschließend wird eine Tiefpaßfilterung durchge
führt, um das Bildspektrum zu entfernen. Diese Amplituden/
Phasen-Detektoren werden durch das Ausgangssignal eines
Referenz-Lokaloszillators, der auf Zwischenfrequenz arbei
tet, angesteuert. Die Video-Ausgangssignale werden-im all
gemeinen als I-Videosignale und Q-Videosignale bezeichnet.
Auf die zwei Kanäle I und Q, welche von den zwei Amplitu
den/Phasen-Detektoren ausgehen, folgen zwei Abtast- und
Codiervorrichtungen. Ein Abgleichfehler zwischen diesen
zwei Kanälen I und Q im Bereich der Amplituden/Phasen-
Detektion kann zu einem leichten Amplituden-Fehlabgleich
an den zwei Kanälen und zu einem Fehlabgleich bei der 90°-
Phasenverschiebung führen, da eine etwas von 90° abweichen
de Phasenverschiebung des ZF-Referenzsignals des Lokal
oszillators auch zu einem Phasenfehler in den zwei Kanä
len I und Q führt.
Diese Fehler können durch Regelschleifen kompensiert wer
den, welchen sehr leistungsfähige Rechenalgorithmen zuge
ordnet werden, sie begrenzen aber nichtsdestoweniger die
Leistungsfähigkeit der Radar-Signalverarbeitung. Insbeson
dere führen diese Fehler zu einer Verstärkung der Neben
zipfel am Ausgang der Dopplerfilter, was unerwünscht ist.
Die Verstärkung dieser Nebenzipfel tritt auch in den Vor
richtungen zur digitalen Impulskompression in Erscheinung,
während allgemein gilt, daß die Nebenzipfel möglichst
stark geschwächt werden müssen.
Eine weitere Lösung zur Behebung dieses Abgleichproblems
besteht darin, Vorrichtungen zum automatischen Abgleich
der Verstärkung und der 90°-Phasenverschiebung der I- und
Q-Videosignale zu verwenden. Eine Beschreibung dieser Lö
sung findet sich in folgenden Artikeln:
"Conf´rence Radar 82" IEE Conf´rence publication Nr. 216, S. 46; "Sacrifices in radar clutter suppression due No compromises in implementation of digital Doppler filter". I.W. TAYLOR; IEE Trans. AES 17, S. 131 "The correction of I and Q errors in a coherent processor". Die verwendeten Vorrichtungen sind jedoch nicht immer einfach und erschwe ren oft die Verwirklichung der Signalverarbeitungseinrich tungen.
"Conf´rence Radar 82" IEE Conf´rence publication Nr. 216, S. 46; "Sacrifices in radar clutter suppression due No compromises in implementation of digital Doppler filter". I.W. TAYLOR; IEE Trans. AES 17, S. 131 "The correction of I and Q errors in a coherent processor". Die verwendeten Vorrichtungen sind jedoch nicht immer einfach und erschwe ren oft die Verwirklichung der Signalverarbeitungseinrich tungen.
Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus einem Aufsatz von
Walters, W.M., Jarret, B.R., "Bandpass Signal Sampling and
Coherent Detection", in IEEE Transactions on AES, Vol. AES 18,
No. 4, Nov. 1982, S. 731-736 bekannt. Bei diesem Verfahren
wird zur Lösung des Abgleichproblems ein Radar-Empfangssignal
nach Umsetzung in den Zwischenfrequenzbereich abgetastet und
mit Hilfe eines A/D-Wandlers in ein Digitalsignal umgewandelt,
das dann durch einen nachgeschalteten Signalprozessor in die
Kanäle 1 und Q aufgespalten wird. Bei einer solchen Signal
verarbeitung sind die für die Demodulation erforderlichen
Berechnungen sehr umfangreich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
Amplituden/Phasen-Demodulieren eines Radar-Empfangssignals
anzugeben, bei dem Abgleichprobleme zwischen den demodulier
ten Kanälen vermieden werden und der Rechenaufwand stark ver
hindert wird.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfin
dungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentan
spruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Ein Merkmal einer Ausführungsform des Verfahrens besteht insbesondere darin,
das Signal fi mit einer Frequenz fe abzutasten, die gleich
αB ist, wobei B dem Empfangs-Durchlaßband entspricht und
α eine positive ganze Zahl ist, die gleich 2 oder größer
als 2 ist.
Ein weiteres Merkmal einer Ausführungsform der Erfindung besteht darin, eine
Unterabtastung mit einer solchen Frequenz f′e durchzufüh
ren, daß f′e im wesentlichen gleich B ist, und zwar vor
oder nach der Zurückverlagerung des Signals in das Basis
band durch eine Demodulation.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens, die nach einer ersten
Ausführungsform einen Zwischenfrequenzverstärker auf
weist, auf den ein Analog/Digital-Umsetzer folgt, auf den
seinerseits eine digitale Verarbeitungsschaltung folgt.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens, welcher nach einer zwei
ten Ausführungsform einen Zwischenfrequenzverstärker und
einen Demodulator aufweist, welcher das zwischenfrequente
Signal auf eine solche Frequenz f′i bringt, daß f′i =
fOL-f′e, worin fOL die Frequenz des Lokaloszillators und
f′e die Frequenz der Unterabtastung ist und wobei auf die
sen Demodulator ein Analog/Digital-Umsetzer folgt.
Einzelheiten mehrerer Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung
und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In
der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer ersten
Ausführungsform der Vorrich
tung; zur Durchführung des Verfahrens;
Fig. 2 ein allgemeines Blockschaltbild einer zweiten
Ausführungsform der Vorrich
tung;
Fig. 3 ein Prinzipschema einer ersten Ausführungs
variante der digitalen Verarbeitungsschaltung;
Fig. 4 ein Prinzipschaltbild einer zweiten Ausfüh
rungsvariante der digitalen Verarbeitungs
schaltung;
Fig. 5 ein Prinzipschaltbild einer dritten Ausfüh
rungsvariante derselben Schaltung;
Fig. 5A eine besondere Ausführungsform der Schaltung
nach Fig. 5;
Fig. 6 und 7 Spektren des Signals nach Abtastung bei der
ersten bzw. zweiten Ausführungsvariante;
Fig. 8 eine besondere Ausführungsform der digitalen
Verarbeitungsschaltung; und
Fig. 9 eine Folge von Abtastproben mit der Frequenz
fe und der Frequenz f′e.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß das
empfangene und in die Zwischenfrequenz umgesetzte Signal
abgetastet wird. Die Abtastfrequenz fe ist gleich dem
α-fachen der Empfangsbandbreite B gewählt, wobei α eine
ganze Zahl ist, die größer als oder gleich 2 ist. Das
Verfahren besteht weiterhin darin, daß anschließend eine
digitale Verarbeitung vorgenommen wird, um die digitalen
Signale aus zugeben, welche die Amplitude und die Phase
des Empfangssignals darstellen.
In der Zeichnung sind Bauelemente gleicher Funktion ent
sprechend mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Das allgemeine Blockschaltbild der Anordnung zur Durch
führung des Verfahrens ist in Fig. 1 gezeigt. Es handelt
sich hier um eine erste Ausführungsform, bei welcher die
Vorrichtung einen Zwischenfrequenzverstärker 1, einen
Analog/Digital-Umsetzer 2 und eine digitale Verarbeitungs
schaltung 3 enthält. Der Verstärker 1 empfängt das in die
Zwischenfrequenz umgesetzte Radarsignal Sr und verstärkt
es. Das verstärkte Signal Sa wird durch den Umsetzer 2
bei einer Frequenz fe abgetastet, die gleich αB ist, wo
bei das abgetastete Signal anschließend durch die Schal
tung 3 verarbeitet wird. Diese Verarbeitung besteht ins
besondere darin, daß eine Unterabtastung mit einer Zwi
schenfrequenz f′e vorgenommen wird, die im wesentlichen
gleich B ist.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei welcher das
verstärkte zwischenfrequente Signal durch einen Demodula
tor 4 mittels eines Zwischenfrequenzsignals f′i demoduliert
wird, die gleich fOL-fe/4 ist, worin fOL die Frequenz des
Lokaloszillators des Empfängers ist. Das vom Demodulator 4
abgegebene Signal wird bei der Frequenz fe = αB abgetastet.
Das abgetastete Signal wird durch die Verarbeitungsschal
tung 3 verarbeitet.
In den Fig. 3, 4 und 5 ist das Prinzipschema der Ver
arbeitungsschaltung in drei Ausführungsvarianten darge
stellt.
Bei der ersten Variante enthält die Verarbeitungsschal
tung 3 zunächst einen Demodulator 5, der das Nutzsignal
in das Basisband zurückbringt, also das Signalspektrum um
wenigstens plus oder minus fe/4 verschiebt (±fe/4. Auf
diese Schaltung folgt ein Tiefpaßfilter 6 zum Unterdrücken
des konjugierten Bildspektrums. Das in das Basisband ver
setzte Signal wird anschließend einer Unterabtastung bei
der Frequenz f′e die etwa gleich B ist, unterzogen.
Bei der zweiten, in Fig. 4 gezeigten und der dritten, in
Fig. 5 gezeigten Ausführungsvariante ist lediglich die
Reihenfolge vertauscht, in welcher die Demodulation und
die Filterung geschieht. Die bei diesen beiden Varianten
vorgeschlagenen Lösungen sind der ersten Variante äquiva
lent. Bei der Variante nach Fig. 4 filtert ein Bandpaß
filter 8 das Ausgangssignal des Umsetzers 2. Das gefil
terte Signal wird anschließend durch den Demodulator 9
demoduliert und dann einer Unterabtastung bei der Frequenz
f′e durch die Schaltung 10 unterzogen.
Bei der Variante nach Fig. 5 ist ebenfalls ein Bandpaß
filter 11 am Ausgang des Codierers 2 vorgesehen, und ein
Unter-Abtaster 12 führt eine Unterabtastung des Ausgangs
signals des Filters 11 bei der Frequenz f′e durch. Der
Demodulator 13 demoduliert das Ausgangssignal des Unter
abtasters.
Das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip besteht also
darin, das geträgerte Signal abzutasten. Zu diesem Zweck
muß das Durchlaßband der Zwischenfrequenz an das Nutzband
des Signals angepaßt werden, um das Signal/Rauschverhalten
nicht zu verschlechtern.
Die gewählte Abtastfrequenz muß dem Shanonn-Niquist-Kri
terium entsprechen, und sein Verhältnis zu der Zwischen
frequenz des Signals muß eine ausreichende Trennung der
beiden Signalbänder (reelles Spektrum und Bildspektrum)
gestatten.
Bei Wahl der Abtastfrequenz fe:
fe = αB
mit α ≧ 2
und einer Zwischenfrequenz fi gleich:
und einer Zwischenfrequenz fi gleich:
worin k eine ganze Zahl ist, werden die zwei genannten
Bedingungen erfüllt.
Es ist festzuhalten, daß die zweite Bedingung im übrigen
nicht nur die Trennung der beiden Bänder ermöglicht, son
dern auch die Symmetrisierung der Bandabstände. Der Band
abstand beträgt also
Die Wahl des Vorzeichens, + oder -, entspricht den zwei
möglichen Lagen der Bänder in bezug auf den Ursprung. Das
geträgerte Signal Sa (bei der Zwischenfrequenz) wird als
zeitabhängige Funktion y(t) ausgedrückt. Die Fouriertrans
formierte Y(f) dieser Funktion y(t) ist:
worin X(f) das Spektrum und X*(f) das Bildspektrum dar
stellt.
Die Abtastfunktion δτ(t) sei:
Das abgetastete Signal z(t) ist also:
mit yn = y(nτ)
Das Spektrum des abgetasteten Signals z(t) wird durch
seine Fouriertransformierte ausgedrückt:
Für den Fall, daß fi = (k - 1/4)fe, wird das in Fig. 6 ge
zeigte Spektrum erhalten, also:
Das Tiefpaßfilter ist durchlässig zwischen 0 und B/2 und
dämpft zwischen fe/2-B/2 und fe/2+B/2.
Für den Fall fi = (k+ 1/4)fe wird das in Fig. 7 gezeigte
Spektrum erhalten, also:
Das Tiefpaßfilter ist durchlässig zwischen fe/4-B/2 und
fe/4+B/2 und dämpft zwischen 3fe/4-B/2 und 3fe/4+B/2.
Die beiden Lösungen sind einander äquivalent. Die Verar
beitung nach der Abtastung besteht also darin, X(f) expli
zit wieder herzustellen.
Diese Verarbeitung besteht also darin, wie bereits zuvor
beschrieben, das Nutzsignal in das Basisband zurückzu
bringen, also das Spektrum um ±fe/4 zu verschieben, je
nach fi =(k±1/4)fe, anschließend durch Tiefpaßfilterung
(oder Bandpaßfilterung) das Bildspektrum zu eliminieren
und eine Unterabtastung durchzuführen, um eine Abtastfre
quenz anzustreben, die das Shannon-Kriterium erfüllt
(f′e ≅ B).
Falls die Demodulation vor der Unterabtastung durchgeführt
wird, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, wird folgende
Operation an jeder Abtastprobe xn ausgeführt:
d. h.:
Diese Demodulation besteht darin, die Abtastproben
modulo p, p = 0, 1, 2, 3, mit den Zuständen zu multipli
zieren, welche repräsentativ sind für
d. h. 1, ±j,
-1, ±j. Es seien x₀, x₁, x₂, x₃ die vier ersten aufein
anderfolgenden Abtastproben; diese Abtastproben werden
mit 1 bzw. +j bzw. -1 bzw. -j multipliziert, wenn
fi= (k+1/4)fe, oder mit (1, -j, -1, +j), wenn
fi = (k-1/4)fe.
Die praktische Durchführung dieser Operation ist für den
Fachmann trivial, denn es handelt sich lediglich darum,
Vorzeichenänderungen und Verschiebungen zwischen Realteil
und Imaginärteil vorzunehmen.
Wenn die Filterung im Anschluß an die Demodulation ge
schieht, so ist xn reell (Fig. 3); wenn die Filterung vor
der Demodulation stattfindet, so ist xn komplex (Fig. 4).
Wenn die Demodulation nach der Unterabtastung durchgeführt
wird, wie in Fig. 5 gezeigt, so wird folgende Operation
durchgeführt:
Für den Sonderfall, daß α = 4, verschwindet die Demodulation;
die Verarbeitungsschaltung 3 führt dann die Bandpaßfilte
rung und die Unterabtastung durch, wie in Fig. 5A gezeigt
ist.
In den anderen Fällen wird folgende Operation durchge
führt:
In Fig. 8 ist eine besondere Ausführung der digitalen
Verarbeitungsschaltung 3 gezeigt, für den Fall α = 4, der
in Fig. 5A gezeigt ist. Bei dieser Ausführung entfällt
die Demodulation. Ferner wird die erforderliche Rechen
leistung um den Faktor 4 vermindert, denn es werden nur
die Abtastproben berechnet, welche der Unterabtastung
entsprechen.
Die Verarbeitungsschaltung 3 enthält einen Verarbeitungs
kreis 20 zur Wiederherstellung des Realteils des Signals,
also der Amplitude I. Sie enthält ferner einen Verarbei
tungskreis 40 zur Wiederherstellung des Imaginärteils des
Signals, also der Phase Q. Jeder dieser beiden Schaltkrei
se führt die Filterung und die Unterabtastung durch. Die
Demodulation entfällt, da α geeignet gewählt wurde.
Die Folge der Abtastproben xn, n = 0, 1 . . . N, wird am
Eingang der beiden Schaltkreise 20 und 40 empfangen. Die
se zwei Schaltkreise führen eine digitale Filterung und
die Unterabtastung durch.
Es sei yn das Ausgangssignal dieser Schaltkreise. Die
Operation der Filterung und der Unterabtastung der Ab
tastproben xn wird erhalten, indem folgende Operationen
ausgeführt werden:
worin hu die komplexen Koeffizienten des verwendeten di
gitalen Filters bedeutet.
In Fig. 9 ist in einer ersten Reihe eine Folge von Abtast
proben xn, n = 0, 1 . . . N, dargestellt; in einer zweiten
Reihe ist eine Folge von Abtastproben für die Frequenz f′e
dargestellt. Es ist festzustellen, daß yn der Abtastprobe
xn4 entspricht. Die durch Gleichung (1) angegebene Opera
tion der Filterung und Abtastung kann vereinfacht werden,
denn wenn u vergangene und u zukünftige Abtastproben be
trachtet werden, so ist der komplexe Koeffizient h-n, der
für eine gegebene Abtastprobe unter den u vergangenen Ab
tastproben angewendet werden muß, gleich dem konjugierten
Wert von hn, also h*, welcher für die zeitlich entspre
chende zukünftige Abtastprobe angewendet werden muß. Die
Operation besteht also darin, folgende Funktion auszufüh
ren:
d. h.:
mit: h-u = hu*
Zur Vereinfachung des Verständnisses wird ein Beispiel
betrachtet, bei dem u = 0, 1, 2, 3; hu = au + jbu und
h-u = hu*, woraus folgt, daß h-u = au-jbu.
yn = x4n-3 (au - jbu) + x4n+3 (au + jbu)
d. h.:
Dies ergibt für das vorgenannte Beispiel:
Der Schaltkreis 21 führt die Funktion (x4n-u + x4n+u) aus,
also die Summierung der als vergangen angenommenen Abtast
proben und der als zukünftig angenommenen Abtastproben.
Der Schaltkreis 41 führt die Funktion (x4n+u-x4n-u) aus,
also die Differenz dieser selben Abtastproben.
Der Schaltkreis 22 speichert die 2u reellen Elemente, d. h.
führt folgende Operation durch:
Der Schaltkreis 42 speichert die 2u imaginären Elemente,
führt also folgende Operation aus:
Der Ausgang des Schaltkreises 22 gibt ein digitales Si
gnal ab, welches der Amplitude des Empfangssignals ent
spricht, während der Ausgang des Schaltkreises 42 ein
digitales Quadratur-Signal abgibt, das der Phase des
Empfangssignals entspricht.
Der Schaltkreis 21 enthält nach einer vorteilhaften Aus
führungsform eine FIFO-Speicherschaltung 23, welche nach
einander die Abtastproben xn empfängt, welche in einem
Arbeitsspeicher (RAM) 24 gespeichert werden, welcher den
Speicher bildet, der die zukünftigen Abtastproben enthält
(+u Abtastproben zu einem gegebenen Zeitpunkt). Eine se
quentielle Schaltung 25, beispielsweise ein programmier
bares Logik-Array PAL, dient zur Adressierung des Spei
chers. Diese Abtastproben werden in ein Register 26 einge
geben, welches sie speichert, um sie einem FIFO-Speicher
element einerseits und einem Addierer 28 andererseits zu
zuführen.
Die Eimerketten-Speicherschaltung 27 gibt nacheinander
die Abtastproben, welche sich zuvor im Speicher 24 befan
den, in einen RAM-Arbeitsspeicher 29 ein. Dieser Arbeits
speicher 29 speichert die "zukünftigen" Abtastproben, die
zu "vergangenen" Abtastproben werden. Eine sequentielle
Schaltung 30 adressiert diesen Speicher 29. Die aus dem
Speicher 29 ausgelesenen Daten werden in einem Register 31
gespeichert, welches sie an einen Eingang des Addierers 28
abgibt, während gleichzeitig das Register 26 die gespei
cherten Daten zum anderen Eingang des Addierers ausgibt.
Der Addierer 28 empfängt also nacheinander an jedem Ein
gang die zukünftigen und die vergangenen Abtastproben
(x4n-u und x4n+u), um sie zu addieren und am Ausgang nach
einander die aus der Summierung entstandenen Abtastproben
abzugeben.
Der Schaltkreis 22 enthält eine Akkumulator-Multiplizier
schaltung 31 (MAC). Diese Schaltung 31 enthält einen Mul
tiplizierer 32, welcher das Ausgangssignal des Addierers
28 und die in einem programmierbaren Festwertspeicher
(PROM) 33 gespeicherten Daten empfängt, wobei in dem
Festwertspeicher 33 die reellen Koeffizienten au des Fil
ters gespeichert sind. Dieser Festwertspeicher 33 wird
durch eine sequentielle Steuerschaltung PAL 34 gesteuert.
Der Ausgang des Multiplizierers 32 ist mit einem Addie
rer 35 verbunden. Diesem Addierer ist ein Akkumulator 36
zugeordnet, um die Summe der 2u Elemente zu bilden und
eine Abtastprobe auszugeben, welche in einem Register 37
gespeichert wird.
Der Schaltkreis 41 ist aus den mit 43 bis 50 bezeichneten
Schaltungen gebildet. Die Schaltungen 43 bis 47, 49 und 50
sind gleich den Schaltungen 23 bis 27, 29 und 30, erfüllen
also dieselbe Funktion zur Erzielung desselben Ergebnisses.
Nur die Schaltung 48 ist abweichend, da es sich um einen
Subtrahierer handelt, der die Differenz zwischen den "zu
künftigen" und "vergangenen" Abtastproben bildet.
Der Schaltkreis 42 besteht aus den mit 51 bis 57 bezeich
neten Schaltungen. Diese Schaltungen 51 bis 57 sind gleich
den Schaltungen 31 bis 37, erfüllen also dieselbe Funktion
zur Erzielung desselben Ergebnisses. Der programmierbare
Festwertspeicher 53 enthält aber nicht die reellen Koeffi
zienten des Filters, sondern die komplexen Koeffizienten
bu des Filters. Das Register 57 gibt Abtastproben mit 90°
Phasenverschiebung gegenüber den Abtastproben am Ausgang
des Registers 37 ab.
Durch die Erfindung kann eine Amplituden/Phasen-Demodula
tion eines Signals auf einem Träger fi unter Anwendung
einer Abtastfrequenz fe erhalten werden, die erheblich
kleiner sein kann als die Trägerfrequenz, denn diese Fre
quenz fe ist gleich αB, wobei nach einer bevorzugten Aus
führungsform α = 4 und B im allgemeinen sehr klein gegen
über fi ist (das Verhältnis kann beispielsweise von 1 bis
50 betragen).
Claims (14)
1. Verfahren zum Amplituden/Phasen-Demodulieren eines Radar-
Empfangssignals nach Umsetzung dieses Signals in die Zwi
schenfrequenz fi und Abtastung des zwischenfrequenten Signals
mit einer Abtastfrequenz fe, die gleich αB ist, worin B die
Breite des Empfangs-Durchlaßbandes und α eine Zahl größer als
oder gleich 2 ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ab
tastfrequenz fe und die Zwischenfrequenz fi die Gleichung
gilt, worin k eine ganze Zahl ist, daß zur Demodulation auf
jede Abtastprobe xn die Operation
worin τ gleich 1/fe ist, angewandt wird, um das Nutzsignal in
das Basisband zurückzubringen, und eine Filterung um das
konjugierte Bildspektrum zu unterdrücken, sowie eine Unterab
tastung bei einer Frequenz f′e, die etwa gleich B ist, durch
geführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
mit der Frequenz fe abgetastete Signal erst demoduliert und
der Phasendetektion unterzogen, dann gefiltert wird, um das
konjugierte Bildspektrum zu unterdrücken, und schließlich der
Unterabtastung mit der Frequenz f′e unterzogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
bei der Frequenz fe abgetastete Signal erst gefiltert, an
schließend demoduliert und anschließend einer Unterabtastung
mit einer Frequenz f′e unterzogen wird, die etwa gleich B ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
bei der Frequenz fe abgetastete Signal erst gefiltert und
anschließend einer Unterabtastung mit einer Frequenz F′e
unterzogen wird, die etwa gleich B ist, sowie anschließend
demoduliert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
α = 4 gewählt wird, so daß die Demodulation und Phasendetek
tion entfallen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß vor der Abtastung eine Frequenzumsetzung
erfolgt.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen
Zwischenfrequenzverstärker (1), einen Analog/Digital-Umsetzer
(2) und eine digitale Verarbeitungsschaltung (3) enthält.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die digitale Verarbeitungsschaltung (3) ein Filter (6, 8, 11)
und einen Unterabtaster (7, 10, 12) umfaßt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die digitale Verarbeitungsschaltung (3) ferner einen De
modulator und Phasendetektor (5, 9, 13) enthält.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
bei Durchführung der Demodulation und Phasendetektion vor der
Filterung das Filter ein Tiefpaßfilter (5) ist und bei Demo
dulation und Phasendetektion nach der Filterung das Filter
ein Bandpaßfilter (8, 11) ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Demodulator und Phasendetektor (13)
hinter dem Unterabtaster (12) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei welcher die Ab
tastfrequenz fe gleich 4B ist und die Zwischenfrequenz
fi = (k±1/4)fe, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale
Verarbeitungsschaltung (31) gebildet ist aus einem ersten
digitalen Schaltkreis (21), welcher die Abtastproben xn
empfängt und die Addition der Terme durchführt, welche
denselben. Filterkoeffizienten aufweisen, aus einem zwei
ten digitalen Schaltkreis (22), welcher die digitale
Filterung dieser Abtastproben durchführt und ein digita
les Signal I im Rhythmus der Unterabtastung 1/f′e ausgibt,
welches der Amplitude des Empfangssignals entspricht, aus
einem dritten digitalen Schaltkreis (41), weicher die Ab
tastproben xn empfängt und die. Subtraktion der Terme aus
führt, welche denselben. Filterkoeffizienten aufweisen,
sowie aus einem vierten digitalen Schaltkreis (42), wel
cher die digitale Filterung dieser Abtastproben ausführt
und ein digitales Signal Q in Quadratur mit dem erstge
nannten Signal und mit demselben Rhythmus 1/f′e ausgibt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß der erste und der dritte Schaltkreis (21, 41)
jeweils einen ersten programmierbaren Speicher (24 bzw.
44) enthalten, welcher die "zukünftigen" Abtastproben
speichert, einen zweiten Speicher als Arbeitsspeicher (29
bzw. 49) umfassen, welcher die "vergangenen" Abtastproben
enthält, einen FIFO-Eimerkettenspeicher (27 bzw. 47) ent
halten, um die Abtastprobenaus dem ersten Speicher in
den zweiten Speicher zu überführen, Folgesteuerschaltun
gen (25, 30 bzw. 45, 50) enthalten, um die Lese-Schreib-
Vorgänge für die Speicher zu steuern, Ausgangsregister
(26, 31 bzw. 46, 51) für die Speicher sowie einen Addie
rer (28) im Falle des ersten Schaltkreises (21) und einen
Subtrahierer im Falle des dritten Schaltkreises (48) ent
halten.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß der zweite und der vierte Schaltkreis
(22 bzw. 42) je eine Multiplizier-Akkumulator-Schaltung
(31 bzw. 51), einen programmierbaren Festwertspeicher (33)
und eine Folgesteuerung (34) für die Folgesteuerung der
Speicher-Leseoperation enthalten.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8500185A FR2714481B1 (fr) | 1985-01-08 | 1985-01-08 | Procédé de démodulation amplitude phase d'un signal de réception radar et dispositif permettant de mettre en Óoeuvre un tel procédé. |
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ID=9315074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3600319A Expired - Lifetime DE3600319C1 (de) | 1985-01-08 | 1986-01-08 | Verfahren zum Amplituden/Phasen-Demodulieren eines Radar-Empfangssignals und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
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Also Published As
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
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