Nebenkeulenunterdrückung

Nebenkeulenunterdrückung

Als Nebenkeulenunterdrückung bezeichnet man Verfahren in der Radartechnik, störende, über Nebenkeulen der Antenne gesendete oder empfangene Signale auszublenden.

Inhaltsverzeichnis

Problematik

Antenne des PRW-13 „Odd Pair“: Neben der großen Richtantenne mit einem Fächerdiagramm ist eine kleinere Kompensationsantenne angebracht.

Beim Einsatz von Impulsradar zur Richtungsbestimmung werden Richtantennen eingesetzt. Diese weisen in ihrer Richtcharakteristik außer der möglichst starken und schmalen Hauptkeule meist mehrere Nebenkeulen auf. Mit einem hochempfindlichen Empfänger (für eine große Reichweite oder schwach reflektierende Ziele) werden viel stärke Echoimpulse auch dann empfangen, wenn sie nicht aus der Hauptrichtung kommen. Dadurch wird das Objekt möglicherweise falsch geortet.

Eine einfach zu realisierende Maßnahme ist die Abschwächung früher Echos (von nahen Objekten). Es bleibt das Problem der Dynamik stark und schwach reflektierender Objekte. Beim Sekundärradar ist die Entfernungsabhängigkeit geringer, weil der Transponder mit fester Sendeleistung antwortet, unabhängig von der Stärke des von ihm empfangenen Abfragesignals. Was für die Reichweite ein Vorteil ist, stellt für die Richtungserkennung einen Nachteil dar, denn es entfällt der Vorteil des Primärradars, dass die Richtwirkung der Antenne doppelt wirkt (multiplikativ), beim Aussenden des Impulses und beim Einfangen der Echos. Im Extremfall kann ein Sekundärradar von einem Transponder während einer ganzen Umdrehung der Antenne permanent Antworten erhalten, sodass auf dem Sichtgerät ein voller Kreis erscheint (sogenannter ring around).

Aktive Nebenkeulenunterdrückung

In der Praxis werden mehrere Möglichkeiten verwendet, eine aktive Nebenkeulenunterdrückung zu realisieren. Grundprinzip ist bei allen Verfahren, neben der Richtantenne auch mindestens eine Kompensationsantenne mit relativ breitem Öffnungswinkel oder sogar einen Rundstrahler zu verwenden. Die Kompensationsantenne hat eine viel kleinere Hauptkeule als die Richtantenne. Idealerweise haben die Nebenkeulen aber die gleiche Form und Größe, wie die der Richtantenne.

Im Primärradar

Die Empfangssignale beider Antennen haben einen richtungsabhängigen Phasenunterschied zueinander, können daher erst nach getrennter Demodulation kombiniert werden. Im einfachsten Fall kann das Amplitudensignal des Unterdrückungskanals nach einer Verstärkungsfaktor-Optimierung vom Amplitudensignal des Hauptempfängers subtrahiert werden. Über Nebenkeulen einfallende Echos werden so unterdrückt, während Echos aus der Hauptrichtung kaum geschwächt werden.

Im Sekundärradar

Die Verfahren zur Unterdrückung der Nebenkeulenauswirkungen bezeichnet man im Sekundärradar allgemein mit dem englischen Begriff für die Nebenkeulenunterdrückung als SLS (Side Lobe Suppression). Die Unterdrückungsverfahren können auf dem Abfrageweg (Interrogation-Path SLS) oder auf dem Antwortweg (Reply-Path SLS) eingesetzt werden:

  • RSLS funktioniert wie beim Primärradar: Zwei über unterschiedliche Antennencharakteristiken empfangene Antwortsignale werden in ihrer Größe verglichen und nur wenn das Signal der Hauptantenne deutlich größer ist, wird es akzeptiert.
Interrogation Path SLS
  • ISLS setzt dagegen auf eine Kooperation der Transponder. Auch hier wird eine Antenne mit einer Rundstrahlcharakteristik neben der Richtantenne verwendet. Die beiden Abfrageimpulse (P1 und P3) werden über das stark gebündelte Diagramm der Hauptantenne abgestrahlt, ein dritter Impuls, P2 genannt, mit dem Rundstrahler. Im Transponder wird nun untersucht, wie groß die Amplitude von P2 im Verhältnis zu P1 und P3 ist. Ist P2 kleiner als P1, dann empfängt der Transponder das Signal aus der Hauptkeule und muss antworten. Ist P2 größer oder gleich P1, dann empfängt der Transponder das Signal aus einer Nebenkeule und darf nicht antworten.

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