Monopuls-Verfolgungsradargerät Das Hauptpatent betrifft ein Monopuls-Radargerät zur selbsttätigen Winkelverfolgung eines sich bewegen den Ziels, mit einem Sender zum Aussenden von Im pulsen hochfrequenter, elektromagnetischer Energie, ei nem Empfänger zum getrennten Empfang von Echo signalen, welche entsprechend mindestens zweier zur Radarsymmetrieachse, d. h.
zum Verfolgungsstrahl sym metrisch liegender Antennenstrahlungsbündel erhalten werden und pro Winkelkoordinate einer Nachführ schaltung, die durch ein Fehlersignal gesteuert wird, dessen Grösse und Vorzeichen von dem entsprechend der Zielabweichung in bezug auf die Radarsymmetrie achse veränderlichen Amplituden- und/oder Phasenver hältnis mindestens zweier Zwischenfrequenzsignale ab hängig sind, die beim Empfang der Echosignale von der Empfangsvorrichtung geliefert werden.
Gemäss dem Patentanspruch des Hauptpatentes zeichnet sich dieses Gerät dadurch aus, dass das er wähnte Fehlersignal von Niederfrequenzsignalen abge leitet wird, die durch kohärente Detektion der Zwi schenfrequenzsignale erhalten werden und die zu der infolge der Zielbewegung auftretenden Doppler-Ver- schiebung der Echosignale proportional sind.
Bei der im Hauptpatent beschriebenen Ausfüh rungsform werden die Echosignale mit Hilfe schmaler Torimpulse, die einer in jedem der für die erwähnte Detektion erforderlichen Detektoren vorhandenen Tor schaltung zugeführt werden, in bezug auf die Entfer nung ausgewählt.
Wie im Hauptpatent ausführlich erläutert, vermag ein solches Monopulsradargerät ein Ziel auch dann zu verfolgen, wenn die Zielechos durch Störzeichen ver deckt sind.
Die Erfindung bezweckt, ein solches Monopuls- Radargerät derart zu verbessern, dass die Aufschaltung dieses Radars auf ein Ziel, dessen Azimut und unge- fähre Entfernung z. B. durch ein Rundsuchradar be stimmt worden sind, auch beim Vorliegen starker Fest zeichen auf schnelle und wirksame Weise erfolgen kann, um es anschliessend winkel- und entfernungsmässig au tomatisch zu verfolgen.
Das Monopuls-Verfolgungsradargerät nach der vor liegenden Erfindung zeichnet sich hierzu dadurch aus, dass es wenigstens eine von einem frühen und einem späten breiten Entfernungstorimpulsen gesteuerte erste Vorrichtung enthält, deren Eingangskreis wenigstens eine Löschstufe mit Verzögerungsleitung besitzt, der wenigstens eines der kohärent demodulierten Ausgangs signale des Empfängers zugeführt wird, wobei diese Vorrichtung weiterhin dazu eingerichtet ist, bestimmte im Ausgangssignal der Löschstufe vorhandene Ziel signale grob in bezug auf die Entfernung auszuwählen und von diesen Zielsignalen ausgehend, einerseits ein Signal zu erzeugen,
das ein Mass für den entfernungs- mässigen Verfolgungsfehler darstellt und nach Zufüh rung an einen Torimpulsgenerator die breiten Entfer nungstorimpulse in Deckung mit den Zielsignalen hält, und andererseits unter Verwendung eines Impulsrege- nerators diese Zielsignale in Ausgangsimpulse konstan ter Form umzusetzen, die wenigstens während der Auf schalungsphase als schmale Verfolgungstorimpulse den in den erwähnten Detektoren vorhandenen Torschal tungen zugeführt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihre Vor teile werden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschma einer Ausführungsform des Monopuls-Radargerätes nach der Erfindung; Fig. 2 und 3 einige Diagramme zur Erläuterung; Fig. 4 ein Blockschema einer bevorzugten Ausfüh rungsform des Monopuls-Radargerätes nach der Erfin dung, und Fig.5 und 6 Blockschemas von möglichen Modi fikationen einer Vorrichtung, wie sie bei den Ausfüh rungsformen nach Fig. 1 und 4 angewendet wird.
Entsprechende Teile sind in den Figuren 1, 4, 5 und 6 mit gleichen Bezugszeichen angedeutet.
Das Blockschema nach Fig. 1 zeigt ein Monopuls- Radargerät vom Typ, der auf dem sogenannten Sum men-Differenz-Verfahren beruht und mit dem ein sich bewegendes Ziel, trotz des gleichzeitigen Empfangs von verhältnismässig starken Störzeichen, in zwei Winkel koordinaten und in Entfernung verfolgt werden kann. Dieses Blockschema entspricht weitgehend dem Block schema des Monopuls-Radargerätes nach Fig.1 des Hauptpatentes.
In Übereinstimmung damit enthält das in der vorliegenden Fig. 1 dargestellte Blockschema einen Sender 1, einen Synchronisierungsimpulsgenera- tor 2, einen Torimpulsgenerator 3 und einen Empfän ger 4. Über das mit 5 bezeichnete Antennensystem wird die im Sender erzeugte elektromagnetische Ener gie im Takt der vom Generator 2 gelieferten Synchro nisierungsimpulse ausgestrahlt.
Wie üblich bei einem gemäss dem Summen-Differenz-Verfahren arbeitenden Monopuls-Radargerät, wird die infolge eines Zielechos in den vier Abschnitten des Antennensystems empfan gene Energie mit Hilfe einer als Komparator be zeichneten Vergleichsvorrichtung 6 in einen Höhenwin keldifferenzsignal dE, ein Seitenwinkeldifferenzsignal dB und ein Summensignal s umgesetzt. Diese Signale /', B, dE und r werden über die Wellenleiter 7, 8 und 9 dem Empfänger 4 zugeführt, in dem sie in nicht dar gestellten, gesonderten Kanälen in Signale mit eine be stimmten Zwischenfrequenz transformiert und verstärkt werden.
Um die infolge von Änderungen der Zielent fernung oder der Zielrückstrahlfläche auftretenden Schwankungen zu beseitigen, werden die beiden Zwi- schenfrequenzdifferenzsignale QEmF und QBMF da bei gleichseitig gegenüber dem Zwischenfrequenzsum mensignal vMF normalisiert, so dass das Amplituden verhältnis jedes der Differenzsignale in bezug auf das Summensignal ein Mass für die Grösse der Zielablage von der Antennensymmetrieachse ist.
Die vorerwähn ten Zwischenfrequenzsignale QBMF, QEmp und EmF treten an den betreffenden Empfängerausgängen 10, 11 und 12 auf und enthalten eine Amplituden- und Phaseninformation, die für die Grösse und die Richtung der Zielablage von der Antennensymmetrie achse massgebend ist. Diese Zwischenfrequenzsignale können daher zum Erzeugen der Fehlersignale dienen, die zur Steuerung der Servomechanismen 13, 14 und 15 erforderlich sind, die es ermöglichen, das Ziel in. Seiten- und Höhenwinkel und in Entfernung zu verfol gen.
Um ein sich bewegendes Ziel auch dann verfol gen zu können, wenn gleichzeitig mit dem Zielecho ver- hältnismässig starke Störzeichen empfangen werden, werden die zur Verfolgung erforderlichen Fehlersignale von durch kohärente Detektion der Zwischenfrequenz signale erhaltenen Niederfrequenzsignale abgeleitet, die der infolge der Zielbewegung auftretenden Dopplerver- schiebung der Echosignale proportional sind.
Dazu ist das Monopuls-Radargerät mit mehreren Dopplersignaldetektoren versehen, in denen die Zwi schenfrequenz-Ausgangssignale des Empfängers 4 der vorerwähnten kohärenten Detektion ausgesetzt werden, wobei als Bezugssignal ein auf die Zwischenfrequenz transformiertes Ebenbild der Senderfrequenz benutzt wird. Die von der Zielbewegung hervorgerufenen und auf die Zwischenfrequenzsignale aufgedrückte Doppler- signale werden dabei Phasen- und amplitudengetreu er halten. Das genannte Bezugssignal wird mit Hilfe ei nes Kohärenz-Oszillators 16 erzeugt.
Bei der dargestell ten Ausführungsform bestehen die erwähnten Doppler- signaldetektoren je nacheinander aus einem phasen empfindlichen Detektor 17, 18 bzw. 19, dem das be treffende Zwischenfrequenzsignal und das Bezugssignal zugeführt werden, einen Hüllkurven-Demodulator 20, 21 bzw. 22 zur Dehnung der Ausgangsimpulse des phasenempfindlichen Detektors, und einem an den Aus gang dieses Hüllkurven-Demodulators angeschlossenen Dopplerfilter 23, 24 bzw. 25, dem das Niederfrequenz Ausgangssignal entnommen wird.
Es ergibt sich, wie es im Hauptpatent ausführlicher erläutert wurde, dass die se Niederfrequenz-Ausgangssignale immer, d. h. unab hängig davon, ob die empfangenen Echosignale frei von gleichzeitig eintreffenden Störzeichen sind oder nicht, die zum Erzeugen der gewünschten Winkelfehlersignale erforderliche Amplituden- und Phaseninformation ent halten. Zur Bestimmung dieser Winkelfehlersignale wer den die Ausgangssignale der Dopplerfilter 23, 24 und 25 über lineare Niederfrequenzverstärker 26, 27 und 28 Fehlerdetektoren zugeführt, die hier von den pha senempfindlichen Detektoren 29 und 30 gebildet wer den.
Die linearen Niederfrequenzverstärker 26, 27 und 28 sind mit einer automatischen Verstärkungsregelung 31 versehen, die an den Ausgang des Niederfrequenz- Linearverstärkers 28 angeschlossen ist. Das am Aus gang des Verstärkers 28 auftretende Signal wird dabei in den beiden phasenempfindlichen Detektoren 29 und 30 als Bezugssignal benutzt.
Die phasenempfindlichen Detektoren 29 und 30 verarbeiten die ihnen zugeführ ten Signale, und liefern als Ausgangssignal die ge wünschten Winkelfehlersignale, d. h. der phasenemp findliche Detektor 29 liefert das Seitenwinkelfehler signal, das über die Leitung 32 dem Seitenwinkel-Ser- vomechanisme 13 zugeführt wird, und der phasenemp findliche Detektor 30 liefert das Höhenwinkelfehler signal, das über die Leitung 33 dem Höhenwinkel-Ser- vomechanisme 14 zugeführt wird.
Jeder der genannten Dopplersignaldetektoren be steht nacheinander aus einem phasenempfindlichen De tektor eines Hüllkurven-Demodulators und einem Dopp- lerfilter. Bekanntlich liefert ein phasenempfindlicher Detektor ein Ausgangssignal, dessen Grösse und Pola rität vom Phasenunterschied zwischen dem Eingangs signal und dem Bezugssignal abhängig ist.
Vorausge setzt, dass das Bezugssignal frequenzbeständig ist, be deutet dies, dass die phasenempfindlichen Detektoren bei der vorliegenden Anwendung für jedes Echo von einem festen Ziel (Festziel ohne interne Bewegung) ei nen Ausgangsimpuls konstanter Amplitude liefern. In der Praxis ist aber das vom Kohärenz-Oszillator gelie ferte Bezugssignal nicht völlig frequenzbeständig (durch Zittererscheinungen des Systems) und auch das feste Ziel ist möglicherweise nicht völlig frei von internen Bewegungen.
Die dadurch hervorgerufenen Phasen schwankungen bewirken, dass die phasenempfindlichen Detektoren einerseits für Echos von einem festen Ziel mit internen Bewegung, Impulse mit durchschnittlich konstanter Amplitude liefern und diesen Impulsen je ein bipolarer Videoimpuls superponieri ist, wobei die Videoimpulse eine Amplitudenmodulation entsprechend einem Niederfrequenzsignal (co interne Zielbewegung -f- c)Systemzittern)
aufweisen und andererseits für Echos von einem sich bewegenden Ziel bipolare Videoimpulse liefern, die eine Amplitudenmodulation entsprechend einem Niederfrequenzsignal (a) Doppler + + to System zittern) aufweisen. Der Hüllkurven-Demodulator be stimmt die Umhüllende der Ausgangsimpulse des pha senempfindlichen Detektors. Das Frequenzspektrum die ses umhüllenden Signals enthält nicht nur die Doppler- frequenz, sondern auch Frequenzkomponenten, die den vom Systemzittern und den internen Zielbewegungen bewirkten Phasenänderungen proportional sind.
Mit Rücksicht auf die Änderungen der Dopplersignalfre- quenz, wie sie infolge einer Änderung der Radialge schwindigkeit des verfolgten Ziels auftreten können, ist die Bandbreite des mit dem Ausgang des Hüllkurven- Demodulators verbundenen Dopplerfilters verhältnis- mässig gross, sie beträgt z. B. die halbe Impulswieder holungsfrequenz (z. B. von 150 Hz bis 2 KHz). Dieses Filter lässt daher nicht nur die Dopplerfrequenz, son dern auch die infolge des Zittern des Systems auftre tenden Frequenzkomponenten und wenigstens einen Teil der Frequenzkomponenten durch, die infolge der internen Zielbewegungen auftreten.
Die durch die in ternen Zielbewegungen und das Systemzittern auftreten den und vom Filter durchgelassenen Frequenzkompo nenten sind für den Störpegel massgeblich. Die Höhe dieses Störpegels ist im ungünstigsten Fall der Anzahl Echos von Festzeichen, die für jeden ausgesendeten Impuls empfangen wird, direkt proportional. Um zu ver meiden, dass der Störpegel einen Wert erreicht, bei dem die Detektion des Dopplersignals nicht mehr mög lich ist, werden den Müllkurven-Demodulatoren je über die Leitung 34 schmale Entfernungstorimpulse zuge führt, die bewirken,
dass die Hüllkurven-Demodulato- ren nur auf die Signale des zu verfolgenden Ziels und die ungefähr gleichzeitig mit diesen Zielsignalen emp fangenen Festzeichen ansprechen. Eine solche mit schmalen Entfernungstorimpulsen ausgeführte Selektion in den Winkelverfolgungskanälen ist nur dann mög lich, wenn der Abstand zum betreffenden zu verfol genden Ziel bis auf einige Meter genau bekannt ist. Während der dem automatischen Verfolgen vorange henden Aufschaltungsphase aber ist dieser Abstand meistens viel weniger genau bekannt, so dass der Ra darbedienungsmann das Monopuls-Radargerät nur mit grosser Mühe und mit viel Zeitaufwand derart einstel len kann, dass die Aufschaltung auf das zu verfolgende Ziel erfolgt.
Das vorliegende besonders günstige und in jeder Hinsicht vorteilhafte Monopuls-Radargerät enthält nun wenigstens eine von breiten Entfernungstorimpulsen ge steuerte (erste) Vorrichtung 35, deren Eingangskreis 36 wenigstens eine Verzögerungsleitung mit Löschstufe 37 besitzt, der wenigstens eines der kohärent detektierten Ausgangssignale des Empfängers zugeführt wird, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, bestimmte im Ausgangssignal der Löschstufe vorhandene Zielsignale grob in bezug auf die Entfernung auszuwählen und, von diesen Zielsignalen ausgehend, einerseits ein Signal zu erzeugen,
das ein Mass für den Entfernungs-Verfol- gungsfehler ist und nach Zuführung zum Torimpuls generator 3 die breiten Entfernungstorimpulse mit den Zielsignalen in Deckung hält, und andererseits unter Verwendung eines Impulsregenerators 38 diese Ziel signale in standardisierte Ausgangsimpulse, d. h. in Ausgangsimpulse von konstanter Form, umzusetzen, die wenigstens während der Aufschaltungsphase als schmale Entfemungstorimpulse den Torschaltungen in den Winkelverfolgungskanälen zugeführt werden.
Die dem Torimpulsgenerator 3 entnommenen brei ten Torimpulse bestehen je aus einem frühen und einem an diesen anschliessenden späten Torimpuls, die über die Leitungen 39 bzw. 40 der Vorrichtung 35 zuge führt werden. Diese Vorrichtung enthält zwei mit dem Ausgangs der Vorrichtung 37 verbundene Schwellen schaltungen 41 und 42, die von den erwähnten frühen bzw. späten breiten Torimpulsen aufgetastet werden und deren Ausgänge einerseits über eine Impulsdehnungs schaltung 43 mit einem Subtrahierer 44 und anderer seits über einen Addierer 45 mit dem von einem Sperr schwinger gebildeten Impulsregenerator 38 verbunden sind.
Der Ausgang des Subtrahierers 44 ist über die Lei tung 46 mit dem von einem Verstärker gebildeten Ent- fernungsservo 15 verbunden, dessen Ausgangssignal ei nen Zeitmodulator (nicht dargestellt) steuert, der einen Teil des Torimpulsgenerators bildet. Der Ausgang des Impulsregenerators 38 ist über die Leitung 34 an einen Eingang von jeder der Boxcarschaltungen 20, 21 und 22 angeschlossen.
Die aus einer Verzögerungsleitung und einer Lösch stufe bestehende Vorrichtung 37 kann entsprechend den bei der Festziellöschung (MTI) üblichen Typen aufge baut sein, so dass es hier genügt zu erwähnten, dass eine solche Vorrichtung wenigstens zwei Videokanäle besitzt. Der eine Kanal ist ein normaler Videokanal, im anderen Kanal erfahren die Videosignale eine Ver zögerung gleich einer Impulswiederholungsperiode. Die Ausgangssignale der beiden Kanäle werden voneinander subtrahiert. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ent spricht der eines Filters, das die Gleichstromkomponen te von festen Zielen unterdrückt, und die Wechselstrom komponente von sich bewegenden Zielen durchlässt.
Eine optimale Filterwirkung entsteht, wenn der Si gnal-Rauschpegel des Eingangssignals der Vorrichtung gleich dem Löschverhältnis ist. In diesem Falle sind der Rauschrest und der Löschrest einander gleich. Voraus gesetzt, dass die Vorrichtung eine konstante Verstär kung aufweist (gegebenenfalls eingebaute automatische Verstärkungsregelung), kann die gewünschte optimale Filterwirkung in einfacher Weise dadurch erhalten wer den, dass die im Empfänger 4 vorhandene Zwischen- frequenzverstärkungsregelung derart beeinflusst wird, dass der Rauschpegel am Ausgang der Vorrichtung gleich dem halben Sättigungswert ist.
Jedes Echo eines Festziels ist dann auf einen solchen Wert höchstens reduziert, der dem halben Sättigungswert gleich ist und von jedem Echo eines sich bewegenden Ziels über schritten wird. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird die im Empfänger vorhandene Zwischenfrequenz- verstärkungsregelung dazu einer Regelspannung gesteu ert, die einem an den Ausgang der Vorrichtung 37 an geschlossenen Rauschdetektor 47 entnommen wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht das Eingangssignal der Vorrichtung 37 aus dem nach ko härenter Detektion des Zwischenfrequenzsummensignals YI,11, am Ausgang des phasenempfindlichen Detektors 19 auftretenden bipolaren Videosignal. Dieses Video signal weist in aufeinanderfolgenden Empfangszeiten nur für die sich bewegenden Ziele eine deutliche Ampli- tudenänderung auf. Fig.2a zeigt zur Illustration die Superposition mehrerer Videosignale (Amplitude als Zeitfunktion), die in aufeinanderfolgenden Empfangs zeiten empfangen werden.
In dieser Figur ist die Lage eines sich bewegenden Ziels mit einem Pfeil angedeutet. Die übrigen von Impuls zu Impuls auftretenden Ampli tudenänderungen sind weniger stark und, wie im Vor gehenden erklärt wurde, auf die Zittererscheinungen des Systems und die etwaige interne Bewegung fester Ziele zurückzuführen. Infolge der Tatsache, dass die Vorrichtung 37 die Gleichstromkomponente der festen Ziele unterdrückt und die Wechselstromkomponente der sich bewegenden Ziele durchlässt, ist das Aus gangssignal dieser Vorrichtung und auch sein Eingangs- signal ein bipolares Videosignal.
Dieses bipolare Video signal wird durch Gleichrichtung in ein unipolares Vi deosignal umgesetzt, wie in Fig. 2b veranschaulicht ist.
Die Einfangung kann bekanntlich in zwei Phasen unterteilt werden, d. h. eine erste Phase, in der der Radarbedienungsmann bewirkt, dass das Antennen system 5 in Azimut auf das zu verfolgende Ziel ein gesteuert und der Torimpulsgenerator derartig einge stellt wird, dass das zu verfolgende Ziel in der nach folgenden zweiten Phase, in der eine Höhenabtastung durchgeführt wird, in Entfernung selektiert wird. Die dazu notwendigen vom Bedienungsmann zu verwen denden Mittel sind in Fig. 1 einfachheitshalber wegge lassen.
Vorausgesetzt, dass das in Fig. 2b dargestellte uni polare Videosignal das während der Höhenabtastung am Ausgang der Vorrichtung 37 auftretende Signal ist, und ferner angenommen, dass der Torimpulsgenerator derartig eingestellt ist, dass die von ihm gelieferten breiten Torimpulse in einem Zeitintervall nach Fig. 2c auftreten, kann die Wirkungsweise der Vorrichtung 35 wie folgt erläutert werden: In dieser Vorrichtung wird das erwähnte unipolare Videosignal den beiden Schwel lenschaltungen 41 und 42 zugeführt.
Mit Ausnahme des Zeitintervalls, in dem die diesen Schwellenschaltungen zugeführten frühen bzw. späten breiten Torimpulse auf treten, ist der Pegel der Schwellenschaltungen so hoch, dass die zugeführten Signale nicht durchgelassen wer den. Während des Intervalls, in dem die frühen bzw. späten Torimpulse auftreten, wird der Schwellenpegel derartig herabgesetzt, dass der Störzeichenrest aus der Löschstufe unterdrückt wird, jedoch die den Schwellen pegel überschreitenden Zielsignale durchgelassen wer den.
Die beiden Schwellenschaltungen 41 und 42 bilden samt dem Impulsdehner 43 und dem Subtrahierer 44 einen Zeitdiskriminator, dessen Ausgangssignal ein Mass für den Entfernungsfolgfehler ist. Dieses Signal wird über die Leitung 46 dem Verstärker 15 zugeführt, der dann eine Regelspannung abgibt, die über die Lei- Lung 48 dem Torimpulsgenerator 3 zugeführt wird. Die se Regelspannung bewirkt, dass die Zeitlage der brei ten Entfernungstorimpulse so nachgesteuert wird, dass beide Torimpulse mit den Zielsignalen in Deckung ge bracht und gehalten werden.
Der an dem Ausgang der beiden Schwellenschal tungen 41 und 42 angeschlossene Addierer 45 führt die Zielsignale, insoweit sie die erwähnte niedrige Schwelle überschreiten, dem Impulsregenerator 38 zu, der jeweils bei Empfang eines solchen Zielsignals einen standardi sierten Ausgangsimpuls liefert, wie er in Fig. 2d ver anschaulicht ist.
Die breiten Torimpulse wählen einen Abstandsbe reich aus, der sich z. B. von 1 km vor bis 1 km nach dem angenommenen Zielabstand erstreckt. Es wird ein leuchten, dass die Verwendung solcher breiten Ent- fernungstorimpulse es dem Radarbedienungsmann er leichtert, mit dem Monopuls-Radar das zu verfolgende Ziel entfernungsmässig zu erfassen. Die Massnahmen nach der Erfindung ermöglichen die Anwendung sol cher breiten Entfernungstorimpulse, da sie, sobald das Monopulsradar grob in Entfernung auf das zu verfol gende Ziel eingelaufen ist, selbsttätig die zur Entfer nungswahl in den Winkelverfolgungskanälen erforderli chen schmalen Torimpulse erzeugen.
Das Monopuls-Radargerät nach Fig. 1 kann ein be stimmtes Ziel einfangen und dieses anschliessend in Winkel und Entfernung verfolgen. Da bei dieser Aus führungsform auch während der Verfolgung zunächst breite Torimpulse benutzt werden, ist die Folgefähig keit auch bei Vorliegen sehr starker Störzeichen nicht optimal. Dieser Nachteil ist bei der im nachfolgenden zu beschreibenden, in Fig. 4 dargestellten bevorzugten Ausführungsform behoben.
Diese bevorzugte Ausführungsform entspricht weit gehend der nach Fig. 1, unterscheidet sich aber darin, dass der Torimpulsgenerator 3 des Radargerätes der art ausgebildet ist, dass er nicht nur breite, sondern gleichzeitig auch schmale Entfernungstorimpulse liefert, deren Zeitlagen in einem festen Verhältnis zu den Zeit lagen der breiten Torimpulse stehen, und dass das Ra dargerät weiterhin folgende Elemente enthält:
eine zweite Vorrichtung 49, der das kohärent detek- tierte Ausgangssignal des Empfängers 4 unmittelbar zugeführt wird und die bei Empfang der dem Torim pulsgenerator entnommenen schmalen Entfernungstor impulse das zum automatischen Verfolgen in Entfer nung erforderliche Fehlersignal liefert;
Schaltmittel (Relaisschaltung 50 und die zugehöri- gen Kontakte), die in der ersten Schaltlage die standardi sierten Ausgangsimpulse der ersten Vorrichtung 35 als schmale Torimpulse der Torschaltung in jedem der Winkelverfolgungskanäle zuführen und in der zweiten Schaltlage die vom Torimpulsgenerator 3 gelieferten schmalen Entfernungstorimpulse der erwähnten zwei ten Vorrichtung 49 und der Torschaltung in jedem der Winkelverfolgungskanäle zuführen und ausserdem die erste Vorrichtung 35 ausser Betrieb setzen;
einem Millerintegrator 51, die von den erwähnten dem Torimpulsgenerator entnommenen schmalen Ent fernungstorimpulsen gesteuert wird und über welche die standardisierte Ausgangsimpulse der ersten Vorrichtung 35 dem Millerintegrator zugeführt werden, wobei das Integratorausgangssignal beim Erreichen eines bestimm ten Wertes bewirkt, dass die erwähnten Schaltmittel von der ersten in die zweite Schaltlage umgeschaltet werden.
Hinsichtlich der vom Torimpulsgenerator 3 geliefer ten schmalen Torimpulse kann zwischen einer ersten und einer zweiten Art von schmalen Torimpulsen unter schieden werden. Die schmalen Torimpulse der ersten Art bestehen aus einfachen Impulsen, deren Dauer gleich der der standardisierten Ausgangsimpulse ist, die vom Impulsregenerator 38 geliefert werden.
Die schmalen Torimpulse der zweiten Art bestehen je aus einem frü hen und einem späten schmalen Torimpuls. Die zeit liche Lage der vom Torimpulsgenerator gelieferten Tor impulse ist in Fig.3 dargestellt, wobei Fig.3b einen frühen und einen späten breiten Torimpuls, Fig. 3c ei nen einfachen schmalen Torimpuls, und Fig. 3e einen frühen und einen späten schmalen Torimpuls zeigen.
Die erwähnten Schaltmittel bestehen aus einer Re laisschaltung 50 und den von dieser Relaisschaltung betätigten Kontakte 53 bis 60.
Die in der Figur dargestellte Lage dieser Kontakte entspricht der erwähnten zweiten Schaltlage, die nor malerweise auftritt, wenn sich die Relaisschaltung 50 im Ruhezustand befindet. In diesem Falle ist die erste Vorrichtung 35 unwirksam, da der Eingangskreis 36 dann von den Arbeitskontakten 59 und 60 unterbro chen ist. Die Steuerung des Hüllkurven-Demodulators 20 und 21 erfolgt dann durch die schmalen Torimpulse der ersten Art, die über die Leitung 61 und die Ruhe kontakte 53 diesem Hüllkurven-Demodulatoren zuge führt werden. Ausserdem werden in diesem Falle die frühen und späten schmalen Torimpulse zur Steuerung der Boxcarschaltungen 22 und 22' benutzt.
Die frühen schmalen Torimpulse werden dabei nämlich über die Leitung 62 und die Ruhekontakte 57 des Hüllkurven- Demodulators 22 zugeführt, während die späten schma len Torimpulse über die Leitung 63 und die Ruhe kontakte 55 der Boxcarschaltung 22' zugehen.
Die Hüllkurven-Demodulatoren 22 und 22' bilden einen Teil der zweiten Vorrichtung 49, die weiterhin aus ei ner Summen-Differenzschaltung 64 und zwei Doppler- filtern 25 und 25', über welche die Boxcarschaltungen 22 und 22' an die erwähnte Summen-Differenzschal tung angeschlossen sind, sowie einem phasenempfindli chen Detektor 65 und zwei Niederfrequenzverstärkern 28 und 28' aufgebaut ist, über die einerseits der Dif ferenzausgang und andererseits der Summenausgang der Summen-Differenzschaltung mit dem phasenemp findlichen Detektor 65 verbunden sind.
Wenn sich die Relaisschaltung 50 in der Betriebs lage befindet, befinden sich die Kontakte 53 bis 60 in der nicht dargestellten Lage, die der erwähnten ersten Schaltlage entspricht. In diesem Fall ist die Vorrich tung 35 wirksam, da die Arbeitskontakte 59 und 60 dann geschlossen sind und der Eingangskreis 36 daher nicht mehr unterbrochen ist. Von den durch den Tor impulsgenerator gelieferten breiten und schmalen Tor impulsen werden dann ausschliesslich die frühen und späten breiten Torimpulse benutzt. Diese werden näm lich über die Leitungen 39 und 40 den beiden Schwel lenschaltungen 41 und 42 der Vorrichtung 35 zuge führt.
Die Steuerung der Hüllkurven-Demodulatoren 20 und 21 erfolgt in diesem Falle durch die standardisier ten Ausgangsimpulse, die vom Impulsregenerator 38 geliefert und über die Leitung 34 und die dann ge schlossenen Arbeitskontakte 54 den Boxcarschaltungen 20 und 21 zugeführt werden. Die standardisierten Aus gangsimpulse des Impulsregenerators 38 werden aus- serdem über die Arbeitskontakte 58 des Hüllkurven- Demodulators 22 zugeführt. Da dem Hüllkurven-De- modulator 22' in diesem Falle keine Torimpulse zuge führt werden, kann sie auf das Ausgangssignal des phasenempfindlichen Detektors 19 nicht ansprechen.
Ausserdem ist die Verbindung zwischen dem Nieder frequenzverstärker 28' und dem phasenempfindlichen Detektor 65 durch die dann offenen Kontakte 56 un terbrochen.
Die Wirkungsweise des hier beschriebenen Mono puls-Radargerätes ist wie folgt: Zur Einleitung des Aufschaltungsvorgangs wird über die Leitung 66 ein Startsignal an die Relaisschaltung 50 gegeben, die dadurch anspricht, so dass die Kon- takte 53 bis 60 die nichtdargestellte Lage annehmen. Die Wirkungsweise des Impulsradargerätes ist dann die gleiche wie die der an Hand der Fig. 1 beschriebenen Ausführung. Auf ganz ähnliche Weise liefert die Vor richtung 35, falls während der Höhenabtastung Echo signale empfangen werden, einerseits über die Leitung 46 ein Signal, das ein Mass für den Entfernungsfehler ist, und andererseits über die Leitung 34 standardisierte Ausgangsimpulse.
Diese Impulse werden als schmale Torimpulse den Hüllkurven-Demodulatoren 20, 21 und 22 zugeführt, so dass diese kurzzeitig auf die Ausgangs signale der phasenempfindlichen Detektoren 17, 18 und 19 reagieren werden. Die phasenempfindlichen Detek toren 29 und 30 liefern dann die zur Antennensteuerung erforderlichen Winkelfehlersignale. Das den phasen empfindlichen Detektoren 29 und 30 zugeführte Be zugssignal wird dabei dem Ausgang des Niederfrequenz verstärkers 28 entnommen.
Dieses Bezugssignal wird auch dem phasenempfindlichen Detektor 65 zugeführt, der aber keine Ausgangsspannung liefert, da dem Hüll- kurven-Demodulator 22' kein Torimpuls zugeführt wird und ausserdem die Verbindung zwischen dem Nieder frequenzverstärker 28' und dem phasenempfindlichen Detektor 65 durch die dann offenen Ruhekontakte 56 unterbrochen ist. Die Winkelfehlersignale werden in den Verstärkern 67 und 68 verstärkt und dem Seiten- winkelservo 13 und dem Höhenwinkelservo 14 zuge führt. Das Entfernungsfehlersignal wird nach erfolgter Verstärkung im Verstärker 15 über die Leitung 48 dem Torimpulsgenerator 3 zugeführt.
Dadurch wird die Zeit lage der breiten Entfernungstorimpulse derartig nach geregelt, dass die gemeinschaftliche Flanke dieser frü hen und späten breiten Torimpulse, wie in Fig. 3b dar gestellt, mit der Mitte der den phasenempfindlichen Detektoren 17, 18 und 19 entnommenen Videosignale nach Fig. 3a zusammenfällt.
Die zeitliche Lage der vom Torimpulsgenerator 3 gelieferten schmalen Torimpulse der ersten Art entspricht dann, wie in Fig. 3c darge stellt, der Zeitlage der in Fig. 3d dargestellten standar disierten Ausgangsimpulse des Impulsregenerators 38, während die Zeitlage der vom Torimpulsgenerator 3 gelieferten frühen und späten schmalen Torimpulse nach Fig. 3e derart ist, dass die gemeinschaftliche Flan ke dieser frühen und späten schmalen Torimpulse mit dem Höchstwert des Eingangsvideos der Hüllkurven- Demodulatoren zusammenfällt.
Da die vom Torimpuls generator 3 gelieferten schmalen Torimpulse (Fig.3c) und die standardisierten Ausgangsimpulse (Fig.3d) dann gleichzeitig an der Torschaltung 52 auftreten, wer den die standardisierten Ausgangsimpulse durchgelas sen und über einen Impulsdehner 69 dem Millerinte- grator 51 zugeführt.
Der Impulsdehner 69 ist dabei derart ausgebildet, dass sie bei Empfang der standardisierten Ausgangs impulse einen in positiver Richtung gehenden Ausgangs strom an den Millerintegrator liefert, der somit eine in negativer Richtung zunehmende Ausgangsspannung lie fert. Diese Ausgangsspannung wird über die Leitung 70 der Relaisschaltung 50 zugeführt, die in den Ruhe zustand gebracht wird, sobald diese negativ zunehmen de Spannung einen bestimmten Wert unterschreitet.
Die Kontakte 53 bis 60 nehmen dann die in der Figur dargestellte Lage ein, wobei: der Eingangskreis der Vorrichtung 35 durch die Arbeitskontakte 59 und 60 unterbrochen ist; die Steuerung der Hüllkurven-Demodulatoren 20 und 21 durch die schmalen Torimpulse (Fig. 3d) über nommen ist; die Steuerung der Hüllkurven-Demodulatoren 22 und 22' durch die frühen und späten schmalen Tor impulse übernommen ist, und die Verbindung zwischen dem Niederfrequenzverstärker 28 und dem phasen empfindlichen Detektor 65 durch das Schliessen der Ruhekontakte 56 hergestellt ist.
Das Entfernungsfehlersignal wird dann von der Vorrichtung 49 geliefert. Die Hüllkurven-Demodulato- ren 22 und 22' sprechen auf das vom phasenempfind lichen Detektor 19 gelieferte und in Fig. 3a dargestellte Videosignal im Zeitpunkt des Auftretens der diesen Boxcarschaltungen zugeführten Torimpulse an. Bei richtiger Einstellung der Zeitlage dieser frühen und spä ten schmalen Torimpulse sind die Ausgangssignale die ser Boxcarschaltungen in der Amplitude einander gleich. Das von der Summen-Differenzschaltung 64 gelieferte Summensignal wird dann nach Verstärkung im Ver stärker 28 als Bezugssignal den phasenempfindlichen Detektoren 29, 30 und 65 zugeführt.
Das von der Summen-Differenzschaltung 64 gelieferte Differenz signal ist bei richtiger Einstellung der Zeitlage der frü hen und späten schmalen Torimpulse gleich Null. Der phasenempfindliche Detektor 65 bekommt dann kein Eingangssignal zugeführt und liefert daher auch kein Fehlersignal, was auf Grund der Annahme, dass die Zeitlage der frühen und späten schmalen Torimpulse richtig eingestellt ist, stimmt.
Bei einer Änderung des Abstandes zum Ziel und daher unrichtiger Zeitlage- Einstellung der frühen und späten schmalen Torimpulse sind die Amplituden der von den Hüllkurven-Demo- dulatoren 22 und 22' gelieferten Ausgangssignale von einander verschieden und liefert der phasenempfindli che Detektor 65 daher ein Ausgangssignal, dessen Am plitude ein Mass für die Grösse des Entfernungsfehlers darstellt und wobei die Richtung der Abweichung im phasenempfindlichen Detektor 65 in Abhängigkeit vom Vorzeichen des von der Summen-Differenzschaltung 64 gelieferten Differenzsignals bedingt wird.
Die phasen empfindlichen Detektoren 29 und 30 liefern auf die normale Weise die Winkelfehlersignale, da es für den Hüllkurven-Demodulator 20 und 21 ganz gleichgültig ist, dass die Steuerung von den vom Torimpulsgenera tor 3 gelieferten schmalen Torimpulsen übernommen worden ist.
Bei den vorgehend beschriebenen Ausführungsfor- men wird als Eingangssignal der Vorrichtung 35 das Summensignal benutzt, da dieses Signal bei einem auf dem Summen- und Differenzverfahren basierten Mo nopuls-Radargerät ohne weiteres vorhanden ist. Wird die Erfindung aber bei einem auf Amplituden- und/ oder Phasenvergleich basierten Monopuls-Radargerät verwendet, so lässt sich grundsätzlich eines der zu ver gleichenden Eingangssignale, z. B. das stärkere Signal, als Eingangssignal für die Vorrichtung 37 verwenden.
Die Vorrichtung 35 ist keineswegs auf die Ausfüh rungsformen nach Fig. 1 und 4 beschränkt. Fig. 5 zeigt eine mögliche Modifikation, bei der statt zwei von ei nem frühen bzw. einem späten breiten Torimpuls auf getasteten Schwellenschaltungen 41 und 42 nur eine Schwellenschaltung 71 verwendet wird, die überdies nicht aufgetastet wird. Die notwendige grobe Entfer nungsselektion erfolgt dabei mittels einer Torschaltung 72, die von breiten Entfernungstorimpulsen des Tor- impulsgenerators 3 gesteuert und über die das Aus gangsvideo der Vorrichtung 37 der Schwellenschaltung 71 zugeführt wird.
Der Ausgang der Schwellenschal tung 71 ist dabei weiter einerseits mit dem Impuls regenerator 38 und andererseits mit einem Zeitdiskri- minator 73, der von den frühen bzw. späten breiten Torimpulsen gesteuert wird, verbunden.
Fig. 6 zeigt eine weitere mögliche Modifikation, bei der das Ausgangsvideo der festen Schwellenvorrichtung 71 einerseits über eine einzige von breiten Torimpulsen gesteuerte Torschaltung 72 dem Impulsregenerator 38 und andererseits unmittelbar einem von den frühen und späten breiten Entfernungstorimpulsen gesteuerten Zeitdiskriminator 73 zugeführt wird.