SE466974B - Radaranordning med modulerad baervaagssignal - Google Patents

Description

466 974 2 rörliga mál med olika hastighet åt, och framförallt att skilja rörliga mål från fasta mål, så att små flygplan kan detekteras även i närheten av stora markreflexer.

I radaranordningen enligt patentansökan 8902983-9 kan mottagaren samtidigt ta emot signalen från block på minst två skilda frek- venser vilket innebär att mottagaren kan dedicera vissa analys- funktioner till ett visst avståndsomràde och delvis andra analys- funktioner till ett annat avstándsomráde genom att välja ut mot- svarande block som reflekterats från respektive avstàndsomráde och koppla dessa till respektive analysfunktioner i mottagaren.

I beskrivningen i nämnda ansökan anges som exempel att ett av- stándsomràde kan analyseras med avseende på ett rörligt màls dopplereffekt och ett annat avstàndsomràde kan analyseras med avseende på god avståndsupplösning mot mål.

Ett problem därvidlag är att vid användning av långa kodade block på samma frekvens i en sådan radar kan dopplerförskjutningen ge en fasändring under blockets längd som är större än 1800. Då kodningen av bärfrekvenssignalen sker medelst exempelvis bifas- kodning inses att detta försvårar detekteringen.

Ett ändamål med denna uppfinning är därför att vid en radaranord- ning av det ovan angivna slaget kunna utnyttja dopplerförskjut- ningen för att skilja ut rörliga mál med olika hastigheter från varandra, och framförallt att skilja rörliga mål från fasta, och där kodningen kan ske utan nämnda problem.

I vår parallella patentansökan nr 9002839'0 beskrivs hur doppler informationen kan erhållas genom FFT-analys (Fast Fourier Transform). I föreliggande uppfinning beskrivs en radaranordning där dopplerinformationen utnyttjas på ett annat sätt och som är speciellt fördelaktig vid màl som befinner sig nära radarn. 4ee.974i I en luftvärnsapplikation kan det nämligen vara intressant att följa mål tills de kommer mycket nära radarn för att kunna lämna information om màlets läge till luftvärnet för bekämpning av målet även i denna situation.

Det som huvudsakligen kan anses vara det nya och utmärkande för uppfinningen framgår av kännetecknande delen till patentkravet 1.

I det följande skall uppfinningen beskrivas närmare i anslutning till bif ritningar som visar ett exempel på hur anordningen kan vara uppbyggd, varvid figur 1 visar hur mottagaren modifierats för att analysera mottagna "samples", och figur 2 en särskild korrigeringsenhet för stora närbelägna mál.

Då radaranordningen beskrivs i det följande kommer endast de delar av radarn som har avseende pá uppfinningen, dvs hur doppler- informationen behandlas i mottagaren, att beröras närmare. Radar- anordningen för övrigt kan vara av det slag som beskrivs i den ovan nämnda svenska patentansökan nr. 8902983-9.

Således innefattar sändaren en bärvàgsgenerator som kontinuerligt utsänder en bärvàgssignal, en modulator för modulering med en kodalstrande signal vars grundfrekvens, kodfrekvensen, är bestäm- mande för radarns avståndsupplösning och en sändarantenn.

Den kodalstrande signalen är så beskaffad att en bit i koden har en varaktighet som är flera gånger längre än bärvágssignalens periodtal och där flera bitars kod bildar ett block varvid ett block karakteriseras av modulation av en bärvàg med konstant frekvens. Bärvàgens frekvens ändras mellan blocken så att sändaren sänder ett block med en bärvàgsfrekvens som är skild från den eller de bärvàgsfrekvenser som mottagaren är inställd att ta 466 974 emot. Blocklängden kan göras avsevärt kortare än radarns korresponderanden räckvidd innebärande att radarsändaren ofta byter frekvens under den tid det tar att få ett ekosvar från räckviddsgränsen vilket försvårar upptäckt och störning av radarn.

Mottagaren innefattar antenn och olika signalbehandlingsorgan av i och för sig känt slag. Vid signalbehandlingen korreleras den mottagna signalen med den utsända koden. Korrelatorn kan ha olika längder för att passa aktuella kodlängder. Korrelerings- resultaten behandlas sedan i en analysator.

Till skillnad från mottagaren i den ovan nämnda svenska patent- ansökan nr 8902983-9 distribueras enligt uppfinningen ett mottaget "sample" till alla aktuella avstándsfack parallellt enligt kod- mönstret.

Om t ex binärkodning används så ges det detekterade "samplet“ också ett värde med ombytt tecken, och alla avstândsfack som i detta tidsögonblick skall ha minustecken enligt koden, får "samplet“ med ombytt tecken medan de övriga avståndsfacken matas med "samplet“ utan teckenändring. I nästa tidssteg erhålles ett nytt sample från A/D-omvandlaren och detta matas med och utan teckenändring till respektive avståndsfack enligt kodens mönster för respektive avstånd.

På detta sätt matas varje avståndsfack med inkomna ”samples” med korrigerade tecken enligt den givna koden. Integrering av "samples" i respektive avstàndsfack ger då successiv tillväxt av signal, om det finns ett detekterbart mål i avstàndsfacket - annars ger inte- grationen ett mått på mängden okorrelerat brus eller störning. Om målet i aktuellt avståndsfack är rörligt med stor dopplerförskjut- ning kan "integreringen" ske i form av FFT-analys eller någon annan av ovanstående metoder för doppleranalys.

Y-Y 466.974' Sample Sn+1 från A/D-omvandlaren 1 tilldelas tecknet + eller - i en teckenbildare 2. Varje avstàndsfack 3 matas därefter via switchar 4 styrda av koden med samplevärdet med det tecken som enligt koden gäller för respektive avståndsfack. I avståndsfack 1 har därvid alla samples S1 t ojm Sn getts tecken så att ett mål i avståndsfack 1 adderas med varje sample till en hög slut- summa. Motsvarande gäller för avståndsfack 2 osv. Ett mål som finns på ett avstånd som motsvaras av avståndsfack 2 kommer därmed ej att adderas upp i avståndsfack 1 eftersom inmatningen av sample till avståndsfack 1 ej sker med de tecken som mot- svarar mål för rätt avståndsfack, i detta fall fack 2.

Det närmast ovan_beskrivna analysförfarandet att successivt och parallellt bygga upp information om mål i olika avståndsfack kan vara fördelaktigt när man vill korrigera för màls tidssidlober i andra avståndsfack.

I en LV-applikation kan det vara intressant att följa mål tills de kommer mycket nära radarn för att kunna lämna information om målets läge till luftvärnet för bekämpning av målet även i denna situation.

Mål som befinner sig nära radarn ger kraftiga ekon tillbaka till radarns mottagare jämfört med mål som befinner sig långt borta.

Radarekots effekt avtar med fjärde potensen på avståndet från radarn. Denna effekt kompenseras delvis i den aktuella radarn genom att närbelägna mål inte reflekterar effekt tillbaka under så lång tid som de avlägsna. När ett kodblock sänds ut från radarn, så tar radarns mottagare emot radareko från tidigare utsända block och mottagaren öppnar inte för det aktuella blocket förrän detta hunnit ett lämpligt avstånd från radarn. Det innebär att det allra närmaste området intill radarn redan har passerats av kodblocket när mottagaren öppnar för att ta emot radareko från detta block.

Det innebär också att mål utanför detta område har passerats av större delen av kodblocket och att det endast är en mindre del av det reflekterade kodblocket som når en öppen radarmottagare. När- belägna mål ger alltså radareko med hög amplitud men under kort tid, vilket ger en utjämnande effekt. 466 974 De närbelägna målen ses endast en kort tid av radarns mottagare och kan därför inte nyttiggöra sig av en lång kod. Det innebär att dessa mål kan ge upphov till relativt stora tidssidlober och att det kan finnas ett särskilt behov att korrigera för dessa.

Härvid kan det vara intressant att skapa avståndsfack för radarns närområde och använda ovan beskrivna metod med parallell matning av dessa avståndsfack med mottagna "samples". Man erhåller då en tidig information om stora närbelägna mål och kan utföra en sid- lobskorrigering i de mera avlägsna avståndsfacken eller helt frankt avstå från att använda de "samples" som domineras av de stora närbelägna målen för detektering av mål i avlägsna avstånds- fack.

Ett exempel pá en sådan korrigering visas i figur 2. En korriger- ingsenhet 5 är lämpligen utrustad med en tröskel som känner av nivån på summavärdena gi 1, jï 2... :T-N3 från avstândsfacken 1-N3 och om en av summorna från respektive avståndsfack är större än ett visst värde så innebär detta att målet på detta avstånd är så stort att det kan ge felbidrag i övriga avståndsfack. Felbidragets storlek i de olika facken är bestämd av koden varför detta värde kan subtraheras bort från värdet som erhållits i respektive avstånds- fack. Det korrigerade värdet:ï 11 är således resultatet av en eventuell korrigering av värdet '§-1, osv. (_.-

Claims (3)

375 466.914' ' PATENTKRAV

1. Radaranordning av det slag som innefattar en sändare som i huvudsak kontinuerligt utsänder en modulerad bärvågs- signal och en mottagare för mottagning av den mot ett föremål reflekterade bärvågssignalen (ekosignalen) och där bärvágs- signalen moduleras med en kodalstrande signal där en bit i koden har en varaktighet som är flera gånger längre än bär- vàgssignalens periodtid och där flera bitars kod bildar ett block som karakteriseras av modulation av en bärvåg med konstant frekvens och varvid bärvågens frekvens ändras mellan blocken så att sändaren sänder ett block med en bärvàgsfrek- vens som är skild från den eller de bärvågsfrekvenser som mottagaren är inställd att ta emot k ä n n e t e c k n a d a v att en mottagen binärkodad signal efter A/D-omvandling (1) kompletteras med ytterligare ett värde som är mätvärdet med ombytt tecken varvid i varje tidssteg därefter mätvärdet respektive mätvärdet med ombytt tecken matas till olika av- ståndsfack (3) där avstândsfacken får en följd av mätvärden och där den givna utsända koden entydigt bestämmer, för varje tidssteg, till vilka avståndsfack mätvärdet respektive mätvärdet med ombytt tecken skall matas varvid integration av inmatade värden i ett avstándsfack ger information om eventuellt mål i detta avstándsfack.

2. Radaranordning enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k- n a d a v att mottagaren endast tar emot en del av reflekterat kodblock från mål som befinner sig pà nära avstånd från radarn så att avstándsfacken (3) tar hand om mål pá motsvarande avstånd, varvid mål i närområdet erhåller färre mätvärden i sina av- ståndsfack än mål som ligger längre bort och kan nyttiggöra sig hela kodblocket. 466 974

3. Radaranordning enligt patentkrav 2 k ä n n e t e c k- n a d a v att en jämförelse göres av resultaten från avstånds- fack (3) i radarns närområde med givna nivåer och då dessa nivåer överskrids, motsvarande mätvärden frân A/D-omvandlaren (1), som innehåller dessa málsignaler, är anordnade att ej bidra till resultaten av målanalysen på andra mâlavstánd.