DE3826714C1 - Funkstörverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Stören elektromagnetischer Detektoren, insbesondere von Radar­ anlagen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren ist aus der FR-PS 12 85 905 bekannt.

Eine Störung bezeichnet man als Abwehrmaßnahme. Das Radargerät kann ihm durch Gegenabwehrmaßnahmen begegnen. Diese können darin bestehen, "Löcher" im Empfangsdiagramm der Radarantenne zu erzeugen, wie bei spielsweise in der FR-PS 2 553 938 der Anmelderin beschrieben.

Die weiterentwickelten Funkstörungen nützen jetzt die Sekundärzipfel der Radarantenne aus. Die geeignete Gegen-Abwehrmaßnahme ist die kohärente Unterdrückung der Sekundärzipfel.

Man errichtet dazu in Höhe der Radaranlage eine Hilfsantenne. Die von dieser aufgenommene Strahlung wird, nach Verarbeitung, dazu verwendet, die unerwünschte Empfindlichkeit der Sekundärzipfel der Radarantenne zu beseitigen. Es handelt sich dort um eine Art Neutralisation, die eine Regelung zwischen der Hilfsantenne und der Radarhauptantenne einrichtet.

Bei dem aus der vorgenannten FR-PS 1.285.905 bekannten Verfahren wird die Phasenabweichung und/oder die Amplitudendifferenz der von den Antennen abgegebenen Störwellen systematisch verändert. Wenn die zu störenden Detektoren sich auf diese Systematik einstellen, ist es somit möglich, die durch die Störungen hervorgerufenen Effekte zu unterdrücken und die Störung unwirksam zu machen. Die in der Druckschrift beschriebene Vorrichtung erzeugt die zeitlich schwankenden Phasenabweichungen und/oder Amplitudenabweichungen zwischen den beiden abgestrahlten Störsignalen mit Hilfe von Phasenschiebern und/oder Dämpfungsgliedern, ohne Einzelheiten dieser Glieder anzugeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem solche Abwehrgegenmaßnahmen bzw. Gegen-Gegenmaßnahmen gestört werden können.

Sie beruht vor allem auf der Bemerkung, daß die genannte Regelung mit einer gewissen Verzögerung anspricht, die man durch eine Zeitkonstante definieren kann.

Sie beruht auch auf der Bemerkung, daß eine Antenne nicht nur normale Sekundärzipfel, sondern auch ein diffuses Feld aufgrund von Rückstrahlungen von der Antenne nahen Elementen besitzt, und daß die Empfindlichkeit der Sekundärzipfel und vor allem dieses diffusen Feldes sich von der der Hauptkeule hinsichtlich der Verstärkung in Abhängigkeit von der Polarisation des einfallenden Signals sehr unterscheidet.

Sie beruht schließlich auf der Bemerkung, daß die Fähigkeit der Radaranlage zu solchen Gegen-Gegenmaßnahmen notwendigerweise hinsichtlich der Anzahl der betroffenen Störer begrenzt ist und/oder hinsichtlich der Verarbeitungskapazität, die dieser Aufgabe zugewiesen ist.

Die vorgenannte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Eine Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 2. Eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens und Ausgestaltungen derselben sind in den Ansprüchen 3 bis 7 beschrieben.

Eine der Grundideen der Erfindung besteht daher darin, in Höhe der Radarantennen ein elektromagnetisches Feld zu erzeugen, dessen Polarisation man mit einer Periodizität verändern kann, die kleiner oder gleich der Ansprechzeit der vorerwähnten Regelungen ist.

Die zwei (Polarisations)-Komponenten des elektromagnetischen Feldes sind nicht unabhängig, sondern weisen eine gewisse Korrelation während einer Zeit auf, die der Ansprechzeit von Regelungen vergleichbar ist. Es ist daher nicht möglich, sie nach Art zweier unabhängiger Störer voneinander zu unterscheiden.

Die Erfindung schlägt vor allem ein Verfahren zum Stören elektromagnetischer Detektoren, insbesondere von Radar­ anlagen vor, das durch die Aussendung von wenigstens zwei elektromagnetischen Störsignalen gekennzeichnet ist, die unterschiedliche Polarisationen aufweisen und die schnellen zeitlichen Veränderungen in bezug aufeinander unterworfen sind.

Besonders vorteilhaft werden die zwei Signale von einer gemeinsamen Störquelle abgegeben. Das eine der zwei Signale erfährt dann eine zeitliche Verzögerung oder eine zeitlich Phasenverschiebung. Es ist sehr wichtig, daß diese zeitliche Änderung schneller als die Zeitkonstante oder die geschätzte Ansprechzeit der von den Detektoren- oder Radaranlagen verwendeten Regelungen ist, damit eine Unterdrückung oder Demodulation der Störungen verhindert wird.

Wenn man das Verfahren auf Dopplerradaranlagen anwendet, ggf. Impulsdoppleradaranlagen, dann kann die Störsendung sich impulsförmig vollziehen, insbesondere indem man die zwei Kanäle umschaltet, wobei sich versteht, daß man eine Periodizität beibehält, die unterhalb der Integrationszeit der Dopplerfilter der Radaranlage liegt.

Die Erfindung gibt auch eine Störvorrichtung an, die eine elektrische Störsignalquelle enthält, beispielsweise zur Abstrahlung eines Störsignals vorgewählter Bandbreite, und Verstärkungs- und Sendeeinrichtungen für ein von dieser Quelle abgegebenes elektromagnetisches Störsignal.

Gemäß der Erfindung enthalten die Sendeeinrichtungen zwei Antennen, die in unterschiedlichen Polarisationsrichtungen arbeiten, und die Verstärkungseinrichtungen enthalten zwei Kanäle zur Versorgung dieser zwei Antennen. Wenigstens einer der Kanäle enthält eine Einrichtung zur zeitlich variablen Änderung des elektrischen Störsignals.

Diese Einrichtung zur zeitlichen Modifikation des Signals kann eine Leitung programmierbarer Länge sein. In diesem Falle besteht die zeitlich variable Änderung in einer zeitlich variablen Verzögerung zwischen den Signalen der zwei Kanäle.

Die Einrichtung zur zeitlichen Änderung kann auch aus einem variablen Phasenglied bestehen. Man erhält auf diese Weise eine variable Phasenabweichung zwischen den Signalen der beiden Kanäle.

Es ist auch denkbar, die zwei vorgenannten Lösungen miteinander zu kombinieren.

Die zeitliche Änderung kann durch eine Änderungsschaltung gesteuert werden, insbesondere stochastisch, um das Phasenglied und/oder die Leitung programmierbarer Länge zu beeinflussen.

In einer speziellen Ausführungsart der Erfindung enthalten die Verstärkungseinrichtungen wenigstens an ihrem Eingang einen gesteuerten Inverter, dem ein Phasenkoppler folgt (genannt "3-dB-Koppler").

Ein solcher Koppler kann das Signal von einem dieser zwei Eingänge (nach Wahl) einerseits ohne Phasenabweichung an einen seiner Ausgänge und außerdem mit einer Phasenabweichung von 90° an seinen anderen Ausgang führen. Der Inverter erlaubt es, den betreffenden Eingang mit einer schnellen Folge zu variieren, wodurch die bereits erzielten Effekte gemäß der Erfindung vervollständigt werden.

In bezug auf die Doppler-Radaranlage, ggf. Impulsdopplerradaranlage,ist vorgesehen, daß Umschalter verwendet werden, die mit einer Schaltfolge arbeiten, die so gewählt ist, daß die Vorrichtung nach der Erfindung eine impulsweise Aussendung liefert, wobei vorzugsweise die zwei Kanäle mit einer zeitlichen Folge vertauscht werden, die über der Integrationszeit des Dopplerfilters der Radaranlage liegt, d. h. schneller als die Integration ist.

In dieser Version kann man vorsehen, daß der zweite der Umschalter von wenigstens einem Phasenschieberkoppler gefolgt wird, der in der vorerwähnten Weise betrieben wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen hervor.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine andere Ausführungsart einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsart einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 4 eine Ausführungsform der Erfindung, die für die Anwendung auf Doppler-Radaranlagen gedacht ist, und

Fig. 5 eine Variante einer Ausführungsform, die zur Anwendung auf Radaranlagen bestimmt ist.

In den Zeichnungen sind einige Elemente von bestimmter Art dargestellt. Sie sollen daher nicht nur dazu dienen, die nachfolgende detaillierte Beschreibung besser zu erläutern, sondern auch ggf. zur Definition der Erfindung beitragen.

In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen SBR eine elektrische Störsignalquelle.

Die Bezugszeichen AP1 und AP2 bezeichnen zwei Antennen, die in unterschiedlichen Polarisationen arbeiten.

In einem ersten Fall kann die Antenne AP1 eine Antenne mit horizontaler Polarisation sein, während die Antenne AP2 eine solche mit vertikaler Polarisation ist.

Diese zwei Antennen können auch zwei schräg gekreuzte Polarisationen haben. Sie können auch bei der einen eine rechtsdrehende und bei der anderen eine linksdrehende Zirkularpolarisation haben.

Die verwendeten Antennen können einfache Antennen sein, oder ebensogut auch unabhängige Antennennetze, die in gekreuzten Polarisationen arbeiten, mit denselben Varianten wie zuvor erwähnt.

Der Fachmann erkennt, daß es nicht notwendig ist, Antennen zu verwenden, deren Phasenzentren verschmolzen sind. Wenn die Phasenzentren getrennt sind, dann erscheint dies wie eine zusätzliche Phasenverschiebung, die eine weitere Phasenverschiebungsursache auf die Verzögerung oder die variable Phasenabweichung bildet, die man gemäß der Erfindung zwischen den zwei Polarisationen des Störsignals anwenden kann.

In den Fig. 1 und 2 ist der Ausgang der Signalquelle SBR mit einem Koppler-Verteiler CD verbunden, der zwei Ausgangskanäle besitzt. Einer dieser Kanäle ist mit einem Senderverstärker AE1 verbunden, dem über eine Leitung programmierbarer Länge (LLP, Fig. 1) oder über einen variablen Phasenschieber (DPV, Fig. 2) die Antenne AP1 folgt. Der andere Kanal kann direkt mit dem Senderverstärker AE2 verbunden sein, dem die Antenne AP2 folgt. Dieser zweite Kanal könnte jedoch auch wie der erstgenannte aufgebaut sein. Eine Steuerschaltung CVR zur Erzeugung einer schnellen Änderung steuert die Leitung programmierbarer Länge bzw. den Phasenschieber, je nach Ausführungsform.

Der Fachmann erkennt, daß die elektromagnetischen Störsignale, die von den zwei Antennen AP1 und AP2 abgestrahlt werden, nicht unabhängig sind, also können sie nicht als von zwei unterschiedlichen Störern stammend angesehen werden.

Jedoch aufgrund der Tatsache, daß sie unterschiedliche Polarisationen und relative Veränderungen aufweisen, die schneller als die Ansprechzeit der Regelungen der Gegen-Gegenmaßnahmen am feindlichen Radargerät sind, und daß die Hilfsantenne(n) des Gegners nicht das gleiche Ansprechverhalten wie die Sekundärzipfel und vor allem das diffuse Feld der Hauptantenne hat bzw. haben, ist es sehr schwierig, wenn nicht unmöglich, daß dieses Radargerät die Wirkungen einer solchen Störung in den Signalen, die es empfängt, beseitigt.

Fig. 3 zeigt eine Variante, die die Aufgabe für das gegnerische Radargerät noch viel schwieriger macht.

In dieser Figur kann die Schaltung CR die Leitung LLP programmierbarer Länge nach Fig. 1 oder der variable Phasenschieber DPB nach Fig. 2 sein.

Anstelle des Koppler-Verteilers CD wird hier ein Umschalter CP verwendet, dessen zwei Ausgänge über zwei unidirektionale Übertragungsleitungen L1 und L2 mit den beiden Eingängen eines 3-dB-Kopplers CTD verbunden sind. Je nachdem, welcher der beiden Eingänge verwendet wird, erhält man einen Phasensprung von 90° in Höhe der zwei Ausgänge des Kopplers. Dieser Phasensprung von 90° überlagert sich den schnellen Änderungen, die von der Schaltung CR erzeugt werden.

Die Wirkung der Erfindung wird somit noch verstärkt.

Man kann diesen Effekt auf folgende Weisung noch genauer beschreiben:
Um einen normalen stationären Störer, (der anders als der nach der vorliegenden Erfindung ist), zu unterdrücken, der ein breites Frequenzspektrum besitzt, genügt es, eine Hilfsantenne in die Richtung zu richten, aus der man diese Unterdrückung ausführen will.

Selbst wenn man zwei Hilfsantennen verwendet, um zu versuchen, die zwei Störsignale unterschiedlicher Polarisation voneinander zu unterscheiden, dann gelingt dies nicht, weil die zwei Hilfsantennen Signale sehen, die in einer der Zeitkonstante der Regelungen der Gegenmaßnahmen des Radars vergleichbaren Zeit eine gewisse Korrelation aufweisen. Die zwei Hilfsantennen haben daher den Eindruck, als ob sie einen einzigen Störer behandeln.

Wenn das Störspektrum größer ist, dann wachsen die Schwierigkeiten noch, weil der Versatz der zwei durch den Störer nach der Erfindung abgestrahlten Signale auch mit der Frequenz schwanken kann, denn man kann ihre Strahlungsdiagramme ändern oder man kann auch noch die Polarisation mit der Frequenz schwanken lassen.

Man sieht hieraus, daß die Aufgabe für das Radargerät ernsthaft bei Anwesenheit eines Störers nach der vorliegenden Erfindung erschwert ist.

In praktischen Situationen sieht sich ein Radargerät mehreren Störern dieser Art gegenüber. Die Anwesenheit mehrerer Störer nach der Erfindung macht die Art der elektronischen Gegen-Gegenmaßnahme mit kohärenter Unterdrückung von Sekundärzipfeln sehr schnell trügerisch. Tatsächlich wird die Gefahr heraufbeschworen, daß die Regeleinrichtungen dieser Gegen-Gegenmaßnahmen in Schwingungen geraten, so daß sich deren Anwendung mehr nachteilig als nützlich erweist, und dies ist genau das Ziel, das durch die Störung nach der vorliegenden Erfindung erreicht werden soll.

Eine interessante Anwendung besteht in dem Versuch, das Eindringen eines Luftangriffs zu erleichtern. Indem man die Flugzeuge der Angreifer mit Störern ausrüstet, die gegen das gleiche Radargerät gerichtet sind, erreicht man ausreichend schnell, daß die Verarbeitungskapazität dieses Radargeräts erschöpft wird, weil nicht genügend unabhängige Hilfskanäle vorhanden sind, die in der Lage wären, jeden Störer zu neutralisieren.

Darüberhinaus muß das Verarbeitungssystem des Radargeräts mit sehr zahlreichen Mehrdeutigkeiten fertig werden, wenn es die Gruppe der Störquellen orten wollte, die in dieser Weise durch die verschiedenen, von Flugzeugen getragenen Störvorrichtungen nach der vorliegenden Erfindung gebildet werden. Wenn man beispielsweise drei wirkliche Störquellen betrachtet, dann erzeugen diese sechs Phantome, die das Radargerät voneinander unterscheiden muß, bevor man die Gegen-Gegenmaßnahmen treffen kann. Allgemeiner gesagt, für n Störquellen nach der Erfindung ist die Anzahl der Phantome gleich n (n-1). Diese Zahl wächst sehr schnell mit der Anzahl verwendeter Störquellen an.

Die beschriebenen Vorrichtungen funktionieren im bezug auf jede Art Radargerät.

Wenn man nur gegen Doppler-Radargeräte oder gegen Impuls- Doppler-Radargeräte wirken will, dann kann in der Vorrichtung nach der Erfindung ein einziger Sender ausreichen, wenn dieser in einer kürzeren Zeit umgeschaltet wird, als die Integrationszeit der Dopplerfilter zwischen den Antennen gekreuzter Polarisation ausmacht.

In Fig. 4 erkennt man, daß die zwei Senderverstärker AE1 und AE2 nach Fig. 1 durch einen einzigen Verstärker AE ersetzt sind, der von zwei Umschaltern SB1 und SP eingerahmt ist, die von einer Impulsmodulationsschaltung MI angesteuert sind.

Man verwendet hier einen Leistungsumschalter SP, der die zwei Antennen AP1 und AP2 versorgt.

In der Variante nach Fig. 5 vollzieht sich die Umschaltung auf tiefergelegenem Niveau, d. h. beiderseits eines Verstärkers AB in Form von zwei Invertern SB1 und SB2.

Es ist daher möglich, hinter dem ausgangsseitigen Umschalter SB2 zwei unidirektionale Leitungen L11 und L12 anzuordnen, die von einem 3-dB-Koppler CTD1 gefolgt werden. Die zwei um 90° phasenverschobenen Ausgänge desselben sind mit zwei Senderverstärkern AE1 und AE2 verbunden, denen ein zweiter 3-dB-Koppler CTD2 folgt, dessen zwei um 90° phasenverschobene Ausgänge die Antennen AP1 und AP2 versorgen.

Dieser Aufbau bewirkt nicht nur zeitliche Änderungen aufgrund der Verwendung der Schaltung CR (die eine Leitung LLP programmierbarer Länge und/oder ein variabler Phasenschieber DPV ist), sondern sie erzeugt auch den interessanten Effekt plötzlicher Phasensprünge, die schon unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert worden sind.

Die Anmelderin hat beobachtet, daß die Vorrichtungen nach der Erfindung einen mittleren Gewinn von etwa 10 dB in der Wirksamkeit der Störung bringt, die die außerhalb der Hauptkeule einer Radarantenne eindringt. Dies rührt von der Tatsache her, daß im allgemeinen die Diagramme entsprechend der zwei gekreuzten Polarisationen im wesentlichen in den Sekundärzipfeln und ihren diffusen Feldern einander komplementär sind.

Claims (7)

1. Verfahren zum Stören von elektromagnetischen Detektoren, insbesondere von Radaranlagen, bei dem von einer einzigen Störquelle wenigstens zwei elektromagnetische Störsignale ausgesendet werden, die unterschiedliche Polarisationen aufweisen und zeitlich schnellen gegenseitigen Änderungen unterworfen sind, wobei wenigstens eines der Signale eine zeitliche Verschiebung oder eine mit der Zeit variable Phasenabweichung gegenüber dem (den) anderen Signal(en) erfährt, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte zeitliche Änderung schneller als die vermutete Ansprechzeit der Detektoren oder der Radargeräte zur Unterdrückung oder Diskriminierung von Störern ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Anwendung gegen Doppler-Radaranlagen, insbesondere Impuls-Doppler-Radaranlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Störaussendung impulsförmig, insbesondere alternierend, ist, mit einer Periodizität, die kleiner als die Integrationszeit der Dopplerfilter der Radaranlage ist.

3. Vorrichtung zum Stören von elektromagnetischen Detektoren, insbesondere von Radaranlagen, enthaltend eine elektrische Störsignalquelle, beispielsweise für eine Störung vorgegebener Brandbreite, und Verstärkungseinrichtungen und Sendeeinrichtungen für ein von dieser Störquelle abgegebenes elektromagnetisches Störsignal, mit zwei Antennen, die in unterschiedlichen Polarisationen arbeiten, wobei die Verstärkungseinrichtungen zwei Kanäle aufweisen, um die zwei Antennen zu versorgen, und wenigstens einer der Kanäle eine Einrichtung zur variablen zeitlichen Änderung des elektrischen Störsignals aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum zeitlichen Ändern eine Leitung (LLP) programmierbarer Länge ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderungsschaltung, insbesondere ein Zufallsgenerator (CVR) vorgesehen ist, die bzw. der die zeitliche Änderung der Länge der Leitung (LLP) steuert.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinrichtungen im Eingang einen Inverter (CP) aufweisen, dem ein Koppler-Phasenschieber (CTD) folgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinrichtungen Umschalter-Inverter (SB1, SB2) enthalten, die hinsichtlich der Impulsaussendung in einer gewählten Zeitfolge arbeiten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß hinter einem der Umschalter (SB2) wenigstens ein Koppler-Phasenschieber (CTD1) angeordnet ist.