DE2808545A1

DE2808545A1 - Verfahren zur nachrichtenuebertragung mittels radargeraeten

Info

Publication number: DE2808545A1
Application number: DE19782808545
Authority: DE
Inventors: Philipp Dr Ing Federspieler; Gerhard Dipl Ing Foeller
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1978-02-28
Filing date: 1978-02-28
Publication date: 1979-08-30
Also published as: DE2808545C2

Description

Verfahren zur Nachrichtenübertragung mittels Radargeräten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nachrichtenübeftragung mittels Radargeräten, deren Ortungsimpulse zur Informationsübermittlung mit Nachrichtensignalen moduliert sind.
Eine derartige Anordnung fst bereits bekannt (G-B-PS 647 126). In dieser Anordnung werden die Radarimpulse mit einem Nachrichtensignal frequenzmoduliert. Im Empfänger des Radargerätes sind Mittel vorgesehen, von den empfangenen Impulsen die aufmodulierten Nachrichtensignale abzutrennen.
Die Erfindung geht davon aus, daß es erstrebenswert ist, Radargeräte eines Radarnetzes über ein Funksystem in Verbindung mit Empfangs stationen zur Übermittlung insbesondere von Ortungsdaten miteinander zu verbinden.
Es soll dabei auf die dazu erforderlichen zusätzlichen Funksender verzichtet uad die hohe Leistung des Radarsenders fur eine 5 törsichere Ubertragung herangezogen werden. Ein simultaner Radar-Funkbetrieb, bei dem die Ortungsdaten direkt mit den Radargeräten übertragen werden, ist dann nicht ohne weiteres möglich, wenn es sich um Puls-Doppler-Radaranlagen handelt. Bei simultanem Betrieb, d. h. bei gleichzeitiger Erfassung von Zielen und Aussendung von Daten wird in Folge der Modulation des Radarsignals die Festzeichenunterdrückung im Empfangsteil erheblich gestört. Die Unverträglichkeit von Festzeichenunterdrückung und Informationsübertragung läßt sich dadurch erklären9 daß Festzeichenechos außer ihrer Existenz und der mit der Antennencharakteristik modulierten Amplitude keine Information enthalten, weshalb sie unterdrückt werden können. Bewegtzeichenechos beinhalten dagegen aufgrund ihrer Phasenänderung neben ihrer Amplitude eine zusätzliche Information und werden deshalb nicht unterdruckt9 sondern weiterverarbeitet. Modulierte Festzeichenechos lassen sich daher nicht mehr von Bewegtzeichenechos unterscheiden. Bei der Ortung bewegter Ziele werden vorwiegend Puls-Doppler-Radargeräte verwendet. Die Echoauswertung erfolgt im Radarempfänger in der Weise, daß ein Dopplerfilter in der Videolage die von Festzeichen hervorgerufene Spektralanteile unterdrückt und die von bewegten Zielen erzeugten Dopplerfrequenzanteile selektiert. Dadurch wird eine Festzeichenunterdrückung bis zu ca. 60 dB erreicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Verbindung mit Radargeräten der eingangs genannten Art unter Umgehung der genannten Schwierigkeiten, einen Lösungsweg anzugeben, der den simultanen Radar-Funkbetrieb von Puls-Doppler-Radaranlagen ermöglicht. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Radar-Sendeimpulse mit der zu übertragenden Information durch binärcodierte Phasenumtastung moduliert werden, und daß die modulierten Radar-Echosignale sich im Radarempfänger selber synchronisieren und danach in der Videolage vor ihrer Auswertung in einem Festzeichenfilter einer synchronen Informationsauslöschung unterzogen werden.
Durch Anwendung dieses Verfahrens erfolgt eine vollständige Informationsauslöschung, wodurch die unmodulierte Impulsform der Radar-Echosignale zurückgewonnen wird, so daß die Festzeichenunterdrückung im Festzeichenfilter nicht beeinträchtigt ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die für die Informationsauslöschung notwendige Autosynchronisation der Radar-Echosignale durch Verwendung eines dem modulierten Radarsignal vorgestellten Synchronisiercodes unter Verwendung eines Korrelators.
Die Informationsauslöschung erfolgt danach in der Weise, daß jedes einzelne modulierte Radar-Echosignal mit seiner Information bitweise in der Phase rückgetastet wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann in besonders vorteilhafter Weise für die Ubertragung binär-codierter Daten verwendet werden. Die Erfindung sowie Weiterbildungen der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
In Fig. 1 ist die Impulsfolge eines modulierenden Signals und in Fig. 2 das Ausgangssignal eines für die Autosynchronisation des Radar-Echosignals erforderlichen Korrelators in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt.
In Fig. 3 ist ein Prinzipschaltbild eines Puls-Doppler-Radargerätes mit einer Schaltung für eine synchrone Informationskompensation dargestellt.
Fig. 4 zeigt den Aufbau der Schaltung für die synchrone Informationskompensation.
Die Impulsfolge m(t) (Fig. 1)9 mit der die Radar-Sende-Impulse moduliert werden, besteht aus zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Teilen, einem Synchronisierwort ma (t) und der eigentlichen Information9 dem Datenwort Das Radarechosignal s(t) läßt sich dementsprechend in zwei zeitlich aufeinanderfolgende Teile a(t) und b(t) zerlegen, von denen der eine mit dem Synchronisierwort ma (t) und der andere mit dem Datenwort mb(t) moduliert ist.
Nutzsignal: s(t) = m(t) A + B cos (dt + Modulierendes Signal: m(t) = ma(t) + mb(t)

m(t), t1 # t < t2

ma(t) = o , sonst

m(t), t2 # t # t3

mb(t) ={m0(t); sonst

o , sonst

Somit lautet: s(t) = ma(t) A + B cos (wdt + #) + mb(t) [A + B cos (wdt + #)] s = a(t) + b(t).
Das für die Autosynchronisation der einzelnen Radar-Echosignale erforderliche Ausgangssignal des Korrelators ist in der Fig. 2 dargestellt. Die Wirkungsweise der Autosynchronisation wird anhand der Fig. 3 und 4 näher erläutert.
Die Antenne eines Pulsdopplerrardargerätes ist in der Fig.3 mit 1 bezeichnet. Über einen Taktgeber 2 wird ein Sender-Empfangsschalter 3 gesteuerte der einerseits mit dem Radarsender 4 und andererseits mit einer Demodulators einrichtung 5 verbunden ist. Der Überlagerungsoszillator der Demodulatoreinrichtung 5 ist mit 6 bezeichnet Die Auto synchronisation und die Informationsauslöschung er- folgen in der Videolage der Radarechosignale zwischen dem Ausgang der Demodulatoreinrichtung 5 und dem Eingang eines Festzeichenfilters 14. Das hier erhaltene Empfangssignal s(t) = a(t) + b(t) wird an den KM-Schalter 7 (Fig. 4) geführt, der mit jedem Radarsendeimpuls (Radartakt) und nach jedem Radar-Echosignal in Stellung K (korrelieren) gebracht wird. Die Ausgänge K und M des EM-Schalters 7 führen über einen Korrelator 9 bzw.
über einen Multiplizierer 13 an das Festzeichenfilter 14.
In der Stellung K des Schalters 7 gelangt der erste Radar-Echosignalteil a(t) mit dem Synchronisierwort in den Korrelator 9, in dem in Verbindung mit dem über eine Informationsleitung 8a und einem Synchronwortsneicher 8 gelieferten identischen Synchronwort eine Autokorrelation durchgeführt wird. Die am Ausgang des Korrelators 9 erhaltene korrelierte Funktion ak(t), die in Fig. 2 dargestellt ist, weist zum Zeitpunkt t1 +T = t2 ein Korrelationsmaximum auf, mit dem ein Schwellwertdetektor 10 angesteuert wird. Zur Erzielung möglichst großer Korrelationsspitzen sind geeignete Synchronisierwörter, wie z, B. Barker-Codes, zu wählen. Das korrelierte Signal a(t) wird auf das Festzeichenfilter 14 gegeben und kann somit für die Radar-Echosignalauswertung voll verwendet werden.
Der Schwellwertdetektor 10 bringt den KM-Schalter 7 in die Stellung M (multiplizieren) und synchronisiert einen Bittaktgenerator 11. Der zweite Teil des Radar-Echosfgnals b(t), der mit der zu übertragenden Information moduliert ist, läuft zum Multiplizierer 13. Hier erfolgt eine Informationsauslöschung durch Kompensation, indem der Multiplizierer 13 bitweise und synchron das Radar-Echosignal b(t) mit dem modulierenden Signal mb(t) (Datenwort) multipliziert, d. h. das Datenwort t wird in der Reihenfolge der einzelnen Bits mit sich selber multipliziert und dadurch gelöscht, da im Zeitabschnitt t2 bis t3, der das Datenwort mb(t) umfaßt, das Quadrat des Datenwortes mb2(t) = 1 und im übrigen Bereich gleich Null ist. Das Ausgangssignal s'(t) der gesamten Schaltung lautet dann für ein Radarechosignal

(ak(t) , t1 # t < t2

s'(t) = #A + B cos (#dt + #), t2 # t # t3

0 , sonst

Die bitweise Multiplikation im Multiplizierer 13 erfolgt unter Verwendung eines Datenwortspeichers 12, der seine Information mb(t) über eine Informationsleitung 12a erhält und der vom Bittaktgenerator 11 gesteuert wird. Nach der Bearbeitung des letzten Datenbits wird der KM-Schalter 7 wieder in Stellung K gebracht. Die Synchron- und Datenwortspeicher 8a und 12a werden bei jedem Radarimpuls auf den aktuellen Stand gebracht.
Das Synchronisierwort läßt sich, sofern es mehr als eine Wortmöglichkeit gibt, auch noch zur Informationsübertragung verwenden. Für diesen Fall muß der Datenempfänger das Synchronisierwort und das Datenwort auswerten können. Das synchrone Verfahren zur Informtionsauslöschung ist kompatibel mit der Pulskompression bei binär-codierter Phasenmodulation, wenn es vor der Pulskompression eingesetzt wird.
4 Patentansprüche 4 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Nachrichtenübertragung mittels Radargeräten, deren Ortungsimpulse zur Informationsübermittlung mit Nachrichtensignalen moduliert sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t 9 daß die Radar-Sendeimpulse mit der zu übertragenden Information durch binär-codierte Phasenumtastung moduliert werden und daß die modulierten Radar-Echosignale sich im Radarempfänger selber synchronisieren und danach in der Videolage vor ihrer Auswertung in einem Festzeichenfilter einer synchronen Informationsauslöschung unter zogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r e h g e -k e n n z e i c h n e t 9 daß die Autosynchronisation der Radar-Echosignale durch Verrendung eines dem modu lierten Radarsignal vorgestellten Synchronisiercodes mittels eines Korrelators erfolgt.
3. Verfahren 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 zu t 9 daß die Informationsauslöschung dadurch erfolgt, daß jedes einzelne modu lierte Radar-Echosignal nach seiner Synchronisierung mit seiner Information bitweise in der Phase rückgetastet wird.
4. Verfahren 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 der Synchronisiercode zusätzlich zur Informationsübertrag gung benutzt wird