DE977277C

DE977277C - Method and arrangement for changing the frequency of a radar device in the event of interference from jammers

Info

Publication number: DE977277C
Application number: DET13305A
Authority: DE
Inventors: Paul Dr Kotowski; Heinz Lueg; Hans Hermann Toedter
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1957-03-03
Filing date: 1957-03-03
Publication date: 1965-09-23

Description

Verfahren und Anordnung zum Frequenzwechsel eines Radargerätes bei Störungen durch Störsender Es ist bekannt, Radargeräte in ihrer Frequenz umschaltbar auszubilden, um einen Frequenzwechsel vornehmen zu können, wenn ein aktiver Störer auf der Sendefrequenz der Radargeräte Störsignale abgibt. Method and arrangement for changing the frequency of a radar device Interference from jammers It is known that radars can be switched over in terms of their frequency train to be able to change frequency when an active interferer emits interference signals on the transmission frequency of the radar devices.

Zweck des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, diesen Frequenzwechsel von Radargeräten zu automatisieren. The purpose of the method according to the invention is to change this frequency to automate radars.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Frequenzwechsel eines Radargerätes zur Beseitigung der durch einen Störsender verursachten Störungen vorgeschlagen, bei welchem die Empfangssignale, gegebenenfalls nach vorheriger Verstärkung, einem Amplitudensieb zugeführt werden, welches nur dann ein Signal abgibt, wenn die auf den Eingang gegebenen Signale einen maximalen Nutzpegel überschreiten, und bei welchem die vom Ausgang des Amplitudensiebes abgenommenen Signale zur automatischen Betätigung von Umschalteinrichtungen, welche sowohl den Sender als auch den Empfänger des Radargerätes auf andere Frequenzen umschalten, ausgenutzt werden. According to the invention, a method for changing the frequency of a radar device is provided proposed to eliminate the interference caused by a jammer, in which the received signals, possibly after previous amplification, a Amplitude filter are supplied, which only emits a signal when the the input signals exceed a maximum useful level, and at which the signals taken from the output of the amplitude filter for automatic actuation of switching devices, which both the transmitter and the receiver of the radar device switch to other frequencies, are used.

Als aktive Störer sind hauptsächlich solche zu erwarten, die ein mehr oder weniger breites Rauschspektrum ausstrahlen oder deren Trägerfrequenz durchgewobbelt wird, und Störer, die mit (durchgewobbelten) Suchempfängern die jeweiligen Arbeitsfrequenzen der Radargeräte aufsuchen und sich an diese Arbeitsfrequenzen anzuhängen versuchen. Es sollten daher die Trägerfrequenzen, auf welche das Radargerät wahlweise umgeschaltet werden kann, möglichst weit auseinander liegen. Active interferers are mainly those who are expected to be emit more or less broad noise spectrum or sweep their carrier frequency becomes, and interferers who with (swept through) search receivers the respective working frequencies the radar equipment and try to attach to these working frequencies. It should therefore be the carrier frequencies to which the radar device optionally switched can be as far apart as possible.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die von Störsendern kommenden Signale im allge- meinen größer sind als die reflektierten Signale. The invention is based on the knowledge that that of jammers incoming signals in general mine are bigger than the reflected ones Signals.

Die Umschaltung auf andere Frequenzen wird durch eine Spannung in Gang gebracht, die man von einem Amplitudensieb abnimmt. Das Amplitudensieb ist so bemessen, daß es nur eine Spannung abgibt, wenn die Amplitude des Empfangssignals, das sich aus der Summe von Störsignal und Empfangssignal zusammensetzt, einen bestimmten, vorher einzustellenden Wert überschreitet.Switching to other frequencies is achieved by a voltage in Brought speed, which one takes from an amplitude sieve. The amplitude sieve is dimensioned so that it only emits a voltage if the amplitude of the received signal, which is composed of the sum of the interference signal and the received signal, a certain, exceeds the value to be set beforehand.

Da die bei kurzen Entfernungen reflektierten Signale relativ große Amplituden aufweisen und damit das Amplitudensieb schon allein durch die Nahechos zum Ansprechen gebracht werden könnte, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, entweder die Verstärkung des vor dem Amplitudensieb liegenden Verstärkers so zu regeln, daß die Nahechos das Amplitudensieb nur stark gedämpft erreichen, oder aber die Nahechos überhaupt zu unterdrücken. Beide Verfahren sind für sich bekannt. Das erste Verfahren der Verstärkungsregelung des Radarempfängers wird häufig verwendet, um der Anzeigevorrichtung Impulse weitgehend gleicher Amplitude zuzuführen. Die Verstärkung wird dabei in Abhängigkeit von der Impuls laufzeit häufig derart geregelt, daß Impulse, die an nah oder weit entfernten Zielen gleicher Reflexionsfläche reflektiert wurden, mit gleicher Amplitude vom Radargerät angezeigt werden. Das zweite Verfahren, bei welchem Nahechos völlig ausgeschaltet werden, ist ebenfalls für sich bereits bekannt und wird beispielsweise in der Weise realisiert, daß der Empfänger während einer kurzen Zeitspanne nach Aussendung des Sendeimpulses völlig gesperrt ist, so daß beispielsweise bei einer Radarlageplananzeige das Zentrum des Anzeigeschirmes, d. h. die Anzeige der nahen Umgebung des Radargerätes, dunkel erscheint. Because the signals reflected at short distances are relatively large Have amplitudes and thus the amplitude sieve by the near echoes alone could be made to respond, according to a development of the invention suggested either the gain of the amplifier located in front of the amplitude filter to regulate so that the near echoes reach the amplitude filter only strongly attenuated, or to suppress the Nahe echoes at all. Both procedures are in their own right known. The first method of gain control of the radar receiver becomes common used to supply pulses of substantially the same amplitude to the display device. The gain is often like this as a function of the pulse duration regulated that impulses, which at close or distant targets same reflection surface are reflected by the radar device with the same amplitude. That second method, in which near-echoes are completely eliminated, is also already known for itself and is implemented, for example, in such a way that the Receiver completely for a short period of time after the transmission pulse has been sent is locked, so that, for example, in a radar map display the center of the Display screen, d. H. the display of the vicinity of the radar device appears dark.

Häufig sind die Störsender mit einem sogenannten Responder ausgerüstet. Diese Responder empfangen die Sendefrequenz eines Radargerätes und stimmen die Sendefrequenz des Störers auf die Frequenz des Radargerätes ab. Wird vom Responder keine Frequenz empfangen, dann wandert die Frequenz des Störsenders nach irgendeinem Gesetz weiter. Bei solchen Störern kann man sich die Umschaltung des Radargerätes auf eine andere Frequenz ersparen, wenn man gemäß einer Weiterbildung der Erfindung den Sender des Radargerätes während einer kurzen Zeit sperrt und die Frequenzumschaltung zeitverzögert vornimmt, jedoch nur dann, wenn auch nach Ablauf der Verzögerungszeit am Ausgang des Amplitudensiebes noch eine Spannung liegt. Ist der Störsender mit einem Responder ausgerüstet, dann wird seine Frequenz während der Verzögerungszeit auswandern, so daß nach Ablauf der Verzögerungszeit kein Störsignal mehr empfangen, d. h. am Ausgang des Amplitudensiebes kein Signal erhalten wird und die Umschaltung auf eine andere Frequenz sich erübrigt. The jammers are often equipped with a so-called responder. These responders receive the transmission frequency of a radar device and tune the transmission frequency of the interferer depends on the frequency of the radar device. Does not get a frequency from the responder received, then the frequency of the jammer moves on according to some law. With such interferers, you can switch the radar device to another Save frequency if, according to a development of the invention, the transmitter of the Locks the radar device for a short time and the frequency switching is delayed takes place, but only if after expiry of the delay time at the output the amplitude sieve is still under tension. Is the jammer with a responder equipped, then its frequency will migrate during the delay time, so that no more interference signals are received after the delay time has elapsed, d. H. at the exit of the amplitude sieve no signal is received and the switch to another Frequency is unnecessary.

Es empfiehlt sich, während der Verzögerungszeit die Zuführung der Empfangssignale zur Anzeigeanordnung zu unterbrechen, da sonst infolge der endlichen Nachleuchtdauer einer Kathodenstrahlröhre die Anzeige durch das Störsignal auch dann noch stark gestört sein könnte, wenn das Radargerät bereits wieder auf normalen Betrieb geschaltet ist.It is advisable to stop feeding the Interrupt received signals to the display arrangement, otherwise as a result of the finite Afterglow time of a cathode ray tube is also indicated by the interference signal then it could still be severely disturbed if the radar is already back to normal Operation is switched on.

Um die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich zu machen, ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel eines Radargerätes mit Frequenzumschaltung in Blockschaltbilddarstellung aufgezeichnet. Mit A sei die Sende-Empfangs-Antenne des Radargerätes bezeichnet. Die Hochfrequenzsendeteile mit drei verschiedenen Trägerfrequenzen seien mit SlX S2 und S3 bezeichnet. Diese Hochfrequenzsendeteile bestehen jeweils aus einer Endröhre, z. B. einem impulsgetasteten Magnetron, und Schaltteilen, welche aus einem Steuerimpuls den Hochspannungsimpuls für die Tastung der Endröhre erzeugen. Der Steuerimpuls wird in einer Impulszentrale J erzeugt. Die Steuerimpulse aus der Impulszentrale werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei welchem das Radargerät auf drei verschiedene Frequenzen einstellbar ist, über den dreipoligen Schalter Schl den Hochfrequenzsendeteilen S,, S2 und S3 zugeführt. In order to realize the method according to the invention clearly make, is in the drawing an embodiment of a radar device with frequency switching recorded in block diagram representation. Let A be the transmit / receive antenna of the radar device. The high-frequency transmission parts with three different carrier frequencies are denoted by SlX S2 and S3. These high frequency transmitting parts each exist from an end tube, e.g. B. a pulse-keyed magnetron, and switching parts, which generate the high-voltage pulse for keying the output tube from a control pulse. The control pulse is generated in a pulse center J. The control pulses from the Pulse centers are in the present embodiment, in which the radar device can be set to three different frequencies using the three-pole switch Schl supplied to the high-frequency transmission parts S ,, S2 and S3.

Ebenso wie der Sender muß natürlich auch der Empfänger des Radargerätes auf verschiedene Frequenzen umschaltbar sein. Zu diesem Zweck werden der Mischstufe Mi des Empfängers verschiedene Überlagerungsfrequenzen, die man aus Generatoren G1, G2 und G3 erhält, zugeführt. Die Inbetriebsetzung der Generatoren Gl, G2 und G3 erfolgt einfach dadurch, daß der jeweils anzuschaltende Generator über einen Schalter Sch2 an die notwendige Betriebsspannung B gelegt wird. Am Ausgang der Mischstufe erhält man dann unabhängig von der Frequenzeinstellung des Radargerätes stets die gleiche Zwischenfrequenz. Diese Zwischenfrequenz wird in einem Verstärker V verstärkt und danach über einen Schalter Sch4, dessen Aufgabe später erklärt wird, einer Stufe zugeführt, die den Demodulationsteil des Radarempfängers enthält. Das vom Ausgang des Demodulationsteiles D abgenommene Signal wird einer Anzeigevorrichtung 1?, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre, zugeführt. Die zur Ablenkung des Elektronenstrahles der Anzeigeröhre dienenden Schaltungsteile wurden der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Just like the transmitter, the receiver of the radar device must of course also be switchable to different frequencies. For this purpose, the mixer stage Mi of the receiver different superposition frequencies, which one from generators G1, G2 and G3 received, supplied. The start-up of the generators Gl, G2 and G3 is done simply by the fact that the generator to be switched on has a Switch Sch2 is connected to the necessary operating voltage B. At the output of the mixer you will then always get the, regardless of the frequency setting of the radar device same intermediate frequency. This intermediate frequency is amplified in an amplifier V. and then via a switch Sch4, the task of which will be explained later, a stage which contains the demodulation part of the radar receiver. That from the exit of the demodulation part D picked up is a display device 1?, for example a cathode ray tube. The one used to deflect the electron beam Circuit parts serving for display tubes have been omitted for the sake of clarity.

Zur automatischen Umschaltung des Radargerätes von einer Frequenz auf die andere dienen die nunmehr zu beschreibenden Schaltungsteile. For automatic switching of the radar device from one frequency the circuit parts now to be described serve on the other.

Außer der Stufe D ist an den Ausgang des Verstärkers V noch das Amplitudensieb AS angeschaltet, das beispielsweise aus einer vorgespannten Diode besteht, an deren Ausgangsseite nur dann eine Spannung erscheint, wenn das Eingangssignal die Vorspannung überschreitet. Das am Ausgang des Amplitudensiebes erscheinende Signal wird einem monostabilen Multivibrator M zugeführt, um den monostabilen Multivibrator aus seinem stabilen Zustand zu kippen. Nach kurzer Zeit, die durch die Schaltteile des Multivibrators festgelegt ist, kippt dieser wieder in den ursprünglichen sta- bilen Zustand zurück. Da die Ausgangssignale vom Amplitudensieb langsam ansteigende Flanken aufweisen können, empfiehlt es sich, diese Signale zur Erzeugung geeigneter Schaltsignale mit großer Flankensteilheit vorher zu differenzieren. Zu diesem Zweck ist am Eingang des Multivibrators M eine Differenzierstufe Dil vorgesehen. Während der Zeit, während der der monostabile Multivibrator M sich im in stabilen Zustand befindet, wird von ihm über eine Leitung Lj eine Steuerspannung abgeleitet, welche einen zwischen der Impulszentrale J und dem Schalter Schl liegenden Schalter Sch8 öffnet. Durch die Öffnung des Schalters Sch3 wird die Impulsaussendung unterbrochen, dadurch, daß keiner der Hochfrequenzsendeteile 51n 52v S3 des Radarsenders getastet wird. Die gleiche Steuerspannung wird über eine Leitung L2 dem Schalter Sch4 zugeführt, der zwischen den Verstärker V und den Demodulationsteil D eingeschaltet ist. Durch Öffnen dieses Schalters wird bewirkt, daß die Anzeige während der Zeit, während der über die Antenne A kein Signal ausgestrahlt wird, auch die Anzeige unterbrochen ist. Man erreicht dadurch, daß auf der Anzeigeanordnung keine Störsignale vom Störsender erscheinen, die wegen der endlichen Nachleuchtdauer des Bildschirmes nach Wiederinbetriebsetzung des Senders die Anzeige noch kurzzeitig stören könnten. Beim Zurückkippen des Multivibrators M in seinen stabilen Zustand wird der Rechteckimpuls in einer Differenzierstufe Di2 differenziert. Dieser differenzierte Impuls gelangt über einen Schalter Sch, zu einer Umschaltzentrale U. Der Schalter Sch5 ist jedoch nur dann geschlossen, wenn gleichzeitig am Ausgang des Amplitudensiebes AS eine Spannung liegt. Dadurch wird bewirkt, daß die Umschaltzentrale nur dann in Tätigkeit tritt, wenn auch nach dem Zurückkippen des Multivibrators M in seinen stabilen Zustand das Störsignal noch vorhanden ist. Durch die Umschaltzentrale, die z. B. ein Schrittschaltwerk sein könnte, werden schließlich die Schalter Such1 und Sch2 in eine andere Schaltstellung gebracht, so daß Sender und Empfänger auf einer neuen Trägerfrequenz arbeiten.In addition to stage D, there is also the amplitude filter at the output of amplifier V AS turned on, which consists, for example, of a biased diode to which Output side a voltage only appears when the input signal biases exceeds. The signal appearing at the output of the amplitude filter is a monostable multivibrator M supplied to the monostable multivibrator from his tilt stable state. After a short time, this is caused by the switching parts of the multivibrator is set, it flips back to the original sta- bilen State back. Because the output signals from the amplitude filter have slowly rising edges can have, it is advisable to use these signals to generate suitable switching signals to differentiate beforehand with a steep slope. For this purpose is at the entrance of the multivibrator M a differentiating stage Dil is provided. During the time, during that the monostable multivibrator M is in the stable state is from Derived from him a control voltage via a line Lj, which one between the Pulse center J and switch Sch8 located next to switch Schl opens. Through the Opening the switch Sch3, the pulse transmission is interrupted, in that none of the high-frequency transmission parts 51n 52v S3 of the radar transmitter is scanned. the the same control voltage is fed to the switch Sch4 via a line L2, the between the amplifier V and the demodulation part D is switched on. By opening This switch will cause the display to appear during the time during which over antenna A is not transmitting a signal, even if the display is interrupted. This ensures that there are no interfering signals from the interfering transmitter on the display arrangement appear because of the finite persistence of the screen after restarting of the transmitter could interfere with the display for a short time. When tilting the multivibrator back M in its stable state is the square pulse in a differentiating stage Di2 differentiated. This differentiated impulse arrives via a switch Sch, to a switching center U. The switch Sch5 is only closed, however, if at the same time there is a voltage at the output of the amplitude filter AS. Through this the effect is that the switching center only comes into action, even if after the tilting back of the multivibrator M in its stable state the interference signal still exists. Through the switching center that z. B. a stepping mechanism could be, the switches Such1 and Sch2 are finally in a different switch position brought so that the transmitter and receiver work on a new carrier frequency.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurden die Schalter Such, und Such2 als mechanische Schalter dargestellt. Selbstverständlich kann die Umschaltung auch durch elektrische Schalter, beispielsweise Kathodenstrahlschalter oder andere Röhrenschaltungen, z. B. mit gasgefüllten Schaltröhren, bewirkt werden. Selbstverständlich können auch die Schalter Sch3 bis Such5 als elektrische Schalter und nicht, wie in der Zeichnung dargestellt, als mechanische Schalter ausgebildet sein. Die Umschaltzentrale kann z. B. derart ausgebildet sein, daß sie die Schalter Sucht und Sch2 nach irgendeiner Gesetzmäßigkeit auf die drei Ausgänge umschaltet, z. B. derart, daß die Sender, S2, Sr bzw. die Generatoren G1, G2 und G3 zyklisch nacheinander angeschaltet sind. In the present exemplary embodiment, the switches Search, and Such2 shown as a mechanical switch. Of course, you can switch also by electrical switches, for example cathode ray switches or others Tube circuits, e.g. B. with gas-filled interrupters can be effected. Of course can also use switches Sch3 to Such5 as electrical switches and not how shown in the drawing, be designed as a mechanical switch. The switching center can e.g. B. be designed so that it searches the switch and Sch2 for any Law switches to the three outputs, e.g. B. in such a way that the transmitters, S2, Sr or the generators G1, G2 and G3 are switched on cyclically one after the other.

Desgleichen kann an die Stelle von mehreren Sende- und Empfängeroszillatoren mit fester Frequenz auch je ein elektrisch durchstimmbarer Sende- bzw. Empfängeroszillator treten. Bei Verwendung beispielsweise je eines Rückwärtswellenoszillators würden die Schalter Sack, und Sch2 je nach Stellung drei verschiedene Spannungen an die Laufraumanode der beiden Rückwärtswellenoszillatoren legen und somit die Röhren umstimmen, statt drei verschiedene Oszillatoren anzuschalten. Likewise, several transmitter and receiver oscillators can be used instead of several with a fixed frequency also an electrically tunable transmitter and receiver oscillator step. If, for example, one backward wave oscillator was used, each would the switches Sack, and Sch2 depending on the position three different voltages to the Place the running space anode of the two backward wave oscillators and thus the tubes change your mind instead of switching on three different oscillators.

Um zu vermeiden, daß das Amplitudensieb durch die im allgemeinen sehr starken Nahechosignale anspricht, wird die Verstärkung des Verstärkers V so geregelt, daß die starken Nahechoimpulse stark gedämpft werden. Zu diesem Zweck ist zwischen der Impulszentrale J und dem Verstärker V eine Leitung L3 vorgesehen, über welche dem Verstärker V von der Impulszentrale eine mit den Tastimpulsen synchrone periodische Regelspannung zugeführt wird. Diese Regelspannung kann einem oder mehreren Gittern der Verstärkerröhren des Verstärkers V zugeführt werden. In order to avoid that the amplitude sieve through the in general responds to very strong near-echo signals, the gain of the amplifier V is so regulated that the strong near-end echo pulses are strongly attenuated. To this end a line L3 is provided between the pulse center J and the amplifier V, via which the amplifier V from the pulse center a synchronous with the tactile pulses periodic control voltage is supplied. This control voltage can be one or more Grids of the amplifier tubes of the amplifier V are fed.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Method for changing the frequency of a radar device to eliminate the interference caused by a jammer, characterized in that that the received signals, possibly after prior amplification, an amplitude filter which only emits a signal when the input is given Signals exceed a maximum useful level, and that from the output of the amplitude filter picked up signals for the automatic actuation of switching devices, which both the transmitter and the receiver of the radar device to other frequencies to switch, to be exploited.

2. The method according to claim 1, characterized in that the reinforcement of the receiver of the radar device controlled in this way as a function of the pulse transit time that the signals reflected on objects of the same reflection surface are independent from the distance of the reflection point from the radar device with the same amplitude will.

3. The method according to claim 1, characterized in that with a receiver designed in such a way that the amplitude filter does not have any near echoes are fed.

4. The method according to claim I, 2 or 3, characterized in that the signals taken from the output of the amplitude filter are sent to the switching devices be supplied delayed that the pulse transmission during the delay time is interrupted and that the frequency changeover only takes place if after expiry the delay time at the output of the amplitude filter is still a voltage.

5. The method according to claim 4, characterized in that the display is interrupted during the delay time.

6. Arrangement for performing the method according to claim 4 or 5, thus identified draws that to the time delay of the output signals of the amplitude sieve a monostable multivibrator and for generating switching signals from the pulse edge that occurs when the multivibrator tilts back into its stable State arises, a differentiating stage is provided that in the line between a switch is provided for the pulse generator and the transmitter tubes to be scanned which is switched by the monostable multivibrator in such a way that it opens is when the multivibrator is in its unstable state, and that a switching center is provided for actuating the switching devices, which the differentiated pulses are fed from the multivibrator via a switch which is switched by the output voltage of the amplitude filter in such a way that that it is closed in the presence of a voltage.

7. An arrangement for performing the method according to claim 5 in conjunction with the arrangement according to claim 6, characterized in that between the receiver amplifier and the demodulator is provided with a switch which is activated by the monostable multivibrator is switched so that it is open when the multivibrator is in his unstable condition.

Publications Considered: Lepretre, R., »Introduction to the radar technology ", Berlin I956, p. I83.