DE602004012875T2

DE602004012875T2 - Asynchron-impulsdetektor für einen radarempfänger

Info

Publication number: DE602004012875T2
Application number: DE602004012875T
Authority: DE
Inventors: David Tuscon ZAUGG
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2004-08-23
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2024-08-24
Also published as: US6870502B1; US20050046610A1; EP1660905A2; EP1660905B1; WO2005024459A3; DE602004012875D1; WO2005024459A2

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft allgemein Radarsysteme und im Besonderen gegenseitige Interferenzabschwächung in solchen Radarsystemen.
Hintergrund der Erfindung
Es ist bekannt, dass Radarsysteme, wie z. B. Impulsradarsysteme, verwendet werden, um die Entfernung und/oder die Relativgeschwindigkeit eines Objekts zu bestimmen. Radarimpulse werden bei einer Frequenz, die als Impulsfolgefrequenz (PRF) bezeichnet wird, gesendet. Das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen wird als Impulsfolgeperiode (PRT) bezeichnet. Während einer vorbestimmten Zeit nach einer Impulssendung, werden die Radarechosignale von dem Radarsignal abgetastet oder „range gated". D. h., dass, basierend auf dem Zeitunterschied zwischen Impulssendung und der Zeit, in der der Wert aufgenommen wird, jeder einzelne Wert einer Entfernung oder einem Abstand zwischen dem Radarsystem und dem Objekt, das das abgetastete Echo erzeugt, entspricht. Das Verfahren wird als „Range Gating" bezeichnet, wobei jedes Mal, wenn ein Wert aufgenommen wird, eine „Range Cell" oder ein „Range Gate" des Echos dargestellt wird, das von dem Objekt in der Entfernung erzeugt wird, die der Zeit, in der der Wert aufgenommen wurde, entspricht.
Um die Geschwindigkeit des Objekts zu bestimmen, werden die Radarechos aus einer Vielzahl von gesendeten Radarimpulsen verarbeitet. Insbesondere in einem Impulsdopplerradar wird jede Reihe von Radarechos aus einer Vielzahl von aufeinanderfolgend gesendeten Radarimpulsen als ein „Dwell" bezeichnet. Das Radarsystem erzeugt eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Dwells. Für jedes Dwell ermittelt das Radarsystem die Durchschnittsgeschwindigkeit eines Objekts bei einem von einer Vielzahl von zusammenhängenden Range Gates. Eine gute Geschwindigkeitsauflösung benötigt im Allgemeinen eine große Anzahl von Radarechos pro Dwell (d. h., eine relativ lange Datenerfassungsdauer). In einem Impulsradarsystem ohne Dopplerverfahren, kann der Zeitunterschied der Echoverzögerung der Impulse verglichen werden, um die Relativgeschwindigkeit zu ermitteln.
Im Falle, dass zwei oder mehr Impulsradarsysteme in näherer Umgebung zueinander angeordnet sind und im oder nahe desselben Frequenzbands arbeiten, kann eine einschränkende gegenseitige Interferenz auftreten. Die Interferenz zwischen den Systemen ist durch Impulse aus einem System gekennzeichnet, die wiederholt in demselben Range Gate eines anderen Systems, üblicherweise in unregelmäßigen Abständen, auftreten. Obwohl die Systeme unterschiedliche Impulsfolgeperioden (PRTs) verwenden, verbinden sich die Impulse von einem System häufig mit der Zeit mit den Impulsen von einem anderen System in dem anderen Systemempfänger. In jedem einzelnen Radarempfänger erscheint dies entweder als ein Impuls, der zu dem ankommenden Datenstrom hinzugefügt wird, oder als eine Unterdrückung in einem Zeitpunkt in dem ankommenden Datenstrom.
Die Auswirkungen dieser asynchronen Impulse sind abträglich, da sie häufig irgendein Zielsignal verbergen können, wodurch verhindert wird, dass das Ziel entdeckt wird, oder wodurch Fehlalarm ausgelöst wird. In einem Impulsdopplerradar geschieht dies in der schnellen Fourier-Transformation (FFT) des empfangenen Signals. In einem Impulsradar ohne Dopplerverfahren geschieht dies aufgrund von „Ringing" der asynchronen Impulse durch den „Moving Target Indicator (MTI)"-Filter. Die PRT-Reihen werden typischerweise gewählt, um das Zeitintervall zwischen interferierenden Impulsen zu maximieren, wobei es allerdings unmöglich ist, die interferierenden Impulse vollständig abzuschwächen.
In der Vergangenheit sind Asynchron-Impulsdetektoren entwickelt worden, um Probleme, die mit interferierenden Impulsradarsystemen verbunden waren, anzugehen. Dennoch hatten die Asynchron-Impulsdetektoren einige Mängel. Solche Asynchron-Impulsdetektoren ersetzten z. B. die asynchronen Impulse durch vorhergehende Datenwerte. Dies konnte z. B. Probleme bei Radarempfängermodellen verursachen, bei denen die Stördaten nicht auf null gesetzt wurden. Die Ersatzdaten wurden von dem Eingang des Asynchron-Impulsdetektors genommen. Dies bedeutete, dass bei einem Fehlalarm ein asynchroner Impuls eher in den Datenstrom eingefügt werden konnte, anstatt entfernt zu werden. Darüber hinaus konnte der Asynchron-Impulsdetektor nicht mehr als jeweils einen fortlaufenden asynchronen Impuls entfernen, wobei asynchrone Impulse häufig fortlaufend in Gruppen von mehr als einem (Impuls) auftreten.
Die DE 25 27 137 A1 offenbart einen Radarempfänger, der einen Empfängereingang, eine Umschaltschaltung und einen Ausgangsabschnitt umfasst. Der Umschaltabschnitt erkennt, wenn gewisse Umschaltkriterien erfüllt sind, und wählt eines von zwei Signalen, das dem MTI-Filter bereitgestellt werden soll.
Angesichts der zuvor genannten Mängel, die mit konventionellen Asynchron-Impulsdetektoren in Impulsradarsystemen einhergehen, besteht ein großer Bedarf an einem verbesserten Asynchron-Impulsdetektor zum Detektieren und Entfernen asynchroner Impulse. Insbesondere besteht ein großer Bedarf an einem Asynchron-Impulsdetektor, der im Falle eines Fehlalarms nicht so anfällig ist, eher einen asynchronen Impuls in den Datenstrom einzufügen, anstatt ihn zu entfernen. Darüber hinaus besteht ein großer Bedarf an einem Asynchron-Impulsdetektor, der in der Lage ist, aufeinanderfolgende asynchrone Impulse, selbst wenn diese in Zweier- oder Dreiergruppen aus dem Datenstrom auftreten, zu entfernen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt einen fortgeschrittenen Asynchron-Impulsdetektor, wie in den Ansprüchen 1 bis 3 ausgeführt, bereit. Da die Ausgabe des Asynchron-Impulsdetektors theoretisch frei von asynchronen Impulsen ist, ist es weit weniger wahrscheinlich, dass der Schätzer Ersatzdaten aus den Daten, die asynchrone Impulse enthalten, errechnet. Dies verringert in hohem Maße die Wahrscheinlichkeit von Fehlalarmen, die das Einfügen von asynchronen Impulsen in die Ausgabedaten verursachen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch einen Impulsradarempfänger, wie in den Ansprüchen 4 bis 8 ausgeführt, bereit.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung, wird ein Verfahren zum Verarbeiten eines Impulsradarechosignals, wie in den Ansprüchen 9 und 10 ausgeführt, bereitgestellt.
Zur Realisierung der vorhergehenden und zugehörigen Ziele, umfasst die Erfindung folglich die Merkmale, die nachfolgend in vollem Umfang beschrieben und insbesondere in den Ansprüchen dargelegt werden. Die nachfolgende Beschreibung und die anhängenden Zeichnungen legen detailliert bestimmte veranschaulichende Ausführungsformen der Erfindung dar. Diese Ausführungsformen sind jedoch nur Beispiele für einige der unterschiedlichen Arten, in denen die Grundsätze der Erfindung angewendet werden können. Weitere Aufgaben, Vorteile und neue Merkmale der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den Zeichnungen betrachtet wird, deutlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm eines Impulsradarsystems mit einem fortgeschrittenen Asynchron-Impulsdetektor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockdiagramm des fortgeschrittenen Asynchron-Impulsdetektors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3A ist ein detailliertes Blockdiagramm des Datenschätzers, der in einem fortgeschrittenen Asynchron-Impulsdetektor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist;
3B ist ein detailliertes Blockdiagramm des Datenschätzers, der in einen fortgeschrittenen Asynchron-Impulsdetektor gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist; und
4 ist ein detailliertes Blockdiagramm der ersten und der zweiten Löscheinrichtung, die in den fortgeschrittenen Asynchron-Impulsdetektor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird nun bezugnehmend auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugsziffern durchgehend verwendet werden, um auf die gleichen Elemente Bezug zu nehmen. Der Fachmann wird erkennen, dass die Lehre der vorliegenden Erfindung in analogen, digitalen oder Software-Anwendungen oder in einer Kombination dieser angewendet werden kann.
1 zeigt die hervorragenden Teile eines beispielhaften Radarempfängerverarbeitungssystems 10, das die Lehre der vorliegenden Erfindung enthält. Das System 10 umfasst eine konventionelle Radarantenne 12, die RF Radarsignale an einen Abwärtswandler 14 liefert. Die Ausgabe des Abwärtswandlers 14 wird in einen Mixer 16 eingegeben, der von einem lokalen Oszillator 18 angesteuert wird. Ein einfacher Empfängerkanal wird bereitgestellt, obwohl die bestimmte Anwendung nicht entscheidend für die Erfindung ist. Es ist verständlich, dass der Kanal (die Kanäle) separat oder gebündelt verarbeitet werden kann (können), wie es üblich ist. Die Erfindung ist auch nicht auf irgendeine bestimmte Anwendung begrenzt, durch die Range Zellen erzeugt werden. Die Ausgabe des Mixers 16 wird in jeden der Vierfach-Mischer 24 und 26 eingeben. Die I- und Q-Signale werden von den Vierfach-Mischer 24 bzw. 26 erzeugt. Der I-Mischer 24 wird mit einem Signal von einem Referenzoszillator 28 versorgt, während der Q-Mischer 26 mit demselben Signal versorgt wird, das durch einen 90° Phasenverschieber 30 phasenverschoben ist. Die Ausgabe der Vierfach-Mischer 24 und 26 werden durch rauscharme Verstärker 32 und 34 verstärkt und durch Umschalter 36 bzw. 38 abgetastet.
Die Umschalter 36 und 38 werden von einer Umschaltsteuerung 40 angesteuert. Die Umschaltsteuerung 40 schließt die Umschalter 36 und 38 einmal pro Range Gate (oder Intervall) für jedes Range unter der Anweisung einer konventionellen Radarsystemsteuerung (nicht gezeigt). Die Impulse werden durch Analog-Digital-(A/D-)Wandler 42 und 44 digitalisiert. Die A/D-Wandler 42 und 44 stellen dabei digitalisierte Werte I(k) bzw. Q(k) des empfangenen Echosignals pro Range Gate bereit.
Die I(k) und Q(k) Quadraturdaten werden aus den A/D-Wandlern 42 und 44 in einen Asynchron-Impulsdetektor (APD) 46 gemäß der vorliegenden Erfindung eingelesen. Der APD 46 dient zum Detektieren und Entfernen asynchroner Impulse, die aufgrund eines interferierenden Radarsystems verursacht werden könnten. Wie nachstehend detaillierter bezüglich der 3–4 behandelt wird, umfasst der APD 46 einen Schätzer, der die Ausgabe des Asynchron-Impulsdetektors verwendet, um die Ersatzdaten zu schätzen. Da die Ausgabe des APD 46 theoretisch frei von asynchronen Impulsen ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass der Schätzer Ersatzdaten aus Daten, die asynchrone Impulse enthalten, errechnet. Dies verringert in hohem Maße die Wahrscheinlichkeit von Fehlalarmen, die das Einfügen asynchroner Impulse in die Ausgabedaten verursachen. Zusätzlich ist der APD 46 so ausgelegt, dass er in der Lage ist, aufeinanderfolgende asynchrone Impulse, die in Zweier- oder Dreiergruppen auftreten, zu entfernen. Dies ist sehr wünschenswert, da asynchrone Impulse häufig in Zweier- oder Dreiergruppen auftreten.
Der APD 46 gibt die Quadraturdaten I'(k) bzw. Q'(k) aus, die die I(k)- und Q(k)-Daten darstellen, die korrigiert wurden, um jegliche asynchrone Impulse, die detektiert und entfernt wurden, zu berücksichtigen. Die I'(k)- und Q'(k)-Daten werden in einen Signalverarbeitungsabschnitt 48 eingegeben, wie z. B. einer, der in konventionellen Impulsradarsystemen vorkommt. Der Signalverarbeitungsabschnitt 48 umfasst z. B. einen Filter (nicht gezeigt), der auf die I'(k)- und Q'(k)-Daten wirkt, um das Spektrum des empfangenen Radarechos zu ermitteln. Derartige Filter oder digitale Filterreihen sind bekannt und können mit den Filtern für die schnelle Fourier-Transformation (FFT) implementiert werden (siehe z. B. das Radarhandbuch von M. I. Skolnik, McGraw Hill Publishing Co., 1970, S. 35–14 bis 35–16). Der Signalverarbeitungsabschnitt 48 stellt eine Ausgabe bereit, die ein Anzeichen für die Geschwindigkeit der nachverfolgten Fahrzeuge ist. Diese Ausgabe kann in einem Speicher gespeichert und/oder auf einem Bildschirm 50 an einer Adresse entsprechend des Range Gates, wie es üblich ist, dargestellt werden. Nachdem der APD 46 irgendwelche asynchronen Impulse detektiert und entfernt hat, die in dem empfangenen Radarecho gefunden wurden, nimmt die Richtigkeit der Ergebnisse des Signalverarbeitungsabschnitts 48 in hohem Maße zu, was gewünscht ist.
Bezugnehmend auf 2, ist nun der APD 46 detailliert gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der APD 46 umfasst die folgenden primären Funktionselemente: Erste Löscheinheit 60 und zweite Löscheinheit 62; Selektor 64, Datenschätzer 66, Absolutwertdetektor 68; Grenzwertrechner 70; und Detektor 72. Der Selektor 64 empfängt als Eingabe die ankommenden I(k)- und Q(k)-Daten, zusammen mit der geschätzten I(k)_est- und Q(k)_est-Datenausgabe von dem Datenschätzer 66. Der Selektor 64 empfängt auch ein Steuersignal CDDC von dem Detektor 72. Wenn der APD 46 keinen asynchronen Impuls in den I(k)- und Q(k)-Daten detektiert, führt der Selektor 64 die I(k)- und Q(k)-Daten durch den Selektor 64 auf die Leitungen 74 bzw. 76, die als Ausgabe des APD 46 dienen. Auf der anderen Seite, falls der APD 46 einen asynchronen Impuls in den I(k)- und Q(k)-Daten detektiert, veranlasst der Detektor 72, dass der Selektor 64 die geschätzten I(k)_est- und Q(k)_est-Daten aus dem Datenschätzer 66 in die Leitungen 74 und 76 einfügt. Auf diese Weise werden, falls der APD 46 einen asynchronen Impuls detektiert, die asynchronen Impulsdaten durch die geschätzten Daten ersetzt, um den asynchronen Impuls aus den Daten zu entfernen, bevor dieser in den Signalverarbeitungsabschnitt 48 eingegeben wird (1).
Wie detaillierter in Bezug auf die 3A–3B erläutert wird, schätzt der Datenschätzer 66 die Werte der I(k)- und Q(k)-Daten in Abwesenheit von irgendwelchen asynchronen Impulsen. Die Ausgabe des APD 46, und zwar die korrigierten Daten I'(k) und Q'(k), dient als Eingabe für den Datenschätzer 66, wie in 2 gezeigt. Basierend auf der Ausgabe des APD 46, die theoretisch keine asynchronen Impulse enthält, schätzt der Datenschätzer 66 die Werte der I(k)- und Q(k)-Daten. Sollte der APD 46 einen asynchronen Impuls detektieren, veranlasst der Selektor 64 auf diese Weise, dass die ankommenden I(k)- und Q(k)-Daten durch die entsprechenden geschätzten Daten I(k)_est und Q(k)_est ersetzt werden.
Die erste Löscheinrichtung 60 empfängt als ihre Eingabe die I(k)- und Q(k)-Daten von den A/D-Wandlern 42 und 44. Umgekehrt empfängt die zweite Löscheinrichtung 62 als ihre Eingabe die Ausgabe des APD 46, und zwar die korrigierten Daten I'(k) und Q'(k). Wie in Bezug auf 4 nachfolgend näher beschrieben wird, weisen die erste und die zweite Löscheinrichtung 60 und 62 denselben gewöhnlichen Aufbau auf. Jede Löscheinrichtung umfasst einen „Moving Target Indicator (MTI)"-Filter mit Verzögerungsleitung, gefolgt von einem Werteverfahren, gefolgt von einem weiteren MTI-Filter mit Verzögerungsleitung. Der erste MTI-Filter dient dazu, jegliche Stördaten aus dem ankommenden Signal zu entfernen. Das Werteverfahren, das von einem weiteren MTI-Filter gefolgt wird, entfernt Zielsignale aus dem ankommenden Datenstrom. Dies hinterlässt nur asynchrone Impulse und Rauschen als eine Ausgabe der entsprechenden Löscheinrichtung.
Die Eingabe in die zweite Löscheinrichtung 62 enthält theoretisch keine asynchronen Impulse. Folglich stellt die Ausgabe der zweiten Löscheinrichtung 62 hauptsächlich das Systemrauschen in dem empfangenen Signal dar. Die Ausgabe der zweiten Löscheinrichtung 62 wird durch den Absolutwert-Detektor 68 dem Grenzwertrechner 70 zugeführt, welcher Absolutwert-Detektor den Absolutwert detektiert und ihn bereitstellt. Der Grenzwertrechner 70 berechnet einen Grenzwert, basierend auf der Eingabe gemäß den festgelegten Kriterien und stellt den Grenzwert dem Detektor 72 bereit. Die bestimmten Kriterien, die für die Erzeugung des Grenzwerts verwendet werden, können irgendwelche geeignete Kriterien sein, deren Details für die vorliegende Erfindung nicht von Belang sind.
Die erste Löscheinrichtung 60 auf der anderen Seite, wird zeitweise asynchrone Impulse aufgrund von gegenseitigen Interferenzen mit einem anderen Radarsystem, etc., empfangen. Folglich wird die Ausgabe der ersten Löscheinrichtung 60 zeitweise asynchrone Impulse zusätzlich zu irgendeinem Systemrauschen enthalten. Die Ausgabe der ersten Löscheinrichtung 60 wird in den Detektor 72 eingegeben. Der Detektor 72 wiederum vergleicht die Ausgabe der ersten Löscheinrichtung 60 mit dem Grenzwert, der von dem Grenzwertrechner 70 bereitgestellt wird. Im Falle, dass die Ausgabe der ersten Löscheinrichtung 60 den Grenzwert überschreitet, wodurch das Vorhandensein eines asynchronen Impulses bezeichnet wird, veranlasst der Detektor 72 den Selektor 64 die I(k)- und die Q(k)-Daten durch die entsprechenden geschätzten Daten aus dem Datenschätzer 66 zu ersetzen. Andernfalls, sollte die Ausgabe der ersten Löscheinrichtung 60 unterhalb des Grenzwertes bleiben, veranlasst der Detektor 72, dass die entsprechenden I(k)- und Q(k)-Daten durch den Selektor 64 laufen.
Der Datenschätzer 66 kann irgendein geeignetes Element zum Schätzen der Werte der I(k)- und Q(k)-Daten in Abwesenheit von jeglichen asynchronen Impulsen sein. In einer beispielhaften Ausführungsform, wird ein Prädikationsfilter als Datenschätzer verwendet. 3A und 3B stellen verschiedene Ausführungsformen des Datenschätzers 66 dar, obgleich einzusehen ist, dass die vorliegende Erfindung nicht dafür vorgesehen ist, um auf diese begrenzt zu werden.
3A stellt eine Ausführungsform des Datenschätzers 66 dar, die Nachschlagetabellen verwendet. Die Ausgabedaten I'(k) und Q'(k) des APD 46 werden in einen Rechenabschnitt 80 eingegeben, der die Amplitude A(k) und den Winkel θ(k) der Eingabedaten wie folgt berechnet:
Die berechneten Werte von A(k) und θ(k) werden jeweils in erste PRT-Verzögerungseinheiten 82 und 84, gefolgt von zweiten PRT-Verzögerungseinheiten 86 und 88, eingegeben. Die Ausgaben der ersten Verzögerungseinheiten 82 und 84 werden durch Filterverstärkungsstufen 90 und 92 geführt. Die Ausgaben der Verstärkungsstufen 90 und 92 werden mit den Ausgaben der zweiten PRT-Verzögerungseinheiten 86 bzw. 88 durch Addiereinrichtungen 94 und 96 zusammengefasst. Die Ausgabe der Addiereinrichtungen 94 und 96 stellen die geschätzte Amplitude A(k)_est und den geschätzten Winkel θ(k)_est dar. Der Winkel θ(k)_est wird verwendet, um auf Nachschlagetabellen 98 und 100 zuzugreifen, um die Kosinus- und Sinuswerte des Winkels θ(k)_est zu erhalten. Die geschätzten Amplitudenwerte A(k)_est und Winkelwerte θ(k)_est werden anschließend mit den Sinus- bzw. Kosinuswerten durch Multiplizierer 102 und 104 multipliziert, um die geschätzten I(k)_est- und Q(k)_est-Werte zu erhalten.
3B veranschaulicht eine weitere Ausführungsform des Datenschätzers 66, die im Ergebnis äquivalent zu der Ausführungsform von 3A ist. Anstatt die Nachschlagetabellen 98 und 100 zu verwenden, berechnet die Ausführungsform von 3B einfach die geschätzten I(k)_est- und Q(k)_est-Werte, die auf den Ausgabedaten I'(k) und Q'(k) des APD 46 basieren, basierend auf folgenden Filtergleichungen:
Natürlich ist die Ausführungsform des Datenschätzers 66 wie in 3B dargestellt erheblich rechenintensiver. Folglich kann eine Ausführungsform, wie die in 3A gezeigte, bevorzugt sein, falls nicht genügend Rechenleistung für die Ausführungsform von 3B verfügbar ist.
Für beide Ausführungsformen ist jedoch anzumerken, dass die Eingabe in den Datenschätzer 66 aus der Ausgabe des APD 46 genommen wird. Wie zuvor angemerkt, ist die Ausgabe des APD 46 theoretisch frei von asynchronen Impulsen, da jegliche asynchrone Impulse in den Eingabedaten detektiert und entfernt wurden. Folglich nimmt die Zuverlässigkeit des Datenschätzers 66 in hohem Maße zu, da er auf Daten basiert, bei denen es wahrscheinlicher ist, dass sie frei von asynchronen Impulsen sind.
4 veranschaulicht den Aufbau der ersten und der zweiten Löscheinrichtung 60 und 62. Da der Aufbau für alle Löscheinrichtungen derselbe ist, werden die Details nur bezüglich der ersten Löscheinrichtung 60 erläutert. Jedoch ist für einen Fachmann einzusehen, wie diese Beschreibung auch auf die zweite Löscheinrichtung 62 anwendbar ist.
Wie in 4 gezeigt, enthält die erste Löscheinrichtung 60 einen MTI-Filter mit Verzögerungsleitung 110, gefolgt von einem Werteverarbeitungsblock 112, gefolgt von einem weiteren MTI-Filter mit Verzögerungsleitung 114. Der erste MTI-Filter 110 enthält zwei in Reihe geschaltete Verzögerungsleitungen 116 für alle I(k)- und Q(k)-Datensignale. In einer weiteren Ausführungsform enthält der MTI-Filter 110 drei oder mehr in Reihe geschaltete Verzögerungsleitungen 116. Jede Verzögerungsleitung stellt eine PRT-Verzögerungseinheit dar.
Die Verstärker 118a und 118b zusammen mit den Addiereinrichtungen 120 fassen die I(k)- und Q(k)-Datensignale zusammen, um ΔI(k)- und ΔQ(k)-Datensignale zu erzeugen, die in den Werteverarbeitungsblock 112 eingeben werden. Die Verstärkungsfaktoren „a" und „b" der Verstärker 118a und 118b basieren auf Abgleichkoeffi zienten, die vorbestimmt sind und in die erste Löscheinrichtung 60 eingegeben werden, wie es sonst üblich ist. Die Abgleichkoeffizienten können z. B. aus der Ausgabe des Stördatenverfolgers, Stördatendopplers, etc. berechnet werden.
Ein Fachmann wird erkennen, dass der MTI-Filter 110 dazu dient, jegliche Stördaten aus dem ankommenden Signal zu entfernen. Der Wertevermittler 112 berechnet den Ausgabewert A(k) aus der Quadraturwurzel von ΔI(k)² + ΔQ(k)². Der Wert A(k) wird in den zweiten MTI-Filter 114 eingegeben, der, wie der erste MTI-Filter 110, zwei in Reihe geschaltete Verzögerungsleitungen 116 enthält. In einer weiteren Ausführungsform, enthält der MTI-Filter 114 drei oder mehr in Reihe geschaltete Verzögerungsleitungen 116. Die Eingabe in die erste Verzögerungsleitung 116 in dem MTI-Filter 114 wird vorgeschoben und mit der Ausgabe der zweiten Verzögerungsleitung 116 durch eine Addiereinrichtung 122 zusammengefasst. Die Ausgabe der Addiereinrichtung 122 stellt ΔA(k) dar und dient als die Ausgabe der ersten Löscheinrichtung 60.
Der Wertevermittler 112 gefolgt von dem MTI-Filter 114 entfernt Zielsignale aus dem ankommenden Datenstrom. Folglich können nur asynchrone Impulse und Rauschen in der Ausgabe der Löscheinrichtung 60 bleiben.
In der Vergangenheit umfassten APDs Löscheinrichtungen mit nur einer Verzögerungsleitung in den MTI-Filtern. Solche APD waren nicht in der Lage, aufeinanderfolgende asynchrone Impulse zu detektieren und zu handhaben. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst jedoch jeder MTI-Filter 114 eine Vielzahl von Verzögerungsleitungen 116. In einer Ausführungsform, die zwei Verzögerungsleitungen 116 umfasst, wie die in 4 gezeigte, ist der APD 46 in der Lage, aufeinanderfolgende asynchrone Impulse zu detektieren und zu entfernen. In einer Ausführungsform, die drei Verzögerungsleitungen 116 in jedem MTI-Filter umfasst, ist der APD 46 in der Lage bis zu drei aufeinanderfolgende asynchrone Impulse zu detektieren und zu entfernen.
Folglich stellt die vorliegende Erfindung einen verbesserten Asynchron-Impulsdetektor zum Detektieren und Entfernen asynchroner Impulse bereit. Der Asynchron-Impulsdetektor ist nicht dafür anfällig, eher einen asynchronen Impuls in den Datenstrom einzufügen, anstatt diesen im Falle eines Fehlalarms zu entfernen. Darüber hinaus ist der Asynchron-Impulsdetektor in der Lage, asynchrone Impulse, die sogar in Gruppen von zwei, drei oder noch mehr auftreten, aus dem Datenstrom zu entfernen.

Claims

Asynchron-Impulsdetektor (46), der für einen Impulsradarempfänger geeignet ist, für ein Detektieren und Entfernen asynchroner Impulse aus einem Eingangssignal und Ausgeben eines korrigierten Eingangssignals, mit: einem Detektor (72) zum Detektieren eines asynchronen Impulses in dem Eingangssignal; einem Selektor (64) zum selektiven Ausgeben des korrigierten Eingangssignals anstelle des Eingangssignals, falls der Detektor (72) einen asynchronen Impuls im Eingangssignal detektiert; und einem Datenschätzer (66) zum Bereitstellen des korrigierten Eingangssignals; dadurch gekennzeichnet, dass der Datenschätzer (66) das aktuelle korrigierte Eingangssignal basierend auf mindestens einem vorhergehenden Wert des korrigierten Eingangssignals schätzt.
Asynchron-Impulsdetektor nach Anspruch 1, wobei der Datenschätzer ein Prädikationsfilterelement umfasst.
Asynchron-Impulsdetektor aus Anspruch 1, wobei der Datenschätzer eine Nachschlagetabelle zum Beziehen von Kosinus- und Sinuswerten eines Phasenwinkels eines geschätzten Eingangssignals umfasst, um das korrigierte Eingangssignal bereitzustellen.
Impulsradarempfänger (10), mit: einer Eingangs-Schaltung für den Empfang eines Impulsradarechosignals; einem Asynchron-Impulsdetektor (46) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, für die Detektierung und das Entfernen asynchroner Impulse aus dem Echosignal und die Ausgabe eines korrigierten Echosignals; und Radarverarbeitungsschaltung (48) für die Weiterverarbeitung des korrigierten Echosignals, um eine Radarausgabe zu erzeugen, wobei: der Datenschätzer (66) das korrigierte Echosignal bereitstellt; der Detektor (72) einen asynchronen Impuls im Echosignal detektiert; und der Selektor (64) selektiv das korrigierte Echosignal anstelle des Echosignals ausgibt, falls der Detektor (72) einen asynchronen Impuls im Echosignal detektiert.
Empfänger nach Anspruch 4, wobei der Selektor (64) eine erste Löscheinrichtung (60) für die Identifizierung von asynchronen Impulsen und Rauschen in dem Echosignal umfasst und eine zweite Löscheinrichtung (62) für die Identifizierung von Rauschen im korrigierten Echosignal, und der Detektor (72) die Ausgabe des Selektors basierend auf einem Vergleich der Ausgaben der ersten und der zweiten Löscheinrichtung steuert.
Empfänger nach Anspruch 5, wobei die erste und die zweite Löscheinrichtung Mittel für die Identifizierung von mehreren aufeinander folgenden asynchronen Impulsen umfassen.
Empfänger nach Anspruch 4, wobei die Eingangs-Schaltung einen Analog-Digital, A/D,-Wandler (42, 44) für die Digitalisierung des Echosignals umfasst, und der Asynchron-Impulsdetektor (46) das digitalisierte Echosignal verarbeitet.
Empfänger nach Anspruch 7, wobei der Asynchron-Impulsdetektor (46) direkt mit einem Ausgang des A/D-Wandlers (42, 44) verbunden ist.
Verfahren zur Verarbeitung eines Impulsradarechosignals, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Empfangen eines Impulsradarechosignals; Detektieren und Entfernen asynchroner Impulse aus dem Echosignal und Ausgeben eines korrigierten Echosignals; und Verarbeiten des korrigierten Echosignals, um eine Radarausgabe zu erzeugen, wobei der Schritt des Detektierens und des Entfernens asynchroner Impulse folgende Schritte umfasst: Schätzen des aktuellen korrigierten Echosignals basierend auf mindestens einem vorhergehenden Wert des korrigierten Echosignals; Detektieren eines asynchronen Impulses im Echosignal; und Ausgeben des korrigierten Echosignals anstelle des Echosignals, falls ein asynchroner Impuls im Echosignal detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt der Schätzung des momentan korrigierten Signals den Einsatz eines Prädikationsfilterelement umfasst.