CH634417A5 - Impulsradar-verfahren. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Impulsradar-Verfahren zur eindeutigen Messung der Entfernung und der Radialgeschwindigkeit eines Zieles, das sich in einer Störsignale, insbesondere Festzeichenechos, erzeugenden Umgebung befindet.

Die Bildung und Auswahl einer optimalen Form für das Sendesignal eines Radarsystems, das in Gegenwart von Störsignalen, insbesondere von Land- und/oder Seeclutter, Ziele feststellen und verfolgen soll, bildet ein grundsätzliches Problem, dem die Entwickler solcher Systeme seit vielen Jahren gegenüberstehen. Die für die Messung der Entfernung und der Radialgeschwindigkeit eines Zieles geforderte Genauigkeit verlangt gewöhnlich, dass es sich bei dem ausgesendeten Signal um einen periodischen Impulszug oder einen Zug codierter Signale handelt. Die Wahl eines solchen Impulszuges stellt jedoch Probleme bei der Auswahl der Impulsfolgefrequenz (PRF) und/ oder der Trägerfrequenz- oder HF-Bandbreite, damit gewährleistet ist, dass die gewünschte Genauigkeit und die Unterscheidung von Störsignalen gewährleistet sind, jedoch weder die Messung der Radialgeschwindigkeit noch der Entfernung mehrdeutig ist. Wenn beispielsweise die Impulsfolgefrequenz hoch genug gewählt ist, um eine unzweideutige Messung der Radialgeschwindigkeit zu gewährleisten, dann kann das unzweideutige

Messungen ergebende Entfernungsintervall für viele Anwendungszwecke zu klein sein. Wenn statt dessen eine PRF gewählt wird, die niedrig genug ist, um ein eindeutiges Entfernungsintervall brauchbarer Grösse zu liefern, dann kann die Fähigkeit zur 5 eindeutigen Messung der Radialgeschwindigkeit für viele Anwendungen zu klein sein. Wegen des relativ kleinen Frequenzabstandes zwischen den Spektrallinien der Störsignale und insbesondere von Festzeichenechos bei Anwendung von Sendesignalen mit niedriger PRF, ist die Wahrscheinlichkeit gross, dass io die Störsignale in dem gleichen Frequenzbereich liegen wie die an einem Ziel reflektierten Echosignale, so dass sie diese Echosignale verdecken. Die Echosignale geraten gewissermassen in eine von den Störsignalen hervorgerufene «Doppler-Verdek-kung». Weiterhin besteht beim Betrieb mit hoher PRF eine 15 relativ kurze Beobachtungsperiode zwischen den Sendeimpulsen. Daher können Echosignale in eine «Entfernungs-Verdek-kung» geraten, weil der Empfänger während des Sendebetriebes nicht empfangsbereit ist.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein 20 Impulsradar-Verfahren anzugeben, das in einer einzigen Beobachtungsperiode, die beispielsweise 20 ms betragen kann, genaue Angaben über die Entfernung und die Radialgeschwindigkeit eines Zieles liefert, ohne dass dabei eine «Doppler-Verdek-kung» oder eine «Entfernungs-Verdeckung» der Echosignale 25 auftritt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst,

dass zunächst ein Zug von Sendeimpulsen ausgesendet wird, deren Impulsfolgefrequenz ausreichend hoch ist, um eine eindeutige Bestimmung der Radialgeschwindigkeit eines Zieles an-30 hand eines einzigen solchen Impulszuges zu gestatten, und anhand der von einem Ziel reflektierten und als Echosignale empfangenen Anteile dieses Impulszuges die Radialgeschwindigkeit des Zieles ermittelt wird, das als Funktion der ermittelten Radialgeschwindigkeit wenigstens eine niedrigere Impulsfolgefre-35 quenz für weitere Impulszüge derart bestimmt wird, dass eine eindeutige Messung der Entfernung eines Zieles mittels eines Impulszuges mit einer solchen Impulsfolgefrequenz gewährleistet ist und das Spektrum der Echosignale auf bestimmte Stellen innerhalb des Spektrums des die Impulsfolge bestimmenden Si-40 gnals verteilt ist, und dass dann ein weiterer Zug von Sendeimpulsen mit der zuvor bestimmten niedrigeren Impulsfolgefrequenz ausgesendet und anhand der vom Ziel reflektierten und als Echosignale empfangenen Anteile dieses Impulszuges die Entfernung des Zieles ermittelt wird.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird also zur Erzeugung angepasster Signalformen die niedrigere Impulsfolgefrequenz als Funktion der Zielentfernung gewählt, die während einer vorausgehenden Betriebszeit unter Anwendung einer hohen Impulsfolgefrequenz gemessen wurde. Auf diese Weise ist 50 es möglich, sowohl die Entfernung als auch die Radialgeschwindigkeit genau und unzweideutig während einer sehr kurzen Beobachtungsperiode zu messen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Feststellung, dass ein Ziel vorliegt, 55 und die unzweideutige Messung von dessen Radialgeschwindigkeit von Echosignalen abgeleitet, die als Folge des Aussendens eines Signals mit hoher PRF empfangen wurden. Die hohe PRF kann beispielsweise 250 000 Hz betragen. Die gemessene Radialgeschwindigkeit wird dazu benutzt, eine niedrigere PRF zu 60 berechnen, die beispielsweise im Bereich von 2000 bis 5000 Hz liegen kann und bei der sowohl eine Doppler-Verdeckung der Echosignale vermieden und eine unzweideutige Messung der Zielentfernung gewährleistet ist. Mit anderen Worten ist die ausgewählte niedrigere PRF an die Radialgeschwindigkeit Ê. des 65 Zieles, die während des Betriebes mit hoher PRF gemessen wurde, so angepasst, dass die Doppler-verschobene Frequenz der Echosignale nicht in einen durch Störsignale abgeschatteten Frequenzbereich fällt.

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Das Prinzip der Erfindung ist modifizierbar, beispielsweise dahingehend, dass unter Verwendung eines Signals mit hoher PRF eine Radialgeschwindigkeit & bestimmt wird, die dann dazu verwendet wird, ein Signal mit angepasster mittlerer PRF zu wählen.

Für ein schon früher festgestelltes Ziel können die Werte von Entfernung und Radialgeschwindigkeit, die während eines vorhergehenden Antennen-Abtastzyklus gemessen worden sind, dazu benutzt werden, um eine angepasste hohe PRF zu wählen, bei der eine Entfernungs-Verdeckung der Echosignale vermieden wird, die darauf zurückzuführen ist, dass der Empfänger während Sendeperioden nicht empfangsbereit oder empfangsfähig ist. Für den Suchbetrieb kann eine Anzahl Sendesignale mit verschiedenen hohen Impulsfolgefrequenzen in der gleichen Abtaststellung der Antenne ausgesendet werden, wodurch die Möglichkeit einer Entfernungs-Verdeckung des Echosignals auf ein Minimum reduziert wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren liefert genaue und eindeutige Messungen sowohl der Entfernung als auch der Radialgeschwindigkeit in einer relativ kurzen Zeitspanne, beispielsweise während einer einzigen Beobachtungsperiode, also der Zeit, während der sich das Ziel innerhalb des Strahles einer eine Abtastbewegung ausführenden Radarantenne befindet. Diese Vorteile werden durch eine adaptive Wahl der optimalen Sendesignale als Funktion von Realzeit-Messungen von Zieleigenschaften erhalten. Beispielsweise kann ein Radargerät eine Doppler-Suche unter Verwendung von mehreren festgelegten hohen Impulsfolgefrequenzen durchführen und anschliessend, während der gleichen Beobachtungsperiode, auf eine adaptiv ausgewählte niedrige Impulsfolgefrequenz umschalten, um eine Unterscheidung des Zieles von Störsignalen und eine genaue Entfernungsmessung zu gewährleisten. Bei folgenden Beobachtungsperioden kann die hohe PRF ebenfalls adaptiv ausgewählt werden, um eine Entfernungs-Verdeckung zu vermeiden.

Unter Verwendung des erfindungsgemässen Verfahrens sind genaue und unzweideutige Messungen sowohl der Zielentfernung als auch der Radialgeschwindigkeit in kürzeren Beobachtungsperioden möglich, als es der Fall wäre, wenn eine feste Folge von Signalen verwendet würde, die mehrdeutige Signale liefern, und Korrelationsverfahren angewendet werden müssen, um diese Mehrdeutigkeiten zu beseitigen.

Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt demnach eine nahezu gleichzeitige Messung von Zielentfernung und Radialgeschwindigkeit und liefert dabei die Entfernungsgenauigkeit, wie sie die Anwendung niedriger Impulsfolgefrequenzen gewährleistet, und gleichzeitig durch Doppler-Informationen eine Genauigkeit der Radialgeschwindigkeits-Messung, wie sie nur bei Anwendung hoher Impulsfolgefrequenzen möglich ist. Das nahezu gleichzeitige Vorliegen genauer Entfernungs- und Radialge-schwindigkeits-Daten ist vorteilhaft, weil es beispielsweise die Anwendung von Anreicherungs-Verfahren zur Auflösung von Mehrfachzielen gestattet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Radaranlage erläutert, die Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens umfasst. Es zeigen

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Radarsystems zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens,

Fig. 2 und 3 Zeitdiagramme von Signalen, die zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens dienen,

Fig. 4 ein Frequenzdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens,

Fig. 5 ein Flussdiagramm eines zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ausgebildeten Rechners,

Fig. 6 und 7 Flussdiagramme zur Erläuterung von Abschnitten des Flussdiagrammes nach Fig. 5,

Fig. 8 bis 11 Flussdiagramme zur Verwirklichung verschiedener Varianten des erfindungsgemässen Verfahrens.

Die in Fig. 1 dargestellte Radaranlage ist zur Durchführung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens eingerichtet. Abgesehen von den Einrichtungen zur Auswahl und zum Aussenden angepasster Signale und zur Ver-5 arbeitung der empfangenen Energie zum Zweck einer solchen Auswahl, können die in Fig. 1 dargestellten Einheiten von bekannter Bauart sein. Eine Antenne 12 spricht auf Signale an, die ihr von einer Antennensteuerung 14 zugeführt werden, und erzeugt einen den zu beobachtenden Raum abtastenden Strahl, loder beispielsweise ein sich über 360° erstreckendes spiralförmiges oder rasterförmiges Muster beschreiben kann. Die von einem Sender 16 erzeugten Hochleistungssignale werden der Antenne 12 über eine Sende-Empfangs-Weiche 18 zugeführt.

Die Frequenz der ausgesendeten Signale wird von einem 15 Hauptoszillator 20 bestimmt. Die Impulsfolgefrequenz (PRF) und die Impulsbreite der ausgesendeten Signale werden von einem Synchronisator 22 in Abhängigkeit von Steuersignalen bestimmt, die ihn von einem programmierbaren Signalprozessor 24 zugeführt werden. Das Programm, nach dem der Prozessor 20 24 arbeitet, wird später anhand der Fig. 5 bis 7 im einzelnen behandelt. Bei Betrieb mit hoher Impulsfolgefrequenz (HPRF) werden beispielsweise Impulse mit einer Länge in der Grössen-ordnung von 1 bis 2 |xs und mit Impulsfolgefrequenzen in der Grössenordnung von 250 000 Hz ausgesendet. Beim Betrieb 25 mit niedrigerer Impulsfolgefrequenz (LPRF) können Impulse mit einer Dauer von 32 [xs und einer Impulsfolgefrequenz von weniger als 10 000 Hz verwendet werden. Diese Impulse können zum Zweck der Pulskompression empfangener Echosignale frequenzmoduliert sein. Wie später erläutert wird, kann die Fä-30 higkeit zum Aussenden von Impulsen mit mittlerer PRF, nämlich zwischen 10 000 und 50 000 Hz, zur Erhöhung der Flexibilität des Systems erwünscht sein. Um die Erläuterung der Erfindung zu vereinfachen, werden zunächst die Betriebsarten mit hoher und niedriger PRF beschrieben.

35 Die von der Antenne 12 empfangenen HF-Signale werden über die Sende-Empfangs-Weiche einem Doppler-Empfänger 26 zugeführt, der von bekanntem Aufbau sein kann. Bei der Betriebsart mit hoher PRF können bekannte Methoden zur analogen Störsignal-Unterdrückung und analoge Teilbandfilter 40 oder auch geeignete digitale Einrichtungen benutzt werden.

Der Hauptoszillator 20 und der Synchronisator 22 wirken bei der Erzeugung kohärenter, frequenzmodulierter Signale mit einer Anzahl verschiedener niedriger Pulsfolgefrequenzen zusammen. Beispielsweise können 10 bis 20 verschiedene Impuls-45 folgefrequenzen im Bereich zwischen 2000 und 5000 Hz vorgesehen sein. Die Kombination aus Hauptoszillator, Synchronisator und Sender sollten für ein schnelles Umschalten von hoher zu niedriger (oder mittlerer) PRF und zurück zur hohen PRF eingerichtet sein. Die Schaltzeit sollte beispielsweise im Bereich 50 von 1 ms liegen. Die digitalisierten Zwischenfrequenz-Daten, die von dem Analog-Digital-Umsetzer 29 geliefert werden und beispielsweise zur Berücksichtigung der Phasenlage reelle und imaginäre Anteile enthalten können, werden von dem programmierbaren Signalprozessor 24 zur automatischen Feststellung 55 beweglicher Ziele gemäss bekannter Methoden zur Zielfeststellung verwendet. Beim Betrieb mit hoher PRF wird die Radialgeschwindigkeit jedes Zieles als Funktion der Dopplerfrequenz der empfangenen Energie in Übereinstimmung mit bekannten Filtermethoden ermittelt. Bei der Verarbeitung der Signale mit 60 niedriger (oder mittlerer) PRF wird die Entfernung jedes Zieles bestimmt. Ausserdem werden diese Daten einem Zentralrechner 30 zugeführt, der die vorausgesagte Entfernung berechnet, die das Ziel voraussichtlich haben wird, wenn die Antenne 12 erneut den vorausgesagten Zielort überstreicht.

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Daten, welche festgestellte Ziele betreffen, beispielsweise die Zielrichtung, die Entfernung R und die Radialgeschwindigkeit É. werden vom Zentralrechner 30 einem Sichtgerät 28 zur

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visuellen Anzeige zugeführt. Das Sichtgerät 28 enthält auch das Lage ist, während Sendeperioden Echosignale zu empfangen, analoge Videosignal vom Empfänger 26. Wenn beispielsweise Impulse von 1,6 fis Dauer mit einer Fol-Eine Navigationseinheit 34 liefert Daten, welche die Grösse gefrequenz von 250 000 Hz, also mit einem Abstand von 4 [xs und Richtung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges angeben, ausgesendet werden, dann ist der Empfänger während 40 Proweiches die Radaranlage trägt. Der Zentralrechner 30 berech- 5 zent der Zeit blockiert und es besteht bei einer gegebenen Im-net aus diesen Daten die Doppier-Verschiebung fdc, welche von pulsfolgefrequenz eine Wahrscheinlichkeit von 40%, dass ein einem stationären Objekt stammende Echosignale aufweisen, Ziel in Abhängigkeit von seiner Entfernung wenigstens partiell also diejenige Doppler-Verschiebung, die den Signalen infolge «ausgetastet» ist. Durch Anwendung einer Anzahl verschiede-der Fahrzeugbewegung aufgeprägt wird. Das Signal fdc wird dem ner Impulsfolgefrequenzen während des Suchbetriebes mit ho-Empfänger 26 zugeführt, indem es zur Steuerung eines nicht io her PRF kann die Wahrscheinlichkeit, dass ein Echosignal un-dargestellten spannungsgesteuerten Oszillators, dessen Aus- terdrückt oder von einer «Entfernungs-Verdeckung» betroffen gangssignal mit den empfangenen Signalen gemischt wird, so wird, reduziert werden.

dass die Fahrzeugbewegung gemäss den bekannten Bewegungs- Das soeben behandelte Problem der Entfernungs-Verdek-Kompensationsmethoden kompensiert wird. Als Ergebnis die- kung wird durch die Kurve 71 in Fig. 3 veranschaulicht. Wie ser Bewegungs-Kompensation haben die von dem Empfänger is dort dargestellt, besteht bei einer PRF von 250 000 Hz ein Abgelieferten Signale eine Frequenz, die eine durch die Zielbewe- stand von 4 [is zwischen den Vorderflanken der Sendeimpulse, gung bedingte Doppler-Verschiebung aufweisen. Dagegen sind so dass für Impulse mit einer Dauer t von 1,6 |xs der Empfän-Doppler-Verschiebungen, die durch eine Bewegung der Radar- ger 40% der Zeit ausgetastet ist. Für den durch die Kurve 71 anlage bedingt sind, sowohl aus Zielsignalen als auch aus Fest- dargestellten Fall werden die Echosignale 72 und 72' verdeckt, zeichen-Echos eliminiert. 20 weil sie während Sendeperioden eintreffen, während denen der Der Verarbeitungs-Algorithmus für den programmierbaren Empfänger gesperrt ist. Das Echosignal 72 kann beispielsweise Signalprozessor 24 ist von üblicher Art, abgesehen von den Tei- durch den Sendeimpuls 65 und das Echosignal 72 ' von dem len, die zur Wahl der angepassten Sendesignale dienen. Bei- Sendeimpuls 65' hervorgerufen sein. Bei der durch die Kurve spielsweise werden die Ausgangssignale des Analog-Digital- 73 dargestellten Situation befindet sich das Ziel noch in der Umsetzers 29 gewichtet, einer schnellen Fourier-Transforma- 25 gleichen Entfernung wie zuvor, jedoch wurde eine PRF von tion unterworfen (gefiltert) und unter Verwendung üblicher 275 000 Hz gewählt. Hierdurch wird eine Entfernungs-Verdek-Methoden bezüglich der Überschreitung von Schwellenwerten kung vermieden. Umgekehrt könnte ein sich in einer anderen geprüft. Bei der Betriebsart mit hoher PRF werden digitale Entfernung befindendes Ziel bei einem Sendesignal gemäss Daten, die für die Radialgeschwindigkeit É. festgestellter Ziele Kurve 73 in Fig. 3 unterdrückt werden, jedoch nicht durch ein charakteristisch sind, vom Signalprozessor 24 dem Zentralrech- 30 Sendesignal gemäss Kurve 71. Daher wird während des Suchbe-ner 30 zugeführt. Bei der Bebriebsart mit niedriger PRF, wer- triebes, während dem die Entfernung möglicher Ziele noch un-den Daten, die für die Entfernung und die Radialgeschwindig- bekannt ist, eine Anzahl sorgfältig gewählter verschiedener ho-keit des Zieles charakteristisch sind, dem Zentralrechner 30 zu- her Impulsfolgefrequenzen angewendet, um die Wahrschein-geführt. Die Antenne 12 liefert die gemessene Raumstellung lichkeit zu reduzieren, dass Echosignale unterdrückt werden, des Zieles, also Azimut- und Elevationssignale AZm bzw. Elm, 35 Wie in Fig. 2 weiterhin dargestellt, werden während eines dem Zentralrechner 30. In Abhängigkeit von der gemessenen Intervalles 51 die Daten, die auf das Aussenden eines Zuges von Radialgeschwindigkeit und der räumlichen Stellung eines be- Impulsen hoher Energie mit hoher PRF während des Intervalles stimmten Zieles macht der Rechner 30 eine Voraussage über 41 zurückgehen, von dem programmierbaren Signalprozessor die Entfernung Rp und die Radialgeschwindigkeit Ê.p sowie die 24 analysiert. Während dieses im Zeitpunkt 61 endenden Inter-Raumstellung AZp und Elp des Zieles während der nächsten 40 valles ist bei dem dargestellten Beispiel kein Ziel festgestellt Periode, während der die Antenne dieses Ziel überstreicht. worden. In gleicher Weise wurde während des im Zeitpunkt 62 Beim Betrieb mit niedriger PRF kann die Feststellung von endenden Intervalles kein Ziel ermittelt. Jedoch wurde in dem Zielen auf der Basis einer Abschätzung ihrer Störeigenschaften Entfernungsintervall, das im Zeitpunkt 63 endet, ein Ziel mit aufgrund der gemessenen Doppler-Frequenzen (Radialge- der gemessenen Radialgeschwindigkeit fi. festgestellt. Da ein schwindigkeit) gesperrt werden. Beispielsweise haben bewegli- 45 Sendeintervall 44 mit hoher PRF vor der Feststellung eines Zieche Bodenziele, welche sich einer im X-Band arbeitenden Ra- les begonnen hat, werden die darauf zurückzuführenden Daten daranlage nähern, eine Doppler-Verschiebung von etwa (200/ während eines Intervalles 54 verarbeitet, auch wenn eine solche 3 m) ftgmt, so dass bewegliche Bodenziele, die sich mit einer Verarbeitung nicht erforderlich ist. Inzwischen wird ein Zug von Geschwindigkeit von weniger als beispielsweise 12 m/s bewe- Impulsen hoher Energie, jedoch mit niedriger PRF ausgesendet, gen, von einer Feststellung während der Betriebsphase mit nied- so deren Impulsfolgefrequenz in Abhängigkeit von der gemesse-riger PRF ausgeschlossen werden können, indem alle Echosi- nen Radialgeschwindigkeit Ê. adaptiv derart gewählt wurde, gnale unterdrückt werden, deren Doppler-Verschiebung weni- dass die Doppler-Frequenz des Zieles nicht durch Störsignale ger als 800 Hz beträgt. im empfangenen Signal abgeschattet wird. Zur Erläuterung die-Bevor die Flussdiagramme nach den Fig. 5 bis 7 betrachtet ses Effektes wird auf Fig. 4 Bezug genommen, die das Spektrum werden, welche die Einzelheiten des Verfahrens zur adaptiven 55 70 eines Signals wiedergibt, das aufgrund von Sendesignalen mit Auswahl einer Signalform offenbaren, das von dem program- niedriger PRF, nämlich von 2000 Hz bei dem angenommenen mierbaren Signalprozessor 24 durchgeführt wird, erscheint eine Beispiel, empfangen wurde. In dem Spektrum 70 ist ein Echosi-kurze Betrachtung der Arbeitsweise des Verfahrens zweck- gnal 72 enthalten, das eine (echte) Doppler-Frequenz von bei-mässig. spielsweise 6000 Hz aufweist. Ausserdem ist das Spektrum 74 In dem Diagramm nach Fig. 2 umfassen die Intervalle 41 bis 60 eines Störsignals dargestellt, dessen Frequenzen in einem 250 43 des Sendesignals 40 das Aussenden von Impulsen mit hoher Hz-Bereich liegen. Wie das Spektrum 70 zeigt, werden die von PRF. In jedem der drei Intervalle wird eine andere Impulsfolge- dem Ziel empfangenen Echosignale 72 von den Störsignalen frequenz verwendet. Beispielsweise sind in Fig. 2 von links nach überdeckt. Das Spektrum 76 zeigt die gleichen Bedingungen, rechts die Signale mit hoher PRF als Gruppen Nr. 2, Nr. 3 und wie sie für das Spektrum 70 beschrieben worden sind, abgese-Nr. 1 bezeichnet. Die Anwendung verschiedener Impulsfolge- 65 hen davon, dass hier eine Impulsfolgefrequenz von 1750 Hz frequenzen während des Suchbetriebes mit hoher PRF hat den gewählt worden ist. Das Spektrum 76 zeigt deutlich, dass die Zweck, eine Verfinsterung oder Auslöschung von Zielen auf- Echosignale, deren Doppler-Frequenz noch immer 6000 Hz be-grund der Tatsache zu vermeiden, dass die Anlage nicht in der trägt, nun zwischen den Spektrallinien des Störsignales liegen

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und infolgedessen nicht durch die Energie der Störsignale be- und 46 dargestellt ist. Wenn jedoch im Schritt 106 festgestellt einträchtigt werden. wird, dass der Operator i den Wert 1 oder mehr aufweist, also

In Fig. 4 bezeichnen die Spektrallinien 75 das Spektrum des ein oder mehrere Ziele festgestellt worden sind, dann wird im

Impulssignals mit der niedrigen PRF. Infolge der Bewegungs- Schritt 108 das Programm für die adaptive Wahl einer niedrigen

Kompensation, die oben unter Bezugnahme auf die Naviga- s oder mittleren PRF nach Fig. 6 aufgerufen.

tionseinheit 34 erläutert wurde, sind die Störsignale 74 zu den In dem in Fig. 6 dargestellten Unterprogramm befassen sich Spektrallinien 75 des LPRF-Signales zentriert. Wenn eine sol- die durch eine Klammer 112 zusammengefassten Schritte mit che Bewegungs-Kompensation nicht vorgesehen wäre, würden dem Zustand, dass mehr als ein Doppler-Filter ein Ausgangssi-die Störsignale gegenüber den Spektrallinien des LPRF-Signa- gnal geliefert hat, das den Schwellenwert überschreitet. Die les infolge der Bewegung der Radaranlage um die Doppler- io Schritte innerhalb der Klammer 112 bilden eine Logik zur AusVerschiebung der Störsignale verschoben sein, die hier als von wähl desjenigen Zieles, dessen Doppler-Frequenz bei dem festen Objekten stammenden Echos angenommen werden. dargestellten Beispiel innerhalb eines Bereiches von ± 3000 Hz

Normalerweise ist der Signalprozessor 24 so programmiert, in bezug auf die vorausgesagte Doppler-Frequenz eines bereits dass er die niedrige PRF für ein bestimmtes Ziel derart aus- verfolgten Zieles liegt, dessen Daten von dem Zentralrechner wählt, dass die Frequenz des empfangenen Echosignals ausser- 15 30 zugeführt werden und das sich etwa in der Winkelstellung halb des Spektralbereichs der Störsignale liegt, und es ist das befindet, die gegenwärtig von der Antenne 12 (Fig. 1) abgeta-Aussenden eines derartigen Impulszuges durch das Intervall 45 stet wird. Das Doppler-«Fenster» von ± 3000 Hz ist ein will-in Fig. 2 angegeben. Ein Intervall 55 in Fig. 2 veranschaulicht kürlich gewählter Wert, die auf einer angenommenen maximadie Verarbeitung der Echosignale, die von den Sendesignalen len Manövrierfähigkeit eines Zieles in einer vorgegebenen Zeit-mit niedriger PRF hervorgerufen worden sind, zur Messung der 20 spanne beruht. Im Schritt 114 (Fig. 6) wird die vorausgesagte Zielentfernung. Der Zeitabstand zwischen den mit niedriger Radialgeschwindigkeit eines verfolgten Zieles, das mit der PRF aufeinanderfolgenden Impulsen ist ausreichend, um die gegenwärtigen räumlichen Stellung der Antenne 12 überein-Zielentfernung eindeutig zu messen, jedoch muss die Impulsfol- stimmt, von der Zielliste des Zentralrechners 30 zugeführt, und gefrequenz so ausgewählt oder «zugeschnitten» sein, dass die es wird die vorausgesagte Ziel-Doppler-Frequenz zu TDp — Frequenz der Echosignale genügend weit gegenüber der Fre- 25 2&pA berechnet, wobei X die Wellenlänge der ausgesendeten quenz der Störsignale verschoben ist, so dass keine Abschattung Energie ist. Im Schritt 116 wird der Operator j auf 1 gestellt, durch die Störsignale stattfindet. Demnach ist die Radaranlage und es wird die Doppler-Frequenz TDj des ersten festgestellten in der Zeit zwischen den Perioden 42 und 46 (Fig. 2) in der Zieles im Schritt 118 berechnet zu N X 150 + 75 für sich Lage, in einer gestörten Umgebung Daten aufzunehmen und entfernende Ziele (Vorzeichen « + ») und zu (127-N) X 150 + anhand dieser Daten die Entfernung und die Radialgeschwin- 30 75 für sich annähernde Ziele (Vorzeichen « — »). In diesen Glei-digkeit eines zuvor unbekannten Zieles eindeutig zu bestimmen, chungen ist N die Nummer des Filters, von welchem das Ziel im

Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich, wird im Zeitpunkt 39 die Schritt 102 in Fig. 5 festgestellt wurde. Die Zahl 150 ist beiBlickrichtung der Antennen verändert und es wird eine hohe spielsweise der Frequenzabstand zwischen den Filtern, während Impulsfolgefrequenz (HPRF) als Funktion der vorhergesagten die Zahl 75 die Annahme ausdrückt, dass sich das Ziel in der Entfernung eines erwarteten Zieles bestimmt. Die Entfernungs- 35 Mitte zwischen benachbarten Filtern befindet.

Voraussage wird von dem Zentralrechner 30 in Abhängigkeit Im Schritt 120 wird die Differenz ô zwischen der gemesse-

von aufgezeichneten Daten für die neue Antennenstellung ge- nen Doppler-Frequenz TDj und der im Schritt 114 berechneten,

liefert. Die angepasste hohe PRF ist so gewählt, dass eine Ent- vorausgesagten Doppler-Frequenz TDp bestimmt. Im Schritt fernungs-Verdeckung der zu erwartenden Echosignale vermie- 122 wird festgestellt, ob der absolute Betrag der Differenz ô

den ist. 40 kleiner ist als 3000 Hz. Ist diese Feststellung bejahend, dann

Zur Zeit 66 findet eine Messung der Radialgeschwindigkeit wird der Wert der Zieldopplerfrequenz im Block 124 auf den ft anhand der Echosignale statt, die auf die Signale mit der berechneten Wert TDj gesetzt und es setzt das Unterprogramm angepassten HPRF zurückgehen, und es wird der gemessene seine Tätigkeit mit der Berechnung der adaptiven niedrigen

R-Wert dazu benutzt, die richtige angepasste LPRF für die Sen- PRF fort, d.h. dass das Unterprogramm zum Schritt 130 ge-

designale im Intervall 47 zu bestimmen. In einem Intervall 57 45 langt. Ist der Absolutwert der Differenz ô jedoch nicht kleiner werden die aufgrund der Sendesignale mit der niedrigen PRF als 3000 Hz, wird der Operator j im Schritt 126 um Eins erhöht,

erhaltenen Echosignale verarbeitet und es findet eine Entfer- Im Schritt 128 wird geprüft, ob der Operator j grösser ist als der nungs-Messung zur Zeit 67 statt. Operator i, wobei i die Anzahl der festgestellten Ziele angibt,

Die Fig. 5 bis 7 geben die Flussdiagramme für den Pro- also die Anzahl der in einer bestimmten Beobachtungsstellung grammteil wieder, nach dem der Signalprozessor 24 eine adapti- 50 erregten Filter. Wenn der Operator j grösser ist als i, dann verve Wahl der Pulsfolgefrequenzen trifft. Im Schritt 100 wird ge- zweigt das Programm an einer Stelle 123 zum Schritt 124. Ist prüft, ob der Betriebsart-Zeiger «HOCH» den Wert 1 hat. dagegen j nicht grösser als i, wird die zuvor beschriebene Folge Wenn der Zeiger den Wert 1 aufweist, wird das System von dem für das nächste festgestellte Ziel wiederholt, ausgenommen, programmierbaren Signalprozessor (PSP) 24 im Schritt 102 auf wenn im Schritt 116 j auf den gleichen Wert gesetzt wird wie der die Betriebsart mit hoher PRF eingestellt. Die Daten, die dem 55 vom Schritt 126 zugeführte Wert. Wenn beispielsweise zwei Signalprozessor 24 von der Antenne 12 (Fig. 1) zugeführt wer- Ziele festgestellt worden sind und wenn die vorhergesagte den, werden dann gemäss dem normalen Verfahren bei hoher Doppler-Frequenz TDp nicht innerhalb von 3000 Hz der Dopp-PRF verarbeitet, wie es oben behandelt wurde. Für jedes festge- ler-Frequenz jedes Zieles lag, überschreitet nach der zweiten stellte Ziel wird die gemessene Radialgeschwindigkeit einer Verarbeitungsfolge der Wert von j den Wert von i, so dass im Zielliste im Zentralrechner 30 zugeführt, in die auch die zuge- 60 Schritt 128 das Programm zum Schritt 124 verzweigt. Ähnlich ordneten Daten über die Zielrichtung (Winkelstellung) ergänzt würde, wenn nur ein Ziel vorläge, nach nur einer Operationsfol-werden, die von der Antenne 12 abgeleitet sind. Ausserdem ge vom Schritt 128 ein Sprung zum Schritt 124 stattfinden. Wä-wird die Anzahl i der festgestellten Ziele als Operator im Schritt ren keine Ziele in der Zielliste, die dem Ort der festgestellten 104 gespeichert. Ziele entsprechen, dann würde für die vorhergesagte Radialge-

Wenn im Schritt 106 festgestellt wird, dass die Zahl i gleich 65 schwindigkeit ftp der Wert 0 eingegeben und es würde die

Null ist, also kein Ziel festgestellt wurde, verzweigt das Pro- Schleife 112 in der beschriebenen Weise arbeiten, mit dem Er-

gramm zu einer Stelle 109 zur Fortsetzung des Suchbetriebes gebnis, dass vom Schritt 128 ein Sprung zum Schritt 124 statt-

mit hoher PRF, wie es in Fig. 2 durch die Intervalle 41 bis 44 finden würde. In allen beschriebenen Fällen würde der Wert

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von TD auf die letzte Doppler-Frequenz TDj eingestellt, die im tionszustand vorliegt, schreitet das Programm zu dem Unterpro-

Schritt 118 berechnet worden ist. gramm 154 fort, das in Fig. 7 gesondert dargestellt ist, um adap-

Wenn sich mehr als ein Ziel in der Zielliste des Zentralrech- tiv eine hohe Impulsfolgefrequenz auszuwählen. Ist dagegen die ners 30 befindet, das der gegenwärtigen Stellung der Antenne Korrelationsprüfung im Schritt 152 negativ, dann wird das Pro-

12 entspricht, werden die Werte von ftp im Schritt 114 nachein- 5 gramm mit einem Schritt 156 fortgesetzt, bei dem eine vorbe-

ander in der gleichen Weise benutzt, wie es vorstehend für eine stimmte Gruppe von Signalen mit hoher PRF erzeugt wird (sie-

Mehrzahl festgestellter Ziele bezüglich der Schritte in der (112) he Intervalle 41 bis 43 in Fig. 2). Nach der Auswahl der hohen beschrieben wurde. Um die Übersichtlichkeit der Zeichnungen Impulsfolgefrequenz durch entweder das adaptive Unterpro-

zu wahren, wurde der Fall einer Mehrfach-Korrelation mit der gramm des Schrittes 154 oder durch die freie Wahl vorbestimm-

Zielliste in den Figuren nicht dargestellt. io ter Impulsfolgefrequenzen im Schritt 156 wird der Betriebsart-

Die gerade beschriebene Methode der Verarbeitung mehr- Zeiger «HOCH» im Schritt 158 bzw. 160 auf den Wert «1»

facher Zielfeststellung wurde als Beispiel gewählt und es ver- gesetzt und das Programm kehrt zum Ausgangspunkt A zurück,

steht sich, dass viele geeignete Programme zur Verarbeitung Das Unterprogramm des Schrittes 154, das in Fig. 7 im mehrerer Ziele verwendet werden können. Anstatt die durch einzelnen dargestellt ist, dient zur Berechnung einer adaptiven die Klammer 112 zusammengefassten Schritte zu verwenden, is hohen PRF als Funktion der Entfernung Rp, die anhand der von könnte beispielsweise jede Zielfeststellung i dazu benutzt wer- früheren Antennen-Abtastzyklen stammenden Daten in der den, eine zugeordnete niedrige PRF zu berechnen, die ausge- Zielliste für die gegenwärtige Beobachtungsperiode berechnet sendet würde und deren Echosignale dann verarbeitet würden. worden sind. Die adaptive hohe PRF ist so gewählt, dass Echo-

Statt dessen könnten auch alle Zielfeststellungen i dazu benutzt signale nicht dadurch verlorengehen, dass der Empfänger wäh-

werden, eine zugeordnete einzige PRF zu berechnen, die einen 20 rend der Sendeperioden blockiert ist. Wie aus Fig. 7 ersichtlich,

störungsfreien Dopplerbereich für eine maximale Anzahl von wird der Operator «MIN» im Schritt 164 auf 0,9999 gesetzt. Im

Zielen gewährleistet. Schritt 166 wird der Operator «q» auf 1 gesetzt, während im

Für erwartete Radialgeschwindigkeiten wird im Schritt 130 Schritt 168 ein Operator «X» auf den Absolutwert des gebro-nach Fig. 6 festgestellt, ob die Ziel-Dopplerfrequenz TD sich chenen Teiles des Ausdruckes (2Rp/c) PRFq - 0,5 gesetzt wird, zwischen zwei vorbestimmten Werten befindet, für die bei- 25 jn diesem soeben angegebenen Ausdruck ist Rp gleich der Ent-spielsweise die Frequenzen 6675 Hz und 7425 Hz angegeben fernung, die für ein Ziel in der durch die gegenwärtige Antensind. Ist die Antwort bejahend, dann wird die niedrige PRF nenstellung gegebenen Richtung aufgrund der vorliegenden Li-gemäss einer Tabelle 132 in der Weise gewählt, dass die der ste vom Zentralrechner 30 vorausgesagt wird. Die Entfernung PRF in der Tabelle zugeordnete Doppler-Frequenz der Dopp- Rp wird vom Zentralrechner 30 als Funktion der gemessenen ler-Frequenz des festgestellten Zieles am nächsten ist. 30 Entfernung Rm, der gemessenen Radialgeschwindigkeit èm so-Verläuft die Prüfung im Schritt 130 negativ, dann wird die wie der Richtung gemäss bekannten Zielverfolgungs-Methoden niedrige PRF mittels der Schritte 134 bis 137 gewählt. Im berechnet. Der Parameter c ist gleich der Lichtgeschwindigkeit, Schritt 134 wird der Operator k auf Eins gestellt und für die wie sie für die Entfernungsrechnung benutzt wird, nämlich niedrige PRF der Wert TD/(k+1/2) gewählt. Im Schritt 136 299,78 m/fis. Der Parameter PRFq ist charakteristisch für eine wird festgestellt, ob der gerade berechnete Wert für die LPRF 35 von mehreren in einer Tabelle vorhandenen Impulsfolgefre-kleiner ist als 4400 Hz, was einem unzweideutigen Mindest- quenzen. Bei dem in Fig. 7 veranschaulichten Ausführungsbei-Entfernungsbereich von etwa 30 km entspricht. Ist dies der Fall, spiel enthält die Tabelle sechs vorgewählte Impulsfolgefrequen-wird die niedrige PRF gewählt. Wenn jedoch die niedrige PRF zen. Die Werte der Impulsfolgefrequenzen in der Tabelle sind nicht geringer ist als 4400 Hz, dann wird der Berechnungsschritt derart gewählt, dass die Wahrscheinlichkeit für den Fall, dass 135 unter Erhöhung des Operators k um Eins wiederholt. Das 40 für alle in der Tabelle vorhandenen Impulsfolgefrequenzen kein Unterprogramm 108 nach Fig. 6 geht über in den Schritt 110 Ziel ausgelöscht wird, ein Maximum annimmt. Es versteht sich, nach Fig. 5, in welchem der Betriebsart-Zeiger «HOCH» auf dass Tabellen beliebigen Umfanges eingerichtet werden Null gesetzt wird. können.

Bei der hier beschriebenen Ausfürhungsform ist die Impuls- Das Unterprogramm nach Fig. 7 wählt diejenige Impulsfol-

breite x (siehe Fig. 3) sowohl für die Betriebsart mit hoher als 45 gefrequenz aus, für welche das Ziel am besten zwischen ausge-

auch für die Betriebsart mit niedriger PRF fest vorgewählt. sandten Impulsen zentriert ist (siehe Fig. 3). Wenn sich bei-

Ebenso ist die Dauer der Impulszüge T (siehe Fig. 2) für die spielsweise ergibt, dass der Operator X den Wert 0 annimmt,

beiden Betriebsarten fest vorgegeben. dann ist für die zugeordnete PRF die vorausgesagte Zielentfer-

Es wird nun die Beschreibung des in Fig. 5 dargestellten nung zwischen zwei Sendeimpulsen zentriert. Im Schritt 170

Programmes fortgesetzt. Bisher wurde der Weg betrachtet, der 50 wird festgestellt, ob der berechnete Wert X kleiner ist als der sich bei der Antwort «Ja» auf die Frage im Schritt 100 ergibt, ob Operator MIN. Ergibt die Fesstellung ein Ja, dann wird der eine Betriebsart mit hoher PRF vorlag. Jetzt soll der Fall be- Operator «j» im Schritt 172 gleich dem Operator «q» gesetzt,

trachtet werden, dass der Betriebsart-Zeiger «HOCH» den während der Operator MIN gleich dem zuletzt berechneten

Wert Null hat. In diesem Fall erfolgt ein Sprung zum Schritt Wert X gesetzt wird.

150, in welchem der programmierbare Signalprozessor 24 auf 55 Im Schritt 174 wird festgestellt, ob der Indikator «q» bis zur die Verarbeitung von Daten eingestellt wird, die bei einem Be- Maximalzahl der in der Tabelle enthaltenen Impulsfolgefre-trieb mit niedriger PRF anfallen, bei dem Ziele festgestellt und quenzen, nämlich bis auf 6, erhöht worden ist. Im Schritt 176 unzweideutige Daten über die Zielentfernung sowie zweideuti- wird der Operator q um 1 erhöht und es wird die Rechnung ge Daten über die Radialgeschwindigkeit des Zieles der Zielliste gemäss Schritt 168 mit der zweiten der in der Tabelle enthalte-des Zentralrechners 30 zugeführt werden. Ein Schritt 151 be- 60 nen Impulsfolgefrequenzen wiederholt, nämlich mit PRF2. Nach wirkt, dass die Antenne in die Position für das nächste Beobach- dieser Berechnung wird die oben beschriebene Operationsfolge tungsintervall gebracht wrid. Im Schritt 152 wird festgestellt, ob wiederholt, bis alle in der Tabelle enthaltenen Impulsfolgefre-ein Ziel in der Zielliste des Zentralrechners 30 räumlich mit der quenzen geprüft worden sind, d.h., bis bei dem vorliegenden gegenwärtigen Antennenstellung übereinstimmt. Die Operation Beispiel der Operator q den Wert 6 erreicht hat. Dann liefert 152 besteht in einem Vergleich der gegenwärtig gemessenen 65 der Vergleich im Schritt 174 ein Ja und es wird die hohe Impuls-Winkelstellung der Antenne (Azm und Elm) mit den vorausge- folgefrequenz auf einen Wert PRFj eingestellt, der der Impulssagten Stellungen (Azp und Elp) für die verfolgten Ziele aus der folgefrequenz PRFq aus der Liste entspricht, bei dem die Be-Zielliste des Zentralrechners 30. Wenn ein solcher Korrela- rechnung im Schritt 168 die kleinste Grösse des gebrochenen

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Teiles ergeben hat. Nach dem Schritt 178 ist das Unterprogramm beendet und es wird das Hauptprogramm mit dem Schritt 160 in Fig. 5 fortgesetzt.

Die Schritte zur unzweideutigen Messung der Zielentfernung und der Radialgeschwindigkeit in dem Fall, dass keine vorhergesagten Entfernungsdaten Rp von der Zielliste im Zentralrechner 30 vorliegen, sind in Fig. 8 dargestellt, auf die nunmehr Bezug genommen wird. Im Schritt 182 werden mehrere vorgewählte hohe Impulsfolgefrequenzen zur Messung der Radialgeschwindigkeit benutzt, wie es bezüglich der Intervalle 41 bis 44 und 51 bis 54 in Fig. 2 und der Schritte 102 und 156 in Fig. 5 beschrieben worden ist. In einem Schritt 184 wird die im Schritt 182 gemessene Radialgeschwindigkeit ft dazu benutzt, eine niedrige Impulsfolgefrequenz zu berechnen, die zur Erzeugung von Echosignalen in vorgewählten relativen Frequenzbereichen innerhalb des Spektrums des Signales mit der niedrigen PRF führt (siehe Fig. 4, Schritt 108 in Fig. 5 und das Unterprogramm nach Fig. 6). Das Unterprogramm nach Fig. 6 bestimmt eine niedrige Impulsfolgefrequenz, die bewirkt, dass die Frequenzen der Echosignale annähernd zwischen die Frequenzen der Spektrallinien des Signals mit der niedrigen PRF fallen. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit einer Doppler-Verdek-kung der Echosignale reduziert. Im Schritt 186 wird die berechnete niedrige Impulsfolgefrequenz dazu benutzt, um die Zielentfernung unzweideutig zu messen (siehe Intervalle 45 und 55 in Fig. 2 und den Schritt 150 in Fig. 5).

Der Fall, bei dem die Zielliste im Zentralrechner 30 (Fig. 1) die vorausgesagte Entfernung Rp eines Zieles liefert, das in der vorliegenden Beobachtungsperiode, also bei der gegenwärtigen Ausrichtung des Antennenstrahles, erwartet wird, ist in Fig. 9 dargestellt. Im Schritt 188 wird die anhand der Zielliste vorausgesagte Entfernung Rp dazu benutzt, die hohe PRF zu berechnen, die eine Entfernungs-Verdeckung verhindert, wie es anhand der Fig. 3, des Schrittes 154 in Fig. 5 und des Unterpro-grammes nach Fig. 7 erläutert worden ist. Das spezielle Unterprogramm nach Fig. 7 bestimmt die hohe Impulsfolgefrequenz, die gewährleistet, dass das vom Ziel empfangene Echosignal angenähert zwischen den Sendeimpulsen hoher Energie zentriert ist.

Im Schritt 190 wird die im Schritt 188 berechnete HPRF dazu benutzt, die Radialgeschwindigkeit & zu berechnen (siehe Intervalle 46 und 56 in Fig. 2). Im Schritt 192 wird dann die gemessene Radialgeschwindigkeit dazu benutzt, die niedrige Impulsfolgefrequenz zu berechnen, durch welche eine Doppler-Verdeckung für das Ziel vermieden wird (siehe Fig. 4, Schritt 108 der Fig. 5 und das Unterprogramm nach Fig. 6). Im Schritt 194 wird die berechnete niedrige PRF zu einer unzweideutigen Messung der Zielentfernung R benutzt (siehe Intervalle 47 und 57 in Fig. 2 und den Schritt 150 in Fig. 5).

Der Ausdruck hohe Impulsfolgefrequenz (HPRF), der hier verwendet wird, bezeichnet den Bereich von Impulsfolgefrequenzen, der unzweideutige Informationen über die Radialgeschwindigkeit aus den Echosignalen ermöglicht, die aufgrund eines einzigen Zuges von Sendeimpulsen mit einer einzigen solchen Impulsfolgefrequenz erhalten werden. Diese Impulsfolgefrequenzen sind grösser als 50 000 Hz.

Der hier benutzte Ausdruck niedrige Impulsfolgefrequenz (LPRF), der hier verwendet wird, umfasst denjenigen Bereich von Impulsfolgefrequenzen, der eine unzweideutige Entfernungsmessung anhand der Echosignale ermöglicht, die aufgrund eines Zuges von Sendeimpulsen mit einer einzigen solchen Impulsfolgefrequenz erhalten werden. Diese Impulsfolgefrequenz sind beispielsweise kleiner als 10 000 Hz.

Der hier benutzte Ausdruck mittlere Impulsfolgefrequenzen (MPRF) bezeichnet denjenigen Bereich von Impulsfolgefrequenzen, der dazu benutzt werden kann, um unzweideutige Entfernungsdaten und, bei Bedarf, Radialgeschwindigkeitsda-ten aus Echosignalen zu gewinnen, die aus der aufeinanderfolgenden Ausssendung von Impulszügen mit mehreren solchen Impulsfolgefrequenzen resultieren, die beispielsweise im Bereich zwischen 10 000 und 50 000 Hz liegen können.

Es sei bemerkt, dass die Bereiche der hohen, niedrigen und 5 mittleren PRF von der Entfernung und der Radialgeschwindigkeit abhängen, welche bei der jeweiligen Anwendung für die Ziele erwartet werden.

Der Begriff «niedrigere» PRF soll, die vorstehend genannten Bereiche der niedrigen und mittleren PRF umfassen, io Obwohl die Erfindung vorwiegend bezüglich der Verwendung hoher und niedriger Impulsfolgefrequenzen beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass die Erfindung auch dazu benutzt werden kann, um genau und unzweideutig sowohl die Entfernung als auch die Radialgeschwindig-i5 keit von Zielen unter Verwendung von hohen und mittleren Impulsfolgefrequenzen zu bestimmen. Beispielsweise ist es gut bekannt, dass mehrere Züge von Sendeimpulsen mit verschiedenen mittleren Impulsfolgefrequenzen nacheinander ausgesendet und wie die dadurch hervorgerufenen Echosignale verarbei-20 tet werden können, um unzweideutige Daten über die Zielentfernung zu erhalten. Um das erfindungsgemässe Verfahren bei einem HPRF-MPRF-System anzuwenden, wäre es beispielsweise nur erforderlich, die Blöcke 130 und 134 bis 136 in Fig. 6 zu streichen und die Tabelle 132 mit den geeigneten Datensät-25 zen für mittlere Impulsfolgefrequenzen zu versehen. Beispielsweise könnte die Tabelle 132 im Falle eines MPRF-Systems zwei oder mehr mittlere Impulsfolgefrequenzen für jeden TD-Wert angeben und es müssten Züge von Sendeimpulsen mit den mittleren Impulsfolgefrequenzen nacheinander während jedes 30 Intervalles ausgesendet werden, das in Fig. 2 mit «LPRF» bezeichnet ist, also während der Intervalle 45 und 47. Die MPRF-Werte in der Tabelle 132 wären derart vorberechnet, dass eine Doppler-Verdeckung der Echosignale vermieden ist.

Statt dessen könnte ein System mit mittlerer Impulsfolgefre-35 quenz in der gleichen Weise arbeiten, wie es das Unterprogramm nach Fig. 6 angibt, abgesehen davon, dass die Impulsfolgefrequenzen zu solchen im mittleren Bereich modifiziert werden müssten. Bei einem solchen System würde nur ein MPRF-Wert adaptiv ausgewählt werden. Um das Problem der Entfer-40 nungs-Zweideutigkeit zu beseitigen, würde das System eine Anzahl von Signalen verwenden, deren Impulsfolgefrequenz gegenüber dem adaptiv berechneten Wert leicht versetzt ist.

Die Schritte zur Messung der Zielentfernung und der Radialgeschwindigkeit in einem HPRF-MPRF-System sind in Fig. 4510 dargestellt. Wie aus Fig. 10 ersichtlich, werden in einem Schritt 196 mehrere vorgewählte Impulsfolgefrequenzen zur Messung der Radialgeschwindigkeit fi. verwendet. In einem Schritt 198 wird die im Schritt 196 gemessene Radialgeschwindigkeit dazu verwendet, wenigstens eine mittlere Impulsfolge-50 frequenz zu bestimmen, durch die eine Doppler-Verdeckung vermieden ist. In einem Schritt 200 werden die im Schritt 198 bestimmte MPRF und wenigstens eine weitere MPRF dazu verwendet, die Zielentfernung R zu messen.

Die Situation bei einem HPRF-MPRF-System, bei dem die 55 von dem Zentralrechner 30 aus der Zielliste gelieferten Daten eine vorausgesagte Entfernung Rp eines Zieles liefern, das in der gegenwärtigen Beobachtungsperiode, also bei der gegenwärtigen Antennenstellung, erwartet wird, ist in Fig. 11 dargestellt. Im Schritt 202 wird die vorausgesetzte Entfernung Rp 60 dazu benutzt, die hohe PRF zu bestimmen, durch welche eine Doppler-Verdeckung vermieden wird. Die im Schritt 202 berechnete HPRF wird im Schritt 204 dazu benutzt, die Radialgeschwindigkeit fi. zu berechnen. Im Schritt 206 wird die im Schritt 204 gemessene Radialgeschwindigkeit dazu benutzt, we-65 nigstens eine MPRF zu bestimmen, durch welche eine Doppler-Verdeckung vermieden wird. In einem Schritt 208 werden die im Schritt 206 und wenigstens eine weitere MPRF dazu benutzt, die Zielentfernung R zu messen.

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Der hier verwendete Ausdruck Störsignale bezeichnet emp- wegungs-Kompensation für die Störsignale vorzusehen, wie sie fangene, unerwünschte Signale, wie solche, die durch Reflexio- oben mit bezug auf die Navigationseinheit 34 behandelt worden nen am Boden, an Wellen, an Regen, an stationären Objekten ist. Wenn beispielsweise bei manchen Anwendungen die Radar-

und an Düppeln hervorgerufen werden. anlage auf Land- oder Wasserfahrzeugen angeordnet ist, so

5 können die Zielechos, wenn sie adaptiv zwischen den Spektralli-

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens nien des Signals mit der Impulsfolgefrequenz angeordnet sind,

besteht darin, dass infolge der Möglichkeit, die Zielechosignale von Störsignalen frei sein, selbst wenn die Zone der Störsignale im Spektrum der empfangenen Energie adaptiv zu positionie- infolge einer nichtkompensierten Bewegung der Radaranlage ren, es bei manchen Anwendungen unnötig sein kann, eine Be- gespreizt ist.

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8 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Impulsradar-Verfahren zur eindeutigen Messung der Entfernung und der Radialgeschwindigkeit eines Zieles, das sich in einer Störsignale erzeugenden Umgebung befindet, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Zug von Sendeimpulsen ausgesendet wird, deren Impulsfolgefrequenz ausreichend hoch ist, um eine eindeutige Bestimmung der Radialgeschwindigkeit eines Zieles anhand eines einzigen solchen Impulszuges zu gestatten, und anhand der von einem Ziel reflektierten und als Echosignale empfangenen Anteile dieses Impulszuges die Radialgeschwindigkeit des Zieles ermittelt wird, dass als Funktion der ermittelten Radialgeschwindigkeit wenigstens eine niedrigere Impulsfolgefrequenz für weitere Impulszüge derart bestimmt wird, dass eine eindeutige Messung der Entfernung eines Zieles unter Verwendung eines Impulszuges mit einer solchen Impulsfolgefrequenz gewährleistet und das Spektrum der Echosignale auf bestimmte Stellen innerhalb des Spektrums des die Impulsfolge bestimmenden Signals verteilt ist, und dass dann ein weiterer Zug von Sendeimpulsen mit der zuvor bestimmten niedrigeren Impulsfolgefrequenz ausgesendet und anhand der vom Ziel reflektierten und als Echosignale empfangenen Anteile dieser Impulsfolge die Entfernung des Zieles ermittelt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nacheinander mehrere Züge von Sendeimpulsen mit verschiedenen, fest vorgewählten hohen Impulsfolgefrequenzen ausgesendet werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrigere Impulsfolgefrequenz so gewählt wird, dass die Spektrallinien der Echosignale annähernd in die Mitte zwischen den Spektrallinien des die Impulsfolge bestimmenden Signales fallen.
4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Entfernung und der Radialgeschwindigkeit aufgrund einer für das Ziel vorausgesagten Entfernung erfolgt und die hohe Impulsfolgefrequenz als Funktion der vorausgesagten Entfernung so bestimmt wird, dass die aufgrund des Impulszugs mit dieser hohen Impulsfolgefrequenz empfangenen Echosignale in die Zeitintervalle zwischen die ausgesendeten Sendeimpulse fallen.
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der Entfernung wenigstens zwei Impulszüge mit verschiedenen, niedrigeren Impulsfolgefrequenzen verwendet werden.