NL9401297A - Radarapparaat. - Google Patents

Description

Radarapparaat

De uitvinding heeft betrekking op een radarapparaat van het gepulste type, omvattende een zendeenheid voor het opwekken en uitzenden van zendpulsen voorzien van een modulatie die bij ontvangst pulscompressie mogelijk maakt, een ontvangeenheid voor het ontvangen van gereflecteerde zendpulsen, een correlator voor het comprimeren van de ontvangen zendpulsen, en een blanking circuit voor het blanken van ontvangen pulsen die niet voorzien zijn van de modulatie.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het onderdrukken van stoorpulsen in een radarapparaat.

Een radarapparaat van dit type is bekend uit de octrooiaanvrage EP-A-0 408 112. Bij dit bekende radarapparaat wordt de amplitude van een ontvangen puls voor de correlator vergeleken met de amplitude achter de correlator. Als de puls niet significant wint aan amplitude bij zijn gang door de correlator, wordt geconcludeerd dat het een stoorpuls betreft en treedt het blanking circuit in werking.

Een bezwaar van dit bekende radarapparaat is dat de stoorpuls de correlator bereikt. Het is een populaire misvatting dat een correlator een stoorpuls, dus een puls die niet is voorzien van de juiste modulatie, juist zal decorreleren, waarbij de amplitude zal afnemen tot een niveau dat vergelijkbaar is met de steeds aanwezige thermische ruis in de radarontvanger. Speciaal in moderne radarapparatuur die is ingericht voor het opsporen van zeer kleine doelen, zoals missiles, zijn de detectiecriteria dermate verfijnd, dat ook een gedecorreleerde stoorpuls niet acceptabel is. Zelfs kan het zijn dat de gedecorreleerde stoorpuls nadeliger is dan de oorspronkelijke stoorpuls, omdat de lengte van de puls bij het decorrelatieproces belangrijk kan toenemen, waardoor het radarapparaat langer blind is.

Het radarapparaat volgens de uitvinding heeft daarom als kenmerk, dat het blanking circuit is voorzien van middelen voor het onderdrukken van de niet van de modulatie voorziene pulsen voordat deze de correlator bereiken.

Een voordelige uitvoeringsvorm van het radarapparaat volgens de uitvinding maakt gebruik van het feit dat de modulatie nauwkeurig bekend is en heeft als kenmerk, dat de middelen omvatten tenminste een eerste filter ingericht voor het geven van een eerste uitgangssignaal gedurende een eerste deel van een ontvangen zendpuls en van een tweede filter ingericht voor het geven van een tweede uitgangssignaal gedurende een tweede deel van een ontvangen zendpuls, waarbij het eerste deel en het tweede deel althans in hoofdzaak disjunct zijn, en dat het blanking circuit wordt geactiveerd als het eerste uitgangssignaal en het tweede uitgangssignaal althans gedeeltelijk gelijktijdig verschijnen.

Als de modulatie een lineaire chirp is, kan men het eerste filter en het tweede filter met voordeel uitvoeren als banddoorlaatfliters. Men kan dan bijvoorbeeld het eerste filter op de eerste helft van de lineaire chirp afstemmen en het tweede filter op de tweede helft. Op deze wijze verkrijgt men een eenvoudig stelsel van filters dat van nature disjunct is voor de lineaire chirp.

Om de uitgangssignalen van het eerste filter en het tweede filter te vergelijken kan men met voordeel de uitgangssignalen toevoeren aan respectievelijk een eerste en een tweede modulus bepalend element. Bij analoge signalen ligt het voor de hand hiervoor een in het vakgebied welbekende detectorschakeling te gebruiken. Bij complexe digitale signalen kan men hiervoor een eveneens welbekende modulusschakeling toepassen. Vinden de operaties plaats in het geheugen van een computer, dan wordt de modulus bepaald met behulp van enkele bekende arithmetische operaties.

Na het bepalen van de modulus kan men, om de gevoeligheid voor korte stoorpiekjes te verminderen, een eerste afvlakfilter en een tweede afvlakfilter toepassen na respectievelijk het eerste modulus bepalend element en het tweede modulus bepalend element.

Een verdere voordelige uitvoeringsvorm van het radar-apparaat volgens de uitvinding heeft als kenmerk, dat is voorzien in een drempelschakeling aangesloten op de uitgangen van het eerste afvlakfilter en het tweede afvlakfilter, voor het bepalen van een de mate van overlap representerende parameter en een drempelwaarde, en voor het activeren van het blanking circuit als de parameter de drempelwaarde overschrijdt.

Een gunstige keuze hierbij is een drempelwaarde die de door een derde afvlakfilter gevoerde absolute waarde van het verschil van uitgangssignalen van het eerste afvlakfilter en het tweede afvlakfilter is, en een parameter die het product van de uitgangssignalen van het eerste afvlakfilter en het tweede afvlakfilter is.

De uitvinding zal nu verder worden toegelicht aan de hand van de volgende figuren, waarbij:

Fig. 1 een schematische weergave van een mogelijke uitvoeringsvorm van het radarapparaat is;

Fig. 2 een schematische weergave van een mogelijke uitvoeringsvorm van het blanking circuit is.

Fig. 1 geeft schematisch een mogelijke uitvoeringsvorm van het radarapparaat volgens de uitvinding weer, waabij een zendeenheid 1 radarpulsen opwekt en via een antenne-eenheid 2 uitzendt. De radarpulsen zijn voorzien van een modulatie die bij ontvangst, via antenne-eenheid 2 en een ontvang-eenheid 3, pulscompressie mogelijk maakt. Ontvangen radarpulsen worden daartoe, bij voorkeur in reeds gedigitaliseerde vorm, geschreven in een eerste geheugenveld 4, waarop een blanking circuit 5 opereert dat dan de vorm kan hebben van een of meer geschikt geprogrammeerde DSP's (digitale signaalprocessors). Het blanking circuit 5 verwijdert stoorpulsen uit het eerste geheugenveld 4 of voorziet ze van een vlag. De zo voorbewerkte inhoud van eerste geheugenveld 4 wordt vervolgens doorgegeven aan een tweede geheugenveld 6, waarop een correlator 7 opereert, die doorgaans ook de vorm heeft van een of meer geschikt geprogrammeerde DSP's, en die de ontvangen radarpulsen comprimeert. Van een vlag voorziene pulsen worden daarbij niet door de correlator verwerkt. De inhoud van het aldus bewerkte geheugenveld 6 is vervolgens beschikbaar voor verdere verwerking.

Het eerste geheugenveld 4 en het tweede geheugenveld 6 kunnen natuurlijk ook samenvallen, waarbij op een cyclische wijze steeds nieuwe informatie in dit gecombineerde veld wordt geschreven en blanking circuit 5 en correlator 7 ook op een cyclische wijze op dit veld opereren.

Fig. 2 geeft schematisch een mogelijke uitvoeringsvorm van het blanking circuit. Ontvangen pulsen worden geleid naar een eerste filter 8, gevolgd door een eerste modulus of logmodulus bepalend element 9 en een eerste afvlakfilter 10, en naar een tweede filter 11, gevolgd door een tweede modulus of logmodulus bepalend element 12 en een tweede afvlakfilter 13. Het eerste filter 8 geeft voor een radarpuls alleen een uitgangssignaal gedurende de eerste helft van de radarpuls, het tweede filter alleen gedurende de tweede helft van de radarpuls. Als de radarpuls bijvoorbeeld is gemoduleerd met een lineaire chirp, dan kunnen beide filters digitale banddoorlaatfilters zijn, afgestemd op respectievelijk het eerste en het tweede deel van de chirp. Essentieel is dat althans voor de op de bekende wijze gemoduleerde radarpuls niet beide uitgangssignalen'gelijktijdig aanwezig zijn. Stoorpulsen, in het bijzonder opzettelijke stoorsignalen, hebben vaak een modulatie die voor wat betreft de bandbreedte en pulslengte in hoge mate overeenkomt met die van de radarpuls, waarbij de bandbreedte dan wordt gerealiseerd door de stoorpuls van een randomachtige modulatie te voorzien. Een dergelijke stoorpuls zal dan doorgaans voor beide filters gelijktijdig een uitgangssignaal genereren, wat het mogelijk maakt de stoorpuls te herkennen en te blanken. Daartoe worden volgens een mogelijke uitvoeringsvorm van de uitvinding van de door afvlakfilters 10 en 13 twee waarden afgeleid, een parameter die de mate van overlap tussen beide uitgangssignalen representeert en een drempelwaarde. De parameter wordt verkregen door in multiplier 14 de uitgangssignalen van afvlakfilters 10 en 13 te vermenigvuldigen. Het is direct duidelijk dat deze parameter proportioneel is met de overlap en met de beide signaalsterkten. Een geschikte drempelwaarde wordt verkregen door in subtractor 15 het verschil van de uitgangssignalen van beide afvlakfilters 10 en 13 te bepalen, daarvan in modulus bepalend element 16 de absolute waarde te bepalen en door vervolgens deze waarde in afvlakfilter 17 af te vlakken. De feitelijke drempeling vindt dan plaats in drempelaar 18, die een blanking signaal genereert zodra de parameter groter is dan de drempel.

Het hele blanking circuit kan, zoals reeds uiteengezet, de vorm hebben van een of meer geschikt geprogrammeerde DSP's, waarbij dus de filters 8 en 11, de modulus of logmodulus bepalende elementen 9, 12 en 16, de afvlakfilters 10, 13 en 17, de multiplier 14, de subtractor 15 en drempelaar 18 in feite in software aanwezig zijn en opereren op het eerste geheugenveld 4. Men kan het blanking circuit 5 echter ook in hardware uitvoeren, waarbij eveneens het geheugenveld 4 wordt bewerkt. Zelfs kan men blanking circuit 5 uitvoeren in analoge hardware, waarbij een door ontvangeenheid 3 afgegeven middenfrequentsignaal in analoge vorm direct naar blankingcircuit 5 wordt gevoerd zonder toepassing van het eerste tussengeheugen 4. De filters 8 en 11 zijn dan analoge banddoorlaatfilters, bijvoorbeeld van het SAW type, de modulus bepalende elementen 9, 12 en 16 gelijkrichters, de afvlakfilters 10, 13 en 17 afvlakcondensatoren, terwijl analoge multiplier 14 en analoge subtractor 15 als in het vakgebied eveneens welbekend zijn. Drempelaar 18 zal in dat geval een schakelaar sturen, die voorkomt dat het middenfrequent signaal, eventueel vertraagd om voor processing delays in blanking circuit 5 te compenseren, de correlator 7 bereikt. Hierbij is dan ook het tweede gegeugenveld 6 overbodig.

Hoewel de uitvinding is uiteengezet aan de hand van een met een lineaire chirp gemoduleerde zendpuls, kunnen ook andere modulatievormen worden toegepast, bijvoorbeeld binaire faze-gecodeerde zendpulsen. Het eerste filter kan dan bijvoorbeeld worden ingericht als een eerste subcorrelator voor het correleren met de eerste helft van de zendpuls en het tweede filter als een tweede subcorrelator voor het correleren met de tweede helft van de zendpuls. Ook de drempelschakeling zal afhangen van de gekozen zendpuls. Zo zal men bijvoorbeeld voor de faze-gecodeerde zendpuls een drempelschakeling kiezen die het blankingcircuit niet activeert mits na een correlatiepiek uit de eerste subcorrelator er binnen een bepaald tijdvenster een vergelijkbare correlatiepiek verschijnt uit de tweede subcorrelator.

Tenslotte kan men overwegen om de zendpuls te testen met meer dan twee filters en de uitgangssignalen van deze meer dan twee filters te onderzoeken, zodanig dat alleen door het radarapparaat uitgezonden zendpulsen worden doorgelaten voor verdere verwerking.

Claims (11)

1. Radarapparaat van het gepulste type, omvattende een zendeenheid voor het opwekken en uitzenden van zendpulsen voorzien van een modulatie die bij ontvangst pulscompressie mogelijk maakt, een ontvangeenheid voor het ontvangen van gereflecteerde zendpulsen, een correlator voor het comprimeren van de ontvangen zendpulsen, en een blanking circuit voor het blanken van ontvangen pulsen die niet voorzien zijn van de modulatie, met het kenmerk, dat het blanking circuit is voorzien van middelen voor het onderdrukken van de niet van de modulatie voorziene pulsen voordat deze de correlator bereiken.

2. Radarapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen omvatten tenminste een eerste filter ingericht voor het geven van een eerste uitgangssignaal gedurende een eerste deel van een ontvangen zendpuls en van een tweede filter ingericht voor het geven van een tweede uitgangssignaal gedurende een tweede deel van een ontvangen zendpuls, waarbij het eerste deel en het tweede deel althans in hoofdzaak disjunct zijn, en dat het blanking circuit wordt geactiveerd als het eerste uitgangssignaal en het tweede uitgangssignaal althans gedeeltelijk gelijktijdig verschijnen.

3. Radarapparaat volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de modulatie een lineaire chirp is en dat het eerste filter en het tweede filter banddoorlaatfliters zijn.

4. Radarapparaat volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het eerste filter een eerste helft van de lineaire chirp doorlaat en het tweede filter een tweede helft van de lineaire chirp doorlaat.

5. Radarapparaat volgens een der conclusies 2 t/m 5, met het kenmerk, dat op het eerste filter een eerste modulus bepalend element plus eerste afvlakfilter is aangesloten en op het tweede filter een tweede modulus bepalend element plus tweede afvlakfilter is aangesloten.

6. Radarapparaat volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat is voorzien in een drempelschakeling aangesloten op de uitgangen van het eerste afvlakfilter en het tweede afvlakfilter, voor het bepalen van een de mate van overlap representerende parameter en een drempelwaarde, en voor het activeren van het blanking circuit als de parameter de drempelwaarde overschrijdt.

7. Radarapparaat volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de drempelwaarde de door een derde afvlakfilter gevoerde absolute waarde van het verschil van uitgangssignalen van het eerste afvlakfilter en het tweede afvlakfilter is.

8. Radarapparaat volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk, dat de parameter het product van de uitgangssignalen van het eerste afvlakfilter en het tweede afvlakfilter is.

9. Radarapparaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ontvangen pulsen met behulp van tenminste een A/D omzetter en in een geheugenveld worden geschreven, en dat de banddoorlaatfliters, de modulus bepalende elementen, de afvlakfliters, de drempelschakeling en het blanking circuit zijn gerealiseerd door rekenoperaties op het geheugenveld.

10. Werkwijze voor het blanken van stoorpulsen in een radaraparaat van het gepulste type, waarbij een zendeenheid zendpulsen opwekt en uitzendt, welke zendpulsen zijn voorzien van een modulatie die bij ontvangen pulsen pulscompressie mogelijk maakt, en waarbij een ontvangeenheid is uitgerust met een correlator voor het comprimeren van ontvangen zendpulsen en van een blanking circuit voor ket blanken van ontvangen pulsen die niet voorzien zijn van de modulatie, met het kenmerk, dat het blanking circuit ontvangen pulsen die niet zijn voorzien van de juiste modulatie onderdrukt voordat ze de correlator bereiken.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat voor een ontvangen zendpuls het blanking circuit en eerste uitgangssignaal genereert tijdens een eerste deel van de zendpuls en een tweede uitgangssignaal tijdens een tweede deel van de zendpuls, waarbij het eerste deel en het tweede deel disjunct zijn gekozen, en dat een ontvangen puls wordt onderdrukt als het eerste uitgangssignaal en het tweede uitgangssignaal althans gedeeltelijk gelijktijdig aanwezig zijn.