DE1122594B

DE1122594B - Begrenzungsschaltanordnung zur Beseitigung von Reststoerungen bei Impuls-Radargeraeten, die nur bewegte Ziele anzeigen

Info

Publication number: DE1122594B
Application number: DEB54298A
Authority: DE
Inventors: John F Bachmann
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1958-01-17
Filing date: 1959-08-04
Publication date: 1962-01-25
Also published as: DE1134426B; FR1205859A; NL133507C; GB899749A; US3129426A

Description

INTERNAT. KL. H 04 ρ

DEUTSCHES

PATENTAMT

B54298IXd/21a⁴

ANMELDETAG: 4. AUGUST 1959

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 25. J A N U A R 1962

Rückstrahlungen von unerwünschten, feststehenden Zielen dicht am Standort der Radareinrichtung, die allgemein als Bodenstörung oder sogenannte clutter bekannt sind, waren immer ein Problem beim Betrieb von Radareinrichtungen, da sie das Vorhandensein von Rückstrahlungen gesuchter Ziele leicht verdunkeln. Außerdem verursacht die Stärke der Rückstrahlungen von diesen Zielen eine Übersteuerung des Empfängers.

In der Anfangszeit der Radartechnik wurden sogenannte STC-Kreise verwendet, um die Bodenstörungen zu vermindern. Bei diesen Schaltungen wurden gewöhnlich Vorspannungen mit einer solchen Wellenform benutzt, daß sich eine konstante geringe Signalamplitude für Ziele bis zu einem gegebenen Mindestentfernungsbereich ergab, worauf dann die STC-Vorspannung allmählich abgebaut wurde, um für größere Laufzeiten bzw. Meßentfernungen eine normale Empfängerempfindlichkeit zu ermöglichen. Gewöhnlich wurde eine Vorspannkurve zugrunde gelegt, die sich mit der umgekehrten vierten Potenz der Zeit veränderte. Da jedoch der Grund und Boden keine gleichmäßige heterogene Masse ist, die Signale zurückwirft, die sich mit der umgekehrten vierten Potenz der Entfernung ändern, können die Signalpegel um viele Dezibel nach oben oder unten schwanken. Übliche STC-Kreise können zwar so eingestellt werden, daß sie hohe Signalpegel, die von Bodenstörungen herrühren, auf einen bekannten Grenzpegel vermindern; diese Einstellung vermindert aber ein nachfolgendes Signal von geringem Pegel um denselben Betrag.

Als das sogenannte MTI-System in großem Maße angewandt wurde, bei dem durch Vergleich zweier empfangener Impulsfolgeperioden die Rückstrahlungen von feststehenden Zielen beseitigt werden, wurde die Verwendung der STC-Kreise im allgemeinen fallengelassen. Aber mit steigender Senderleistung und Empfängerempfindlichkeit erschienen zahlreiche unausgelöschte Ziele auf den Anzeigeschirmen. Daß diese Ziele keine Flugzeuge waren, wurde durch ihre sehr langsame Bewegung angezeigt. Diese unerwünschten Zielrückstrahlungen machten die Verfolgung tatsächlicher Ziele schwierig. Man nimmt vielfach an, daß diese Rückstrahlungen von großen Vögeln herkommen.

Die Verwendung eines üblichen STC-Kreises wurde als mögliches Mittel zur Verminderung dieser Störungen vorgeschlagen. Jedoch kann der übliche STC-Kreis das Verhältnis von Signal zur Störung nicht ändern, und es ist gerade dieses Verhältnis, das die Fähigkeit bestimmt, eine sich bewegende Kom-Begrenzungsschaltanordnung
zur Beseitigung von Reststörungen

bei Impuls-Radargeräten,
die nur bewegte Ziele anzeigen

Anmelder:
The Bendix Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. K.-A. Brose, Patentanwalt,
Pullach bei München, Wiener Str. 2

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. September 1958 (Nr. 759 746)

John F. Bachmann, Baltimore, Md. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

ponente in der Störung (clutter) noch zu erkennen. Die sich bewegende Komponente kann etwas Unerwünschtes oder die erwünschte Rückstrahlung eines Flugzeuges sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Begrenzungsschaltanordnung zu schaffen zur Beseitigung von Reststörungen in den bipolaren MTI-Videosignalen, die in einem MTI-Impuls-Radarsystem durch Vergleich zweier empfangener Impulsfolgeperioden abgeleitet sind und Rückstrahlungen von feststehenden Zielen nicht mehr enthalten. Durch Abschneiden der unteren Amplitudenteile sollen also solche Reststörungen beseitigt werden, die geringe Amplitude haben und die demgemäß von langsam bewegten rückstrahlenden Objekten herrühren können. Ein entstörendes Abschneiden der unteren Amplitudenteile ist zwar in der allgemeinen Impuls-Radartechnik gebräuchlich. In der üblichen einfachen Form läßt es sich jedoch bei MTI-Radargeräten nicht anwenden, da hier die auszuwertenden Videosignale bipolar sind.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die bipolaren MTI-Videosignale zwei parallelen Kanälen zugeführt werden, von denen der eine eine Signalumkehreinrichtung enthält, und daß beide Kanäle über je einen Gleichrichter mit gemeinsamer, einstellbarer, den unteren Teil der

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Signalspannungen beschneidender Vorspannung zusammengeschaltet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll an Hand der Zeichnungen beschrieben werden. Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild, teilweise in Blockform, eines Teiles des MTI-Kreises einer Radareinrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und

Fig. 2 ein Diagramm, das die Ausgangscharakteristik des Detektors 12, 16 des Kreises nach Fig. 1 wiedergibt.

Von einer Klemme 1 werden Videosignale eines MTI-Empfängers einem Oszillator und Verstärker 2 zugeführt. Der Ausgang dieses Kreises geht parallel an zwei Kanäle, von denen einer eine Verzögerungsleitung 3 aufweist, deren Verzögerung gleich dem Impulswiederholungsintervall der Radareinrichtung ist. Der Ausgang der Verzögerungsleitung 3 wird einem Trägerverstärker 4 zugeleitet.

Der andere Kanal weist einen Trägerverstärker 5 auf, dessen Amplitude verändert werden kann, damit man eine vollständige Löschung von Rückstrahlungen feststehender Ziele erhält.

Der Ausgang des Trägerverstärkers 4 liegt an der Anode eines Gleichrichters 6, dessen Kathode an der oberen Klemme eines Widerstandes 7 liegt. Der Ausgang des Verstärkers 5 liegt an der Kathode eines Gleichrichters 8, dessen Anode mit der unteren Klemme des Widerstandes 7 verbunden ist.

Der Mittelabgriff des Widerstandes 7 ist über einen Kondensator 9 mit dem Gitter einer Videoverstärkerstufe 10 verbunden, deren Anodenspannung mit B+ bezeichnet ist. Der Ausgang des Verstärkers 10 ist über einen Kondensator 11 und eine Leitung 17 mit der Kathode eines Gleichrichters 12 verbunden. Außerdem ist der Ausgang des Verstärkers 10 über einen Kondensator 13 mit dem Gitter eines Umkehrverstärkers 14 verbunden. Der Ausgang dieses Verstärkers ist über einen Kondensator 15 und eine Leitung 18 mit der Kathode eines Gleichrichters 16 verbunden. Die Leitungen 17 und 18 sind durch zwei Serienwiderstände 19 und 20 verbunden, deren Verbindungsstelle 21 an dem beweglichen Kontakt eines Widerstandes 23 liegt, der zwischen einer Klemme 22 positiver Vorspannung und Erde liegt.

T3ie Anoden der Gleichrichter 12 und 16 sind miteinander verbunden und über einen gemeinsamen Widerstand 24 geerdet. Sie sind außerdem mit einer Klemme 25 verbunden, die einen einpoligen MTI-Videoausgang bildet.

Die Videosignale des MTI-Empfängers modulieren also die Amplitude des Oszillators und Verstärkers 2, der ein üblicher Fernsehverstärker sein kann, wobei der Oszillator eine Frequenz von etwa 15 MHz hat.

Die Ausgangssignale werden einerseits der Verzögerungsleitung 3 und andererseits dem Trägerverstärker 5 zugeleitet, dessen Amplitude so eingestellt ist, daß die Rückstrahlungen von feststehenden Zielen in den Ausgängen der Verstärker 4 und 5 die gleiche Größe haben. Diese Ausgänge werden dann den entsprechenden Gleichrichtern 6 und 8 und dann dem Subtraktionswiderstand 7 zugeleitet.

Der Mittelabgriff dieses Widerstandes ergibt einen Videoausgang, in dem Rückstrahlungen von feststehenden Zielen praktisch vollständig eliminiert worden sind. Soweit ist die beschriebene Schaltanordnung bekannt.

Der Ausgang des Subtraktionswiderstandes 7 wird einem Videoverstärker 10 zugeführt, und dessen Ausgang wird zwei parallelen Kanälen zugeleitet, von denen einer den Kondensator 11 und die Leitung 17 und der andere den Kondensator 13, den Umkehrverstärker 14, den Kondensator 15 und die Leitung

ίο 18 enthält. Daher führen die Leitungen 17 und 18 den Kathoden der Gleichrichter 12 und 16 bipolare Videosignale entgegengesetzter Phase zu. Die Leitungen 17 und 18 sind über entsprechende Widerstände 19 und 20 geerdet. Der Verbindungsstelle dieser Widerstände wird von der Klemme 22 aus eine positive Vorspannung zugeleitet, deren Amplitude so groß ist, daß der Ausgang der Gleichrichter an der Basis so weit beschnitten wird, wie es notwendig ist, um Störungen zu eliminieren. Die Gleichrichter könnten bei Bedarf unter Vertauschung der Anoden und Kathoden geschaltet werden, wobei dann die Vorspannung negativ sein müßte.

Fig. 2 zeigt die Änderung der Detektorausgangsspannung mit der Zielgeschwindigkeit in einem als Beispiel gewählten System. Ein nachfolgender Begrenzerkreis und Verstärker, der nicht dargestellt ist, begrenzt den maximalen Signalpegel, der durch die gestrichelte Linie A dargestellt ist, auf 3 Volt.
Wenn dem Detektor eine Vorspannung zugeleitet wird, so wird die Kurve an der Linie B abgeschnitten, und der Begrenzer läßt einen Spitzenwert 3VoIt über dieser Linie zu, wie es durch die Linie C dargestellt ist. Dieses Diagramm zeigt, daß die Vorspannung zur Verminderung von Reststörungen und Rückstrahlungen langsamer Ziele ohne große Dämpfung von Rückstrahlungen von schnelleren Zielen, die gewöhnlich die gesuchten sind, eingestellt werden kann.

Es können besonders geformte Vorspannungen gewählt werden, um jede gewünschte Ausgangscharakteristik zu erzeugen. Beispielsweise kann der Ausgang eines logarithmischen Empfängers zur Erzeugung einer Vorspannungskurve verwendet werden, die sich mit der Amplitude der Bodenstörung ändert.

Claims

Patentanspruch.

Begrenzungsschaltanordnung zur Beseitigung von Reststörungen in den bipolaren MTI-Video-Signalen, die in einem MTI-Impuls-Radarsystem durch Vergleich zweier empfangener Impulsfolgeperioden abgeleitet sind und Rückstrahlungen von feststehenden Zielen nicht mehr enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die bipolaren MTI-Videosignale zwei parallelen Kanälen zugeführt sind, von denen der eine eine Signalumkehreinrichtung enthält, und daß beide Kanäle über je einen Gleichrichter mit gemeinsamer, einstellbarer, den unteren Teil der Signalspannungen beschneidender Vorspannung zusammengeschaltet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Bücherei der Funkortung, Bd. 5 VI, Dortmund 1955, S. 11 bis 26.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen