DE69507189T2

DE69507189T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Festechounterdrücken in der Zwischenfrequenz für ein kohärentes Pulsradar

Info

Publication number: DE69507189T2
Application number: DE69507189T
Authority: DE
Inventors: Gilbert F-92402 Courbevoie Cedex Bian; Patrick F-92402 Courbevoie Cedex Garrec; Herve F-92402 Courbevoie Cedex Lemonnier; Patrick F-92402 Courbevoie Cedex Louedec
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1994-05-03
Filing date: 1995-04-25
Publication date: 1999-05-27
Anticipated expiration: 2015-04-26
Also published as: KR950033518A; DE69507189D1; EP0681191A1; EP0681191B1; FR2719669A1; DK0681191T3; FR2719669B1; US5576712A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Erfassung beweglicher Ziele bei vorhandenen festen Zielen mit Hilfe eines Radars, das kohärente Impulse aussendet, die im Verlauf eines Stoßes alle die gleiche Ausgangsphasenverschiebung in bezug auf ihren Modulationsträger aufweisen.
Als Antwort auf eine Bestrahlung durch den Stoß kohärenter Impulse wirft ein Ziel als Echo den Stoß von Impulsen zurück, wobei diese abhängig davon, ob das Ziel fest oder beweglich ist, ihre Kohärenz bewahren oder nicht bewahren, da der Doppler- Effekt aufgrund der radialen Verschiebung eines Ziels in bezug auf die Quelle der Impulse das Auftreten einer Phasenverschiebung von Impuls zu Impuls bewirkt. Somit weist das als Antwort auf das Senden eines jeden kohärenten Impulses eines Stoßes rückkehrend empfangene Signal, das aus der Überlagerung der Antworten der festen und beweglichen Ziele resultiert, aufgrund der festen Ziele eine von Impuls zu Impuls invariante Komponente und eine in der Phase von einem Impuls zum anderen schwankende Komponente auf, die von den beweglichen Zielen herrührt.
Für die Sichtbarmachung der beweglichen Ziele stellt die invariante Komponente des von den bestrahlten festen Zielen stammenden Empfangssignals als Echo eines Abfrageimpulses ein Hindernis dar, und dies um so mehr, als sein Pegel häufig wesentlich über dem der variablen Komponente des von den beweglichen Zielen stammenden Empfangssignals liegt. Üblicherweise wird versucht, diese vor der Auswertung des Empfangssignal zu unterdrücken oder wenigstens zu dämpfen, indem die Tatsache ausgenutzt wird, daß diese sich identisch in allen Echos als Antwort auf die Impulse eines Stoßes wiederfinden, während die von den beweglichen Zielen stammende Komponente von einem Echo zum anderen in der Phase schwankt. Eine klassische Art, dies durchzuführen, besteht darin, vor der Auswertung des empfangenen Signals und dessen Verarbeitung zur Trennung der Ziele nach dem Abstand und eventuell nach der Geschwindigkeit, das Signal, das als Antwort eines ausgesendeten Impulses empfangen wurde, von dem Signal, das als Antwort eines zuvor ausgesendeten Impulses empfangen wurde, zu subtrahieren. Diese Operation, die es ermöglicht, die festen Echos zu entfernen, geschieht in der Regel mit Hilfe einer Verzögerungsleitung, die das Empfangssignal um eine Periode der Wiederholung der Impulse verzögert, und eines Subtrahierers. Die Verzögerungsleitung kann analog sein und somit im Zwischenfrequenzband arbeiten. Sie kann auch digital sein und im Videofrequenzband arbeiten.
Die aufgrund der Echos von einem festen Ziel im Empfangssignal vorhandene Störkomponente mit einem hohen Pegel ruft bei dem Demodulator, der das Videosignal liefert, und bei den Analog/Digital-Umsetzern, die eingesetzt werden, um eine digitale Verarbeitung hinsichtlich des Erfassens der Ziele zu ermöglichen, Probleme durch Sättigung hervor. Es ist deshalb von Vorteil, das Entfernen oder wenigstens die Reduzierung der Echos von festen Zielen im Zwischenfrequenzband durchzuführen.
Ein Verfahren zum Entfernen der Echos von festen Zielen im Zwischenfrequenzband, das in dem französischen Patent FR-A-2.687.479, das der Anmeldung EP 557 160 entspricht, beschrieben ist, besteht darin, im Zwischenfrequenzband eine Kopie des als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfangenen Signals durch Abtasten, nach Demodulation, der Amplitude dieses im logarithmischen Maßstab gemessenen Signals und dessen Phase zu erzeugen und die Kopie durch Amplituden- und Phasenmodulation des mit Hilfe der Abtastwerte erhaltenen zwischenfrequenten Trägers zu synthetisieren und diese Kopie im Zwischenfrequenzband von allen als Antwort auf die späteren Impulse des Stoßes empfangenen Signalen zu subtrahieren.
Dieses Verfahren der Entfernung von Echos fester Ziele besitzt den Vorteil, daß keine analoge Verzögerungsleitung mit einer Verzögerung, die gleich der Periode der Wiederholung der Impulse ist, eingesetzt wird, deren Realisierung schwierig ist und deren Einsatz Dämpfungserscheinungen und schwer zu beherrschen de Verzerrungen mit sich bringt. Dennoch kann, wenn starke Echos fester Ziele auftreten, eine gewisse Sättigung vorkommen, die von der Bildung einer bei dem ersten Impuls des Stoßes ziemlich groben Kopie herrührt.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diesen Nachteilen zu begegnen, indem eine Kopie der Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes erstellt wird durch Ausführen sukzessiver Näherungen mit Hilfe eines iterativen Prozesses auf der Grundlage einer ersten Abtastung, die sich auf die Antwort auf den ersten Impuls stützt, und danach auf der Grundlage einer zweiten Abtastung, die sich auf den Fehler, der zwischen der Antwort auf den ersten Impuls und einer anhand der ersten Abtastung provisorisch synthetisierten Kopie besteht, sowie auf eine Kombination der zwei Abtastungen stützt, um eine verfeinerte Kopie der Antwort auf den ersten Impuls zu erstellen.
Die Erfindung hat ein Verfahren zum Entfernen der Zwischenfrequenz-Echos fester Ziele in einem Radar mit kohärenten Impulsen zum Gegenstand, bei dem eine Kopie der Antwort im Zwischenfrequenzband auf den ersten Impuls eines Stoßes von der Antwort im Zwischenfrequenzband auf jeden späteren Impuls des Stoßes subtrahiert wird. Dieses Verfahren ist dadurch bemerkenswert, daß es darin besteht:
- eine erste Abtastung, nach Demodulation, der Amplitude im logarithmischen Maßstab sowie der Phase des als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfangenen Signals auszuführen und im Zwischenfrequenzband eine Darstellung der Kopie dieses Signals zu synthetisieren,
- im Zwischenfrequenzband die Darstellung der Kopie von dem Signal zu subtrahieren, das als Antwort auf den ersten Impuls empfangen wird, verzögert um die Zeit, die für die Erstellung der Darstellung der Kopie notwendig ist, um ein Modellierungsfehlersignal zu erhalten,
- eine zweite Abtastung, nach Demodulation, der Amplitude im logarithmischen Maßstab und der Phase des Modellierungsfehlersignals auszuführen,
- anhand der ersten und zweiten Abtastung eine verfeinerte Kopie im Zwischenfrequenzband des als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfangenen Signals zu synthetisieren und
- diese verfeinerte Kopie von jedem der Signale zu subtrahieren, die als Antwort auf die dem ersten Impuls nachfolgenden Impulse des Stoßes empfangen werden.
Die Synthese einer verfeinerten Kopie des als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfangenen Signals im Zwischenfrequenzband kann anhand einer neuen Folge von Amplituden- und Phasenabtastwerten geschehen, die sich aus einer Kombination von Abtastwerten des als Antwort auf den ersten Impuls empfangenen Signals und des Modellierungsfehlersignals oder durch Addition der beiden einzeln synthetisierten Komponenten ergibt: der Darstellung der Kopie, die anhand der Abtastwerte des als Antwort auf den ersten Impuls empfangenen Signals bestimmt wird, und eines Korrektursignals, das anhand der Abtastwerte des Modellierungsfehlersignals bestimmt wird.
Die Erfindung hat außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des oben genannten Verfahrens zum Gegenstand.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der Ausführungen hervor, die anhand von Beispielen dargelegt werden. Diese Beschreibung wird unter Bezug auf die Zeichnung gegeben, worin:
Fig. 1 eine Schaltung zum Entfernen der Zwischenfrequenz-Echos fester Ziele mit einer einfachen Unterdrückung bekannter Art darstellt;
Fig. 2 eine Schaltung zum Entfernen der Zwischenfrequenz-Echos fester Ziele mit einer zweifachen Unterdrückung gemäß der Erfindung darstellt; und
Fig. 3 eine weitere Schaltung zum Entfernen der Zwischenfrequenz-Echos fester Ziele mit einer einfachen Unterdrückung bekannter Art darstellt.
Fig. 1 zeigt das Schaltbild einer in dem französischen Patent FR-A-2.687.479 beschriebenen Schaltung zum Entfernen der Zwischenfrequenz-Echos fester Ziele mit einer einfachen Unterdrückung bekannter Art.
In der Schaltung zum Entfernen der Echos fester Ziele wird das Empfangssignal eines Radars, das kohärente Impulsstöße sendet, wobei diese im Zwischenfrequenzband liegen, d. h. einen Träger von ca. 60 MHz modulieren, zum einen direkt an den additiven Eingang eines Summierers 1 und zum anderen über eine aus einem Amplituden-Phasen-Demodulator 2, einem Speicher 3 und einem Synthetisierer 4 bestehende Kette an den subtraktiven Eingang desselben Summierers 1 angelegt.
Die aus dem Amplituden-Phasen-Demodulator 2, dem Speicher 3 und dem Synthetisierer 4 bestehende Kette ermöglicht das Synthetisieren einer zwischenfrequenten Kopie des als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfangenen Signals und das Erzeugen dieser Kopie synchron mit jeder Antwort auf die späteren Impulse des Stoßes.
Der Summierer 1 ermöglicht im Zwischenfrequenzband die Subtraktion einer Kopie der zwischenfrequenten Antwort auf den ersten Impuls von jeder der Antworten auf die Impulse eines Stoßes, mit Ausnahme des ersten Impulses jedes Stoßes, derart, daß in den Antworten die von den festen Zielen herrührende invariante Komponente von Impuls zu Impuls entfernt wird.
Der Amplituden-Phasen-Demodulator 2 enthält einen Kanal für die Erfassung der Amplitude mit einem logarithmischen Verstärker 20, der einen Detektor für die Einhüllende 21 versorgt, mit dem ein Analog/Digital-Umsetzer 22 verbunden ist, und einem Kanal für die Erfassung der Phase, der aus dem Demodulator mit 90º- Phasenverschiebung 23 gebildet ist, dessen gleichphasige und um 90º phasenverschobene Ausgangssignale durch Trennverstärker 24, 25 verarbeitet werden, bevor sie an die Eingänge zweier vor den Eingängen einer Phasenberechnungsschaltung 28 angeordneter Analog/Digital-Umsetzer 26, 27 angelegt werden.
Der Einsatz eines logarithmischen Verstärkers in dem Amplitudenerfassungskanal ermöglicht mit einem schnellen Analog/Digital-Umsetzer geringer Breite, z. B. von 8 Bit, der mit Überabtastung arbeitet, die Erzielung einer großen Dynamik.
In dem Phasenerfassungskanal empfängt der Demodulator mit 90º- Phasenverschiebung 23 von einem lokalen Oszillator 5 einen zwischenfrequenten Träger, der einen Phasenbezugswert liefert. Die Analog/Digital-Umsetzer 26, 27 sind ebenfalls schnelle, mit Überabtastung arbeitende Analog/Digital-Umsetzer mit einer geringen Breite von z. B. 8 Bit.
Die Phasenberechnungsschaltung ist eine digitale Schaltung, z. B. ein Festwertspeicher, der die momentane Phase des um 90º phasenverschobenen demodulierten Signals anhand des Wertes des Arcustangens der Amplitude des um 90º phasenverschobenen Kanalsignals zur Amplitude des gleichphasigen Kanalsignals liefert.
Der Speicher 3 arbeitet unter Steuerung einer Ablaufsteuerung 6 auf die Weise, daß er die Folge der als Antwort auf den ersten Impuls jedes Stoßes empfangenen Amplituden- und Phasenabtastwerte speichert und diese Abtastwertfolge synchron mit jeder Antwort auf die späteren Impulse des Stoßes zu einem Synthetisierer 4 schickt.
Der Synthetisierer 4 enthält ein regelbares Dämpfungsglied 41, das die Amplituden-Abtastwerte im logarithmischen Maßstab empfängt, und einen regelbaren Phasenschieber 42, der die Phasen- Abtastwerte empfängt, die beide auf der Basis des von dem lokalen Oszillator 5 gelieferten zwischenfrequenten Trägersignals arbeiten. Der regelbare Phasenschieber 42 kann ein Sinus- /Cosinusgenerator sein, dem ein durch den lokalen Oszillator 5 gesteuerter Modulator mit 90º-Phasenverschiebung folgt, während das regelbare Dämpfungsglied durch einen über einen Analog/Digital-Umsetzer gesteuerten logarithmischen Verstärker gebildet sein kann.
Mit einem solchen System geschieht die Unterdrückung der festen Echos im Zwischenfrequenzband mit Hilfe einer Kopie der Antwort auf den ersten Impuls jedes Stoßes, die im Videoband in Form einer Gesamtheit von Paaren von im logarithmischen Maßstab gemessenen Amplituden-Abtastwerten und Phasen-Abtastwerten gespeichert wird.
Die Speicherung der Kopie beim ersten Impuls jedes Stoßes im Videofrequenzband, wobei diese im Zwischenfrequenzband von jeder Antwort auf die späteren Impulse eines Stoßes subtrahiert wird, ermöglicht eine deutliche Verkleinerung der Abtastungsfolge.
Die Verwendung der Kopie der Antwort auf einen ersten Impuls eines Stoßes, einer Gesamtheit von Paaren von im logarithmischen Maßstab gemessenen Amplituden-Abtastwerten und Phasen- Abtastwerten statt von Paaren von gleichphasigen und um 90º phasenverschobenen Komponenten I und Q, zur Speicherung im Videofrequenzband ermöglicht eine wesentlich geringere Anfälligkeit gegenüber den Sättigungserscheinungen des Videosignals. Jedoch ist die durch diese Abtastwerte definierte Kopie in der Amplitude und in der Phasengenauigkeit durch die Genauigkeit der verwendeten Analog/Digital-Umsetzer begrenzt. Treten starke Echos fester Ziele auf, kann es geschehen, daß ein ziemlich großer Fehler zwischen dem als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfangenen Signals und seiner Kopie besteht.
Um diesem Nachteil zu begegnen, wird vorgeschlagen, beim ersten Impuls eines Stoßes durch ein Verfahren sukzessiver Näherungen in einem iterativen Prozeß eine Kopie zu erstellen. Nach diesem iterativen Prozeß wird in einer ersten Zeitspanne eine erste Abtastung, die sich auf die Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes stützt, und anhand dieser ersten Abtastung eine Synthese einer Darstellung der Kopie ausgeführt, wobei die Antwort auf den ersten Impuls um die zur Herstellung der Darstellung der Kopie erforderliche Verzögerungszeit auf analoge Weise verzögert wird. Anschließend wird in einer zweiten Zeitspanne ein Modellierungsfehlersignal durch Subtraktion der Darstellung der Kopie von der verzögerten Antwort auf den ersten Impuls generiert, eine zweite Abtastung, die sich auf das Modellierungsfehlersignal stützt, ausgeführt und diese beiden Abtastungen kombiniert, um eine verfeinerte Kopie der Antwort auf den ersten Impuls zu erstellen.
In diesem iterativen Prozeß wird die Sättigungserscheinung, die im Zuge der Phasenabtastung der Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes auftreten kann, aufgrund der Abtastungsphase des Modellierungsfehlersignals, dessen Amplitude deutlich kleiner ist, stark abgeschwächt.
Fig. 2 zeigt das Schaltbild einer Schaltung zum Entfernen der Zwischenfrequenz-Echos fester Ziele mit zweifacher Unterdrückung, die einen solchen iterativen Prozeß umsetzt.
Das im Zwischenfrequenzband verfügbare Radar-Empfangssignal wird an den Eingang 10 angelegt und ist nach der Unterdrückung der Echos fester Ziele am Ausgang 11 verfügbar. Vom Eingang 10 gehen drei parallele Kanäle aus:
- ein erster Kanal, der diesen Eingang direkt zu dem additiven Eingang eines ersten analogen Summierers 12 führt, der das Ausgangssignal 11 liefert, und über einen subtraktiven Eingang im Zwischenfrequenzband Kopien des Empfangssignals als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfängt, die mit den Antworten auf die späteren Impulse des Stoßes synchronisiert und durch einen Synthetisierer 13 anhand der Folgen der Abtastwerte erstellt werden, die nach Amplitude und Phase des als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfangenen und im Videofrequenzband demodulierten Signals gespeichert sind,
- ein zweiter Kanal, der über einen Amplituden-Phasen-Demodulator 14 mit einem ersten Speicher 15 führt, der eine Folge von Paaren von Amplituden-Abtastwerten im logarithmischen Maßstab und Phasen-Abtastwerten speichert, die im Videofrequenzband eine Darstellung der Kopie des als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfangenen Signals definiert, und
- ein dritter Kanal, der über eine analoge Verzögerungsleitung 16 zum additiven Eingang eines zweiten analogen Summierers 17 führt, der über einen subtraktiven Eingang die Darstellung der durch den Synthetisierer 13 erstellten Kopie empfängt und am Ausgang im Zwischenfrequenzband ein Modellierungsfehlersignal liefert.
Der Ausgang des zweiten analogen Summierers 17 ist über einen zweiten Amplituden-Phasen-Demodulator 18 mit dem Eingang eines zweiten Speichers 19 verbunden, der eine Folge von Paaren von Amplituden-Abtastwerten im logarithmischen Maßstab und Phasen- Abtastwerten speichert, die im Videofrequenzband eine Darstellung des Modellierungsfehlersignals definiert.
Neben den ersten und zweiten Speichern 15 und 19 enthält die Vorrichtung einen dritten Speicher 30, der eine Folge von Paaren von Amplituden-Abtastwerten Δρ im logarithmischen Maßstab und Phasen-Abtastwerten Δφ speichert, die die Amplituden- und Phasenverschiebungen des Demodulators der Amplituden-Phasen- Diskriminatorschaltung des Radars, der der Vorrichtung zur Unterdrückung eines festen Echos folgt und noch nicht dargestellt worden ist, definiert. Diese Amplituden- und Phasenverschiebungen werden mit dem Empfang des Radarrauschens in ausreichend voneinander beabstandeten Feldern gemessen, so daß die auf die Abfrageimpulse zurückgeworfenen Echos vernachlässigbar sind.
Die drei Speicher 15, 19 und 30 sind ausgangsseitig zum Lesen der Daten über einen Doppelsummierer 31, der unter diesen zum einen die Amplituden-Abtastwerte unter Berücksichtigung ihres logarithmischen Maßstabs und zum anderen die Phasen-Abtastwerte addiert, mit den Eingängen des Synthetisierers 13 verbunden. Sie werden durch eine Ablaufsteuerung 32 gesteuert, die für das Schreiben und Lesen zu den Zeitpunkten sorgt, die in bezug auf die Sendezeitpunkte der Impulse, aus denen sich der Stoß zusammensetzt, günstig sind.
Die zwei Amplituden-Phasen-Demodulatoren 14, 18 sind vom Entwurf her mit dem Amplituden-Phasen-Demodulator 2 der Vorrichtung mit einfacher Unterdrückung der Echos fester Ziele nach Fig. 1 identisch. Sie empfangen von einem lokalen Oszillator 33 ein zwischenfrequentes Trägersignal, das ihnen ein Phasenbezugswert liefert und liefern ausgangsseitig über zwei verschiedene Kanäle Amplituden-Abtastwerte im logarithmischen Maßstab und Phasen-Abtastwerte der an ihre Eingänge angelegten, im Videofrequenzband wiedergegebenen Signale.
Der Synthetisierer 13 ist vom Entwurf her ebenfalls mit dem Synthetisierer 4 der Vorrichtung mit einfacher Unterdrückung der Echos fester Ziele nach Fig. 1 identisch. Er moduliert unter Berücksichtigung der an seine Eingänge angelegten Bezugswerte von Amplitude und Phase das Signal des lokalen Oszillators 33 in Amplitude und Phase.
Die Verzögerungsleitung 16 verzögert das Empfangssignal um eine Zeit in der Größenordnung von einigen Mikrosekunden, die für seine Verarbeitung durch den ersten Amplituden-Phasen-Demodulator 14 und den Synthetisierer 13 erforderlich ist, wobei der erste Speicher 15 gleichzeitig mit seinem Beschreiben gelesen wird. Die Verzögerung ermöglicht, das Empfangssignal und seine Darstellung der Kopie an den Eingängen des zweiten analogen Summierers 17 zu synchronisieren, um diese zu vergleichen und das Modellierungsfehlersignal zu generieren.
Die obenbeschriebene Vorrichtung mit zweifacher Unterdrückung der Echos fester Ziele funktioniert auf folgende Weise:
Während der Empfangsperiode, die auf den ersten Impuls eines Stoßes folgt, werden die Amplituden- und Phasenabtastwerte, die durch den Amplituden-Phasen-Demodulator 14, der eine Darstellung des als Antwort auf den ersten Impuls empfangenen Signals definiert, bereitgestellt werden, in dem Speicher 15 gespei chert und unmittelbar über den Doppelsummierer 31, der über seine anderen Eingänge keinerlei Abtastwerte seitens der Speicher 19 und 30 empfängt, zu deren Lesen er nicht berechtigt ist, zu dem Synthetisierer 13 übertragen.
Als Antwort liefert der Synthetisierer 13 mit einer leichten Verzögerung im Mikrosekundenbereich eine Darstellung der Kopie, die durch den analogen Summierer 17 von der durch die Verzögerungsleitung 16 geeignet verzögerten Antwort auf den ersten Impuls subtrahiert wird.
Dies führt am Ausgang des analogen Summierers 17 zu einem Modellierungsfehlersignal, das im Videofrequenzband wiedergegeben und durch den Amplituden-Phasen-Demodulator 18 nach Amplitude und Phase abgetastet wird, um in dieser Form in dem Speicher 19 gespeichert zu werden.
Der Beschreibungsprozeß der Speicher 15 und 19 läuft für die Dauer eines Stoßes einige Mikrosekunden nach dem Ende des als Antwort auf den ersten Impuls empfangenen Signals ab.
Das Beschreiben des Speichers 30 geschieht am Ende des Stoßes nach dem Extrahieren der Mittelwerte der Verschiebung in Amplitude und Phase durch den Demodulator des Radarempfängers in ausreichend voneinander beabstandeten Feldern.
Nach dem Senden des zweiten Impulses und jedes späteren Impulses des Stoßes empfängt der Synthetisierer 13 vom Doppelsummierer 31 eine zweifache Summe der Folgen von aus den Speichern 15, 19 und 30 gelesenen Amplituden- und Phasenabtastwerten, derart, daß synchron mit jedem als Antwort auf einen Impuls empfangenen Signal eine verfeinerte Kopie der Antwort auf den ersten Impuls erzeugt wird, der durch den Demodulator des Radarempfängers Amplituden- und Phasenverschiebungen zugewiesen werden, eine verfeinerte Kopie, die durch den analogen Summierer 12 von jedem als Antwort auf einen Impuls empfangenen Signal subtrahiert wird.
Fig. 3 zeigt das Schaltbild einer weiteren Schaltung zum Entfernen der Zwischenfrequenz-Echos fester Ziele mit zweifacher Unterdrückung, die aus einer Kaskadenschaltung zweier identischer Schaltungen mit einfacher Unterdrückung hervorgeht.
Das im Zwischenfrequenzband verfügbare Radar-Empfangssignal wird an den Eingang 50 angelegt und ist nach der Unterdrückung der Echos fester Ziele am Ausgang 51 verfügbar. Vom diesem Eingang gehen zwei parallele Kanäle aus:
- ein erster Kanal, der diesen Eingang direkt zu dem additiven Eingang eines ersten analogen Summierers 52 führt, der über zwei subtraktive Eingänge Komponenten empfängt, die durch Addition eine Kopie des im Zwischenfrequenzband als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfangenen Signals modellieren, die mit den Antworten auf die späteren Impulse des Stoßes synchronisiert und mit Hilfe zweier identischer Schaltungen 7 und 8 mit der besagten einfachen Unterdrückung erzeugt werden und
- ein zweiter Kanal am Ausgang der hintereinandergeschalteten Schaltungen mit einfacher Unterdrückung 7 und 8, die die Komponenten erzeugen, deren Summe eine Kopie des im Zwischenfrequenzband als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfangenen Signals modellieren.
Jede Schaltung mit einfacher Unterdrückung 7, 8 stellt einen Eingang 70, 80 für das zu modellierende Signal, einen Ausgang 71, 81 des modellierten Signals und einen Ausgang 72, 82 für das Modellierungsfehlersignal bereit.
Der Eingang 70, 80 für das zu modellierende Signal ist zum einen über eine analoge Verzögerungsleitung 74, 84, die die Übertragungszeiten kompensiert, mit dem additiven Eingang eines analogen Summierers 73, 83 und zum anderen über eine aus einem Amplituden-Phasen-Demodulator 75, 85, einem Speicher 76, 86 und einem Synthetisierer 77, 87 gebildeten Kette mit einem subtraktiven Eingang desselben analogen Summierers 73, 83 verbunden.
Die aus dem Amplituden-Phasen-Demodulator 75, 85, einem Speicher 76, 86 und einem Synthetisierer 77, 87 gebildete Kette ermöglicht am Ausgang 71, 81 des zu modellierenden Signals das Synthetisieren einer Kopie des am Eingang 70, 80 angelegten Signals und gegebenenfalls das Wiederholen dieser Kopie.
Der analoge Summierer 73, 83, der gleichzeitig das zu modellierende Signal und dessen synchronisierte Kopie empfängt, liefert am Ausgang 72, 82 ein Signal, das dem Residuum der Modellierung entspricht.
Wie oben sind die Amplituden-Phasen-Demodulatoren 75, 85 vom Entwurf her mit dem Amplituden-Phasen-Demodulator 2 der Vorrichtung mit einfacher Unterdrückung der Echos fester Ziele nach Fig. 1 identisch. Sie empfangen von einem lokalen Oszillator 90 ein zwischenfrequentes Trägersignal, das ihnen ein Phasenbezugswert liefert und liefern ausgangsseitig über zwei verschiedene Kanäle Amplituden-Abtastwerte im logarithmischen Maßstab und Phasen-Abtastwerte der an ihre Eingänge angelegten, im Videofrequenzband wiedergegebenen Signale.
Die Synthetisierer 77, 87 sind vom Entwurf her ebenfalls mit dem Synthetisierer 4 der Vorrichtung mit einfacher Unterdrückung der Echos fester Ziele nach Fig. 1 identisch. Sie modulieren unter Berücksichtigung der aus dem Speicher 76, 86 an sie gelieferten Bezugswerte von Amplitude und Phase das Signal des lokalen Oszillators 90 in Amplitude und Phase.
Von einer Ablaufsteuerung 91 gesteuert speichert der Speicher 76, 86 eine Folge von Paaren von Amplituden- und Phasenabtastwerten, die vom Amplituden-Phasen-Demodulator 75, 85 kommen und der Empfangsperiode der Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes entsprechen, und überträgt diese unmittelbar und periodisch synchron mit den Antworten auf die späteren Impulse des Stoßes zum Synthetisierer 77, 87.
Die erste Schaltung mit einfacher Unterdrückung 7, die als erste angeordnet ist, erstellt am Ausgang 71 eine Darstellung der Kopie der Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes und liefert am Ausgang 72 ein Modellierungsfehlersignal. Die zweite Schaltung mit einfacher Unterdrückung 8, die dahinter angeordnet ist, erstellt eine Kopie des Modellierungsfehlersignals der ersten Schaltung mit einfacher Unterdrückung 7 und schickt ein neues Modellierungsfehlersignal in Richtung einer eventuellen dritten Schaltung mit einfacher Unterdrückung. Die Darstellung der durch die erste Schaltung mit einfacher Unterdrückung 7 synthetisierten Kopie und die durch die zweite Schaltung mit einfacher Unterdrückung 8 synthetisierte Kopie des Modellierungsfehlersignals werden über die subtraktiven Eingänge des analogen Summierers 52 addiert, so daß sie eine verfeinerte Kopie der Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes bilden und somit eine bessere Unterdrückung der Echos fester Ziele gestatten, als mit einer einzigen Schaltung möglich wäre.
Die Arbeitsweise ist folgende:
Während der Empfangsperiode, die auf den ersten Impuls eines Stoßes folgt, werden die Amplituden- und Phasenabtastwerte, die durch den Amplituden-Phasen-Demodulator 75, der eine Darstellung des als Antwort auf den ersten Impuls empfangenen Signals definiert, bereitgestellt werden, in dem Speicher 76 gespeichert und unmittelbar zu dem Synthetisierer 77 übertragen. Als Antwort liefert der Synthetisierer 77 mit einer leichten Verzögerung eine Darstellung der Kopie, die durch den analogen Summierer 73 von der durch die Verzögerungsleitung 74 geeignet verzögerten Antwort auf den ersten Impuls subtrahiert wird. Dies führt am Ausgang des analogen Summierers 73 zu einem Modellierungsfehlersignal, das an der Schaltung 8 einige Mikrosekunden nach dem Beginn der Antwort auf den ersten Impuls des Stoßes ankommt.
Dieses Modellierungsfehlersignal wird im Videofrequenzband wiedergegeben und durch den Amplituden-Phasen-Demodulator 85 nach Amplitude und Phase abgetastet. Anschließend wird seine Folge von Paaren von Abtastwerten in dem Speicher 86 gespeichert.
Nach dem Senden des zweiten Impulses und jedes späteren Impulses des Stoßes empfangen die Synthetisierer 77 und 87 Folgen von Paaren von aus den Speichern 76 und 86 gelesenen Amplituden- und Phasenabtastwerten, derart, daß synchron mit jedem als Antwort auf einen Impuls empfangenen Signal eine Darstellung der Kopie der Antwort auf den ersten Impuls und ein Korrektursignal erzeugt wird, die über die subtraktiven Eingänge des analogen Summierers 52 kombiniert werden, so daß sie eine verfeinerte Kopie der Antwort auf den ersten Impuls synchron zu den Antworten auf die späteren Impulse des Stoßes bilden, von denen sie subtrahiert wird.
Die oben mit Bezug auf Fig. 3 beschriebene Vorrichtung besitzt den Vorteil, daß sie über zwei identische Schaltungen 7 und 8 mit einfacher Unterdrückung konzipiert wurde und folglich ohne weiteres, ausgehend von zwei in Serie realisierten Schaltungen mit einfacher Unterdrückung, in hybrider Form und somit mit geringeren Kosten umgesetzt werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Entfernen der Zwischenfrequenz-Echos fester Ziele in einem Radar mit kohärenten Impulsen, bei dem eine Kopie der Antwort im Zwischenfrequenzband auf den ersten Impuls eines Stoßes von der Antwort im Zwischenfrequenzband auf jeden späteren Impuls des Stoßes subtrahiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht:

- eine erste Abtastung, nach Demodulation, der Amplitude im logarithmischen Maßstab sowie der Phase des als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfangenen Signals auszuführen und im Zwischenfrequenzband eine Darstellung der Kopie dieses Signals zu synthetisieren,

- im Zwischenfrequenzband die Darstellung der Kopie von dem Signal zu subtrahieren, das als Antwort auf den ersten Impuls empfangen wird, verzögert um die Zeit, die für die Erstellung der Darstellung der Kopie notwendig ist, um ein Modellierungsfehlersignal zu erhalten,

- eine zweite Abtastung, nach Demodulation, der Amplitude im logarithmischen Maßstab und der Phase des Modellierungsfehlersignals auszuführen,

- anhand der ersten und zweiten Abtastung eine verfeinerte Kopie im Zwischenfrequenzband des als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfangenen Signals zu synthetisieren und

- diese verfeinerte Kopie von jedem der Signale zu subtrahieren, die als Antwort auf die dem ersten Impuls nachfolgenden Impulse des Stoßes empfangen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synthese der verfeinerten Kopie anhand der ersten und der zweiten Abtastung darin besteht, eine dritte Abtastung durch Addition von Abtastwerten gleichen Rangs und gleicher Art der ersten bzw. der zweiten Abtastung zu erzeugen und einen Träger mit der Zwischenfrequenz durch die Abtastwertfolge dieser dritten Abtastung hinsichtlich der Amplitude und der Phase zu modulieren.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synthese der verfeinerten Kopie anhand der ersten und der zweiten Abtastung darin besteht:

- eine Darstellung der Kopie durch Amplituden- und Phasenmodulation eines Trägers mit der Zwischenfrequenz mittels der Abtastwertfolge der ersten Abtastung zu erzeugen,

- ein Modellierungskorrektursignal durch Amplituden- und Phasenmodulation eines Trägers mit der Zwischenfrequenz mittels der Abtastwertfolge der zweiten Abtastung zu erzeugen und

- die Darstellung der Kopie und das Modellierungskorrektursignal synchron zu addieren.

4. Vorrichtung zum Beseitigen der Zwischenfrequenz-Echos fester Ziele in einem Radar mit kohärenten Impulsen, mit:

- einem ersten Amplituden-Phasen-Demodulator (14), der Amplituden-Abtastwerte im logarithmischen Maßstab und Phasen- Abtastwerte des Eingangssignals der Vorrichtung, das auf das Videofrequenzband zurückgeführt ist, liefert,

- einem ersten Speicher (15), der unter der Steuerung einer Ablaufsteuerschaltung (32) eine Folge von vom ersten Amplituden-Phasen-Demodulator (14) ausgegebenen Abtastwerten, die dem als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfangenen Signal entsprechen, speichert,

- einem Hilfsoszillator (33), der einen Träger mit der Zwischenfrequenz liefert,

- einem Synthetisierer (13), der den Träger des Hilfsoszillators (33) mittels einer Folge von Amplituden- und Phasenabtastwerten, die im Speicher gespeichert ist, hinsichtlich der Amplitude und der Phase modulieren kann, und

- einem ersten analogen Summierer (12), der das Ausgangssignal der Vorrichtung ausgibt und einen additiven Eingang, an dem er das Eingangssignal der Vorrichtung empfängt, sowie einen subtraktiven Eingang, an dem er das Ausgangssignal des Synthetisierers (13) empfängt, besitzt,

- wobei die Ablaufsteuerschaltung (32) den Speicher (15) in der Weise steuert, daß während der Dauer des als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfangenen Signals in ihn geschrieben wird und während der Dauer jedes der Impulse eines Stoßes wiederholt aus ihm gelesen wird, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie außerdem enthält:

- eine Verzögerungsleitung (16), die an den Eingang der Vorrichtung angeschlossen ist und das empfangene Signal um die Zeit verzögert, die für seine Verarbeitung durch den ersten Amplituden-Phasen-Demodulator (14) und durch den Synthetisierer (13) erforderlich ist, wobei der erste Speicher (15) gleichzeitig mit seinem Beschreiben gelesen wird,

- einen zweiten analogen Summierer (17), der einen additiven Eingang, der an den Ausgang der Verzögerungsleitung (16) angeschlossen ist, einen subtraktiven Eingang, der an den Ausgang des Synthetisierers (13) angeschlossen ist, sowie einen Ausgang besitzt, an den er ein Modellierungsfehlersignal ausgibt,

- einen zweiten Amplituden-Phasen-Demodulator (18), der an den Ausgang des zweiten analogen Summierers (17) angeschlossen ist und Amplituden-Abtastwerte im logarithmischen Maßstab und Phasen-Abtastwerte des auf das Videofrequenzband zurückgeführten Modellierungsfehlersignals liefert,

- einen zweiten Speicher (19) der unter der Steuerung der Ablaufsteuerschaltung (32) eine Folge von Abtastwerten speichert, die vom zweiten Amplituden-Phasen-Demodulator (18) während der Dauer des Signals ausgegeben werden, das als Antwort auf den ersten Impuls, verzögert um die Verzögerung der Verzögerungsleitung, empfangen wird, und

- einen Doppelsummierer (31), der zwischen den ersten und den zweiten Speicher (15, 19) und den Synthetisierer (13) eingefügt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem einen dritten Speicher (30) enthält, der Mittelwerte der Amplituden- und Phasenverschiebung des Demodulators des Radars empfängt und der zum Lesen mit den ersten und zweiten Speichern (15, 19) am Eingang des Doppelsummierers (31) parallelgeschaltet ist.

6. Vorrichtung zum Entfernen der Zwischenfrequenz-Echos fester Ziele in einem Radar mit kohärenten Impulsen, mit Mitteln zum Herstellen einer Kopie des empfangenen Zwischenfrequenzsignals als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes und zum Wiederholen der Kopie synchron mit den empfangenen Zwischenfrequenzsignalen als Antwort auf die dem ersten Impuls nachfolgenden Impulse eines Stoßes, und mit Mitteln zum Subtrahieren der Kopie von jedem der empfangenen Zwischenfrequenzsignale, dadurch gekennzeichnet, daß sie für die Herstellung und Wiederholung der Kopie eine Kaskade aus wenigstens zwei völlig gleichen Schaltungen (7, 8) enthält, die durch sukzessive Approximationen eine Komponente der Kopie liefern und wovon jede durch einen Hilfsoszillator (90) und eine Ablaufsteuerung (91) gesteuert wird und einen Eingang für das zu modulierende Signal, einen Ausgang für das zu modulierende Signal und einen Ausgang für ein Modellierungsfehlersignal, durch den sie in Kaskade geschaltet sind, besitzt, und mit:

- einem Amplituden-Phasen-Demodulator (75, 85), der Amplituden-Abtastwerte im logarithmischen Maßstab und Phasen- Abtastwerte des an den Eingang für das zu modulierende Signal angelegten Signals liefert, das auf das Videofrequenzband zurückgeführt ist,

- einem Speicher, der durch die Ablaufsteuerung (91) gesteuert wird und die Folge von Abtastwerten, die vom Amplituden-Phasen-Demodulator (75, 85) während der Dauer des als Antwort auf den ersten Impuls eines Stoßes empfangenen Signals ausgegeben werden, mit einer Verzögerung speichert, die die Ausbreitungsverzögerungen von Schaltung zu Schaltung kompensiert,

- einem Synthetisierer (77, 87), der den Träger des Hilfsoszillators (90) hinsichtlich der Amplitude und der Phase mittels der Folge von Abtastwerten modulieren kann, die im Speicher gespeichert sind, und mit seinem Ausgang mit dem Ausgang für das modellierte Signal der Schaltung verbunden ist,

- einer Verzögerungsleitung (74, 84), die an den Eingang für das zu modulierende Signal angeschlossen ist und das zu modulierende Signal um die Zeit verzögert, die für dessen Verarbeitung durch den Amplituden-Phasen-Demodulator (75, 85) und den Synthetisierer (77, 87) erforderlich ist, wobei der Speicher (76, 86) gleichzeitig mit seinem Beschreiben gelesen wird, und

- einem analogen Summierer (73, 83) mit einem additiven Eingang, der an die Verzögerungsleitung (74, 84) angeschlossen ist, einem subtraktiven Eingang, der an den Ausgang des Synthetisierers (77, 87) angeschlossen ist, sowie einem Ausgang, der an den Ausgang des Modellierungsfehlersignals angeschlossen ist.