PULSE DOPPLER RADAR WITH A PULSE LENGTH DISCRIMINATOR

Abstract: 1. A pulse-Doppler radar device comprising : a circuit (7) for moving target indication ; an analysis device (11) ; two signal channels, for interference suppression, extending in parallel to one another between the moving target indication circuit (7) and the analysis device (11), of which one includes a circuit (9) for post-integration, and a pulse-length discriminator (10) which is connected to the output of the circuit (9), and which serves to eliminate synchronous interference pulses ; a change-over switch (12) for selectively connecting the one or the other signal channel to the analysis device (11), characterised in that the inputs of the two signal channels are connected via a receiving rectifier (8) to the output of the moving target indication circuit (7) ; the other signal channel includes a further post-integration circuit (13), a feedback path (15, 21) which leads from the output to the input of said post-integration circuit, and a further change-over switch (18) which connects the input of the further post-integration circuit (13) either to the receiving rectifier (8) or to the feedback path which supplies a preset value ; the output of the further post-integration circuit (13) is connected to a circuit arrangement (19) which controls the change-over switch (12) and which determines the duration of synchronous interference pulses, and which ensures that the first signal channel is connected to the analysis device (11) only during the occurrence of synchronous interference pulses, and that a further circuit arrangement (14-17) for individual interference pulse recognition is provided, which controls the further change-over switch (18) and by means of which the input of the further post-integration circuit (13) is connected to the feedback path (15, 21) in each case only during the duration of an individual interference pulse.

Description: Puls-Doppler-Radargerät mit einem Pulslängen Diskriminator Die Erfindung bezieht sich auf ein Puls-Doppler-Radargerät mit einem Pulslängen-Diskriininator, einer Schaltungsanordnung zur Festzeichenunterdrückung und mit einer zwischen der Festzeichenunterdrückungs- schaltung und dem Pulslängen-Diskriminator angeordneten Nachintegrations schaltung. Bei der Auswertung von Radar-Echosignalen ist es erforderlich, die Anzahl der Falschmeldungen unabhängig von der Art der Beeinflussung des Empfängers auf einen vorgegebenen Wert konstant zu halten. Zur Unter drückung von externen Störsignalen, die durch Dauerstörer verursacht werden, ist es bekannt, sogenannte CFAR-Schaltungen zu verwenden. Es ist auch bekannt, synchrone Pulsstörer (intermittierende Linienstörer bzw. Rauschstörer), die mehrere Entferungskanäle belegen, unter Anwendung eines Puls-Largen-Diskrimina- tors zu unterdrücken (DE-OS 28 23 419). Mit dieser Schaltungsanordnung kann durch Differenzbildung der Signalamplituden aufeinander folgender Entfernungs- kanäle je ein Kriterium für den Anfang oder das Ende eines Flugobektes oder Störsignales gebildet werden Bei Cberschreiten einer für Flugobjekte als maximal vorgegebenen Impulslänge wird das Empfangs signal als Störsignal interpretiert und kann unterdrückt werden. Durch Störsignale überdeckte FlugobjeRtsignale, deren Amplitude grösser als die des Störsignales ist, werden erkannt. Voraussetzung für die angestrebte Funktion des Pulslängen-Diskriminators ist, dass die Amplituden von Stör- und überlagerten Flugobjektsignalen bei der Signalauswertung vor dem Pulslängen-Diskriminator unverändert erhalten bleiben. Kurze Einzelpulse, die verschiedene Ursachen haben können, z.B. Bewegtzeichenechos aus Uberreichweiten bei Verwendung einer sich von Sendepuls zu Sendepuls ändernden Pulswiederholzeit, werden vom Pulslängen- Diskrimonator nicht unterdrückt. Sie machen spezielle Einzelimpulsunterdrückungsschaltungen erforderlich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Störungsunterdrückung mit Pulslängendiskriminator im Signalverarbeitungsteil des Radarerpfängers auch Einzelpulse wirksam zu unterdrücken. Dabei soll eine durch Störungsunterdrückungsschaltungen bedingte Verringerung der Empfangsempfindlichkeit auf einen nicht umgehbaren Teil beschränkt werden. Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass parallel zu dem mit einem Pulslängen-Diskriminator aus gestatte- ten Signalverarbeitungszweig ein zweiter Signalver arbeitungszweig mit einer Einzelpulsunterdrückungs- schaltung versehen ist und dass mit einer Störererkennungseinrichtung in Abhängigkeit von der Art eines vorliegenden Störers (z.3. synchroner Pulsstörer oder Einzelpulsstörer) nur der jeweils entsprechende Signalverarbeitungszweig über einen Umschalter mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist. Wird die Störererkennungseinrichtung so ausgebildet, dass die Umschaltung auf den Signalverarbeitungszweig mit dem Pulslängen-Diskriminator nur auf den bereich der Störpulsdauer beschränkt bleibt, dann wird eine optimale Entdeckungswahrscheinlichkeit für Ziele im nicht gestörten Bereich erzielt. Die Erfindung und weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 das Schaltungsprinzip eines Radarempfängers mit Störungsunterdrückungseinrichtungen für Puls störer und Einzelpulsstörer, Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für die Einzelpulsun terdrückung im zweiten Signalverarbeitungszweig. Ein Puls-Doppler-Radargerät bekannter Art mit einer Antenne 1 ist eingangsseitig mit einem Sende-EmDfangs- schalter 2 und einem Sendeoszillator 3 ausgerüstet. Die Umschaltung des Sende-Empfangs schalters 2 erfolgt durch einen Taktgenerator 4. Das Eingangssignal gelangt von der Antenne 1 zu einer Mischstufe 5, deren über lagerungsoszillator mit 6 bezeichnet ist. Die demodulierten Empfangs signale werden einem Bewegtzeichenfilter 7 (XTI-Filter) zugeführt, das eine grössere Anzahl von Entfernungskanälen aufweist. Das Bewegtzeichenfilter 7 unterdrückt Echosignale,die vom Fest- zeichen kommen, wahrend Bewegtzeichen-Echosignale praktisch ungedämpft übertragen werden. Es kann zweckmässig sein, die Signalverarbeitung in digitaler Form vorzunehmen, d.h. nach der Mischstufe einen gestrichelt angedeuteten Analog-Digital-Wandler AD einzuschalten. Dazu werden einzelne Abtastproben aus dem erhaltenen Signal entnommen, die in digitaler Form weiter verarbeitet werden. Nach Gleichrichtung in einer Anordnung 8 gelangen die so erhaltenen Videosignale über je einen von zwei getrennten parallel geschalteten Signalverarbeitungszweigen über einen gesteuerten Umschalter 12 zur Darstellung an eine Anzeigeeinrichtung 11 oder sie werden in einer nicht dargestellten Auswerteeinrichtung weiter verarbeitet. In der sich nach der Gleichrichteranordnung 8 verzweigenden Signalverarbeitung werden unabhängig voneinander synchrone Pulsstörer (im oberen Signalverarbeitungszweig) und Einzelpulsstörer (unterer Signalverarbeitungszweig) vor der Auswertung unterdrückt. Der gesteuerte Umschalter 12 hat die Aufgabe, jeweils nur den Schaltungszweig mit der Auswertung zu verbinden, der zu diesem Zeitpunkt eine Störunter druckungsfunktion übernimmt. Die Steuerung des Umschalters erfolgt unter Verwendung einer Störererkennungseinrichtung 19, die während jeder Empfangsperiode die Dauer eines synchronen Pulsstörers überwacht und in einem Speicher festhält. Gleichzeitig wird im oberen Signalverarbeitungszweig die vom Pulslängen- Diskriminator 10 ermittelte Signalinformation in einem Verzögerungsglied 22 für eine Empfangsperiode verzögert. Die Störererkennungsschaltung 19 besteht aus einer Schwelle mit einer Zählschaltung und einem Speicher. Im Speicher werden die Empfangssignale aller Entfernungstore einer Zielüberstreichung gespeichert, welche die vorgeschaltete Schwelle überschreiten. Der obere Signalverarbeitungszweig enthält eine Nachintegrationsschaltung 9 und einen Pulslängendiskriminator 10, der die Unterdrückung von synchronen Ouls- störern übernimmt. Der untere Signalverarbeitungszweig enthält ebenfalls eine Nachintegrationsschaltung 13 und eine Einrichtung 20 zur Unterdrückung von Einzelpulsen. In Fig. 2 sind die beiden Signalverarbeitungszweige und die als Blockschaltbild dargestellte Einzelpulsunterdrückung 20 dargestellt Die Videosignale am Ausgang des Gleichrichters 8 gelangen über einen Schalter 18 an die im zweiten Signalverarbeitungsweg angeordnete Nachintegrationsschaltung 13 und über den Umschalter 12 an die Wiedergabeeinrichtung 11. Bei Vorliegen einer Einzelimpulsstörung befinden sich die Schalter 12 und 18 in der gezeichneten Stellung. Damit Einzelpulsstörungen nicht zur Anzeige gelangen, müssen diese vor der Nachintegration begrenzt oder ausgetastet werden ohne dass Nutz- signalen Energie entzogen wird. Mit der vorliegenden Schaltung geschieht das in der Weise, dass in jedem Entfernungskanal fortwährend die Differenz zwischen der Signalamplitude am Ausgang des Gleichrichters 8 und der Signalamplitude am Ausgang der Nachintegra- tionsschaltung 13 gebildet wird. Für die Differenzbildung wird der Ausgang des Gleichrichters 8 unmittelbar mit dem Eingang eines Subtrahierers 14 und der Ausgang der Nachintegrationsschaltung 13 über eine Verzögerungsleitung 15 mit einem weiteren Eingang des Subtrahierers 14 verbunden. In einem Komparator 16 wird festgestellt, wann die Differenz am Ausgang des Subtrahierers 14 grösser ist als ein fest vorgegebener Wert dA. Dieser Wert wird im Prinzip aus allen dem Radarempfänger angebotenen Signalen, z.B. Zielechos, Störpulsen, Zielechos mit überlagerten Störpulsen ein normierter Zielamplitudenwert gebildet, dessen Energie etwa dem kleinsten entdeckbaren Ziel entspricht. ber- schreitet der Differenzwert am Ausgang des Subtrahierers den vorgegebenen Wert LA, dann liegt ein Störimpuls vor, der den Komparator 15 veranlasst, ein Signal abzugeben, das über eine Schaltstufe 17 den Schalter 18 steuert. Der Eingang der Nachintegrationsschaltung 13 wird vom Gleichrichter 8 getrennt und gleichzeitig verbindet der Schalter 18 Eingang und Ausgang der Nachintegrationsschaltung, so dass eine Rückkopplungsschleife gebildet wird, die ausser der Verzögerungsleitung 15 einen Addierer 21 enthält. Der Addierer 21 hat die Aufgabe, auf das rückgekoppelte Ausgangssignal der Nachintegration einen Wert AA', welcher beispielsweise etwa der normierten Signalamplitude entspricht, aufzuaddieren. Während der Dauer des Störimpulses bildet ein Vorgabewert LA" das Eingangssignal der Nachintegrationsschaltung 13, der z.B. dem kleinsten entdeckbaren Bewegtsignal entspricht. Ist die Amplitudendifferenz der Ausgangs signale von Gleichrichter 8 und Nachintegrationsschaltung 13 wie- der kleiner als der vorgegebene Wert AA, dann wird die Rückkopplungsschleife mittels des Schaiters 18 aufgetrennt und der Ausgang des Gleichrichters 8 mit dem Eingang der Nachintegrationsschaltung 13 verbunden. Der normierte Signalamplitudenwert AA, der im Komparator 16 zur Erkennung des Störimpulses führt, muss nicht die gleiche Grösse aufweisen, wie der im Addierer 21 auf das um eine Empfangsperiode verzögerte Ausgangssignal der Nachintegrationsschaltung 13 aufaddierte Wert AA'. Durch geeignete Kombination der beiden Werte kann mit dem Vorgabewert LA" eine optimale Störimpulsunterdrückung geschaffen werden. Die Auswahl des jeweiligen Signalübertragungsweges Sur eine gerade erforderliche Stbrungsunfierdrückur.g erfolgt mit Hilfe des Umschalters 12 und der Störerkennung 19 für syndirone Pulsstörer. Die Störererkennungseinrichtung 19 ist dabei so ausgebildet, dass sie den Signalverarbeitungsweg mit dem Pulslängen-Diskriminator 10 ausschliesslich während der Zeit einer Radarperiode einschaltet, in der ein synchroner Pulsstörer empfangen wird. Durch die Einschränkung der Einschaltzeit auf die Störungsdauer wird erreicht, dass die Entdeckungswahrscheinlichkeit des Radarempfängers während der übrigen Zeit der Radarperiode nicht unnötig vermindert ist. 6 Patentansprüche 2 Figuren

Claims: PatentansDrüche 1. Puls-Doppler-Radargerät mit einem Pulsängen-Dis- kriminator, einer Schaltungsanordnung zur Festzeichenunterdrückung und mit einer zwischen der Festzeichenunterdrückungsschaltung und dem Pulslängen-Diskriminator angeordneten Nachintegrationsschaltung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass parallel zu dem mit einem Pulslängen-Diskriminator (10) ausgestatteten Signalverarbeitungszweig (9, 10) ein zweiter Signal verarbeitungszweig mit einer Einzelpulsunterdrückungs- schaltung (14, 15, 16, 17) versehen ist und dass mit einer Störererkennungseinrichtung (19) in Abhängigkeit von der Art eines vorliegenden Störers (z.B. synchroner Pulsstörer oder Einzelpulsstörer) nur der jeweils entsprechende Signalverarbeitungszweig über einen Umschalter (12) mit einer Auswerteeinrichtung (11) verbunden ist. 2. Puls-Doppler-Radargerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einzelpulsunterdrückungsschaltung (14, 15, 16, 17) während der Dauer des Störimpulses einen Vorgabewert (asa") in den zweiten Signalverarbeitungsweg einspeist. 3. Puls-Doppler-Radargerät nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Vorgabewert (AA") von einem normierten Sigral- amplitudenwert (#A), der aus allen dem Signalempfänger angebotenen Signalen gebildet wird, abgeleitet wird. 4. Puls-Doppler-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , dass eine Störererkennungseinrichtung (19) in jeder Empfangsperiode die Dauer eines synchronen Pulsstörers überwacht und in einen Speicher eingibt. 5. Puls-Doppler-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Störererkennungseinrichtung (19) aus einer Schwelle mit einer ZähIschaltung und einem Speicher besteht. 6. Puls-Doppler-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass dem Pulslängen-Diskriminator (10) im ersten Signalverarbeitungsweg eine Verzögerungseinrichtung (23) für eine Empfangsperiode nachgeschaltet ist.

Inventors: GSTOTTNER, GERMAN, DIPL.-ING., KAUTZSCH, GEORG, DIPL.-ING., Gstöttner, German, Dipl.-Ing.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1983
Main classification: G01S13
IPC codes: G01S13, G01S7