NL8103178A

NL8103178A - Zoekradarapparaat.

Info

Publication number: NL8103178A
Application number: NL8103178A
Authority: NL
Original assignee: Hollandse Signaalapparaten Bv
Priority date: 1981-07-02
Filing date: 1981-07-02
Publication date: 1983-02-01
Also published as: JPH0370794B2; DE3278740D1; AU8539882A; US4542382A; JPS5810669A; CA1188394A; EP0069415A1; EP0069415B1; AU544957B2

Description

A . > - 1 -

Zoekradarapparaat

De uitvinding heeft betrekking op een zoekradarapparaat met MTI-videoverwerkingseenheid, welke eenheid is voorzien van een canceller voor het genereren van videosignalen van bewegende 5 doelen, een zero-velocity filter voor het genereren van cluttervideo-signalen en clutterniveauindicatiemiddelen voor het per afstand-azimuth cluttercel uit het radarbereik onder gebruikmaking van cluttervideosignalen bepalen van een standaard clutterniveauwaarde.

Een dergelijk zoekradarapparaat is bekend uit IEEE 10 Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. AES-15,

No. k, Dull 1979, biz. 508-516, waarbij de door het zero-velocity filter afgegeven videosignalen met een boven een drempelwaarde uitkomende response worden geselecteerd voor de verwerking ervan in de clutterniveauindicatiemiddelen, waarin een recursief filter 15 en een daaraan gekoppeld cluttergeheugen zijn opgenomen.

Gebruik van een zero-velocity filter met een bij benadering rechthoekige filterkarakteristiek heeft het voordeel dat genoemde selectie van videosignalen zuiver op frequentiebasis plaats vindt.

* Evenwel vormt de vervaardiging van een dergelijk filter een 20 zeer kostbare aangelegenheid, terwijl bovendien een dergelijk filter moeilijk te realiseren is. In het geval gebruik wordt gemaakt van een goedkoper zero-velocity filter, waarvan de filterkarakteristiek aanzienlijk van de rechthoeksvorm afwijkt, zal een selectie van cluttersignalen niet op frequentie alleen, maar op 25 frequentie en amplitude plaats vinden. Het is dan mogelijk, dat een videosignaal met een zekere amplitude en bij een bepaalde, in de eerste stopband van de filterkarakteristiek gelegen doppler-frequentie, een filterresponse beneden die drempelwaarde heeft, terwijl een videosignaal bij een wat hoger in de eerste stopband 30 gelegen frequentie en met een veel grotere amplitude een filter-response heeft, hetwelke wel boven die drempelwaarde ligt.

Met een aldus plaats vindende selectie van videosignalen wordt een onjuiste indicatie van de aanwezige grondclutter en quasi-stil-staande doelen verkregen, hetgeen als een nadeel van het zoekradar- 8103178 i - 2 - * 9 apparaat met een dergelijk MTI-videoverwerkingseenheid moet worden aangemerkt.

De uitvinding beoogt een oplossing voor genoemd nadeel aan te geven, waarbii een selectie van de videosignalen op basis 5 van frequentiegrootte plaats vindt, maar waarop zo nodig nog afzonderlijk een amplitudeafhankelijke selectie kan worden uitge-voerd.

Overeenkomstig de uitvinding is de MTI-videoverwerkingseenheid van het zoekradarapparaat van het in de aanhef omschreven 10 soort voorzien van een op de canceller en het zero-velocity filter aangesloten conditioneel circuit voor het per rangequant van elke radaraftastslag genereren van een clutterschakelsignaal indien voor die rangequant het met het zero-velocity filter verkregen signaalwaarde groter is dan het met de canceller verkregen signaal-15 waarde, en voorts is voorzien van een op het zero-velocity filter en het conditioneel circuit aangesloten combinatieschakeling voor het selecteren van de gedurende de aanwezigheid van de clutter-schakelsignalen voorhanden zijnde cluttervideosignalen en voor het per cluttercel en per antenneomwentelingsperiode aan de hand 20 van de aldus geselecteerde cluttervideosignalen bepalen van een tijdelijke clutterniveauwaarde ten behoeve van de clutterniveau-indicatiemiddelen voor de vorming van een standaard clutterniveauwaarde.

De uitvinding zal nu nader aan de hand van de bijgaande 25 figuren worden toegelicht, waarvan:

Fig. 1 het radarbereik van een zoekradarapparaat weer- geeftj

Fig. 2 een blokschema van een zoekradarapparaat met een MTI-videoverwerkingseenheid toont; 30 Fig. 3 karakteristieken van een eerste type canceller en zero-velocity filter in een met vaste impulsherhalingstijden werkzaam impulsradarapparaat weergeeft;

Fig. 4 karakteristieken van het eerste type canceller en zero-velocity filter in een met wisselende impulsherhalings-35 tijden werkzaam impulsradarapparaat weergeeft; 8103178 * > - 3 -

Fig. 5 een schematische weergave van een eerste type symmetrisch uitgevoerd, ή-punts transversaal filter toontj

Fig. 6 een schematische weergave van een eerste type antisymmetrisch uitgevoerd, 4-punts transversaal filter toontj 5 Fig. 7 en 8 een aantal karakteristieken van een canceller en zero-velocity filter van de in Fig. 5 en 6 weergegeven types in een met wisselende impulsherhalingstijden werkzaam impulsradarapparaat tonen;

Fig. 9 en 10 een aantal diagrammen tonen met betrekking 10 tot de in Fig. 7 en 8 bepaalde frequentiegebieden met |Ηζ(ω)| > ΐΗβ(ω)|;

Fig. 11 een schematische weergave van een tweede type antisymmetrisch uitgevoerd, 4-punts transversaal filter toontj

Fig. 12 een schematische weergave van een tweede type 15 symmetrisch uitgevoerd, 4-punts transversaal filter toontj

Fig. 13 een schematische weergave van een derde type antisymmetrisch uitgevoerd, 4-punts transversaal filter toontj

Fig. 14 een schematische weergave van een derde type symmetrisch uitgevoerd, 4-punts transversaal filter toontj 20 Fig. 15-18 een aantal karakteristieken van een canceller en een zero-velocity filter van de in Fig. 14, respectievelijk 13 weergegeven types in een met wisselende impulsherhalingsti;Jden werkzaam impulsradarapparaat tonen;

Fig. 19-20 een aantal diagrammen tonen met betrekking 25 tot de in Fig. 15-18 bepaalde frequentiegebieden met |H (ω)| > 1Η (ω) | j

Fig. 21 een schematische weergave van een 5-punts transversaal filter toontj

Fig. 22 - 25 een aantal karakteristieken van een canceller 30 en een zero-velocity filter van het in Fig. 21 weergegeven type in een met wisselende impulsherhalingstijden werkzaam impulsradarapparaat tonen;

Fig. 26 en 27 een aantal diagrammen tonen met betrekking tot de in Fig. 22-25 bepaalde frequentiegebieden met 35 |Ηζ(ω)|> |H>)|.

8103178 - k -

In fig. 1 is een verdeling van het radarbereik van een zoekradarapparaat in zones weergegeven, hetgeen is verkregen met behulp van azimuthsectoren van gelijke grootte en rond het radar- » meetcentrum aangebrachte equidistante ringen. Deze zones, welke 5 hierna cluttercellen worden genoemd, worden elk door een aantal opeenvolgende radarzoekslagen doorsneden en bezitten een lengte van meerdere rangequanta, waarvan de grootte wordt bepaald door de tijdsduur tussen een tweetal opeenvolgende, door het radarapparaat voort te brengen klokpulsen. Elke cluttercel kan derhalve worden 10 geacht te zijn opgebouwd uit een aantal zogenaamde afstand-azimuth resolutiecellen, elk waarvan een lengte bezit overeenkomend met een rangequant en een hoekbreedte gelijk aan de hoek tussen twee opeenvolgende radarzoekslagen.

In het in Fig. 2 weergegeven blokschema van het zoek-15 radarapparaat is met verwijzingscijfer 1 een zend- en ontvangeenheid voor het genereren van zendimpulsen en voor het coherent detecteren van de daarmee verkregen echosignalen weergegeven. Voor de ver-werking van de met coherente detectie verkregen videosignalen is het radarapparaat voorzien van een MTI-videoverwerkingseenheid, 20 welke tenminste een canceller 2, een zero-velocity filter 3 en een op de canceller 2 en zero-velocity filter 3 aangesloten conditioneel circuit ¢-. Ofschoon de canceller 2 en het zero-velocity filter 3 enkelvoudig in het blokschema zijn opgenomen, komen zij in werkelijk-heid in tweevoud voor als gevolg van een in eenheid 1 aanwezig 25 "in-fase" kanaal (of I-kanaal) en een ,,kwadratuur"-kanaal (of Q-kanaal), in elk waarvan de coherente detectie met een daarop-volgende digitalisering van de videosignalen plaats vindt.

Zo dient men onder de met verwijzingscijfer 2 weergegeven canceller te verstaan: een tweetal op het I- en Q-kanaal aangesloten digitale 30 cancellers, en een op beide cancellers aangesloten waarderings- schakeling voor het bepalen van de logarithme van de absolute waarde van de digitale videosignalen. Voor het zero-velocity filter 3 geldt een soortgelijke beschouwing.

Van de canceller 2 wordt verwacht dat het videosignalen 35 van stilstaande voorwerpen geheel onderdrukt en videosignalen van bewegende voorwerpen minder gedempt doorlaat naarmate de bijbehorende 8103178 - 5 - dopplerfrequentie hoger is. Daarentegen wordt van het zero-velocity filter 3 verwacht, dat het cluttervideosignalen, dat wil zeggen, videosignalen welke afkomstig zijn van stilstaande voorwerpen, onverzwakt doorlaat. Evenwel worden door het zero-velocity filter 3 5 ook nog videosignalen van bewegende voorwerpen doorgelaten, zij het meer verzwakt naarmate de bijbehorende dopplerfrequentie hoger is.

Het conditioneel circuit 4- zal slechts in het geval de met het zero-velocity filter 3 verkregen signaalwaarde groter is dan de met de canceller 2 verkregen signaalwaarde, een zogenaamd 10 clutterschakelsignaal genereren. Met het clutterschakelsignaal wordt een indicatie verkregen of de dopplerfrequentie van het betrokken videosignaal onder een bepaalde waarde blijft, en derhalve het desbetreffende doel als een stilstaand of langzaam bewegend doel moet worden beschouwd.

15 Uit "Theory and Application of Digital Signal Processing",

Practice Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Yersey, pag. 76-79 van L.R. Rabiner en B. Gold volgt nog, dat ter voorkoming van frequentie-dispersie in het dopplerspectrum genoemde filters een lineaire fase-response dienen te bezitten, en dat zij daartoe bij voorkeur 20 transversaal en symmetrisch of antisymmetrisch moeten worden uitge-voerd.

Het ligt voor de hand om voor een canceller 2 gebruik te maken van een enkele of een dubbele canceller. In het geval het impulsradarapparaat is ingericht voor het genereren van zend-25 impulsen met een vaste impulsherhalingstijd en is voorzien van een dubbele canceller, zijn de weegfactoren 1, -2 en 1 en geldt de overdrachtsfunctie |H (ω)| = bsin |ωτ, waarin ω de dopplerfrequen-tie en τ de impulsherhalingstijd voorstelt. Van deze overdrachtsfunctie is de met |H (ω)|^ aan te duiden 201og-waarde middels 30 karakteristiek 5 in Fig. 3 weergegeven.

Daar de met overeenkomstig rangnummer aan te duiden weegfactoren van het zero-velocity filter 3 en de canceller 2 in grootte op elkaar moeten zijn afgestemd, bezit het zero-velocity filter 3 als bijpassend filter de weegfactoren ], 2 en 1. Dit 35 levert de overdrachtsfunctie |Ηζ(ω)| = 4· cos |ωτ op, waarvan de |Η2(ω)l^g-waarde als karakteristiek 6 in Fig. 3 is weergegeven.

Ik.

8103178 - 6 -

Λ' V

!

Uit de beide karakteristieken 5 en 6 valt op te maken dat behalve in een gebied 7 bij de vaste clutter tevens in een tweetal gebieden 8 en 9 rond de met de blinde snelheden overeenkomende dopplerfrequenties het uitgangssignaal van het zero-velocity filter 3 5 eveneens groter is dan dat van de canceller 2. Hieruit volgt dat ook echosignalen van doelen, welke zich ten opzichte van het radar- meetcentrum voortbewegen met een blinde snelheid een clutter- schakelsignaal opleveren. Gezocht zal worden naar middelen, waarmede het genereren van clutterschakelsignalen onder dergelijke 10 omstandigheden zo veel mogelijk wordt voorkomen. Door nu het van de canceller 2 te verkrijgen videosignaal, alvorens het met het cluttervideosignaal te vergelijken, eerst met een constante (bijvoorbeeld 12) in waarde te verhogen (zie karakteristiek 10 in

Fig. 3), wordt bereikt, dat de gebieden, welke rond de met de 15 blinde snelheden overeenkomende dopplerfrequenties zijn gelegen, en waarvoor geldt: |H (ω)| > |H (ω)| (zie lijnstukken 11 en 12 in z c

Fig. 3), aanzienlijk (i.c. ongeveer 40¾) kleiner zijn geworden. Evenwel is het als het ware cluttergebied aan te duiden frequentie-gebied 13 ook in gelijke mate kleiner geworden, hetgeen niet 20 beoogd wordt. Ter verkrijging van de karakteristiek 10 is,in de in Fig. 2 weergegeven uitvoeringsvorm van het impulsradarapparaat met logarithmische versterking van de videosignalen, het conditioned circuit 4 voorzien van een revaluatieschakeling 14, waarin de digitale waarde van het videosignaal met genoemde constante 25 wordt vermeerderd, en van een vergelijkschakeling 15, waaraan de door het zero-velocity filter 3 en revaluatieschakeling 14 voort-gebrachte waarden worden toegevoerd. Indien de vergelijkschakeling 15 een videosignaalwaarde van de revaluatieschakeling 14 ontvangt, dat groter is dan de toegevoerde cluttersignaalwaarde, zal de schake-30 ling 15 een vast-doelindicatiesignaal genereren. Dit vast-doel-indicatiesignaal is in deze uitvoeringsvorm van het impulsradarapparaat te benutten als clutterschakelsignaal. Zou in plaats van logarithmische versterking lineaire versterking bij de amplitude-bepaling van de videosignalen zijn toegepast, dan zou de revaluatie-35 schakeling 14 niet als een optelschakeling maar als een vermenig-vuldigingsschakeling met een constante vermenigvuldigingsfactor 8103178 / * - 7 - moeten worden uitgevoerd. De grootte van de in de revaluatie-schakeling H te hanteren constante bepaalt de grootte van de frequentiegebieden, waarbinnen de dopplerfrequentie van een video-signaal moet liggen, opdat het betrokken voorwerp door middel van 5 een vast-doelindicatiesignaal nog als een stilstaand of quasi-stilstaand voorwerp wordt aangemerkt.

Een afdoende oplossing van het probleem met betrekking tot het genereren van een vast-doelindicatiesignaal voor video-signalen bi j een aan een blinde snelheid gerelateerde doppler-10 frequentie wordt enkel met het in waarde verhogen van het uit-gangssignaal van de dubbele canceller 2 niet verkregen. Het is immers vanwege de periodiciteit in de karakteristiek 5 niet mogelijk met behulp van een geschikte constante deze karakteristiek zodanig in waarde te verhogen, dat slechts voor dopplerfrequenties 15 behorende bij stilstaande of langzaam bewegende doelen een frequentiegebied overblijft, waarbij de verhoogde canceller-response hoger zou zijn dan de response van het zero-velocity filter.

Een afdoende oplossing van dit probleem wordt wel verkregen, indien tevens nog de navolgende maatregelen in combinatie 20 worden getroffen: - Het impulsradarapparaat moet ingericht zijn voor het genereren van zendimpulsen met gestaggerde impulsherhalingstijden; - Het conditioneel circuit b moet voorzien zijn van, op de ver-gelijkschakeling 15 aangesloten eerste geheugenmiddelen 16 voor 25 het per rangequant opslaan van de toegevoerde vast-doelindicatie-signalen gedurende een met een aantal opeenvolgende impulsherhalingstijden overeenkomende periode; en - Het conditioneel circuit b moet voorzien zijn van middelen 17 voor het genereren van een clutterschakelsignaal bij het 30 voorhanden zijn van een gedefinieerd minimum aantal voor over-eenkomstige rangequanta verkregen vast-doelindicatiesignalen in de eerste geheugenmiddelen 16 binnen bovengenoemde periode.

Voor een dubbele canceller 2 en een zero-velocity filter 3 van het bijpassende type in een impulsradarapparaat, dat 35 ingericht is voor het genereren van zendimpulsen met wisselende impulsherhalingstijden en T^ gelden de volgende overdrachts- 8103178 * \ - 8 - functies: D -ja)T2 -5ω(Τ,+Τ2) Η (ω)= e - 2e + e , respectievelijk ο -ίωΤ2 -ίω(Τ +T2)

Hz(W) = e° + 2e £ + e ' c .

Voor de impulsherhalingstijden =T(T-e) en Τ2 = Τ(1+ε) volgen 5 daaruit de volgende amplituderesponsies: 2 |H>) |dB = 10 log (l + cos ωΤ - 2 cosojT.cos εωΤ} + 6,02, en 2 |H (w)Jdg = 10 log (l + cosojT + 2 cos ωΤ. cos εωΤ] + 6,02, waarvan de karakteristieken 18 respectievelijk 19 bij een stagger-factor ε = 0,07 in Fig. 4 zijn weergegeven. Hoewel de karakteristieken 10 18 en 19 zich duidelijk onderscheiden van de karakteristieken 5 en 6 van Fig. 3, is geen verschil te bespeuren tussen de in Fig. 3 weergegeven frequentiegebieden 7, 8 en 9 met |H (ω)| > |H (ω)|, en de daarmee overeenkomstige frequentiegebieden 20, 21 en 22 in Fig. 4. Een aanzienlijk gunstiger resultaat wordt verkregen door 15 het verhogen van de karakteristiek 18 met de waarde 12, hetgeen de karakteristiek 23 oplevert. De alsdan te verkrijgen frequentiegebieden 24 en 25 leveren wel een merkbaar verschil op met de op overeenkomstige wijze in Fig. 3 verkregen frequentiegebieden 11, 12 en 13, hetgeen veroorzaakt wordt door de aanwezigheid van de 20 staggerfactor ε in deze functie.

Bij gebruik van een canceller 2 en een zero-velocity filter 3 van hogere orde, en wel van het niet-recursieve, vier-punts type, kan in eerste instantie worden gedacht aan een filter met drie identieke vertragingslijnen Z, alsmede vier weegfactoren.

25 De symmetrische, respectievelijk antisymmetrische uitvoering van een dergelijk filter zijn in Fig. 5 en 6 weergegeven.

De z-getransformeerde overdrachtsfuncties van deze filters zijn:

Eo.E^“ = z'^fz'+az +az + 1}, respectieveli jk E .Ej” =z" {z +az - az - l}, met Ej en Eq het ingangs-, resp.

30 uitgangssignaal en a de nog te bepalen waarde van de weegfactoren. Voor een canceller 2 van het in Fig. 5 weergegeven type levert 8103178 - 9 - * 4 substitutle van de wortel z = 1 in de z-getransformeerde overdr achtsfunctie de volgende vergelijking op: 1 +a + a + 1 = 0, waaruit volgt a = -1, alsmede de reeks weegfactoren 1, -1, -1 en 1.

Daar bij een dergelijke reeks weegfactoren de waarde z=-T eveneens 5 als wortel van de z-getransformeerde overdrachtsfunctie voldoet, en daarmee ook aan de minimum eisen van een zero-velocity filter wordt voldaan, is het filtertype van Fig. 5 niet bruikbaar voor het vervaardigen van een canceller. Wordt de canceller 2 volgens Fig. 6 ontworpen, dan vinden we na substitutle van z=l in de z-getrans-10 formeerde overdrachtsfunctie de coefficientenvergelijking 1+α-α-1=0, waardoor voor iedere waarde van a aan de eis voor het verkrijgen van een canceller voldaan is. Daar evenwel a=l een wortel z = -l oplevert, welke de noodzakelijke voorwaarde geeft ter verkrijging van een zero-velocity filter, geldt als oplossingsverzameling 15 voor een te ontwerpen canceller 2: {aeR/a^l}. Het bijpassende zero-velocity filter 3 dient dan wel van het type van Fig. 5 te zijnj substitutle van z = -1 in de z-getransformeerde overdrachtsfunctie van Fig. 5 levert het resultaat op: -1 +α-α+ 1=0, hetgeen slechts de beperking a ^-1 oplevert, daar anders het te 20 verkrijgen filter tevens de kenmerkende eigenschappen van een canceller zou vertonen. Voor een goed functlonerende canceller kan nog als tweede eis worden gesteld, dat de stopband van de canceller voldoende breed moet zijn om in voldoende mate vaste clutter te kunnen elimineren. Hiertoe dienen de overige wortels z, en z, van

3 2 c J

25 de vergelijking z +az -az-1 = 0 zodanige waarden te bezitten, dat de daarmee in het S-vlak corresponderende wortels op de jfl-as liggen, hetgeen voor de wortels en z^ leidt tot de eis: discriminant D<0, en derhalve -3<α<1. De waarde a = -3 levert een drievoudige wortel z = 1 op; de overige waarden van a introduceren zijlussen in 30 de cancellerkarakteristiek, hetgeen weer minder is gewenst bij het streven naar een goede onderdrukking van vaste clutter.

Op soortgelijke overwegingen geeft de waarde a = -3 een geschikt zero-velocity filter van het in Fig. 5 weergegeven type .

Voor deze waarde van a en bij een repeterende reeks van impuls- 35 herhalingstijden , en gelden voor de canceller 2 en het 8103178 * \ - 10 - zero-velocity filter 3 de overdrachtsfuncties: -jul -ju)(T +T ) -ίω(Τ.+Τ?+Τ,) Η0(ω) = e -3.e 3 + 3.e - e , respectievelijk n -jaiT, -jw(T+TJ ->(T1+VT,) Ηζ(ω) = e -3.e - 3.e + e , en derhalve de filteramplituderesponses: 5 |Ηο(ω) |dB = Ϊ0 log {20 - 18 cosωΤ2 + 6 cosutCTj+T^) - 6 cosωΤ^ - - 6 cos ωΤ^ + 6 cos oKTg+Tj) - 2 cos ω(Τ^ +T2+Tj)}, resp.

|Ηζ(ω) |dB = 10 log {20 + 18 cos ωΤ^ + 6 cos ωΟ^+Τ^) + 6 cos ωΤ^ + + 6 cos ωΤ^ + 6 cos ω(Τ2+Τ^) + 2 cos a)(Tj +T2+T3)}.

Gezocht zal nu worden naar een geschikte reeks impulsherhalings-10 tijden, waarbij zowel voor de canceller 2 alswel voor het zero-velocity filter 3 een serie amplituderesponse-karakteristieken met zodanige onderlinge verschillen wordt verkregen, dat de bij deze karakteristieken te verkrijgen frequentiegebieden met |Η (ω)I > |Η (ω)I steeds wisselende posities innemen. Daar een 15 wisselende positie niet voor het ware cluttergebied optreedt, wordt een geschikte selectiemethode op aanwezigheid van echosignalen in het ware cluttergebied verkregen door na te gaan of in een aantal opeenvolgende meetprocedures een voldoend aantal keren het clutter-indlcatiesignaal wordt gegenereerd. Slechts dan mag met vrij grote 20 stelligheid worden aangenomen, dat de dopplerfrequentie van het r gedetecteerde echosignaal in het ware cluttergebied ligt.

Belangrijk in dit verband is nog te vermelden, dat een goede keuze van de impulsherhalingstijd in de goniometrische term met de grootste coefficient i.c. de term 18 cosωΤ2 een gunstige uitwerking heeft 25 op de beoogde wisseling in posities van frequentiegebieden met |H (ω)| > |Η (ω) I · Een geschikte reeks impulsherhalingstijden hier-voor is: {T(1-ε), Τ(1+ε), Τ(1-ε), etc.....}.

Voor deze reeks impulsherhalingstijden gelden de amplitude-30 responsefuncties: 8103178 * It - Π - |Hc(a>)|dB = 10 log {20 - 18 cos&>T(l±e) + 12 cos 2ωΤ - 12 οοεωΤ(1+ε) -- 2 cosa)T(3+e)} voor de canceller 2, en |Ηχ(ω)|ds = 101og{20 + 18cosWT(l±e) + 12cos 2ωΤ + 12cosujT(l+e) + + 2 οοδωΤΟΤε^ voor het zero-velocity filter 3 5 bij de reeks impulsherhalingstijden Τ(1-ε), Τ(1+ε), Τ(1-ε), resp. Τ(1+ε), Τ(1-ε), Τ(1+ε). De gelijktijdig met elkaar te vergelijken karakteristieken van de canceller 2 en het zero-velocity filter 3 zijn voor ε = 0,07 met verwijzingscijfers 26 en 27, resp. 28 en 29 in Fig. 7 en 8 weergegeven. Daarbij valt op 10 te maken, dat de frequentiegebieden 30, 31 en 32 in Fig. 7 en 33, 34 en 35 in Fig. 8, waarbij geldt jH (ω)|> JΗ (ω) |, geringe verschillen vertonen. De frequentiegebieden 30 - 35 zijn gezamen-lijk in Fig. 9 opgenomen, hetgeen tevens de mogelijkheid biedt voor de vorming van een afzonderlijk diagram, waarin met ver-15 wijzingscijfers 36, 37 en 38 de frequentiegebieden zijn weergegeven, welke de elkaar overlappende delen van de frequentiegebieden 30 - 35 representeren. Worden in Fig. 7 en 8 de canceller-karakteristieken 26 en 28 met een constante 12 verhoogd, hetgeen resulteert in de karakteristieken 39, resp. 40, dan treden er 20 duidelijke verschillen in de posities van de alsdan te verkrijgen frequentiegebieden 41 -46 met |Η (ω)| > |H (ω)| naar voren, vooral ten aanzien van het tweede blinde snelheidsgebied. Deze frequentiegebieden 41 -46, alsmede de door overlapping te ver-krijgen frequentiegebieden 47-49 zijn in diagramvormen in Fig. TO 25 weergegeven. Vergelijking van de frequentiegebieden 48 en 49 met de in Fig. 9 weergegeven gebieden 37 en 38 laat zien, dat als gevolg van de toegepaste verhoging van de cancellerkarakteristieken 26 en 28 de omvang van de bij de blinde snelheden behorende frequentiegebieden met |H (ω)| > |Η (ω)[ met ca. 35¾ is gereduceerd.

30 Een geringe vergroting van de toegepaste constante zou een nog gunstiger resultaat opleveren, hetgeen toelaatbaar is in verband met de toegenomen flanksteilheid van deze karakteristieken in vergelijking met die van Fig. 4. Een soortgelijke gevolgtrekking mag eveneens voor andere series van impulsherhalingstijden worden 8103178 - 12 - genomen, waarvan de explicatie evenwel achterwege is gelaten.

Of het beoogde resultaat eveneens wordt verkregen bij toepassing van de in Fig. 11 en 12 weergegeven transversale filters met een viertal vertragingslijnen (N = 2) en tevens een viertal 5 weegfactoren, zal nader worden onderzocht. Bij een dergelijk 4-punts filtertype is het noodzakelijk een weegfactor 0 te kiezen, hetgeen als gevolg van de vereiste symmetrische of antisymmetrische opbouw van het filter het ontbreken van een aftakking tussen de derde en vierde vertragingslijn tot gevolg heeft.

10 In het geval de canceller 2 de antisymmetrische con- figuratie van Fig. 11 wordt toebedacht, zal de z-getransformeerde _ I _£l r li 3 , overdrachtsfunctie E .E. =z iz +az -az-lj een wortel z=l dienen te bezitten, hetgeen bij iedere waarde van a mogelijk is. Helaas is ook voor iedere α-waarde z = -l een wortel van deze 15 overdrachtsfunctie, zodat dit filter in deze configuratie noch als canceller, noch als zero-velocity filter bruikbaar is. Toepassing van het filter van Fig, 12 met vier vertragingslijnen (N = 2) en vier gewichtsfuncties levert voor de canceller 2 de z-getransformeerde overdrachtsfunctie Eq.E^ =ζ"ί|'{ζ^ + αζ^+αζ +l} 20 op en de voorwaarde voor de weegfactoren a=-l.

Evenwel is de alsdan te verkrijgen overdrachtsfunctie te ontbinden + 2kir tot E^ = z .(z-l).(z -1), met de wortels z;e met keN.

Dit resulteert in een snellere opeenvolging van de door de blinde snelheden gekarakteriseerde frequentiegebieden, zodat dit 25 type filter voor toepassing als canceller niet in aanmerking komt. 0m soortgelijke redenen komt het filter van Fig. 12 met vier vertragingslijnen (N=2) en vier gewichtsfuncties voor toepassing als zero-velocity filter niet in aanmerking.

Toepassing van het in Fig. 11 weergegeven filtertype 30 met een groter aantal vertragingslijnen (N > 2) ter verkrijging van een canceller 2 levert bij substitutie z = 1 in de z-getransfor- meerde overdrachtsfunctie E ,E."^ _ z“(N+2)rN+2 + ctzN+^ -az-1} oi 1 1 geen beperkende voorwaarde voor a op.

8103178 - 13 -

Evenwel levert substitutie van de, het zero-velocity filter ken-merkende, wortel z = -1 in deze overdrachtsfunctie de voorwaarde op: a=l of N is een even waarde; derhalve moet hier voor de canceller de volgende beperking worden ingevoerd: α Φ 1 en N is 5 een oneven waarde. Het stellen van de eis, dat de z-getransformeer-de overdrachtsfunctie nog een tweede wortel z = 1 dient te bevatten, levert nog de voorwaarde op: a = -1 -2.N“^. Voor N = 1 wordt een situatie verkregen als besproken is aan de hand van Fig. 5- 10, terwijl de overige, oneven N-waarden een nog kleinere a-waarde 10 opleveren, waardoor geen der termen een dominerende rol bij een te vormen filteramplituderesponse kan vervullen. Hier ontbreekt dus de mogelijkheid om met een term en een serie geschikt gekozen impulsherhalingstijden een variatie in de responsekarakteristieken te krijgen en daarmee afwisseling in de positie van de frequentie-15 gebieden met |H (ω)j > |H (ω}|. Derhalve is het filtertype van

Fig. Π met N>2 niet geschikt voor de vorming van een canceller 2. 0m soortgelijke redenen is het filtertype van Fig. 12 met N>2 evenmin geschikt voor de vorming van een zero-velocity filter 3.

Toepassing van het in Fig. 12 weergegeven filtertype 20 met een groter aantal vertragingslljnen (N > 2) ter verkrijging van een canceller 2 levert onveranderd de voorwaarde a =-1 op, en is dus om dezelfde reden ongeschikt. 0m soortgelijke reden is het in Fig. 11 weergegeven filtertype met N > 2 ongeschikt voor de vorming van een zero-velocity filter 3.

25 Toepassing van het in Fig. 13 weergegeven filter van het antisymmetrische type met N = 2, dus met vijf vertragings-lijnen en vier werkelijke weegfactoren ter verkrijging van een canceller 2 levert de volgende z-getransformeerde overdrachtsfunctie op: E .E.”^ =ζ“^{ζ^ + αζ^-αζ^- l}. De eis van een dubbele 30 wortel z =1 (hetgeen daarmee een driedubbele wortel z =1 oplevert) resulteert in de voorwaarde a =-5, welke voldoet, daar z = -l geen wortel van deze vergelijking is. Een bijbehorend zero-velocity filter 3 wordt verkregen met een symmetrisch filtertype als in Fig. H is weergegeven, welke vijf vertragingslijnen (N = 2) omvat 35 alsmede vier werkelijke weegfactoren en waarbij eveneens a = -5 genomen moet worden. Voor de serie impulsherhalingstijden v 8103178

« V

- Η -

Tj, Τ^, ly en worden dan de respectievelijke filterover-drachtsfuncties voor de canceller 2 en het zero-velocity filter 3 verkregen: Η(ω, = .,;*'νν(,;«'Λ*ν.;«ννννν en c 5 Ηζ<ω,. e° - 5..-*(W. ,;«WV+.-wvvvw waarbij de filteramplituderesponsies behoren: | Hc (ω) I dB = 10 log {52-10 cos ω (T^+T,- ) + 10 cos ω (Tg+T^+Tj) - - 2 cos ωίΤ^+^+Τ^+Τ^+Τ^) - 50 cos ωϊ^ + 10 cos 0)(Tj+T2+Tj) - - 10οθ5ω(Τ^+Τ2)} en 1° |Hz(to)|dB = 10log {52 - lOcosttfCT^+Tj) - 10cosoOyr^+Ty - - 2cosw(T^+T2+Tj+T^+Tj) +50cosi»)Tj+ 10cosω(Τ^ +12+1^) + + 10οθ3ω(Τ1+Τ2)}.

In deze functies komt duidelijk de belangrijkheid van de term ±50cos(oT„ naar voren. Door telkenmale T- sterk in waarde te laten 15 varieren wordt bereikt, dat voortdurend een verschuiving van de frequentiegebieden met |Η(ω)| > |H (ω)| plaats vindt hetgeen een onderscheid van de doelsechosignalen in vaste clutter en echo-signalen afkomstig van bewegende doelen mogelijk maakt.

Van de mogelijke toepasbare reeksen van impulsherhalings-20 tijden zal er nu een reeks besproken worden, welke tevens geschikt zal blijken te zijn bij het verkrijgen van een bi^zondere nog nader te bespreken uitvoeringsvorm van een impulsradarapparaat volgens de uitvinding. Deze reeks impulsherhalingstijden is als volgt voor te stellen: T, Τ(1+ε^), Τ(Ι-ε^), T, Τ(1+ε2), Τ(1-ε2), etc., 25 waarbij in de onderhavige uitvoeringsvorm geldt: el = eW+l = ‘ 0,07 ε2= em+2=" 0,03 ε3 = e4N+3 “ 0,07 ε4 = ε4Ν+4 = 0,03 8103178 - 15 - voor ieder natuurlijk getal N. In deze uitvoeringsvorm correspon-deren de impulsherhalingstijden Tj, Tg, T^, T^, met T, Τ(Ι-ε^), Τ(1+ε^), T, Τ(Ι-ε^), met i€N, terwijl slechts gedurende de impulsherhalingstijden Τ{1+ε^) de filteruitgangswaarden aan de 5 canceller 2 en het zero-velocity filter 3 worden onttrokken en het conditioneel circuit 4 worden toegevoerd. De gedurende vier opeenvolgende impulsherhalingstijden van het type T(1+e^) geldende cancellerkarakteristieken en daarmee corresponderende zero-velocity karakteristieken zijn met verwijzingscijfers 50-53, resp. 54-57 in 10 de Fig. 15-18 weergegeven. De in deze figuren vast te stellen frequentiegebieden 58-60, 61-63, 64-66 en 67-69, waarvoor geldt: |Η (ω)| > |H (ω)| zijn voorts gezamenlijk in Fig. 19 weergegeven, teneinde mede de elkaar overlappende gedeeltes 70-72 goed te kunnen vaststellen. Men kan nu stellen, dat wanneer in vier opeenvolgende 15 impulsherhalingstijden van het type Τ(1+ε^) even zoveel vast-doel-indicatiesignalen worden gegenereerd, het desbetreffende videosignaal een dopplerfrequentie in een der gebieden 70-72 bezit, en derhalve een clutterschakelsignaal kan worden gegenereerd. Hiertoe zouden dan de eerste geheugenmiddelen 16 als een combinatie van een 3-bits 20 schuifregister 73 en een 4-bits register 74 kunnen worden uitge-voerd. Het 4-bits register 74 ontvangt dan, voor zover aanwezig, een vast-doelindicatiesignaal van de vergelijkschakeling 15 en de in de laatste drie impulsherhalingstijden van het type Τ(1+ε^) verkregen en op dezelfde rangequant betrekking hebbende vast-doel-25 indicatiesignalen van het schuifregister 73. De op het register 74 aangesloten middelen 17 ontvangen eveneens de vier, aan het register 74 toegevoerde signalen. Bij toevoer van vier vast-doel-indicatiesignalen zullen deze middelen 17 genoemd clutterschakelsignaal genereren. Voorts worden van elk viertal vast-doelindicatie-30 signalen de drie laatstgegenereerde vast-doelindicatiesignalen het register 73 toegevoerd. Er dient daarbij op worden gewezen, dat in de praktijk elk vast doel eerst door het randdeel van de antenne-bundel van het rondzoekradarapparaat wordt bestreken; het is dan mogelijk, dat zo'n doel mogelijk ten onrechte, als een 2wak doel 35 zal worden bestempeld, en derhalve niet zal resulteren in een vast-doelindicatiesignaal. Een zelfde situatie doet zich evenwel 8103178 - 16 - voor als het vaste doel weer buiten de antennebundel zal geraken. Een mogelijke oplossing om een dergelijk verlies aan een vast-doel-indicatiesignaal te ondervangen, bestaat uit het vergroten van de opnamecapaciteit van het register 74 tot aoht bits, dat van het 5 register 73 tot zeven bits en het zodanig inrichten van de midde-len 17, dat zij een clutterschakelsignaal genereren bij aanwezig-heid van zes of zeven in plaats van de acht mogelijke vast-doel-indicatiesignalen. Een aanmerkelijke verkleining van de als quasi-cluttergebieden aan te duiden frequentiegebieden 71 en 72 (Fig. 19) 10 wordt nog verkregen door de cancellerkarakteristieken van

Fig. 15-18 met een constante, bijvoorbeeld 12, te verhogen, het-geen resulteert in de karakteristieken 75-78. De alsdan te ver-krijgen frequentiegebieden met |H (ω)| > JH (ω)|, zijn aangeduid met 79-81, reap. 82-84, 85-87 en 88-90. Deze frequentiegebieden 15 zijn tevens nog gezamenlijk in Fig. 20 opgenomen, waardoor de elkaar overlappende gedeeltes 91-93 van de frequentiegebieden 79-90 zijn vast te stellen. Vergelijking van de frequentiegebieden 91-93 met de gebieden 68-70 leert ook hier weer, dat verhoging van de cancellerkarakteristieken de quasi-cluttergebieden, waarbij 20 eveneens het clutterschakelsignaal wordt gegenereerd, aanmerkelijk verkleint.

Behalve de reeds beschreven filtertypes is het ook mogelijk filtertypes toe te passen, waarbij het aantal (L) gewichtsfactoren groter is dan vier, en het. aantal (M) ver-25 tragingslijnen gegeven is door: L<M. Fig. 21 geeft een mogelijke uitvoeringsvorm van een dergelijk type filter, waarbij het aantal vertragingslijnen gelijk is aan zes, en het aantal gewichtsfactoren gelijk is aan vijf.

Met het clutterschakelsignaal is het nu mogelijk een 30 schakelpoort te besturen, waaraan tevens het uitgangssignaal van de canceller 2 of het zero-velocity filter 3 wordt toegevoerd, en waarvan de echosignalen van bewegende doelen respectievelijk vaste doelen eenduidig worden verkregen.

Het clutterschakelsignaal kan voorts met voordeel 35 worden aangewend bij de vorming van een zgn. "clutter-map" voor, in de MTI-videoverwerkingseenheid opgenomen clutterniveau- 8103 178 - 17 - indicatiemiddelen, ook wel genaamd een area-HTI-circuit 94.

Een area-MTI-circuit 94 beoogt die bewegende doelen op te sporen en daarvoor een clutter-map samen te stellen, welke als gevolg van een geringe dopplersnelheid (zoals langzaam bewegende doelen 5 en op afstand voorbij vliegende doelen) of een blinde snelheid bij een canceller onvoldoende response opleveren. In een area-MTI-circuit 94 wordt per cluttercel aan de hand van de beschikbare cluttervideosignalen uit meerdere antenneomwentelingsperioden op statistische wijze een clutterniveauwaarde vastgesteld welke 10 evenwel per antenneomwentelingsperiode wordt bijgesteld. Indien een zero-velocity filter 3 een cluttervideosignaal produceert, dat aanzienlijk boven de clutterniveauwaarde van de bij het cluttervideosignaal behorende cluttercel ligt, dan ligt het voor de hand te maken te hebben met een doel, dat met een blinde snelheid 15 vliegt, op afstand voorbij vliegt of zich langzaam verplaatst.

Ter verkrijging van genoemde "clutter map" voor een area-MTI-circuit 94 zal uitgaande van de gedurende de clutterschakel-signalen verkregen en ter beschikking staande cluttervideosignalen per cluttercel een maat voor de aldaar aanwezige clutter 20 worden vastgesteld. Hiervoor zal in deze uitvoeringsvorm het statistisch gemiddelde over een aantal antenneomwentelingen worden bepaald van de per antenneomwenteling verkregen waarden van de per cluttercel gedurende de clutterschakelsignalen beschikbare cluttervideosignalen. Ter verkrijging van genoemde statistische 25 gemiddelde waarde is in deze uitvoeringsvorm de MTI-videover-werkingseenheid nog voorzien van een combinatieschakeling 95 voor het per cluttercel en per antenneomwenteling vaststellen van de als tijdelijke clutterniveauwaarde aan te duiden maximale waarde van de gedurende de clutterschakelsignalen beschikbare clutter-30 videosignalen. Tevens omvat het area-MTI-circuit 94 een recursief filter 96 voor het aanpassen van een reeds vastgestelde standaard-clutterniveauwaarde of gefilterde clutterniveauwaarde aan de hand van een door de combinatieschakeling 95 te verschaffen tijdelijke clutterniveauwaarde, en voorts nog als cluttergeheugen aan te 35 duiden tweede geheugenmiddelen 97 voor het registreren en verschaffen van de geldende standaardclutterniveauwaarden voor de 8103178

J

- 18 - cluttercellen. In plaats van bovengenoemde maximale waarde had men ook een andere waarde als tijdelijke clutterniveauwaarde kunnen gebruiken.

In de alhier weergegeven uitvoeringsvorm is de combina-5 tieschakeling 95 .voorzien van selectiemiddelen 98 en derde geheugenmiddelen 99. De geheugenmiddelen 99 zijn ingericht voor het per antenneomwenteling registreren van de maximale waarde van de middels de selectiemiddelen 98 te verkrijgen cluttervideo-signalen in elk der cluttercellen, welke maximale waarde hierna als 10 tijdelijke celclutterniveauwaarde zal worden aangeduid, terwijl de selectiemiddelen 98 zijn ingericht voor het toevoeren van de waarde van een cluttervideosignaal naar de derde geheugenmiddelen 99 in het geval de waarde van dit cluttervideosignaal de op de bijbe-horende cluttercel betrekking hebbende, reeds voorhanden zijnde 15 tijdelijke clutterniveauwaarde overtreft bij aanwezigheid van genoemd clutterschakelsignaal,

Een mogelijke uitvoeringsvorm van de selectiemiddelen 98 wordt verkregen met de combinatie van een vergelijkingseenheid 100, een EN-poort 101 en een schakelpoort 102. De vergelijkings-20 eenheid 100 krijgt de waarde van een alsdan aanwezig cluttervideosignaal van het zero-velocity filter 3 en een reeds voorhanden zijnde tijdelijke clutterniveauwaarde van de geheugenmiddelen 99 , toegevoerd en produceert een logisch schakelsignaal indien het toegevoerde cluttervideosignaal de aanwezige clutterniveauwaarde 25 overschrijdt. De EN-poort 101 zal bij aanwezigheid van genoemd logisch schakelsignaal van de vergelijkingseenheid 100 en een clutterschakelsignaal van het conditioneel circuit k een poort-schakelsignaal voor de schakelpoort 102 genereren, welke schakelpoort dan de voorhanden zijnde cluttersignaalwaarde via een 3(0 register 103 tot de derde geheugenmiddelen 99 toelaat. In het geval dat de EN-poort 101 geen poortschakelsignaal produceert, zal de geldende tijdelijke clutterniveauwaarde via de schakelpoort 102 de geheugenmiddelen 99 voor hernieuwde inschrijving worden toegevoerd.

35 Voor het verschaffen van tijdelijke clutterniveau- waarden aan de vergelijkingseenheid 100 en de schakelpoort 102, 8103178 - 19 - ook tijdens de eerste rangequant van elke radarzoekslag welke binnen een cluttercel valt, Is de combinatieschakeling 95 nog van een door de tijdstuureenheid 104 van het radarapparaat te bedienen driestandenschakelaar 105 voorzien. Deze schakelaar 105 5 bezit de volgende functiess

De driestandenschakelaar 105 staat bij de eerste rangequant van de eerste radarzoekslag binnen de cluttercel in stand A om een 0-waarde aan de vergelijkingseenheid 100 en de schakelpoort 102 door te geven daar op dat moment nog geen 10 tijdelijke elutterniveauwaarde voorhanden is;

BiJ de eerste rangequant van de overige radarzoek-slagen binnen de cluttercel is alleen in de derde geheugen-middelen 99 een tijdelljke elutterniveauwaarde voorhanden, welke voor de vergelijkingseenheid 100 en de schakelpoort 102 beschik-15 baar komt door het doorschakelen van deze elutterniveauwaarde middels de alsdan in stand B verkerende driestandenschakelaar 105.

Voor de overige rangequanta van de radarzoekslagen, welke binnen de cluttercel vallen zijn tijdelijfce clutterniveau-20 waarden beschikbaar in het register 103, waarin iedere toegevoerde waarde gedurende een rangequant-tijd wordt bewaard. De driestandenschakelaar 105 is daarbij in stand C geschakeld, om de door het register 103 vastgehouden waarde aan de vergelijkings-eenheid 100 en de schakelpoort 102 te verschaffen.

25 Het recursieve filter 96 wordt de geldende tijdelijke elutterniveauwaarde (x) van de combinatieschakeling 95 toege-voerd, alsmede de in de vorige antenneomwenteling bepaalde en in het cluttergeheugen 97 geregistreerde standaardclutterniveau-waarde (y ). In dit filter wordt de nieuwe standaardclutter-30 niveauwaarde (y) bepaald volgens de formule: y = ax +(1-a)y*, waarbij geldt 0 < a <1, welke waarde y vervolgens in het cluttergeheugen 97 wordt opgeslagen.

Hoewel voor kleine waarden van a een zeer betrouw-bare cluttermap in het cluttergeheugen 97 wordt verkregen, heeft 35 zo'n waarde van a een lange inloopprocedure ten gevolge. Het is derhalve gewenst de inloopprocedure versneld te laten uitvoeren, 8103178 - 20 - hetgeen mogelijk is door voor de eerste antenneomwentelings-periode a = l te nemen, en gedurende de volgende antenneomwentelings-perioden de waarde van a successievelijk te verlagen tot de gewenste eindwaarde a'= am^n> hetgeen bereikt wordt na een aantal 5 antenneomwentelingen gelijk aan ^. Xndien normaal bi j de berekening van y wordt afgerond, zal de standaardclutterniveau-waarde van een cluttercel siechts dan een nieuwe waarde aannemen, aXs het verschiX tussen de tijdelijke cXutterniveauwaarde x en de door het cXuttergeheugen 97 te verschaffen standaardclutterwaarde 10 in absoiute waarde groter is dan hetgeen inhoudt dat het fliter 96 op kleine veranderingen van de tijdelijke clutterniveau-waarde slecht reageert. Teneinde dit te voorkomen is het recursieve filter 96 ingericht voor het per cluttercel bepalen van een gewogen clutterniveauwaarde y volgens de formule: y = y* + a(x-y*) - β + 1, 15 indien x>y*» en volgens de formule: y = y* + a(x-y*) - β voor x<y*, waarbij β een inschakelbare waarde bezit. Een eenvoudige realisatie van het recursieve filter 96 met instelbare β wordt verkregen door β = 1 te stellen. De door het recursieve filter 96 bepaalde waarden y worden als standaardclutterniveauwaarden ter registratie de tweede 20 geheugenmiddelen 97 toegevoerd.

Een drempelschakeling 106 ontvangst de cluttervideo-waarden van het zero-velocity filter 3 en de voor de desbetreffende cluttercel geldende standaardclutterniveauwaarde van circuit 94·. Siechts in het geval de cluttervideowaarde groter is dan de 25 standaardclutterniveauwaarde produceert de drempelschakeling 106 een gedrempelde videosignaalwaarde gelijk aan het verschil tussen de cluttervideowaarde en de standaardclutterniveauwaarde. Deze waarde representeert een doel, dat een geringe dopplersnelheid bezit of zich beweegt bij een blinde snelheid. In plaats van de standaard-30 clutterniveauwaarde te gebruiken in de drempelschakeling 106 is het ook mogelijk een gemodificeerde standaardclutterniveauwaarde toe te passen welke wordt verkregen door het vermeerderen van de ‘ standaardclutterniveauwaarde met een constante.

Tenslotte is het nog mogelijk op de uitgang van de 35 canceller 2 en de drempelschakeling 106 een videoselectieschake-ling 107 aan te sluiten, welke de grootste van de twee gelijktijdig 8103178 - 21 - toe te voeren signaalwaarden doorlaat ter representatie van het aldaar aanwezige bewegende doel.

De reeds aangekondigde bijzondere toepassing van de uitvinding met de in Fig. 13 en 14 weergegeven filters bij N = 2 5 wordt verkregen bij een geintegreerd radarsysteem met een eerste impulsradarapparaat overeenkomstig de uitvinding en een tweede radarapparaat van een ander type, waarbij tussen elk tweetal op-eenvolgend te genereren zendimpulsen van het tweede impulsradarapparaat twee zendimpulsen van het eerste impulsradarapparaat 10 worden gegenereerd, en waarbij slechts de met de zendimpulsen van het eerste impulsradarapparaat verkregen videosignalen de canceller 2 en het zero-velocity filter 3 worden toegevoerd.

Het eerste impulsradarapparaat kan bijvoorbeeld geschikt zijn voor het genereren van zendimpulsen van relatief korte duur terwijl 15 het tweede impulsradarapparaat bijvoorbeeld geschikt kan zijn voor het genereren van zendimpulsen van relatief lange duur. Afgezien van vertragingen in het radarsysteem worden slechts in ieder tijdsinterval tussen twee opeenvolgende zendimpulsen van het eerste impulsradarapparaat uitgangssignalen aan de canceller 2 en 20 zero-velocity filter 3 onttrokken en het conditioneel circuit 4 toegevoerd.

Het gebruik .van lange zendimpulsen in het tweede impulsradarapparaat dat werkzaam is volgens de pulscompressie-techniek laat niet toe, dat de periode tussen het genereren van de 25 lange zendimpuls en dat van de eerstvolgende korte zendimpuls instelbaar is. Immers het genereren van deze korte zendimpuls vereist het afsluiten van de ontvanger. Genoemde instelbare periode zou dan op steeds wisselende afstanden een amplitudedip in de signaalontvangst te zien geven, hetgeen na filtering zou 30 resulteren in een ongewenst MTI-videosignaal bij aanwezigheid van grondclutter.

Indien tussen elk tweetal opeenvolgend te genereren zendimpulsen van het tweede type impulsradarapparaat k zendimpulsen (met k> 3) door het eerste type impulsradarapparaat worden 35 gegenereerd, dienen de toe te passen filters dienovereenkomstig te zijn aangepast. In het centrale deel of in de flankdelen van 8103178 - 22 - zo'n filter is dan een serie van k opeenvolgend te rangschikken gewichtsfactoren voorhanden. Voor het geval k = 3 is een mogelijke uitvoeringsvorm van een bijpassend filter van het symmetrische type in Fig. 21 weergegeven. Uit de z-getransformeerde over- 5 drachtsfuncties Eq.Ej" =ζ”°{ζ° + αζ +βζ·+αζ +1} volgt voor de canceller a = -9 en β = 16 en voor het zero-velocity filter a = -9 en 3 = -16. De daarbij behorende filteramplituderesponses zijn |Η0<ω) | dQ = 10 log {420 - 18 cos ω(Τ^+Τ^) + 32 cos ω(Τ^+Τ^+Τ^) - - 18 cos a) (Tj+T^+Ti.+Tg) + 2 cos ω (T, H^+Tj+T^+Tg+Tg) " 10 - 288 coscuT^ + 162 cosa)(T3+T^) + 18 οοβωίΤ,+^+Τ^+Τ^) - - 288cosu)T3 + 32cosa)(Tj+T2+T3) - 18 costi)(T,+T2)} , respectievelijk 1 Ηζ<ω) |dB = 10log {240 - 18 cos(d(T5+T6) - 32coswiT^+Tj+Tg) - - 18 οοβωίΤ^+Τ^+Τ^+Τ^) + 2 cos ω(Τ^+Τ2+Τ3+Τ^+Τ3+Τ^) + * 15 + 288cosoT^ + 162cosioiT^+T^) - 18coso)(T,+T2+T3+T^) + + 288coswTj - 32 cosω(Τ^+1^+1^) - 18 cosoj(T,+T2)} ·

Een bruikbare reeks impulsherhalingstijden is de volgende: T, 1(1+8,), Τ(1+ε,), 1(1-28,), T, Τ(1+ε2), Τ(1+ε2), 1(1-28,), etc., waarbij in de onderhavige uitvoeringsvorm geldt: 20 ε, = εή|ν|+·| = -0,07 ε2 = ε4Ν+2 = “0,°2 ε3 = ε4Ν+3 = 0,07 ε4 = ε4Ν+4 = °»Q2 voor ieder natuurlijk getal N, In deze uitvoeringsvorm correspon-25 deren de impulsherhalingstijden T,, T2, T^, T^, T,,, met Τ(1-2ε.), T, Τ(1+ε1+|), Τ(1+ε.+1), Τ(1-2ε.+,), T, met i€ N, terwijl slechts gedurende impulsherhalingstijd T{1+e1+2) de filteruitgangswaarden aan de canceller 2 en het zero-velocity filter 3 worden onttrokken en het conditioneel circuit 4 worden 8103 178 ** '* ” 1 ^ ----------- - 23 - toegevoerd. De gedurende vier opeenvolgende impulsherhalings-tijden van het type Τ(ϊ+ε^) geldende cancellerkarakteristieken en daarmee corresponderende zero-velocity karakteristieken zijn met verwijzingscijfers 108-111, resp. 112-115 in de Fig. 22-25 5 weergegeven. De in deze figuren vast te stellen frequentiegebieden 116-118, 119-121, 122 -124- en 125- 127, waarvoor geldt: IH (ω)| > |H (ω)| zijn voorts gezamenlijk in Fig. 26 weergegeven teneinde beter de elkaar overlappende gedeeltes 128-130 te kunnen vaststellen. Een aanmerkelijke verkleining van de als quasi-10 cluttergebieden aan te duiden frequentiegebieden 129 en 130 wordt ook nu weer verkregen door de cancellerkarakteristieken van Fig. 22-25 met een constante, bijvoorbeeld 12, te verhogen, het-geen resulteert in de karakteristieken 131 - 134. De alsdan te verkrijgen frequentiegebieden met |(ω)| > [Ηβ(ω)| zijn aangeduid 15 met 135- 136, 137-139, 140-142 en 143- 145. Deze frequentiegebieden zijn tevens nog gezamenlijk in Fig. 27 opgenoroen, waar-door de elkaar overlappende gedeeltes 146- 147 van de frequentiegebieden 135- 145 zijn vast te stellen. Vergelijking van deze frequentiegebieden met de gebieden 128-130 leert ook hier weer, 20 dat verhoging van de cancellerkarakteristieken de quasi-clutter-gebieden, waarbij eveneens het clutterschakelsignaal wordt gegenereerd, aanmerkelijk verkleint.

Een tweede mogelijke uitvoeringsvorm voor het geval k = 3 wordt verkregen met een symmetrisch uitgevoerd acht-puntsfiltertype 25 voor een canceller 2 en een zero-velocity filter 3, waarbij de getallen 1, -3j, 0, 14, -23^-, 14, 0, -3j, 1 de opeenvolgende gewichtsfactoren voor een canceller en de getallen 1, 3s-, 0, -14, 11 J -23j, -14, 0, 3j, 1 de opeenvolgende gewichtsfactoren voor een zero-velocity filter voorstellen.

8103178

Claims

1. Zoekradarapparaat met MTI-videoverwerkingseenheid, welke eenheid is voorzien van een canceller voor het genereren van videosignalen van bewegende doelen, een zero-velocity filter 5 voor het genereren van cluttersignalen en clutterniveauindicatie-middelen voor het per afstand-azimuth cluttercel uit het radar-bereik onder gebruikmaking van cluttervideosignalen bepalen van een standaard clutterniveauwaarde, met het kenmerk, dat de MTI-videoverwerkingseenheid is voorzien van een op de canceller 10 en het zero-velocity filter aangesloten conditioneel circuit voor het per rangequant van elke radaraftastslag genereren van een clutterschakelsignaal indien voor die rangequant de met het zero-velocity filter verkregen signaalwaarde groter is dan het met de canceller verkregen signaalwaarde, en voorts is voorzien 15 van een op het zero-velocity filter en het conditioneel circuit aangesloten combinatieschakeling voor het selecteren van de gedurende de aanwezigheid van de clutterschakelsignalen voorhanden zijnde cluttervideosignalen en voor het per cluttercel en per antenne-omwentelingsperiode aan de hand van de aldus geselecteerde clutter-20 videosignalen bepalen van een tijdelijke clutterniveauwaarde ten behoeve van de clutterniveauindicatiemiddelen voor de vorming van een standaard clutterniveauwaarde.

2. Zoekradarapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de canceller en het zero-velocity filter als een lineair-fase 25 filter van het transversals type zijn uitgevoerd, waarbij de met overeenkomstig rangnummer aan te duiden gewichtsfactoren in grootte op elkaar zijn afgestemd.

3. Zoekradarapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het conditioneel circuit is voorzien van een op de canceller 30 aangesloten revaluatieschakeling voor het in waarde verhogen van het door de canceller te verschaffen videosignaal, en van een vergelijkschakeling voor het bij gelijktijdige toevoer van een cluttersignaalwaarde en een verhoogde videosignaalwaarde genereren van een vast-doel indicatiesignaal ter verkrijging van een clutter- 8103178 - 25 - schakelsignaal in het geval de cluttersignaalwaarde groter is dan de verhoogde videosignaalwaarde.

4·. Zoekradarapparaat volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het radarapparaat is ingericht voor het genereren van zend-5 impulsen met meerdere afwisselende impulsherhalingstijden.

5. Zoekradarapparaat volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het conditioneel circuit voorts is voorzien van op de verge-lijkschakeling aangesloten eerste geheugenmiddelen voor het per rangequant opslaan van genoemde vast-doelindicatiesignalen 10 gedurende een, met een aantal opeenvolgende impulsherhalingstijden overeenkomende periode, en van middelen voor het genereren van genoemd clutterschakelsignaal bij het voorhanden zijn in de geheugenmiddelen van een gedefinieerd minimum aantal voor over-eenkomstige rangequanta in genoemde periode verkregen vast-doel-15 indicatiesignalen.

6. Zoekradarapparaat volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het aantal vertragingseenheden van het transversale filter met een op de impulsherhalingstijd afgestemde vertragingstijd groter is dan of gelijk is aan het reeele aantal gewichtsfactoren 20 van dat filter.

7. Zoekradarapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de combinatieschakeling is voorzien van selectiemiddelen en tweede geheugenmiddelen, welke geheugenmiddelen zijn ingericht voor het per antenneoimventeling en per cluttercel registreren van 25 de als tijdelijke clutterniveauwaarde aan te duiden maximum waarde van de middels de selectiemiddelen te verkrijgen cluttersignalen, en waarbij de selectiemiddelen zijn ingericht voor het toevoeren van de waarde van een cluttersignaal naar de tweede geheugenmiddelen in het geval de waarde van dit cluttersignaal de op de 30 bijbehorende cluttercel betrekking hebbende, reeds voorhanden zijnde tijdelijke clutterniveauwaarde overtreft gedurende de aan-wezigheid van genoemd clutterschakelsignaal. 8103178 4 4 - 26 -

8. Zoekradarapparaat volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de selectiemiddelen zijn voorzien van een schakelpoort voor het onder besturing van het clutterschakelsignaal doorlaten van de cluttersignaalwaarde, een vergelijkingseenheid voor het op 5 grootte selecteren van de door de schakelpoort doorgelaten signaalwaarde en de door de eerste geheugenmiddelen te verschaffen tijdelijke clutterniveauwaarde ten behoeve van de inschrijving In de eerste geheugenmiddelen.

9. Zoekradarapparaat volgens conclusie 7, met het kenmerk, 10 dat de selectiemiddelen zijn voorzien van een vergelijkingseenheid voor het produceren van een logisch schakelsignaal, een met dit schakelsignaal en het clutterschakelsignaal te voeden EN-poort en een met de cluttersignaalwaarde te voeden en door de EN-poort te besturen schakelpoort ter verkrijging van een tijdelijke 15 clutterniveauwaarde, waarbij de vergelijkingseenheid de cluttersignaalwaarde en een reeds in de tweede geheugenmiddelen voor-hartden zijnde tijdelijke clutterniveauwaarde krijgen toegevoerd.

10. Zoekradarapparaat volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat de schakelpoort een tweede ingang bezit, waaraan de 20 reeds voorhanden zijnde tijdelijke clutterniveauwaarde wordt toegevoerd.

11. Zoekradarapparaat volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat voorts tussen de selectiemiddelen en de geheugenmiddelen een driestandenschakeleenheid is opgenomen voor toevoer 25 van een als tijdelijke clutterniveauwaarde aan te duiden vergelij-kingswaarde naar de selectiemiddelen, waarbij de schakeleenheid in een eerste stand de nulwaarde afgeeft, in de tweede stand de door de eerste geheugenmiddelen te verschaffen tijdelijke clutterniveauwaarde en in de derde stand de door de selectiemiddelen te 30 verschaffen waarde.

12. Zoekradarapparaat volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het radarapparaat is voorzien van een tijdstuureenheid, welke de driestandenschakeleenheid in de eerste stand schakelt 8103178 * '/ - 27 - bij toevoer van de als eerste binnen een cluttered te verkrijgen ciuttersignaalwaarde ten behoeve van de selectiemiddelenj in de tweede stand bij toevoer van elke volgende binnen de cluttercel bij de kleinst mogelijke afstandswaarde te verkrijgen clutter-5 signaalwaarde ten behoeve van de selectiemiddelenj en in de derde stand bij toevoer van ieder ander binnen de cluttercel te verkrijgen ciuttersignaalwaarde.

13. Radarsysteem voorzien van een eerste zoekradarapparaat volgens conclusie 6 voor het genereren van zendimpulsen van 10 relatief korte duur en een tweede zoekradarapparaat voor het genereren van zendimpulsen van een tweede soort, met het kenmerk, dat het radarsysteem is ingericht voor het afwisselend genereren van een zendimpuls van de tweede soort en een reeks (N) zendimpulsen van relatief korte duur, waarbij de tijdsduur tussen het 15 moment van genereren van een zendimpuls van de tweede soort en dat van de eerstvolgende zendimpuls van korte duur een vaste waarde bezit. H. Radarsysteem volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de transversale filters ingericht zijn voor het slechts eenmaal 20 gedurende een met de impulsherhalingstijd van de zendimpulsen van de tweede soort overeenkomende periode genereren van een videosignaalwaarde.

15. Zoekradarapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de videoverwerkingseenheid is voorzien van een drempel-25 schakeling voor het per cluttercel bij toevoer van een clutter-videowaarde en een met de standaard clutterniveauwaarde verkregen drempelwaarde genereren van een gedrempeld cluttervideowaarde in het geval de cluttervideowaarde groter is dan de standaard clutterniveauwaarde.

16. Zoekradarapparaat volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de videoverwerkingseenheid is voorzien van een op de canceller en de drempelschakeling aangesloten videoselectieschakeling voor het op grootte selecteren van de gelijktijdig toe te voeren videosignalen. 8103178