SE417138B - Mti-filter ingaende i mottagaren i en foljeradar - Google Patents

Description

79Ü365lv-'7 10 15 20 25 REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN 7 Det är ett önskemål hos en följeradar att kunna kombinera MTI-filtre- ring och frekvensvâxling frân puls till puls enligt förfarandet beskri- vet i ovannämnda svenska patentansökan. Medelst filtret enligt före- liggande uppfinning tillämpat i en följeradar av det inledningsvis nämnda slaget kan en MTI-funktion kombinerat med sådan frekvensväxling åstadkommas. Vidare kan filtersvaret, dvs filterförstârkningen som funktion av dopplerfrekvensen hos mottagna mâlekon, anpassas till mâl- farten hos det följda målet genom_att filtersvaret blir periodiskt med en period svarande mot frekvensrepetitionsfrekvensen fFRF hos de ut- sända serierna av radarpulser och ej mot radarns pulsrepetitionsfrek- vens fPRF. Ändamålet med föreliggande uppfinning är således att åstadkomma en MTI-funktion för en följeradar i vilken de utsända radarpulsernas bärfrekvens ändras frän puls till puls men där samma bärfrekvens återkommer frân en pulsserie till en annan, varvid filtrering av in- kommande störande ekon kan åstadkommas, samtidigt som känsligheten vid mottagning av mâlekot optimeras. Uppfinningen är därvid kännetecknad så som det framgår av patentkravets 1 kännetecknande del; FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall närmare förklaras med hänvisning till bifogade rit- ningar i vilka Figur 1 visar ett blockschema över sändar-mottagardelen hos en följe- radar; Figur 2 visar ett blockschema över ett MTI-filter ingående i mottagar- delen enligt figur 1; Figur 3 visar ett diagram över filterkarakteristiken hos filtret en- ligt uppfinningen; Figur 4 visar närmare uppbyggnaden hos vissa block i schemat enligt figur 1. 10 15 25 30 79Û365¿i'7 FÜREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Sändar-mottagarenheterna hos en följeradar som utnyttjar det inled- ningsvis omnämnda förfarandet är visade i figur 1. Till radarantennen A är på känt sätt en SM-växlare SM ansluten för att växelvis utsända radarpulser från en sändenhet S med frekvensen m -fv + fMF, där m -fu anger radarpulsernas bärfrekvens lv = konst, m = 1, 2, ..., M) och fMF är en vald mellanfrekvens. En styrenhet SE år ansluten till sänd- enheten S för att till denna ge information om det valda antalet bär- frekvenser M i en pulsserie m-fu Mottagarsidan omfattar en blandare BL ansluten till utgången av SM-växlaren SM, en fasdetektor FD anslu- ten till blandarens utgång, en analog-digitalomvandlare AD ansluten till fasdetektorns FD utgång samt ett MTI-filter F enligt uppfinningen anslutet till analog-digitalomvandlarens utgång. Vidare finns en sig- nalbehandlande enhet SB ansluten till utgången av filtret F för be- dR räkning av målavstånd R och målhastighet vm = H; och filtrerade målekopulserna. Blandaren BL är ansluten till sänd- ur de inkommande enheten S för att erhålla signaler med frekvensen k - fv, där k = 1, 2, ..., M dvs signaler med samma bärfrekvens som sändsignalerna men i den ordning som svarar mot de mottagna och från SM-växlaren av- givna ekopulsernas bärfrekvens. Index m och k skiljer sig därvid med en faktor m-k = ko vilken svarar mot ett visst målavstånd R. Frekven- serna m-iv + fMF utsändes från sändenheten S med en pulsrepetitions- frekvens fPRF lika med radarns PRF och under ett visst pulsintervall 1, medan frekvenserna k-fv utsändes till blandaren BL under ett tids- intervall mellan tvâ sändpulser, det s k lyssningsintervallet. Den mottagna ekosignalen från blandarens utgång har en frekvens fMF + fd där fd anger dopplerförskjutningen. Fasdetektorn FD utför en fas- detektering mot en referenssignal fMF, varvid över fasdetektorns utgång en bipolär videosignal bestämd av dopplerförskjutningen fd erhålles. Efter analog-digitalomvandling i omvandlaren AD utförs en filtrering i filtret F för eliminering av klotter och i enheten SB utförs en beräkning av målavstånd och målhastighet, varvid signaler svarande mot dessa storheter avges till styrenheten SE.

MTI-filtret enligt uppfinningen skall nu närmare beskrivas med hän- visning till figur 2. Filtret innehåller ett antal N fördröjnings- 79036514--7 10 15 20 25 30 35 länkar DL1, .... DLN exempelvis digitala skiftregister, vilka är anslutna efter varandra. Varje register har en klockingång ansluten till en gemensam klocka CL, vilken avger klocksignaler i form av kor- ta pulser med repetitionsfrekvensen fPRF. Klockpulserna är dessutom på känt sätt synkroniserade med sändpulserna från sândenheten S. En skillnadsbildare SK är med sin ena ingång (-) ansluten till ingången hos det första registret DL1 och med sin andra ingång (+) ansluten till utgången av en styrbar omkopplingsanordning VX, en s k dataväxel.

Omkopplingsanordningen VX har N st ingångar anslutna till utgângarna hos samtliga register,_och har till uppgift att ansluta utgången av ett bestämt register DLM till ingången (+) hos skillnadsbildaren SK i beroende av det valda antalet bärfrekvenser M. Omkopplaren styrs där- för från styrenheten SE, vilken lämnar en informationssignal, som an- ger det valda vårdet pâ M. Om exempelvis 10 olika bärfrekvenser M = 10 valts, skall utgången av den tionde fördröjningslânken (skiftregister nr 10) anslutas till skillnadsbildarens andra ingång (+) via omkopp- lingsanordningen VX. MTI-filtret enligt figur 2 utgörs således av ett enkelt framåtkopplat digitalt filter med en fördröjning i ena signal- vägen = 1/fFRF.

Figur 3 visar ett diagram över filtrets förstärkning som funktion av dopplerfrekvensen fd hos inkommande målekosignaler. Eftersom doppler- skiftet fd är beroende av bärfrekvensen m - fu hos de utsända pulserna och eftersom frekvensen m - fv varierar från puls till puls utgår man vid bestämningen av lämplig frekvensrepetitionsfrekvens fFRF från ett medelvärde mb - fv på bärfrekvensen för en viss utsänd pulsserie, dvs m - f =~% (f + Zfv + ... + Mfv) där fv, Zfü, ... Mfv är bärfrekven- serna hos den aktuella utsända pulsserien.

MTI-fâltret enligt figur 2 har förstärkningsmaximum vid hastigheterna _ FRF _ " n - 2m°_fv (n + 1/2), n - 0, 1, 2, ... dar mo frekvensen (känd). Frekvensen fFRF skall därför väljas enligt fFRF = = Zmufv - Vm/C GE-;lï7ä9 vid en viss radiell målhastighet vm och - fv år den valda medel- medelbärvågsfrekvens mo - fv. För att få största möjliga spärrband- bredd-bör högsta möjliga värde på fFRF väljas. I diagrammet enligt figur 3 visar den heldragna linjen MTI-filtrets karakteristik för ett visst be- stämt värde på målhastigheten vm och frekvensrepetitionsfrekvensen fFRF. 10 15 20 25 30 35 7903654-7 Filterkarakteristiken kan på känt sätt modifieras genom att ansluta flera filter i kaskad, vart och ett med det utseende som framgår av figur 2, varigenom en brantare övergång mellan pass- och spärrband kan uppnås.

Signalbehandlingen i mottagardelen och i MTI-filtret förutsätter att en koherent detektering av inkommande ekosignaler sker, dvs faslikhet mellan sändpulsernas bärfrekvenssignaler och i mottagardelen alstrade signaler. Detta kan lösas såsom framgår av blockschemat enligt figur 4 vilken närmare visar-sänddelen S. En kristall CR alstrar en viss ut- vald högfrekvent signal med frekvensen fv, exempelvis 100 MHz. Kristal- len CR är ansluten till en styrbar koherent frekvensmultiplikator FM, exempelvis en VCO (voltage Controlled Oscillator) för alstring av de M pulsade signalerna med bärfrekvensernam-fv (m = 1, 2, ..., M) till en blandare B2 samt de M signalerna med bärfrekvensernak-fv, vil- ka under varje lyssningsintervall utsändes till blandaren B1. Frek- vensmultiplikatorn styrs från styrenheten SE så att den från kristallen CR erhållna signalens frekvens fv_multipliceras med utvalda faktorer 1, 2, _.. M. Multiplikatorn innehåller vidare en faslâst slinga (Phase Locked Loop), som åstadkommer en reglering av fasläget hos en signal med frekvensen msfvsâ att detta blir detsamma varje gång multiplikatorn FM låses till denna frekvens.

Enligt figur 1 beräknar signalbehandlingsenheten mâlavståndet R samt mâlhastigheten và exempelvis genom att bilda differensen hos tvâ pâ varandra följande mâlavstândsvärden. Motsvarande signaler avges till styrenheten SE, vilken beräknar ett värde på frekvensrepetitionsfrek- vensen fFRF enligt sambandet fFRF = Zfvlc- vm/n+1/2 , och för ett visst n (exempelvis n = 1). Det beräknade värdet på fFRF skall samtidigt uppfylla villkoren (1), (2) och (3) i den inledningsvis omnämnda svenska patentansökningen 7903653-9. Om dessa villkor därvid ej kan uppfyllas väljes nästa lägre,värde på fFRF (dvs för n = 2, 3 osv enligt exemplet) till dess att villkoren är uppfyllda. Som resultat erhålles ett visst värde på antalet M bärfrekvenser m-fv,k-fv0Ch Sïïfëfihêtefl avger signaler med M spänningsnivâer i takt med den valda pulsrepeti- tionsfrekvens fPRF. De M spänningsnivâerna mottages av den styrbara koherenta frekvensmultiplikatorn FM, varvid en grovinställning sker '79036Sh-7 till. de valda frekvenserna M. Därefter sker en fininställníng av frekvensen hos de muLtípLicerade signaLerna för att uppnå faslikhet frân en muLtipLicerad signaL till nâstföljande osv, såsom beskrivits OVBH-

Claims (1)

1. 0 15 7903654-7 P A T E N T K R A V MTI-filter ingående i mottagarenheten i en följeradar, vars sândenhet PRF och med inbördes olika bärfrekvens serievis, där varje serie innehåller M utsänder radarpulser med en viss pulsrepetitionsfrekvens f sinsemellan olika bârfrekvenser.och där varje serie av pulser upprepas periodiskt medsen viss frekvensrepetitionsfrekvens fFRF i beroende av avståndet R hos det mål radarn skall följa, varvid för mottagning av de från målet reflekterade ekopulserna, en blandare (B) och en lokal- oscillator (LO) är anordnade för koherent detektering av den vid varje tillfälle mottagna frekvensen hos ekopulserna, k å n n e t e c k n a d av åtminstone ett digitalt filter sk MTI-filter (F), vilket via en analog-digitalomvandlare (AD) år anslutet till blandaren (B), vilket filter utgörs av ett antal serieanslutna fördröjningslånkar (DL1-DLN) vardera med en fördröjning 1/fPRF och svarande mot ett vid sändningen tillgängligt antal (N) bärfrekvenser (f1, ..., fN), varvid filtrets ingång är direkt ansluten till ena ingången av en skillnadsbildare (SK), vars andra ingång är ansluten till en styrbar omkopplingsanord- ning (VX) för att i beroende av det valda antalet (M) frekvenser i en pulsserie ansluta utgången av den Mzte fördröjningslänken (DLM) till skillnadsbildarens andra ingång. «