DE977663C

DE977663C - Impulse radar device with fixed-character suppression

Info

Publication number: DE977663C
Application number: DES55234A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Tigler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1957-09-25
Filing date: 1957-09-25
Publication date: 1968-02-29

Description

Impulsradargerät mit Festzeichenunterdrückung Die Erfindung betrifft ein Impulsradargerät mit Festzeichenunterdrückung, bei dem im Anschluß an den Diskriminator durch eine Torschaltung einem Entfernungsteilbereich zugeordnete Rückstrahlimpulse mittels Dopplerfrequenzfllter analysiert werden.Pulse radar with fixed-character suppression The invention relates to a pulse radar device with fixed-character suppression, in which following the discriminator Return pulses assigned to a partial range by a gate circuit can be analyzed by means of a Doppler frequency filter.

Bei den bekannten Radargeräten mit Festzeichenunterdrückung durch eine Verzögerungsleitung tritt nämlich unter anderem folgender Mangel auf: Die Anzeige von Flugzeugen od. dgl. wird durch die Anzeige von Objekten mit nur sehr geringer Eigengeschwindigkeit stark beeinträchtigt. Derartige Objekte sind z. B. vom Wind in Bewegung gehaltene Wälder usw. Ferner können durch Instabilitäten des Gerätes die Reflexionsimpulse von Festzielen beeinflußt und damit Bewegungen vorgetäuscht werden. Um diesen Nachteilen zu begegnen, ist es ferner bekannt, an Stelle einer Verzögerungsleitung ein Filter zu benutzen, das für die Tastfrequenz und deren Harmonische undurchlässig ist. Das Frequenzspektrum einer Reihe von Reflexionsimpulsen eines Festzeichens besteht nämlich aus der Tastfrequenz sowie deren Harmonischen; der Energieinhalt des Signals verteilt sich auf die Tastfrequenz und eine große Anzahl der Harmonischen hauptsächlich der niedrigen Ordnungszahlen. Zur Aussiebung dieser Zeichen geeignete Filter mit einer großen Anzahl schmaler Sperrbereiche, sogenannte Kammfilter, sind sehr schwer realisierbar. Von bewegten Objekten herrührende Zeichen werden durch ein derartiges Filter durchgelassen, da das Frequenzspektrum dieser Signale auch zwischen den Harmonischen der Tastfrequenz liegende Spektrallinien entsprechend der Dopplerfrequenz aufweist. In the known radars with fixed-character suppression by a delay line occurs namely, among other things, the following deficiency: The display of airplanes or the like is only very low due to the display of objects Airspeed severely impaired. Such objects are z. B. from the wind Forests kept in motion, etc. Furthermore, instabilities of the device influenced the reflection impulses of fixed targets and thus simulated movements will. In order to counter these disadvantages, it is also known, instead of a Delay line to use a filter that covers the sampling frequency and its harmonics is impermeable. The frequency spectrum of a series of reflection pulses of a The fixed character consists of the sampling frequency and its harmonics; the The energy content of the signal is distributed over the sampling frequency and a large number of the harmonics mainly of the low atomic numbers. To sift this out Character-suitable filters with a large number of narrow restricted areas, so-called Comb filters are very difficult to implement. Characters from moving objects are allowed to pass through such a filter, as the frequency spectrum of this Signals also spectral lines lying between the harmonics of the sampling frequency corresponding to the Doppler frequency.

Es können hierbei die Sperrbereiche des Filters derart verbreitert werden, daß die von sich langsam bewegenden Objekten herrührenden niedrigen Dopplerfrequenzen ausgesperrt werden und somit die oben beschriebenen Nachteile der Verzögerungsleitung vermieden werden. Es ist auch bereits angegeben worden, ein Filter zu benutzen, das nur zwischen einigen wenigen, z. B. zwei, Harmonischen der Tastfrequenz durchlässig ist. Zweckmäßig legt man hierbei den Durchlaßbereich tiefer als die Tastfrequenz und sperrt die Gleichstromkomponente sowie die tiefsten Frequenzen und die Frequenzen, die nahe unterhalb der Tastfrequenz liegen, aus, um die Anzeige windbewegter Bäume usw. zu verhindern. Dieses Filter ist jedoch nicht mehr in der Lage, eine Impulsreihe zur Gewinnung einer Entfernungsinformation durchzulassen, wie dies bei einem aus vielen Durchlaß- und Sperrbereichen bestehenden Kammfilter der Fall ist. Die Verwendung eines Filters, das nur einen kleinen Ausschnitt des Dopplerfrequenzspektrums liefert, fordert demnach den Verzicht auf die Entfernungsinformation mit Hilfe einer Impulszeitmessung.The blocked areas of the filter can be widened in this way that the low Doppler frequencies resulting from slowly moving objects to be locked out and thus the disadvantages of the Delay line can be avoided. It has also already been stated a To use filters that are only between a few, e.g. B. two, harmonics of the Key frequency is permeable. It is expedient to lower the transmission range here than the sampling frequency and blocks the direct current component as well as the lowest frequencies and the frequencies that are close to the keying frequency to display to prevent wind moving trees etc. However, this filter is no longer in the Able to pass a series of impulses to obtain distance information, as is the case with a comb filter consisting of many pass and stop bands the case is. Using a filter that only covers a small portion of the Doppler frequency spectrum, therefore requires the waiver of the distance information with the help of a pulse time measurement.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es bekannt, die Entfernungsinformation bei gleichzeitiger Unterdrückung der Festzeichen dadurch zu erhalten, daß durch in wählbarer oder sich laufend ändernder Phasenbeziehung zum Sendertastimpuls stehende Schaltimpulse ein dem Dopplerfrequenzfilter vorgeschalteter Empfänger kurzzeitig geöffnet wird, so daß praktisch nur von einem einzigen Ziel zurückgestrahlte Zeichen analysiert werden. Die Zielentfernung ist hierbei an der Phasenlage des Schaltimpulses gegenüber dem Tastimpuls ablesbar. In order to avoid this disadvantage, it is known to use the distance information with simultaneous suppression of the fixed characters to be obtained by that by standing in a selectable or continuously changing phase relationship to the transmitter probe pulse Switching pulses from a receiver connected upstream of the Doppler frequency filter for a short time is opened, so that practically only characters reflected back from a single target to be analyzed. The target distance is based on the phase position of the switching pulse readable opposite the key pulse.

Die Verwendung von Filteranordnungen in der bekannten Weise hat jedoch folgenden Nachteil: Die Energie der im Durchlaßbereich des Filters liegenden Dopplerfrequenzkomponenten ist bei den üblicherweise kurzen Radarimpulsen sehr klein. Die Erzielung eines ausreichenden Störabstandes des Ausgangssignals bereitet daher Schwierigkeiten. However, the use of filter assemblies in the known manner has the following disadvantage: the energy of the Doppler frequency components lying in the pass band of the filter is very small with the usually short radar pulses. Achieving a sufficient S / N ratio of the output signal therefore causes difficulties.

Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß bei einem Gerät, bei dem im Anschluß an den Diskriminator durch eine Torschaltung einem Entfernungsteilbereich zugeordnete Rückstrahlimpulse mittels Dopplerfrequenzfilter analysiert werden, dadurch beseitigt, daß die durch die Torschaltung ausgewählten Rückstrahlimpulse über einen der ganzen Tastperiode entsprecllenden Zeitraum verlängert werden. Bei Impulsen größerer Dauer, im vorliegenden Fall mit einem Tastverhältnis 1 : 1, verteilt sich der Energieinhalt ihrer spektralen Komponenten im wesentlichen auf den Frequenzbereich unterhalb der Tastfrequenz, während die spektrale Energieverteilung bei Impulsen mit hohem Tastverhältnis - 1 : 1000 ist ein bei Radargeräten gebräuchlicher Wert - über eine große Anzahl von Harmonischen der Tastfrequenz nahezu gleichmäßig verteilt ist. Mit der Erfindung wird eine erhebliche Verbesserung der Anzeige erzielt, da das Ausgangssignal stärker und damit der Störabstand größer ist. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung läßt sich die relativ starke Gleichstromkomponente, die bei Festzeichensignalen auftritt, in einfacher Weise z. B. durch einen Kondensator vor dem Dopplerfrequenzfilter unterdrücken. Eine weitere Verbesserung der Anordnung ist dadurch möglich, daß ein Schalter vorgesehen ist, der über eine niederohmige Schaltung eine Umladung des Kondensators zur Unterdrückung der Gleichstromkomponente bewirkt. Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird zur Vermeidung des Einflusses von Umladungsvorgängen der Eingang des Filters jeweils bis kurz nach Beginn und kurz vor Ende der Analysierperiode kurzgeschlossen.This disadvantage is according to the invention in a device in which in the connection assigned to the discriminator by a gate circuit to a partial range Retroreflective pulses are analyzed using a Doppler frequency filter, thereby eliminating that the return pulses selected by the gate circuit over one of the whole Duty cycle corresponding to the period can be extended. For pulses of longer duration, In the present case with a duty cycle of 1: 1, the energy content is distributed their spectral components essentially in the frequency range below the Duty cycle, while the spectral energy distribution for pulses with a high duty cycle - 1: 1000 is a common value for radars - over a large number of harmonics of the sampling frequency is almost evenly distributed. With the invention a significant improvement in the display is achieved because the output signal is stronger and thus the signal-to-noise ratio is greater. In the arrangement according to the invention can the relatively strong DC component that occurs with fixed-character signals, in a simple way z. B. suppress by a capacitor in front of the Doppler frequency filter. A further improvement of the arrangement is possible in that a switch is provided is, the charge reversal of the capacitor for suppression via a low-resistance circuit the direct current component causes. According to another development of the invention the input of the filter is used to avoid the influence of recharging processes short-circuited until shortly after the beginning and shortly before the end of the analysis period.

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown.

Mit 21 ist der Diskriminator des Radargerätes in Verbindung mit der Torschaltung bezeichnet. Die Verlängerung der von der Torschaltung abgegebenen Impulse über die Tastperiode, d. h. bis auf ein Tastverhältnis 1 : I, erfolgt durch eine Schaltungsanordnung mit einer Röhre 22, die zwei antiparallelgeschaltete Systeme aufweist. Die Steuerung der Gitter 23 und 24 der Röhrenanordnung 22 erfolgt mit geeigneter Phase mit der Tastfrequenz. Es ist also möglich, geeignete Steuerspannungen von anderen Stellen des Radargerätes abzuleiten. Der Kondensator 25 wird durch die vom Diskriminator und der Torschaltung 2I abgegebenen, die Röhrenanordnung 22 passierenden Impulse aufgeladen und behält seine Ladung bis zum Eintreffen des folgenden Impulses, der in Verbindung mit einer entsprechenden Steuerung an den Gittern 23 und 24 eine Umladung des Kondensators entsprechend der jeweiligen Amplitude des nachfolgenden Impulses auslöst. Zur Impulsverlängerung sind im übrigen verschiedene Schaltungen bereits bekannt, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll. Der Kondensator 29 trennt den Gleichstrom vom Filter 27 ab. Das Röhrensystem 26 dient in der dargestellten Schaltung dazu, eine schnelle Umladung des Kondensators 29 zu ermöglichen. Durch den Schalter 28, der vereinfacht dargestellt ist und durch eine bekannte elektronische Schalteranordnung ersetzt werden kann, wird der Eingang des Filters 27 so lange kurzgeschlossen, bis zu Beginn der Analysierperiode auftretende Umladungsvorgänge abgeklungen sind. Ein Schließen des Schalters 28 kurz vor dem Ende der Analysierperiode ist ebenfalls zweckmäßig. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird eine Impulsreihe gleichbleibender Amplitude, die einem Festzeichen entspricht, in ein Gleichstromsignal vor dem Kondensator 29 umgewandelt. Die einem beweglieben Ziel entsprechende Impulsreihe wechselnder Amplitude tritt dagegen am Eingang des Filters 27 als treppenförmiges Signal, dessen Umhüllende jedoch etwa einer Sinuskurve entspricht, in Erscheinung. At 21 the discriminator of the radar device is in connection with the Gate circuit called. The extension of the pulses emitted by the gate circuit over the duty cycle, d. H. except for a duty cycle of 1: I, is carried out by a Circuit arrangement with a tube 22, the two anti-parallel systems having. The control of the grids 23 and 24 of the tube arrangement 22 takes place with suitable phase with the sampling frequency. It is therefore possible to use suitable control voltages derive from other points of the radar device. The capacitor 25 is through the output from the discriminator and gate circuit 2I passing the tube assembly 22 Impulses charged and retains its charge until the arrival of the following impulse, in connection with a corresponding control on the grids 23 and 24 a Charge reversal of the capacitor according to the respective amplitude of the following Impulse triggers. There are also various circuits for pulse lengthening already known, which will not be discussed in more detail here. The condenser 29 separates the direct current from the filter 27. The tube system 26 is used in the illustrated A circuit to enable the capacitor 29 to be recharged quickly. By the switch 28, which is shown in simplified form and by a known electronic Switch arrangement can be replaced, the input of the filter 27 is so long short-circuited, recharging processes occurring up to the beginning of the analysis period have subsided. Closing the switch 28 shortly before the end of the analysis period is also useful. The arrangement according to the invention creates a series of pulses constant amplitude, which corresponds to a fixed character, into a direct current signal converted before the capacitor 29. The series of impulses corresponding to a target that has remained in motion alternating amplitude occurs at the entrance of the filter 27 as a staircase Signal, the envelope of which, however, corresponds approximately to a sinusoidal curve, in appearance.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Pulse radar device with fixed-character suppression, in the connection to the discriminator by a gate circuit a distance sub-range associated return pulses are analyzed by means of a Doppler frequency filter, thereby characterized in that the return pulses selected by the gate circuit are above extended to a period corresponding to the entire scanning period.

2. Pulse radar device according to claim I, characterized in that the DC component is suppressed before the Doppler frequency filter, e.g. B. through a capacitor.

3. Pulse radar device according to claim 2, characterized in that a switch is provided, which can be used for recharging via a low-resistance circuit of the capacitor to suppress the direct current component.

4. Impulse radar device according to one of claims I to 3, characterized in that that to avoid the influence of charge reversal processes, the input of the Doppler frequency filter until shortly after the beginning and shortly before the end of the analysis period is short-circuited.

Papers considered: British Patent No. 596651.