DE19522464A1 - Radar system for monitoring of fixed area with uneven surface - Google Patents

Radar system for monitoring of fixed area with uneven surface

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DE19522464A1
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Abstract

A radar system for monitoring of a given area comprises several high resolution, distance and direction sensitive radar units (20 - 24), which are arranged around the perimeter of the area (1) to be monitored and connected to a central evaluation unit. Each of the radar units scans at least a part of the zone to be monitored and the resulting zone scanned by all the units is three dimensional with a cone, pyramid or torus shape, while at the same time coming right down to the earth's surface. The evaluation unit is thus able to assess any intruding, unknown objects. Each of the radar units radar beam has a fixed azimuthal and elevation area (200-230).

Description

Die Erfindung betrifft ein Radarsystem zur Überwachung ei­ nes vorgegebenen Gebiets gemäß Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1. Ein solches System ist bereits aus der DE 43 15 863 A1 bekannt.The invention relates to a radar system for monitoring egg specified area according to the preamble of the patent claims 1. Such a system is already from the DE 43 15 863 A1 known.

Die Erfindung betrifft insbesondere die Überwachung eines Gebietes, auf dem mindestens ein nichtkooperatives (Ra­ dar)-Ziel vorhanden ist. Ein solches Ziel besitzt keinen sogenannten Transponder und/oder keine Navigationsanlage, deren Navigationsergebnis durch eine ortsfeste (Radar-)- Sende-/Empfangsanlage abfragbar ist.The invention particularly relates to the monitoring of a Area in which at least one non-cooperative (Ra dar) target exists. There is no such goal so-called transponder and / or no navigation system, their navigation result by a fixed (radar) - Transmitting / receiving system can be queried.

Ein solches Gebiet kann z. B. ein sogenannter Regionalflug­ platz sein, auf dem nach Sichtflugregeln abgefertigt wird. Such an area can e.g. B. a so-called regional flight place where the handling is carried out according to visual flight rules.  

Das Gebiet kann z. B. auch ein zu einem Großflughafen gehö­ rendes Vorfeld sein, auf dem z. B. neben den ruhenden oder bewegten Flugzeugen auch ruhende oder bewegte Fahrzeuge, z. B. Zubringerbusse und/oder Versorgungsfahrzeuge, über­ wacht werden müssen. Weiterhin kann das Gebiet z. B. auch ein Schiffahrtsweg, z. B. ein Fluß und/oder ein Kanal oder eine Hafenanlage sein.The area can e.g. B. also belongs to a major airport be the leading apron on which B. next to the resting or moving aircraft also stationary or moving vehicles, e.g. B. feeder buses and / or supply vehicles need to be watched. Furthermore, the area can e.g. Belly a shipping route, e.g. B. a river and / or a channel or be a port facility.

Von besonderer Bedeutung ist jedoch in diesem Zusammenhang die Überwachung von sicherheitsgefährdeten Liegenschaften und Großanlagen, wie z. B. militärische Anlagen oder Kern­ kraftwerke oder chemische Produktionsanlagen.However, is of particular importance in this context the monitoring of security-endangered properties and large plants, such as B. military facilities or core power plants or chemical production facilities.

In solche Gebiete können sehr unterschiedliche Arten von (Radar-)Zielen eindringen und sich dort bewegen, die mög­ lichst schnell und genau geortet und klassifiziert werden müssen.In such areas, very different types of Penetrate (radar) targets and move there as possible be located and classified as quickly and precisely as possible have to.

Zur Sicherung solcher Gebiete werden neben den allgemein bekannten mechanischen Hindernissen (Zäune, Mauern, Grä­ ben) vielfach Bewegungsmelder bzw. Lichtschranken oder In­ frarot- bzw. Mikrowellen-Schranken ("Infrarot"- bzw. "Mi­ krowellen"-Zäune) eingesetzt, die das zu überwachende Ge­ biet umgeben und die ein (unbefugtes) Übersteigen oder Durchdringen dieser Hindernisse durch nichtkooperative Ob­ jekte erfassen und melden. Die dabei zur Anwendung kommen­ den Radarsysteme haben zwar einen größeren Erfassungsraum als die anderen genannten Erfassungssysteme, jedoch können mit diesen Systemen die Objekte nur sehr grob lokalisiert werden. To secure such areas, in addition to the general known mechanical obstacles (fences, walls, graves ben) often motion detectors or light barriers or In infrared or microwave barriers ("infrared" or "Mi krowellen "fences) used, the Ge to be monitored offers surrounded and which a (unauthorized) exceeding or Penetrating these obstacles through non-cooperative ob record and report objects. Which are used the radar systems have a larger detection area than the other detection systems mentioned, however with these systems the objects are only very roughly localized will.  

Leckkabelsysteme, akustische Melder und Laserzäune können zwar den Ort etwas genauerer angeben, aber nur wenig über das eindringende Objekt aussagen. Abbildende Sensoren wie Video- und Infrarotkameras können dies, haben aber bei guter Auflösung ein kleines Gesichtsfeld, brauchen also Zeit für die Abtastung eines großen Überwachungsraumes, vor allem aber gute optische Sicht. Bei schlechtem Wetter wie Nebel, starkem Regen oder Schneefall bleibt das Radar übrig als das eindeutig beste Sensorprinzip.Leakage cable systems, acoustic detectors and laser fences can specify the location a little more precisely, but only a little about testify to the intruding object. Imaging sensors like Video and infrared cameras can do this, but have good resolution a small field of view, so need Time to scan a large interstitial space, but above all, good visual visibility. In bad weather the radar remains like fog, heavy rain or snowfall left as the clearly best sensor principle.

Das klassische Radar im cm-Wellengebiet, mit der abtasten­ den Richtantenne und Laufzeitauswertung eines am Objekt reflektierten ausgesendeten Hochfrequenzimpulses, seit Jahrzehnten in Schiffahrt, Flugsicherung und zur militäri­ schen Überwachung bestens bewährt, ist sehr aufwendig und kann sehr gut eigentlich auch nur Orte, bestenfalls auch Geschwindigkeiten messen. Auch ist die für diese Anwendun­ gen übliche Entdeckungswahrscheinlichkeit von etwa 90% und die Falschalarmrate von 10-6 bis 10-8 für den Objektschutz nicht ausreichend.The classic radar in the cm wave region, with which the directional antenna is scanned and the transit time evaluation of an emitted high-frequency pulse reflected on the object, has been tried and tested for decades in shipping, air traffic control and for military surveillance, is very complex and can actually only do very well, at best, too Measure speeds. The detection probability of around 90% and the false alarm rate of 10 -6 to 10 -8 , which are common for these applications, are not sufficient for object protection.

Insbesondere bei einer ungünstigen Topographie des zu überwachenden Gebietes ergibt sich der weitere Nachteil, daß sogenannte Abschattungen auftreten können, in denen eine zuverlässige Überwachung mit einem Radar nicht mög­ lich ist.Especially with an unfavorable topography of the monitoring area there is the further disadvantage that so-called shadows can occur in which reliable monitoring with a radar is not possible is.

Ferner schützen die meisten dieser Systeme das zu überwa­ chende Gebiet nicht vor einem Eindringen aus dem Luftraum ("von oben"), da sie lediglich einen in der Höhe begrenz­ ten "Überwachungszaun" um das Gebiet herum realisieren. Furthermore, most of these systems protect that too much area from intrusion from the airspace ("from above"), since they only limit one in height Realize the "surveillance fence" around the area.  

In der eingangs genannten DE 43 15 863 A1 wird ein Radar­ system beschrieben, das vor allem zur flächenhaften Über­ wachung von Flughäfen, beispielsweise von Rollfeldern, ge­ eignet ist. Das System ist so konzipiert, daß dem zu über­ wachenden Gebiet ein Punktraster überlagert wird, und daß an jedem Punkt des Punktrasters eine hochauflösende, rich­ tungs- und entfernungsmessende Radaranlage, die im CW-Be­ trieb arbeitet, angeordnet wird. Die Lage der Punkte wird dabei in Abhängigkeit von der Topographie des Gebietes ge­ wählt, wobei mindestens drei Punkte als Eckpunkte einer zugehörigen vieleckigen Fläche (Zelle) ausgebildet werden. Dabei werden die an den Eckpunkten der Fläche befindlichen Radaranlagen über eine Auswerteinheit vernetzt und die Ab­ stände der Punkte sowie die Betriebseigenschaften von den auf der Fläche geforderten Detektionseigenschaften ge­ wählt.A radar is described in DE 43 15 863 A1 mentioned at the beginning system described above all for the areal over security of airports, for example of tarmac, ge is suitable. The system is designed to do that too a dot grid is superimposed on the guarding area, and that a high-resolution, rich and radar system that measures distance and distance drive works, is arranged. The location of the points will ge depending on the topography of the area chooses, with at least three points as corner points one associated polygonal surface (cell) are formed. The ones located at the corner points of the surface Radar systems networked via an evaluation unit and the Ab points and operating characteristics of the required detection properties on the surface elects.

Bei diesem System wird die Lage der Punkte der einzelnen Zellen so gewählt, daß zwischen diesen eine optische Sichtverbindung besteht und daß von jedem Punkt die zuge­ hörige Zelle möglichst abschattungsfrei überwacht werden kann. Auf den Eckpunkten der einzelnen Zellen sind jeweils Radaranlagen mit CW-Modulation angeordnet, die eine zir­ kular polarisierte Strahlung im mm-Wellenbereich aussen­ den, wobei in der Auswerteeinheit eine vorzugsweise pola­ rimetrische Auswertung orthogonaler Empfangskanäle erfolgt und dabei die Position, die vektorielle Geschwindigkeit und die Rückstrahleigenschaften der vom Radar erfaßten Ob­ jekte bestimmt und damit die Objekte klassifiziert werden.With this system, the location of the points of each Cells chosen so that an optical one between them There is line of sight and that from every point the audible cell should be monitored with as little shading as possible can. On the corner points of each cell are Radar systems with CW modulation arranged, which a zir Specially polarized radiation in the mm-wave range outside the, a preferably polar in the evaluation unit Rimetric evaluation of orthogonal reception channels takes place and thereby the position, the vectorial speed and the retroreflective properties of the radar-acquired Ob objects and thus the objects are classified.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das in der DE 43 15 863 A1 angegebene System dahingehend zu verbes­ sern, daß es auch zur peripheren Überwachung von Gebieten eingesetzt werden kann, deren Oberflächenkontur nicht eben ist.The object of the invention is that in the System specified in DE 43 15 863 A1 to that effect  sern that it is also used for peripheral surveillance of areas can be used, the surface contour is not even is.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 wiedergege­ ben. Die übrigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung (Ansprüche 2 bis 13) sowie bevorzugte Anwendungen der Erfindung (Anspruch 14).The achievement of this task is by characteristic features of claim 1 reproduced ben. The remaining claims contain advantageous training and Developments of the invention (claims 2 to 13) and preferred applications of the invention (claim 14).

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß nunmehr eine lückenlose dreidimensionale oder auch schlauchförmige Überwachung des gesamten Luftraums über dem zu überwachenden Gebiet möglich ist.The main advantage of the invention is that now a seamless three-dimensional or too tubular surveillance of the entire airspace the area to be monitored is possible.

Durch Vergleich mit Referenzmerkmalen ist in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Klassifi­ zierung bzw. Erkennung der Objekte möglich, die es z. B. gestattet, in den hemisphärischen Überwachungsraum um und über dem zu schützenden Gebiet eindringende Objekte z. B. ab der Größe eines Menschen bis zu Fahrzeugen sofort zu melden, ihren momentanen Ort anzugeben und möglichst viele Parameter zu messen, so daß in einem Auswerterrechner eine automatische Objektbeurteilung stattfinden kann. Damit wird verhindert, daß sich in dem Gebiet bewegende Klein­ tiere, Vogelschwärme bzw. bewegte Vegetation und Wetterer­ scheinungen zu Fehlalarmen führen, während bedrohliche Objekte in einer Weise angezeigt werden, die dem Überwa­ chungspersonal eine Lagebeurteilung ermöglicht.By comparison with reference characteristics is in one advantageous development of the invention a classifi adornment or detection of the objects that it z. B. allowed in and around the hemispherical surveillance room objects penetrating over the area to be protected z. B. from the size of a person to vehicles immediately report, indicate their current location and as many as possible To measure parameters so that in an evaluation computer automatic property assessment can take place. In order to prevents small people moving in the area animals, flocks of birds or moving vegetation and weather appearances lead to false alarms while threatening Objects are displayed in a way that is management personnel enables an assessment of the situation.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Erfassungsraum vollständig abgetastet in einer Zeit, z. B. einigen Sekunden, die kurz genug ist, daß ein einfliegendes Objekt, z. B. ein Gleitschirm, während der Flugzeit durch die Radargeräte mehrfach erfaßt wird. Damit kann rechnerisch eine ungefähre Flugspur aufgebaut und auf den voraussichtlichen Auftreffpunkt extrapoliert werden.In a preferred embodiment of the invention the detection area completely scanned at a time  e.g. B. a few seconds, which is short enough that a incoming object, e.g. B. a paraglider during the Flight time is recorded several times by the radars. In order to can compute and approximate an approximate flight lane the expected point of impact is extrapolated.

Die Daten werden in einer Weiterbildung des Systems dem Personal grafisch und tabellarisch angezeigt und darüber hinaus an eine Schnittstelle übermittelt, so daß die Vor­ gänge auch aufgezeichnet und/oder in einer Sicher­ heitszentrale mit den Daten anderer Sensoren verknüpft werden können.The data is used in a further development of the system Personnel displayed graphically and in tabular form and above also transmitted to an interface so that the pre gears also recorded and / or in a safe control center linked to the data from other sensors can be.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigtIn the following, the invention will be explained in more detail with reference to the figures explained. It shows

Fig. 1 die Draufsicht auf ein bevorzugtes Anordnungsbei­ spiel des erfindungsgemäßen Radarsystems, Fig. 1 is a plan view of a preferred Anordnungsbei play of the radar system according to the invention,

Fig. 2 die Seitenansicht der Bedeckung des Radarsystems gemäß Fig. 1, Fig. 2 shows the side view of the cover of the radar system of FIG. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Radargerät des Ra­ darsystems gemäß Fig. 1 und 2, Fig. 3 shows a cross section through a radar device of Ra darsystems according to Fig. 1 and 2,

Fig. 4 ein Beispiel für ein Radarsystem mit einer schlauchförmigen Bedeckung. Fig. 4 shows an example of a radar system with a tubular cover.

In Fig. 1 ist in der Draufsicht ein zu überwachendes Ge­ biet 1 dargestellt, das von einem (z. B. elektronisch gesicherten) Zaun 16 umgeben ist und auf dem sich (bei­ spielhaft) mehrere Gebäude 10 bis 15 eines Kernkraftwerkes befinden.In Fig. 1 in a plan view is shown a bidding to be monitored Ge 1, (. As electronic secure z) fence of a surrounded 16 and several buildings 10 and 15 are located on which (in way of example) of a nuclear power plant.

An den Ecken des (beispielhaft) viereckig geformten Gebie­ tes 1 sind Radargeräte 20 bis 23 angeordnet, deren jewei­ liger azimutaler Überwachungsraum 200 bis 230 in der Azi­ mutebene (gestrichelt) dargestellt ist. Dabei sind die einzelnen Überwachungsräume 200 bis 230 so gewählt, daß einerseits aus Gründen der Redundanz bzw. zur Eliminierung von Abschattungseffekten sich innerhalb des zu überwachen­ den Gebietes immer mindestens drei oder vier Überwachungs­ räume 200 bis 230 überlappen und andererseits die einzel­ nen Überwachungsräume 200 bis 230 auch über das zu über­ wachende Gebiet 1 hinaus ein Stück weit in das angrenzende Umgebungsgebiet erstrecken.At the corners of the (exemplary) quadrilaterally shaped area 1 radar devices 20 to 23 are arranged, whose respective azimuthal monitoring space 200 to 230 is shown in the Azi mutplane (dashed line). The individual monitoring rooms 200 to 230 are selected so that on the one hand, for reasons of redundancy or to eliminate shading effects, at least three or four monitoring rooms 200 to 230 always overlap within the area to be monitored and, on the other hand, the individual monitoring rooms 200 to 230 also extend beyond the area 1 to be monitored to a certain extent into the adjacent surrounding area.

In Fig. 2 ist das zu überwachende Gebiet 1 von der Seite dargestellt. Neben zwei Radargeräten 20 und 21 der insge­ samt vier Radargeräte 20 bis 23 sind ferner (beispielhaft) vier Gebäude 10 bis 13 der insgesamt sechs Gebäude 10 bis 15 dargestellt (der Zaun 16 wurde aus Gründen der Über­ sichtlichkeit in Fig. 2 weggelassen).In FIG. 2 this is shown to be monitored region 1 from the side. In addition to two radars 20 and 21 of the total of four radars 20 to 23 , four buildings 10 to 13 of a total of six buildings 10 to 15 are also shown (by way of example) (the fence 16 was omitted in FIG. 2 for reasons of clarity).

Ferner ist der von den beiden Radargeräten 20 und 21 über­ wachte Raum in der Elevationsebene dargestellt, und zwar entlang des Schnitts A in Fig. 1, dem die Radarkeulen 200A bzw. 210A in Fig. 2 entsprechen, sowie entlang des Schnitts B in Fig. 1, dem die Radarkeulen 200B bzw. 210B entsprechen.Furthermore, the space monitored by the two radar devices 20 and 21 is shown in the elevation plane, namely along the section A in FIG. 1, to which the radar lobes 200 A and 210 A in FIG. 2 correspond, and along the section B in Fig. 1, the radar lobes equivalent to 200 B and 210 B.

Die Radargeräte 20 bis 23 sind als FM/CW-Radargeräte (Dau­ erstrichsender sehr kleiner Leistung, frequenzmoduliert) ausgebildet, die über eine bewegte Richtantenne den ihnen zugewiesenen Überwachungsraum 200 bis 230 schnell abtasten können. Die vorzugsweise sehr kurze verwendete Wellenlänge von beispielsweise 8 mm ermöglicht mit einer relativ klei­ nen Antenne eine sehr starke Strahlbündelung und damit gute Auflösung ("Bleistiftstrahl"). Die Auswertung der Empfangssignale z. B. über eine digitale Fouriertransfor­ mation oder ein anderes Verfahren der spektralen Auswer­ tung ermöglicht eine gute Entfernungsauflösung sowie die Bestimmung der Dopplergeschwindigkeit des Objektes und seine Amplitudenverteilung.The radar devices 20 to 23 are designed as FM / CW radar devices (permanent transmitters of very low power, frequency-modulated), which can quickly scan the monitoring space 200 to 230 assigned to them via a moving directional antenna. The preferably very short wavelength used, for example 8 mm, allows a very strong beam bundling with a relatively small antenna and thus good resolution ("pencil beam"). The evaluation of the received signals z. B. via a digital Fourier transformation or another method of spectral evaluation device allows a good range resolution and the determination of the Doppler speed of the object and its amplitude distribution.

Durch Polarisationsauswertung kann man darüber hinaus wei­ tere Daten über die Form des gemessenen Objektes gewinnen.Through polarization evaluation you can also know Obtain more data about the shape of the measured object.

Da so ein Radargerät klein und preiswert ist (bei begrenz­ ter Reichweite), empfiehlt sich eine Aufstellung und Ver­ netzung mehrerer Radargeräte so, daß ein Objekt gleichzei­ tig mehrfach aus verschiedenen Aspektwinkeln vermessen wird und Abschattungen möglichst vermieden werden. Durch geeignete Datenfusion können dann in der Auswerteeinheit Detektionswahrscheinlichkeit sowie Meßgenauigkeiten erheb­ lich verbessert und Ausbreitungsfehler verringert werden.Because such a radar device is small and inexpensive (with limited range), an installation and ver Networking multiple radars so that one object at the same time measured several times from different angles and shadowing should be avoided if possible. By Suitable data fusion can then be carried out in the evaluation unit Detection probability and measurement accuracy Lich improved and propagation errors are reduced.

Die in Fig. 1 beispielhaft gedachte viereckige Liegen­ schaft 1 mit z. B. etwa 1 km Kantenlänge wird an allen vier Ecken mit einem solchen Radargerät 20 bis 23 bestückt. Der "Bleistiftstrahl" der einzelnen Radargeräte 20 bis 23, z. B. mit einer Halbwertsbreite von ungefähr 2°, tastet programmiert vertikal ständig z. B. ungefähr 10 Strahlbrei­ ten ab (vgl. Fig. 2) und bewegt sich dabei azimutal, z. B. um ungefähr 90° von Zaun 16 zu Zaun 16. Dabei wird die Elevation des Strahles jeweils so gesteuert, daß im Schnitt A die unterste Keule 2000A bzw. 2100A auf dem Zaun 16 aufliegt, während im Schnitt B die unterste Keule 2000B bzw. 2100B gerade das höchste Gebäude 12 bzw. 13 berührt (vgl. Fig. 2). Dadurch ergeben sich mindestens zwei ab­ schattungsfreie und ungefähr 20° dicke Überwachungs­ schalen, die die Liegenschaft 1 vollständig umschließen bzw. überdecken. Die vier Radargeräte 20 bis 23 bringen eine sogenannte Mehrfacherfassung mit den oben genannten Vorteilen. Der Antrieb der einzelnen Radargeräte 20 bis 23 ist rechnergesteuert, so daß der Erfassungsraum je nach To­ pographie und/oder Bebauung beliebig programmiert werden kann. Größere Liegenschaften und verwinkeltere Begrenzun­ gen erfordern entsprechend mehr Radargeräte.The exemplified in Fig. 1 square shaft 1 with z. B. about 1 km edge length is equipped at all four corners with such a radar 20 to 23 . The "pencil beam" of the individual radars 20 to 23 , e.g. B. with a full width at half maximum of about 2 °, programmed programmed vertically constantly z. B. from about 10 Strahlbrei (see. Fig. 2) and moves azimuthally, z. B. by about 90 ° from fence 16 to fence 16 . The elevation of the beam is controlled so that in section A the lowest club 2000 A or 2100 A rests on the fence 16 , while in section B the lowest club 2000 B or 2100 B is just the tallest building 12 or 13 touched (see Fig. 2). This results in at least two shading-free and approximately 20 ° thick monitoring shells that completely enclose or cover the property 1 . The four radars 20 to 23 bring a so-called multiple detection with the advantages mentioned above. The drive of the individual radars 20 to 23 is computer-controlled, so that the detection area can be programmed as desired depending on the photography and / or development. Larger properties and more angular limits require more radars.

In Fig. 3 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel 20 für ein solches FM/CW-Radargerät (20 bis 23 in Fig. 1) darge­ stellt. Das Gerät 20 ist auf einer Stange 207 in einer Höhe montiert, die zweckmäßigerweise ungefähr gleich der Höhe des Zaunes (16 in Fig. 1) ist. Das Gerät besteht aus einer Sende-/Empfangsantenne 201, an die das Radarfrontend 202 angeschlossen ist. Das Radarfrontend 202 wiederum ist auf einem Drehgestell angeordnet. Dieses enthält einen Schleifringkörper 203, über den das Radarfrontend 202 und die Antenne 201 in der Azimutebene gedreht werden können (mittels eines Antriebs 206). Die Antenne 201 ist zusätz­ lich über einen (nicht näher beschriebenen) weiteren An­ trieb in der Elevationsebene kippbar.In Fig. 3, a preferred embodiment 20 for such an FM / CW radar device ( 20 to 23 in Fig. 1) is Darge. The device 20 is mounted on a rod 207 at a height which is expediently approximately equal to the height of the fence ( 16 in Fig. 1). The device consists of a transmit / receive antenna 201 to which the radar front end 202 is connected. The radar front end 202 in turn is arranged on a bogie. This contains a slip ring body 203 , via which the radar front end 202 and the antenna 201 can be rotated in the azimuth plane (by means of a drive 206 ). The antenna 201 can be tilted additionally via a drive (not described in more detail) in the elevation plane.

Unter dem Schleifringkörper 203 ist noch ein Winkelwertge­ ber 204 und eine Signalaufbereitungs- bzw. Signalauswer­ tungseinheit 205 angeordnet, die die von ihr vorverarbei­ teten Empfangssignale des Frontends 202 an eine (nicht ge­ zeigte) zentrale Auswerteinheit weiterleitet. Das Frontend 202 und die Antenne 201 sind ferner von einem Radom 208 umgeben.Below the slip ring body 203 , a Winkelwertge sensor 204 and a signal processing or signal evaluation unit 205 are arranged, which forwards the received signals from the front end 202 that it has processed to a central evaluation unit (not shown). The front end 202 and the antenna 201 are also surrounded by a radome 208 .

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das geschil­ derte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern vielmehr auch auf andere sinngemäß übertragen werden kann.It is understood that the invention is not limited to that the last embodiment is limited, but rather can also be transferred analogously to others.

So ist es - bei geeigneter Topographie des zu überwachen­ den Gebietes - z. B. möglich, ein viereckiges Gebiet an­ stelle von vier lediglich durch zwei in den gegenüberlie­ genden Ecken dieses Gebietes angeordneten Radargeräten überwachen zu lassen.So it is - with a suitable topography of the monitor the area - e.g. B. possible to a square area put four out of four by just two in the opposite radar devices located at the corners of this area to be monitored.

Ferner ist es möglich, daß mit Hilfe der Radarstrahlen der einzelnen Radargeräte über dem zu überwachenden Gebiet ein nach oben gewölbter dreidimensionaler Überwachungsraum re­ alisiert wird, der z. B. - wie eine Käseglocke - kegel- oder pyramidenförmig ist. Denkbar sind auch andere Kontu­ ren des Überwachungsraumes, so z. B. eine kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmige Kontur. Dabei ist sicherzustellen, daß bei diesen - nicht der Oberflächenkontur des zu über­ wachenden Geländes folgenden - Überwachungsraumkonturen dennoch die Oberflächenkontur des zu überwachenden Gebie­ tes, einschließlich der Gebäude, immer unterhalb der Kon­ tur des Überwachungsraumes verläuft und an keiner Stelle in sie eindringt oder gar durchsticht.It is also possible that with the help of the radar beams individual radars over the area to be monitored curved three-dimensional surveillance room right is alized, the z. B. - like a cheese bell - cone or is pyramidal. Other contours are also conceivable ren of the monitoring room, such. B. a truncated cone or truncated pyramid contour. It must be ensured that with these - not the surface contour of the over following guarding area - surveillance area contours nevertheless the surface contour of the area to be monitored tes, including the buildings, always below the Kon door of the surveillance room runs and nowhere penetrates or even pierces them.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das insbe­ sondere als sogenanntes Zaunradar, das heißt zur perime­ trischen Überwachung eines Gebietes oder Geländes geeignet ist und/oder anstatt eines Zaunes verwendet werden kann, das heißt als sogenannter elektronischer Zaun. Das Zaun­ radar erzeugt eine schlauchförmige (torusförmige) (Radar-)Be­ deckung um das zu überwachende Gebiet, z. B. das Gebiet 1 (Fig. 1). Dazu werden (oberer Teil der Fig. 4) entlang des Zaunes mehrere Stangen 207 aufgestellt, beispielsweise in einem Abstand von ungefähr 1 km. An jeder Stange 207 sind in einer Höhe von einigen Metern, z. B. 2 m, über dem Erdboden jeweils zwei Sende-/Empfangsantennen 201 ange­ bracht, welche in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind, das heißt, es ist eine sogenannte janusköpfige Antennenanordnung vorhanden. Jede Antenne 201 hat eine punktiert dargestellte Sende-/Empfangskeule, beispielsweise mit einer Halbwertsbreite von 2°. Die Sende-/Empfangskeu­ len sind in der Elevation feststehend, mit ihrer Haupt­ richtung im wesentlichen parallel zum Erdboden ausge­ richtet. In der Azimut-Richtung (unterer Teil der Fig. 4) ist dagegen einen eine geringe Schwenkmöglichkeit, bei­ spielsweise um ±1°, vorhanden. Auf diese Weise entsteht um das Gebiet 1 eine schlauchförmige Bedeckung, die bei­ spielsweise in der Elevation einen Durchmesser von einigen Metern besitzt. Der entsprechende Durchmesser im Azimut ist dagegen von dem eingestellten Schwenkbereich abhängig und beträgt beispielsweise mindestens 30 m. Es ist vorteil­ haft, die Sende-/Empfangskeulen so zu dimensionieren, daß eine gegenseitige Überdeckung, z. B. zur Vermeidung von Zerstörungen, der Stangen 207 sowie der daran befestigten Antennen 201 erfolgt. Dies ist dadurch möglich, daß die Bedeckung am Ort einer Stange 207 immer minimale vorgeb­ bare Durchmesser besitzt, z. B. in der Höhe (Elevation) mindestens 30 m und im Azimut mindestens 50 m. Eine solche Anordnung ist vorteilhafterweise zuverlässig und kosten­ günstig herstellbar, da für den benötigten geringen Schwenkbereich keine mechanische Schwenkvorrichtung für die Antennen 201 benötigt wird. Die Schwenkung kann elek­ tronisch durchgeführt werden, beispielsweise mit sogenann­ ten phasengesteuerten Antennen und/oder Antennen, bei denen jeweils mindestens zwei (Sende- und/oder Empfangs-)Strah­ lerelemente mit einer Radarwellen beugenden Linse, die an sich bekannt ist, überdeckt sind. Bei letzteren ist zur Strahlschwenkung (in vorgebbaren diskreten Schritten) lediglich ein Umschaltvorgang nötig zur Aktivierung der Strahlerelemente. Mit solchen Antennen ist außerdem optio­ nal zusätzlich eine Schwenkung im Elevationsbereich mög­ lich, sofern dieses für die Überwachung erforderlich ist. Fig. 4 shows a further embodiment, which is in particular as a so-called fence radar, that is suitable for the perimetric monitoring of an area or terrain and / or can be used instead of a fence, that is, as a so-called electronic fence. The radar fence creates a tubular (toroidal) (radar) cover around the area to be monitored, e.g. B. area 1 ( Fig. 1). For this purpose (upper part of FIG. 4), several bars 207 are set up along the fence, for example at a distance of approximately 1 km. On each rod 207 are at a height of a few meters, e.g. B. 2 m, each above the ground two transmit / receive antennas 201 is introduced , which are aligned in opposite directions, that is, there is a so-called Janus-headed antenna arrangement. Each antenna 201 has a transmission / reception lobe shown in dotted lines, for example with a half-width of 2 °. The transmit / receive lugs are fixed in elevation, with their main direction aligned essentially parallel to the ground. In the azimuth direction (lower part of FIG. 4), on the other hand, there is a slight possibility of pivoting, for example by ± 1 °. In this way, a tubular cover is created around area 1 , which has a diameter of a few meters in elevation, for example. The corresponding diameter in the azimuth, however, depends on the set swivel range and is, for example, at least 30 m. It is advantageous to dimension the transmitting / receiving lobes so that mutual overlap, e.g. B. to avoid destruction, the rods 207 and attached antennas 201 . This is possible because the cover at the location of a rod 207 always has a minimum prespecified diameter, e.g. B. in height (elevation) at least 30 m and in azimuth at least 50 m. Such an arrangement is advantageously reliable and inexpensive to manufacture, since no mechanical pivoting device is required for the antennas 201 for the small pivoting range required. The pivoting can be carried out electronically, for example with so-called th phase-controlled antennas and / or antennas, in each of which at least two (transmitting and / or receiving) strah ler elements are covered with a radar wave diffractive lens, which is known per se. In the latter case, only a switchover process is required to activate the emitter elements in order to pivot the beam (in discrete steps that can be specified). With such antennas, additional pivoting in the elevation range is also possible, provided that this is necessary for monitoring.

Die anhand Fig. 4 beschriebene Anordnung hat gegenüber derzeit üblichen Radarschranken und/oder Bewegungsmeldern insbesondere den Vorteil, daß für ein detektiertes Ziel eine hohe Entfernungsauflösung sowie eine Objektklassifi­ kation möglich ist.The arrangement described with reference to FIG. 4 has the advantage over currently conventional radar barriers and / or motion detectors in particular that a high range resolution and object classification is possible for a detected target.

Claims (13)

1. Radarsystem zur Überwachung eines vorgegebenen Gebie­ tes mit Hilfe einer aus mehreren hochauflösenden sowie richtungs- und entfernungsmessenden Radargeräten und einer zentralen Auswerteinheit bestehenden Radaranlage, bei der die einzelnen Radargeräte am Rande des zu überwachenden Gebietes angeordnet und an die zentrale Auswerteinheit an­ geschlossen sind und jeweils zumindest einen Teil des zu überwachenden Gebietes mit ihrem Radarstrahl abtasten und bei der die zentrale Auswerteinheit anhand der von den einzelnen Radargeräten gelieferten Informationen über ein in das Gebiet eingedrungenes nichtkooperatives bewegliches Objekt eine Beurteilung dieses Objekts durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Radarstrahlen der ein­ zelnen Radargeräte (20; 21; 22; 23) über dem und/oder um das zu überwachenden Gebiet (1) ein gewölbter, insbeson­ dere ein kegel- oder pyramiden- oder torusförmiger oder ein an die Oberflächenkontur des Gebietes (1) angepaßter, dreidimensionaler Überwachungsraum geschaffen wird, in dem von außen eindringende nichtkooperative bewegliche Objekte von den Radargeräten (20; 21; 22; 23) erfaßt werden.1. Radar system for monitoring a predetermined area using a radar system consisting of several high-resolution as well as directional and distance-measuring radar units and a central evaluation unit, in which the individual radar units are arranged at the edge of the area to be monitored and are connected to the central evaluation unit and in each case Scan at least part of the area to be monitored with their radar beam and in which the central evaluation unit uses the information supplied by the individual radar devices to carry out an assessment of this object about a non-cooperative moving object that has entered the area, characterized in that the radar beam is used to measure the object individual radar devices ( 20 ; 21 ; 22 ; 23 ) over and / or around the area to be monitored ( 1 ) an arched, in particular a conical or pyramidal or toroidal or one adapted to the surface contour of the area ( 1 ), dre an dimensional monitoring space is created, in which non-cooperative moving objects penetrating from the outside are detected by the radar devices ( 20 ; 21 ; 22 ; 23 ) can be detected. 2. Radarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Radarstrahlen der einzelnen Radargeräte (20; 21; 22; 23) in einem jeweils vorgegebenen Azimut- und Elevati­ onsbereich (200; 210; 220; 230; 200A; 210A; 200B;, 210B) in Azimut und Elevation der Oberflächenkontur des von ih­ rem Radarstrahl erfaßten Teil des Gebietes (1) mit den darauf befindlichen Gebäuden folgen.2. Radar system according to claim 1, characterized in that the radar beams of the individual radar devices ( 20 ; 21 ; 22 ; 23 ) in a predetermined azimuth and elevati ons range ( 200 ; 210 ; 220 ; 230 ; 200 A; 210 A; 200 B;, 210 B) follow in azimuth and elevation the surface contour of the part of the area ( 1 ) covered by their radar beam with the buildings thereon. 3. Radarsystem nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Radargeräte (20; 21; 22; 23) FM/CW-Radargeräte vorgesehen sind, die vorzugsweise im Mikrowellen-, insbesondere Millimeterwellenbereich senden und empfangen.3. Radar system according to one of the preceding claims, characterized in that FM / CW radar devices are provided as radar devices ( 20 ; 21 ; 22 ; 23 ), which preferably transmit and receive in the microwave, in particular millimeter wave range. 4. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Überwachungsraum eindringenden nichtkooperativen beweglichen Objekte von den entsprechenden Radargeräten (20; 21; 22; 23) vermessen werden und der aus einer solchen Vermessung sich jeweils ergebende Radarfingerprint des jeweiligen Objekts mit abgespeicherten Referenzmustern verglichen wird.4. Radar system according to one of the preceding claims, characterized in that the non-cooperative moving objects penetrating into the surveillance space are measured by the corresponding radar devices ( 20 ; 21 ; 22 ; 23 ) and the radar fingerprint of the respective object which results from such a measurement stored reference patterns is compared. 5. Radarsystem nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastgeschwindigkeit der einzelnen Radarstrahlen so groß gewählt ist, daß durch eine zeitlich aufeinander folgende mehrfache Abtastung des in den Überwachungsraum eingedrungenen nichtkooperativen beweglichen Objekts die Auswerteeinheit die Bewegungsspur des Objektes ermitteln und anhand dieser Bewegungsspur eine Prognose über die zukünftige Bewegungsrichtung und/oder den zukünftigen Aufenthaltsort des Objekts abge­ ben kann.5. Radar system according to one of the preceding claims, characterized in that the scanning speed of the individual radar beams is chosen so large that by a successive multiple sampling of the  non-cooperative that entered the surveillance room moving object the evaluation unit the movement track of the object and based on this movement track a forecast of the future direction of movement and / or the future location of the object can. 6. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (16) des zu überwa­ chenden Gebietes (1) die Form eines Vielecks hat und daß zumindest in einem Teil der Eckpunkte dieses Vielecks, vorzugsweise jedoch in allen Eckpunkten des Vielecks je­ weils ein Radargerät (20; 21; 22; 23) angeordnet ist und daß der jeweils vorgegebene Azimutbereich der einzelnen Radargeräte (20; 21; 22; 23) zum einen mindesten so groß ist wie der Azimutbereich, der durch diejenigen beiden Kanten des Vielecks vorgegeben wird, die zusammen denje­ nigen Eckpunkt bilden, in dem das entsprechende Radargerät (20; 21; 22; 23) angeordnet ist, und zum anderen diesen von diesen Kanten des Vielecks vorgegebenen Azimutbereich vollständig überdeckt.6. Radar system according to one of the preceding claims, characterized in that the edge ( 16 ) of the area to be monitored ( 1 ) has the shape of a polygon and that at least in part of the corner points of this polygon, but preferably in all corner points of the polygon because a radar device ( 20 ; 21 ; 22 ; 23 ) is arranged and that the respectively predetermined azimuth range of the individual radar devices ( 20 ; 21 ; 22 ; 23 ) is on the one hand at least as large as the azimuth range which is predetermined by those two edges of the polygon is, which together form the corner point in which the corresponding radar device ( 20 ; 21 ; 22 ; 23 ) is arranged, and on the other hand completely covers this azimuth region predetermined by these edges of the polygon. 7. Radarsystem nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zu überwachende Gebiet zu­ sätzlich von einem Zaun (16) umgeben ist und daß die ein­ zelnen Radargeräte (20; 21; 22; 23) an der Oberkante des Zaunes angeordnet sind, die auch gleichzeitig die Unter­ kante des Überwachungsraumes bildet.7. Radar system according to one of the preceding claims, characterized in that the area to be monitored is additionally surrounded by a fence ( 16 ) and in that the individual radar devices ( 20 ; 21 ; 22 ; 23 ) are arranged on the upper edge of the fence, which also forms the lower edge of the interstitial space. 8. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Radargeräte (20; 21; 22; 23) jeweils eine in Azimut und Elevation bewegli­ che Sende-/Empfangsantenne (201), ein nachgeschaltetes Ra­ darfrontend (202), einen Winkelwertgeber (204), eine Si­ gnalaufbereitungs- und -auswertungseinheit (205) sowie eine Antriebseinheit (206) enthalten.8. Radar system according to one of the preceding claims, characterized in that the individual radar devices ( 20 ; 21 ; 22 ; 23 ) each have an azimuth and elevation movable transmission / reception antenna ( 201 ), a downstream Ra darfrontend ( 202 ), one Angle encoder ( 204 ), a signal processing and evaluation unit ( 205 ) and a drive unit ( 206 ). 9. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radargeräte linienförmig perimetrisch um ein zu schützendes Gebiet (1) angeordnet sind und daß die Radargeräte gegeneinander ausgerichtete Sende-/Empfangskeulen besitzen derart, daß um das zu schützende Gebiet eine torusförmige Bedeckung entsteht.9. Radar system according to one of the preceding claims, characterized in that the radar devices are arranged linearly perimetrically around an area to be protected ( 1 ) and that the radar devices have mutually aligned transmission / reception lobes in such a way that a toroidal covering arises around the area to be protected . 10. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radargeräten für ihre Sende-/Empfangskeulen eine Schwenkmöglichkeit besitzen derart, daß mögliche tangentiale Bewegungen, bezüglich der Sende-/Empfangsrichtung eines Radargerätes, eines zu de­ tektierenden Objektes erfaßbar sind.10. Radar system according to one of the preceding claims, characterized in that the radars for their Transmit / receive lobes have a swivel option such that possible tangential movements with respect to the Direction of transmission / reception of a radar device, one to de tectating object can be detected. 11. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Sende-/Emp­ fangsantenne eine elektronisch schaltbare Schwenkung der Sende-/Empfangskeule besitzt.11. Radar system according to one of the preceding claims, characterized in that at least one transmit / emp catch antenna an electronically switchable swiveling of the Has a transmitting / receiving lobe. 12. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radarstrahlen der einzel­ nen Radargeräte (20, 21, 22, 23) den zugehörigen Azimut- und Elevationsbereich in Form eines Mäanders abtasten, insbesondere eines vertikal ausgerichteten Mäanders, bei dem zu jedem eingestellten Azimutwinkel der vorgesehene Elevationsbereich vollständig abgetastet wird, bevor der nächste Azimutwinkel eingestellt wird. 12. Radar system according to one of the preceding claims, characterized in that the radar beams of the individual NEN radars ( 20 , 21 , 22 , 23 ) scan the associated azimuth and elevation range in the form of a meander, in particular a vertically oriented meander, in which each set azimuth angle, the intended elevation range is completely scanned before the next azimuth angle is set. 13. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung als Überwachungssystem für militärische Anlagen oder Großanlagen der Forschung und Industrie, insbesondere Großforschungsanlagen, chemi­ scher Produktionsanlagen oder Kernkraftwerke.13. Radar system according to one of the preceding claims, characterized by its use as a surveillance system for military facilities or large research facilities and industry, especially large research facilities, chemi production facilities or nuclear power plants.
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