NL8402559A

NL8402559A - Zijlus-'blanking' circuit.

Info

Publication number: NL8402559A
Application number: NL8402559A
Authority: NL
Original assignee: Hollandse Signaalapparaten Bv
Priority date: 1984-08-21
Filing date: 1984-08-21
Publication date: 1986-03-17
Also published as: US4616232A; DE3575207D1; EP0173360B1; EP0173360A1

Description

Zijlus-'blanking' circuit

De uitvinding heeft betrekking op een zijlus-'blanking' circuit voor een impulsradarapparaat, voorzien van een zend- en ontvanginrichting met een zender, een richtzend- en ontvang- 5 antenne en een eerste ontvanger met een impulscompressiefiLter en met een omniontvangantenne en een tweede ontvanger met een impuLscompressiefilter, welke zend- en ontvanginrichting is * ingericht voor het uitzenden, ontvangen en in beide ontvangers tot videosignalen verwerken van radarimpulsen van zowel relatief 10 lange duur aLswel relatief korte duur, waarbij ten minste de impulsen van relatief lange duur frequentiegemoduleerd zijn, welk radarapparaat verder is voorzien van eerste schakelmiddelen, waarbij het zijlus-'blanking' circuit, reagerend op, van de beide ontvangers afkomstige videosignalen, een eerste schakelsignaal 15 afgeeft, dat, toegevoerd aan de genoemde schakelmiddelen, het verdere, via deze schakelmiddelen verlopende transport van de, van de eerste ontvanger afkomstige videosignalen kan blokkeren.

Het bundelpatroon van een richtzend- en ontvangantenne bezit naast zijn hoofdlus een aantal zij Lussen, welke doorgaans 20 30 a 40 dB zwakker zijn dan de hoofdlus. Doch ook als een ideaal bundelpatroon zou zijn te verwezenlijken, zouden zich door obstakels in de omgeving van de antenne schijnbare zijlüssen kunnen voordoen. Bij een scheepsradarinstallatie bijvoorbeeld kunnen sterke doelen, zoals eilanden, booreilanden, supertankers, 25 enz. aanleiding geven tot radarecho's in de orde van 80 a 120 dB boven ruisniveau. Deze echo*s-doen zich niet alleen voor in de hoofdlus, maar ook in de zij Lussen van het antennebundelpatroon, leiden bij afbeelding op een PPI-scherm tot ringvormige echo's en vereisen een gecompliceerdere videoverwerking en -extractie.

30 Vandaar dat middelen zijn ontwikkeld om echo's, die via zijlussen binnenkomen, te onderscheiden van echo’s, die via de hoofdlus binenkomen. Deze middelen omvatten onder meer een omniantenne; dit is een antenne die rondom gevoelig is en in elevatie speciaal voor de horizon, waarvan sterke echo's zijn te verwachten. Aan de 35 omniantenne wordt de eis gesteld, dat deze een "gain" bezit, die groter is dan de "gain" van de richtantenne in de zijlussen 8402559 <Λ - 2 - van het bundelpatroon van deze. Het principe van de zijlus-•blanking’ berust op de gedachte,, dat, zodra een echo sterker door de, op de omniantenne aangesloten ontvanger komt dan door de, op de richtantenne aangesloten ontvanger, de echo kennelijk 5 niet van een zich in de hoofdlus van het bundelpatroon bevindend doel afkomstig is en dat het verdere transport van het uit deze echo in de, op de richtantenne aangesloten ontvanger afgeleide videosignaal wordt onderbroken. Dit principe is reeds lang bekend.

In een impulsradarapparaat, waar frequentiegemoduleerde 10 zendsignalen worden uitgezonden en waar in de ontvanger van dit apparaat dienovereenkomstig middels een daartoe geëigend filter een compressie van de ontvangen en verwerkte echo's plaatsvindt, kan evenzeer zijlus-'blanking' worden toegepast. De op de omni-antenne aangesloten onvanger zal dan eveneens zijn voorzien van 15 een impulscompressiefiIter. Impulscompressie verbetert de signaal/ruisverhouding met ca. 20 dB, hetgeen betekent, dat via de zijlussen binnengekomen, ringvormige echo's, die ongecomprimeerd gedetecteerd niet zichtbaar op een PPI-scherm zullen zijn, dit wel kunnen zijn, als zij vóór de detectie gecomprimeerd worden.

20 Het ligt dan ook voor de hand de zijlus-'blanking' overeenkomstig het voornoemde principe toe te passen en wel door middel van een zijlus-'blanking' circuit, dat, reagerend, zowel op de, in de, op de richtantenneaangésloten ontvanger gecomprimeerde en gedetecteerde echo's alswel op de, in de, op de omniantenne aangesloten 25 ontvanger gecomprimeerde en gedetecteerde echo's, bewerkstelligt, dat het verdere transport van het, in de, op de richtantenne aangesloten ontvanger gecomprimeerde en gedetecteerde echo's wordt onderbroken. Het zijlus-'blanking' circuit werkt op deze wijze echter niet voldoende. De oorzaak hiervan is gelegen in de 30 niet-ideale werking van de impulscompressiefiIters. Door dit filter wordt niet alleen de impuls gecomprimeerd, bijvoorbeeld een 50 ysec lange impuls tot een ca. 0,5 ysec lange impuls, maar worden tevens een aantal tijdzijLussen op een niveau van bijvoorbeeld ca. -40 dB geproduceerd. Om deze reden wordt de dynamiek 35 van het, het impulscompressiefiIter voorafgaande deel van de ontvangers beperkt, in genoemd voorbeeld tot ca. 40 dB.

8402559 if*'· ¾ -3 -

Dit betekent, dat sterke doelen en dus ook via de zij Lussen verkregen ringvormige echo's in de ontvangers kunnen vastlopen.

Tussen de vastgelopen gecomprimeerde en gedetecteerde echo's in de beide ontvangers is dan geen keuze meer te maken. Derhalve kan 5 niet bepaald worden of de van de eerste ontvanger afkomstige videosignalen wel of niet verder getransporteerd moeten worden; anders gezegd, een onderscheid tussen echo's binnengekomen via hoofdlus of zij Lussen is niet goed mogelijk. Dit probleem wordt niet opgelost door de ongecomprimeerde echo's aan het zijlus-10 'blanking' circuit toe te voeren. Buiten het bovengenoemde argument, dat via de zij Lussen binnengekomen, ringvormige echo's, die voor de detectie gecomprimeerd worden wel zichtbaar kunnen worden gemaakt op een PPI-scherm, terwijl dit ongecomprimeerd en gedetecteerd niet het geval behoeft te zijn, valt verder nog op 15 te merken, dat de ongecomprimeerde impuls relatief lang kan duren, bijvoorbeeld 50 psec, en dus een grote afstand bestrijkt, wardoor 'blanking' gedurende deze tijd de werking van het impuls-radarapparaat aantast.

De uitvinding beoogt een zijlus-'blanking' circuit 20 te verschaffen, waarin aan de voornoemde nadelen in sterke mate wordt tegemoetgekomen. Overeenkomstig de uitvinding is daartoe het zijlus-'blanking' circuit voor een impulsradarapparaat als in de aanhef omschreven, voorzien van eerste comparatormiddelen, waaraan de videosignalen van de, in de beide ontvangers verwerkte 25 gecomprimeerde impulsen van relatief lange duur worden toegevoerd, en welke een eerste stuursignaal afgeven, aangevend, welk van deze beide soorten videosignalen de grootste amplitude bezit, tweede comparatormiddelen, waaraan de videosignalen van de, in de beide ontvangers verwerkte impulsen van relatief korte duur 30 worden toegevoerd, en welke een tweede stuursignaal afgeven, aangevend, welk van deze beide soorten videosignalen de grootste amplitude bezit, en derde comparatormiddelen, welke, reagerend op de videosignalen van de, in de eerste ontvanger verwerkte impulsen van relatief korte duur, een derde stuursignaal afgeven, aangevend 35 of laatstgenoemde videosignalen een amplitude bezitten, die al

84 0 2 5 § S

- 4 - dan niet boven een bepaalde waarde uitkomt, en een logische schakeling, welke het eerste schakelsignaal afgeeft, welk schakel-signaal, in het geval, dat het derde stuursignaal aangeeft, dat de, in de eerste ontvanger verwerkte impulsen van relatief korte 5 duur een amplitude bezitten, die niet boven de genoemde waarde uitkomt, slechts afhankelijk is van het eerste stuursignaal en, in·het geval, dat het derde stuursignaal aangeeft, dat de, in de eerste ontvanger verwerkte impulsen van relatief korte duur een amplitude bezitten, die boven de genoemde waarde uitkomt, slechts 10 afhankelijk is van het tweede stuursignaal. Het zij lus-'blanking' circuit reageert derhalve niet alleen op de gecomprimeerde en gedetecteerde echo's, verkregen in de beide ontvangers, maar tevens op echo's van de signalen van relatief kort duur, in het bijzonder reageert het zijlus-'blanking' circuit in het geval dat, 15 de gecomprimeerde en gedetecteerde echo's in de beide ontvangers zijn vastgelopen, enkel en alleen op de in beide ontvangers verkregen videosignalen, afgeleid uit echo's van de signalen van relatief kort duur. In het bijzonder in de bekende impulsradar-apparaten, waar, naast de frequentiegemoduleerde impulsen van 20 relatief lange duur om een groot afstandbereik te bestrijken, impulsen van relatief korte duur worden toegepast om het nabije afstandbereik te dekken, kan het zijlus-'blanking' circuit overeenkomstig de uitvinding met voordeel worden toegepast.

De uitvinding en haar verdere voordelen zullen in het 25 hiernavolgende worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening, waarin blokschematisch een impulsradarapparaat met daarin het zijlus-'blanking' circuit overeenkomstig de uitvinding is weergegeven.

Het in de tekening afgebeelde impulsradarapparaat is 30 voorzien van een zend- en ontvanginrichting met een zender 1, een duplexer 2, een richtzend- en ontvangantenne, bijvoorbeeld een reflectorantenne 3 en een eerste ontvanger 4. De zender 1 is ingericht voor het genereren van radarimpulsen van zowel relatief lange duur alswel relatief korte duur, waarbij ten minste de 35 impulsen van relatief lange duur frequentiegemoduleerd zijn.

8402559 - 5 -

Deze radarimpulsen worden via de duplexer 2 en de antenne 3 uitgezonden. Echo's van beide soorten impulsen worden via de antenne 3 en de duplexer 2 toegevoerd aan de ontvanger 4^ en daarin verwerkt tot corresponderende videosignalen. De ontvanger 5 omvat hiertoe een ontvangerdeel 5, waarin de aan de ontvanger toegevoerde impulsen worden versterkt, in frequentie omlaag naar de middenfrequentie getransformeerd en verdeeld over de midden·-frequentversterkers 6 en 7. Aan de versterker 6 worden de frequentiegemoduleerde impulsen van relatief lange duur toege-10 voerd, welke impulsen vervolgens in het filter 8 worden gecomprimeerd en in de detector 9 gedetecteerd. De versterker 6, het filter 8 en de detector 9 maken deel uit van de eerste ontvanger 4. Aan de versterker 7 worden de impulsen van relatief korte duur toegevoerd; deze impulsen worden na versterking gedetecteerd 15 in de detector 10. Ook de versterker 7 en de detector 10 maken deel uit van de eerste ontvanger £. De door de detectoren 9 en 10 verschafte videosignalen kunnen worden afgebeeld op PPI-scherm 11. De zend-ontvanginrichting omvat voorts een omniantenne 12 en een tweede ontvanger 13. De tweede ontvanger 13 is op dezelfde 20 wijze opgebouwd als de eerste ontvanger 4_ en omvat een ontvangerdeel 14, middenfrequentversterkers 15 en 16, een impulscompressie-filter 17 en detectoren 18 en 19. De werking van de tweede ontvanger is gelijk aan die van de eerste ontvanger 4. De via de omniantenne binnengekomen echo's van de impulsen van relatief 25 lange duur en die van relatief kote duur worden derhalve verwerkt tot door de detectoren 18, respectievelijk 19 af te geven videosignalen. Het impulsradarapparaat omvat voorts een zijlus-'blanking' circuit 20. Dit circuit is opgebouwd uit eerste, tweede en derde comparatormiddelen 21, respectievelijk 22 en 23 30 en een logische schakeling 24. Aan de eerste comparatormiddelen 21 worden de videosignalen van de, in de ontvangers 4 en 13 verwerkte gecomprimeerde impulsen van relatief lange duur toegevoerd, meer in het bijzonder de door de detectoren 9 en 18 verschafte 8402559 - 6 - videosignalen PCVID, respectievelijk PCSLB. Deze eerste comparatormiddelen 21 geven een eerste stuursignaal PCSWP af, aangevend, welk van deze beide soorten videosignalen de grootste amplitude bezit. Is de amplitude .van het videosignaal PCVID groter dan die 5 van het videosignaal PCSLB, dan is bijvoorbeeld PCSWP=1, terwijl als dit niet het geval is PCSWP=0. Aan de tweede comparator-middet-en 22 worden de videosignalen van de, in de ontvangers 4_ en 13 verwerkte impulsen van relatief korte duur toegevoerd, meer in het bijzonder de door de detectoren 10 en 19 verschafte video-10 signalen PCVID en PCSLB. Deze tweede comparatormiddelen 22 geven een tweede stuursignaal PCSWP af, aangevend, welk van deze beide soorten videosignalen de grootste amplitude bezit. Isde amplitude van het videosignaal "PCVID groter dan die van het videosignaal "PCSLB, dan is bijvoorbeeld PCSWP=1, terwijl als dit niet het 15 geval is PCSWP=0. De derde comparatormiddelen 23 reageren op de videosignalen van de, in de eerste ontvanger verwerkte impulsen van relatief korte duur, meer in het bijzonder op de videosignalen .PCVID, en geven een derde stuursignaal PC/PC" af, aangevend of deze signalen een amplitude bezitten, die al dan niet boven een 20 bepaalde waarde REF uitkomt. Is de amplitude van het videosignaal PXVID groter dan de waarde REF, dan is bijvoorbeeld PC/PC=1, terwijl als dit niet het geval is PC/PC=Q. De signalen PCSWP, PCSWP en PC/PC worden toegevoerd aan de logische schakeling 25, welke hierop een eerste schakelsignaal SWP1 afgeeft, met behulp waar-25 van de eerste schakelmiddelen 25 en 26 worden bediend. Deze schakelaars zijn opgenomen achter de detectoren 9 en 10 en kunnen het verdere transport van de, door deze detectoren verschafte videosignalen onderbreken, indien in het zijlus-'blanking' circuit is vastgesteld, dat deze videosignalen afkomstig waren van via 30 de zijlussen binnengekomen signalen.

Als PC/PC=1, dan heeft het videosignaal PCVID een voldoend grote amplitude en zijn de via de hoofdlus van het antennebundelpatroon binnengekomen echo's van impulsen van relatief korte duur voldoende sterk om het eerste schakelsignaal 35 SWP1 te laten bepalen door de tweede comparatormiddelen 22.

8402559 - 7 -

De eerste comparatormiddelen 21 worden in de2e situatie als onbetrouwbaar aangenomen, daar een reële kans bestaat, dat de videosignalen PCVID en PCSLB een min of meer gelijke amplitude zullen bezitten als gevolg van het vastlopen in de ontvangers van echo's 5 van sterke doelen in de hoofd- en zij Lussen. Als PC/PC=0, dan heeft het videosignaal PCVID een te kleine amplitude en zullen de eerste comparatormiddelen betrouwbaar genoeg zijn om het eerste sehakelsignaal SWP1 te bepalen.

Het hier beschreven zijlus-'blanking' circuit kan tevens 10 met succes worden gebruikt tegen impuls-storingsbronnen, waarvan de signalen via de zij Lussen binnenkomen. Hiertoe dienen echter wel vóór de impulscompressiefiIters 8 en 17 tweede schakelmiddelen 27 en 28 te worden aangebracht, welke schakelmiddelen worden bestuurd door een, door het zijlus-'blanking' circuit verschaft 15 tweede sehakelsignaal SWP2. Daar storingsimpulsen geen frequentie-modulatie bezitten, die is afgestemd op de impulscompressie-fliters, worden deze impulsen door deze filters in de tijd uitgerekt en verzwakt. Zouden zij zonder zijlus-'blanking' maatregelen desalniettemin op het PPI-scherm zichtbaar blijven, dan is 20 een zijlus-'blanking' via de schakelmiddelen 25 en 26 niet aan te bevelen. Deze schakelmiddelen zouden immers te lang het verdere transport van de videosignalen onderbreken. Bij ernstige storing zal PC/PC=1 zijn, en kunnen de tweede comparatormiddelen 22 het tweede sehakelsignaal SWP2 bepalen. Naast impuls-storings-25 bronnen ("pulse jammers”) kunnen ook "CW jammers" en "noise jammers" optreden. De gevolgen hiervan kunnen worden bestreden met de bekende zijLus-onderdrukkingscircuits. Zowel het 'blanking' circuit alswel het onderdrukkingscircuit kunnen op de, door ontvangers en ^ verschafte signalen reageren.

30 Het is mogelijk in de zendimpulsen van relatief korte duur een frequentiemodulatie aan te brengen. Tussen de versterkers 7 en 16 enerzijds en de detectoren 10 en 19 anderzijds dienen dan corresponderende impulscompressiefiIters te worden aangebracht. Door het grote verschil in energie-inhoud tussen 35 de beide soorten zendimpulsen blijft de werking van het zijlus- 8402559 -8-.

-Λ =¾ 'blanking' circuit onveranderd. Ook verdient het in dit geval aanbeveling tussen de versterkers 7 en 16 en de alsdan te introduceren impulscompressiefiIters door het tweede schakelsignaal SWP2 te bedienen schakelmiddelen te plaatsen.

i 8402559

Claims

1. Zijlus-'blanking' circuit voor een impulsradarapparaat, voorzien van een zend- en ontvanginrichting met een zender, een richtzend- en ontvangantenne en een eerste ontvanger met een 5 impulscompressiefilter en met een omniontvangantenne en een tweede ontvanger met een impulscompressiefilter, welke zend- en ontvanginrichting is ingericht voor het uitzenden, ontvangen en in beide-ontvangers tot videosignalen verwerken van radarimpulsen van zowel relatief lange duur alswet relatief korte duur, waarbij 10 ten minste de impulsen van relatief lange duur frequentie- gemoduleerd zijn, welk radarapparaat verder is voorzien van eerste schakelmiddelen, waarbij het zijlus-'blanking’ circuit, reagerend op, van de beide ontvangers afkomstige videosignalen, een eerste schakelsignaal afgeeft, dat, toegevoerd aan de genoemde schakel-15 middelen, het verdere, via deze scijakelmiddelen verlopende transport van de, van de eerste ontvanger afkomstige videosignalen kan blokkeren, met het kenmerk, dat het zijlus-'blanking' circuit is voorzien van eerste comparatormiddelen, waaraan de videosignalen van de, in de beide ontvangers verwerkte gecomprimeerde impulsen 20 van relatief lange duur worden toegevoerd, en welke een eerste stuursignaal afgeven, aangevend, welk van deze beide soorten videosignalen de grootste amplitude bezit, tweede comparatormiddelen, waaraan de videosignalen van de, in de beide ontvangers verwerkte impulsen van relatief korte duur worden toegevoerd, en 25 welke een tweede stuursignaal afgeven, aangevend, welk van deze beide soorten videosignalen de grootste amplitude bezit, en derde comparatormiddelen, welke, reagerend op de videosignalen van de, in de eerste ontvanger verwerkte impulsen van relatief korte dur, een derde stuursignaal afgeven, aangevend of laatst-30 genoemde videosignalen een amplitude bezitten, die al dan niet boven een bepaalde waarde uitkomt, en een logische schakeling, welke het eerste schakelsignaal afgeeft, welk schakelsignaal in het geval, dat het derde stuursignaal aangeeft, dat de, in de eerste ontvanger verwerkte impulsen van relatief korte duur 8402559 - 10 - een amplitude bezitten, die niet boven de genoemde waarde uit-komt, slechts afhankelijk is van het eerste stuursignaal en, in het geval, dat het derde stuursignaal aangeeft, dat de, in de eerste ontvanger verwerkte impulsen van relatief korte duur een 5 amplitude bezitten, die boven de genoemde waarde uitkomt, slechts afhankelijk is van het tweede stuursignaal.

‘ 2. Zijlus-'blanking' circuit voor een impulsradarapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de logische schakeling een tweede schakelsignaal afgeeft, welk schakelsignaal, in het 10 geval, dat het derde stuursignaal aangeeft, dat de, in de eerste ontvanger verwerkte impulsen van relatief korte duur een amplitude bezitten, die boven de genoemde waarde uitkomt, bewerkstelligt, dat via daartoe in de beide ontvangers aanwezige tweede schakelmiddelen wordt voorkomen, dat de in de ontvangers 15 té verwerken signalen aan de impulscompressiefiIters worden toegevoerd. 8402551