DE1221315B

DE1221315B - Impulse radar device with means to suppress the display of fixed targets

Info

Publication number: DE1221315B
Application number: DEE21670A
Authority: DE
Inventors: Roger Voles
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1961-09-14
Filing date: 1961-09-14
Publication date: 1966-07-21

Description

Impulsradargerät mit Mitteln zur Anzeigeunterdrückung von Festzielen Die Erfindung betrifft ein Impulsradargerät mit Mitteln zur Anzeigeunterdrückung von Zielen, die eine feste Entfernung in Bezug auf das Radargerät aufweisen. In diesem Radargerät werden die Empfangsimpulse in bekannter Weise mit Schwingungen eines kohärenten Oszillators im Zwischenfrequenzbereich gemischt und die ermischten Signale einem Gleichrichter und einer Subtraktionsstufe über zwei Pfade zugeführt, deren Signalverzögerungszeiten sich um eine Impuisfolgeperiode unterscheiden, derart, daß eine zur Anzeige von gegenüber dem Radargerät bewegten Zielen geeignete Differenzschwingung erhalten wird.Impulse radar device with means for suppressing the display of fixed targets The invention relates to a pulse radar device with means for display suppression of targets that are a fixed distance from the radar. In In this radar device, the received pulses are vibrated in a known manner of a coherent oscillator in the intermediate frequency range and the mixed Signals fed to a rectifier and a subtraction stage via two paths, whose signal delay times differ by a pulse train period, in such a way that that a suitable differential oscillation for displaying targets moved with respect to the radar device is obtained.

Das Ausgangssignal des kohärenten Oszillators hat hierbei im Augenblick t die Form: Rsin(wt+ O) und die Empfangsschwingungen, die von bewegten Zielen herrühren, die Form: Ssin[(w- 9)tut , wobei R und S Amplitudenwerte, w die Sender-Trägerfrequenz und 9 die Dopplerfrequenz bedeutet. e und ç sind beliebig angenommene Phasenwinkel. The output signal of the coherent oscillator has here at the moment t the form: Rsin (wt + O) and the received vibrations that originate from moving targets, the form: Ssin [(w- 9) tut, where R and S are amplitude values, w the transmitter carrier frequency and 9 is the Doppler frequency. e and ç are arbitrarily assumed phase angles.

Weiterhin gilt 4y A -, (1) wobei v die Radialgeschwindigkeit des Zieles relativ zum Radargerät und X die Wellenlänge der ausgesandten Impulse ist. Furthermore, 4y A -, (1) where v is the radial velocity of the Target relative to the radar and X is the wavelength of the transmitted pulses.

Da R > S ist, kann die VektorsummeA ausgedrückt werden durch A = R + S cos [Q t - 0-)]. (2) Dieser Ausdruck symbolisiert die Summe aus dem Ausgangssignal des kohärenten Oszillators und einem Empfangsimpuls. Since R> S, the vector sum A can be expressed by A = R + S cos [Q t - 0-)]. (2) This expression symbolizes the sum of the output signal of the coherent oscillator and a received pulse.

Nach einem Intervalls zwischen zwei Impulsen ist die Vektorsumme A' = R + S cos [Q(t + ß , (3) so daß die zur Anzeige bewegter Ziele geeignete Schwingung mathematisch geschrieben werden kann als P = A'A - Ä Aus Gleichung (4) ist ersichtlich, daß P im Rhythmus der Dopplerfrequenz amplitudenmäßig variiert; denn man kann zur Erläuterung 9 und z als Konstanten betrachten. Im allgemeinen ist die Dopplerfrequenz im Vergleich zur Impulsfolgefrequenz des Impulsradargerätes niedrig und deshalb tritt in jeder Periode der erwähnten Amplitudenvariation eine große Anzahl von Ausgangsimpulsen an der Subtraktionsstufe auf. Diese Anzahl kann beispielsweise in der Größenordnung von 100 oder mehr liegen und hängt selbstverständlich von der Dopplerfrequenz ab, die selbst wiederum eine Funktion der Zielgeschwindigkeit ist. Diese Amplitudenvariationen des Differenzsignals P werden in denjenigen Fällen jedoch sehr bedeutsam, in denen ein Radarziel nur durch sehr wenige Impulse getroffen wird, beispielsweise durch zwei oder drei. In einem derartigen Fall kann es geschehen, daß die Phasenlage der Echosignalschwingung derart in bezug auf die Schwingung des kohärenten Signals ist, daß der Faktor in der obigen Gleichung Null oder zumindest nahe bei Null wird, so daß dadurch auch das Differenzsignal P Null oder angenähert Null wird, so daß das Ziel überhaupt nicht angezeigt werden kann.After an interval between two pulses, the vector sum is A '= R + S cos [Q (t + β, (3)) so that the oscillation suitable for displaying moving targets can be mathematically written as P = A'A - Ä From equation (4) it can be seen that P varies in amplitude with the rhythm of the Doppler frequency; because one can consider 9 and z as constants for explanation. In general, the Doppler frequency is low compared to the pulse repetition frequency of the pulse radar device and therefore a large number of output pulses appear at the subtraction stage in each period of the amplitude variation mentioned. This number can, for example, be of the order of magnitude of 100 or more and of course depends on the Doppler frequency, which in turn is a function of the target speed. However, these amplitude variations of the difference signal P become very significant in those cases in which a radar target is hit by only very few pulses, for example by two or three. In such a case it can happen that the phase position of the echo signal oscillation with respect to the oscillation of the coherent signal is such that the factor becomes zero or at least close to zero in the above equation, so that as a result the difference signal P also becomes zero or approximately zero, so that the target cannot be displayed at all.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radargerät der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei dem die beschriebenen Schwierigkeiten zumindest wesentlich vermindert sind. The invention is based on the object of providing a radar device of the initially introduced mentioned type, in which the described difficulties at least substantially are reduced.

Diese Aufgabe ist vergleichbar mit derjenigen, die durch ein bekanntes Impulsradargerät gelöst wird. This task is similar to that performed by a known one Pulse radar device is released.

Bei diesem bekannten Radargerät enthält dessen Empfänger zwei eingangsseitig parallelgeschaltete, vom Kohärenzoszillator gesteuerte Phasendetektoren, deren Ausgangssignale gegeneinander um 900 phasenverschobenen gleichen Empfangsimpulsen entsprechen und über zwei getrennte Kanäle einer bei Radargeräten mit Mitteln zur Anzeigeunterdrückung von Festzielen üblichen Vergleichsschaltung über in den Kanälen liegende und diese Kanäle miteinander verbindende Torschaltungen zugeführt werden, die unter Verwendung von Gegentaktverstärkern in vorbestimmter zeitlicher Folge abwechselnd paarweise auf Durchlaß geschaltet werden. Der Aufwand für die Phasendetektoren und die Torschaltungen in Verbindung mit ihren Steuerschaltungen ist bei diesem bekannten Radargerät jedoch recht erheblich und ist bei dem erfindungsgemäßen Radargerät zu reduzieren.In this known radar device, the receiver has two on the input side phase detectors connected in parallel and controlled by the coherence oscillator, their output signals correspond to each other by 900 phase-shifted equal reception pulses and via two separate channels, one in the case of radar devices with means for display suppression from fixed targets usual comparison circuit via lying in the channels and these Channels interconnecting gates are fed using of push-pull amplifiers alternating in pairs in a predetermined time sequence be switched to pass. The effort for the phase detectors and the gates in connection with their control circuits, however, is in this known radar device quite considerable and is to be reduced in the radar device according to the invention.

Die Erfindung besteht bei einem Impulsradargerät der eingangs erwähnten Art darin, daß in ihm Mittel zur kontinuierlichen Phasendrehung der Schwingungen des kohärenten Oszillators mit stets gleicher Anfangsphase relativ -zur Phasenlage des zugeordneten Sendeimpulses und mit solcher Geschwindigkeit vorgesehen sind, daß in einem einer Impulslänge entsprechenden Intervall die Phase mindestens um 900 rotiert, so daß die Amplitude des einem bewegten Ziel entsprechenden Videosignals in jedem Fall ein wesentlicher Anteil des Maximalwertes für ein derartiges Ziel zumindest während eines Teiles der Empfangszeit eines dem Ziel entsprechenden Empfangsimpulses ist. The invention consists in a pulse radar device of the type mentioned at the beginning Kind in the fact that in it means for the continuous phase rotation of the vibrations of the coherent oscillator with always the same initial phase relative to the phase position of the assigned transmission pulse and are provided at such a speed, that in an interval corresponding to a pulse length the phase is at least by 900 rotates so that the amplitude of the video signal corresponding to a moving target in any case a substantial proportion of the maximum value for such a goal at least during part of the reception time of a reception pulse corresponding to the target is.

Die Phasendrehung der Schwingungen des kohärenten Oszillators relativ zur Phasenlage des zugeordneten Sendeimpulses ist zwar bei Impulsradargeräten an sich bereits mehrfach bekannt; sie erfolgt bei diesen bekannten Radargeräten jedoch nicht im Sinne der Erfindung, um eine Anzeige bewegter Ziele auch bei Empfang nur sehr weniger Echoimpulse zu ermöglichen, sondern in andersartiger Dimensionierung, um lediglich Ziele vorgegebener Geschwindigkeit in bezug auf das Radargerät anzuzeigen bzw. in der Anzeige zu unterdrücken. The phase rotation of the oscillations of the coherent oscillator relative for the phase position of the assigned transmission pulse is on with pulse radar devices already known several times; however, it takes place in these known radar devices not within the meaning of the invention to display moving targets even when receiving only to enable very few echo pulses, but in a different dimensioning, to only display targets of predetermined speed with respect to the radar or to be suppressed in the display.

An An Haiia der Abbildung sei im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zu deren näheren Erläuterung im einzelnen beschrieben. In the following, an exemplary embodiment is to be found in the illustration of the invention described in detail to explain it in more detail.

Mit 1 ist in der Abbildung der Sendeimpulsgenerator des gezeigten Impulsradargerätes nach der Erfindung bezeichnet, der den Sender 2 impulsmäßig moduliert. An den Sender 2 ist die Sendeantenne 3 angeschlossen, die gegebenenfalls in an sich bekannter Weise mit der getrennt gezeigten Empfangsantenne 4 kombiniert sein kann. An die Empfangsantenne 4 ist ein üblicher Radarempfänger 5 angeschlossen, dessen Ausgangsschwingungen einer Mischstufe 6 zugeführt werden. Der zweite Eingang dieser Mischstufe ist an einen Überlagerungsoszillator 7 angeschlossen, dessen Schwingungen gleichzeitig dem einen Eingang der weiteren Mischstufe 8 zugeführt werden, die andererseits über einen Phasenmodulator 9 mit einem Kohärenzoszillator 10 verbunden ist. Dieser Kohärenzoszillator 10 ist in manchen An- wendungsfällen zweckmäßig auch durch einen sehr stabilen Oszillator ersetzbar und ist phasenmäßig mit den Sendeschwingungen synchronisiert, wie durch die gestrichelte Verbindungslinie mit dem Sender 2 angedeutet ist. Der Phasenmodulator 9, der mit dem Sendeimpulsgenerator 1 über eine gestrichelt dargestellte Leitung verbunden und daher mit den Sendeschwingungen gleichfalls synchronisiert ist, dient zur kontinuierlichen Phasendrehung der Schwingungen des Kohärenzoszillators 10 mit stets gleicher Anfangsphase relativ zur Phasenlage jedes zugeordneten Sendeimpulses und mit socher Geschwindigkeit, daß in einem einer Impulslänge entsprechenden Intervall die Phase mindestens um 900 rotiert. Die Ausgangsschwingungen der Mischstufe 6 und 8 werden, gegebenenfalls über Zwischenfrequenzverstärker, von denen ein Zwischenfrequenzverstärker 11 gezeigt ist, einer Additionsstufe 12 zugeführt. With 1 is the transmission pulse generator shown in the figure Pulse radar device according to the invention referred to, which modulates the transmitter 2 pulse-wise. The transmitter antenna 3 is connected to the transmitter 2, possibly in per se can be combined in a known manner with the receiving antenna 4 shown separately. A conventional radar receiver 5 is connected to the receiving antenna 4, its Output vibrations are fed to a mixer 6. The second entrance of this Mixing stage is connected to a local oscillator 7, whose oscillations at the same time are fed to one input of the further mixer 8, the other is connected to a coherence oscillator 10 via a phase modulator 9. This Coherence oscillator 10 is in some ways use cases also by a very stable oscillator and is in phase with the transmission oscillations synchronized, as indicated by the dashed connecting line with the transmitter 2 is. The phase modulator 9, which is connected to the transmission pulse generator 1 via a dashed line Line shown connected and therefore also synchronized with the transmission oscillations is used for the continuous phase rotation of the oscillations of the coherence oscillator 10 with always the same initial phase relative to the phase position of each assigned transmission pulse and at such a speed that in an interval corresponding to a pulse length the phase rotates by at least 900. The output vibrations of the mixer 6 and 8, possibly via intermediate frequency amplifiers, one of which is intermediate frequency amplifier 11 is fed to an addition stage 12.

Das Summensignal gelangt nach Gleichrichtung in einem Gleichrichter 13 über zwei Pfade auf eine Subtraktionsstufe 14. In einem dieser Pfade ist eine Verzögerungsleitung 15 vorgesehen, deren Verzögerung derart gewählt ist, daß die Signalverzögerungszeiten der beiden Pfade sich um eine Impulsfolgeperiode unterscheiden. Eine Anzeigeanordnung 16 dient zur Auswertung der in der Subtraktionsstufe 14 gewonnenen Differenzschwingung, die gegenüber dem Radargerät bewegten Zielen entspricht.After rectification, the sum signal arrives in a rectifier 13 over two paths to a subtraction level 14. In one of these paths is a Delay line 15 is provided, the delay is chosen such that the Signal delay times of the two paths differ by one pulse train period. A display arrangement 16 serves to evaluate the values obtained in the subtraction stage 14 Differential oscillation, which corresponds to moving targets in relation to the radar device.

Claims

Claim: Impulse radar device with means for display suppression of targets that are a fixed range with respect to the radar, in which the received pulses with oscillations of a coherent oscillator in the intermediate frequency range mixed and the mixed signals to a rectifier and a subtraction stage are supplied via two paths whose signal delay times are around a pulse train period differ in such a way that one is moved to display opposite the radar device Aiming suitable differential oscillation is obtained, characterized by means (9) for continuous phase rotation of the oscillations of the coherent oscillator (10) with always the same initial phase relative to the phase position of the assigned transmission pulse and at such a rate that in an interval corresponding to a pulse length the phase rotates by at least 900 so that that corresponds to a moving target Video signal with regard to its amplitude in each case a substantial proportion of the Maximum value for such a target at least during part of the reception time of a received pulse corresponding to the target.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,071,781; British Patent No. 808 123; French patent specification No. 1 626; U.S. Patent No. 2,710,398.