DE1150720B

DE1150720B - Radar device

Info

Publication number: DE1150720B
Application number: DEP22755A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Pressler
Original assignee: HANS PRESSLER DIPL ING
Current assignee: HANS PRESSLER DIPL ING
Priority date: 1959-05-08
Filing date: 1959-05-08
Publication date: 1963-06-27

Description

Radargerät Bei den bekannten Radargeräten wird der auzuzeigende Winkelbereich durch ein zumeist umlaufendes Richtantennensystem periodisch abgetastet.Radar device In the known radar devices, the angular range to be displayed is periodically scanned by a mostly rotating directional antenna system.

Aus mechanischen Gründen ist der Drehzahl eines umlaufenden Richtantennensystems eine obere Grenze gesetzt. Da ein für die Ortung interessierender Raumwinkel a nur für den Bruchteil a/360° des Antennenumlaufs ausgeleuchtet wird, ist eine lange Nachleuchtzeit des zur Anzeige dienenden Kathodenstrahlrohrs erforderlich, welche jedoch das Erkennen der Echos, insbesondere bei schnellbewegten Reflektoren, erschwert. For mechanical reasons, the speed of a rotating directional antenna system set an upper limit. Since a solid angle a that is of interest for the location is only is illuminated for a fraction of a / 360 ° of the antenna rotation is a long one Afterglow time of the cathode ray tube used for the display required, which however, the detection of the echoes, especially in the case of rapidly moving reflectors, makes it more difficult.

Es ist zur Vermeidung dieses Nachteils bereits bekannt, auf einer gemeinsamen Drehachse um jeweils 3600/n versetzte Richtantennen anzuordnen und den anzuzeigenden Winkelbereich während einer Umdrehung der Antennenachse n-mal in zyklischer Folge abzutasten. Auf diese Weise wird der interessierende Raumwinkel während einer Umdrehung der Antennenachse n-mal abgetastet so daß die Nachleuchtdauer der Kathodenstrahlröhre um den Faktor lin verkürzt werden kann und das Erkennen der Impulsechos erleichtert wird. It is already known to avoid this disadvantage on a common axis of rotation by 3600 / n staggered directional antennas and the Angular range to be displayed during one revolution of the antenna axis n times in cyclic Scan sequence. In this way, the solid angle of interest during a Rotation of the antenna axis scanned n times so that the afterglow time of the cathode ray tube can be shortened by the factor lin and facilitates the recognition of the pulse echoes will.

Die Erfindung geht von diesem Stand der Technik aus und stellt sich die neue Aufgabe, diese n-malige Anzeige in einem die Sektorbreite von 3600/n überschreitenden Winkelbereich zu ermöglichen. The invention is based on this prior art and arises the new task of displaying this n times in a sector width exceeding 3600 / n Allow angular range.

Zur Lösung der vorstehend dargelegten neuen Aufgabe werden erfindungsgemäß zwei Lösungswege vorgeschlagen: Nach dem ersten Lösungsweg ist zur Ermöglichung der n-maligen Anzeige eines die Sektorbreite von 3 600/n überschreitenden Winkelbereichs ein eigenes Anzeigeorgan für jeden anzuzeigenden Sektor und ein Vielfachumschalter vorgesehen, der, für jeden anzuzeigenden Sektor getrennt, die jeweils durchlaufende Richtantenne ununterbrochen mit dem zum Sektor gehörigen Anzeigeorgan verbindet. In order to achieve the new object set out above, according to the invention Two possible solutions are suggested: After the first solution is to enable the n-times display of an angular range exceeding the sector width of 3,600 / n a separate display element for each sector to be displayed and a multiple switch provided that, for each sector to be displayed separately, the respective continuous Directional antenna connects continuously with the indicator belonging to the sector.

Der Vielfachumschalter nach dem ersten Lösungsweg besteht zweckmäßig aus n mit je einer Antenne verbundenen, umlaufenden Schleifkontakten und maximal n mit dem gemeinsamen Sender und je einem Empfänger verbundenen, feststehenden Kontaktsegmenten. The multiple switch according to the first solution is expedient of n circumferential sliding contacts, each connected to an antenna, and a maximum n fixed contact segments connected to the common transmitter and one receiver each.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform des Vielfachumschalters sieht vor, daß dieser aus 12 mit je einer Antenne verbundenen, umlaufenden Kontaktsegmenten und maximal n feststehenden, mit dem gemeinsamen Sender und je einem Empfänger verbundenen Schleifkontakten besteht. Another advantageous embodiment of the multiple switch provides that this consists of 12 circumferential contact segments, each connected to an antenna and a maximum of n fixed, connected to the common transmitter and one receiver each There is sliding contacts.

Ein weiterer Lösungsweg für die erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, daß zur Ermöglichung der n-maligen Anzeige eines die Sektorbreite von 3600/n überschreitenden Winkelbereichs jede Richtantenne mit einem eigenen Anzeigeorgan verbunden ist und die Anzeigen durch optische Überlagerung in passender Zuordnung summiert werden. Another approach to the problem according to the invention exists in that to enable the n-time display of a sector width of 3600 / n transgressing Angular range, each directional antenna is connected to its own display element and the displays are summed up in a suitable allocation by optical overlay.

Die Verbindung jeder Richtantenne mit dem ihr zugeordneten Anzeigeorgan erfolgt dabei vorteilhaft durch n übereinander angeordnete, mit je einer Antenne verbundene, umlaufende Schleifringe und n feststehende, mit dem gemeinsamen Sender und je einem Empfänger verbundene Schleifkontakte. The connection of each directional antenna with its associated display device is advantageously carried out by n superimposed antennas, each with one antenna connected, rotating slip rings and n fixed ones with the common transmitter and sliding contacts connected to each receiver.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung des vorerwähnten zweiten Lösungsweges erfolgt die Verbindung jeder Richtantenne mit dem ihr zugeordneten Anzeigeorgan durch n übereinander angeordnete, mit je einer Antenne verbundene, umlaufende Schleifkontakte und n feststehende, mit dem gemeinsamen Sender und je einem Empfänger verbundene Schleifringe. According to a further expedient embodiment of the aforementioned second As a solution, each directional antenna is connected to the one assigned to it Display organ by n superimposed, each connected to an antenna, circumferential sliding contacts and n fixed, with the common transmitter and each slip rings connected to a receiver.

Zweckmäßig sind bei einem nach dem zweiten Lösungsweg ausgestatteten Radargerät die n Empfänger auf ein gemeinsames, mit n Elektronenstrahlsystemen ausgestattetes Anzeigegerät geschaltet, wobei jedes der n Elektronenstrahlsysteme einem der n Raumwinkelbereiche zugeordnet ist. It is useful for one equipped according to the second approach Radar device, the n receivers on a common, equipped with n electron beam systems Display device switched, each of the n electron beam systems being one of the n solid angle ranges assigned.

Der Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Radargerätes liegt darin begründet, daß es n zur Beobachtung je eines Sektors vorgesehene und über gesonderte Leitungen an eine Zentralstelle mit gemeinsamer Anzeige angeschlossene Radargeräte zu ersetzen vermag. The advantage of the radar device designed according to the invention lies based on the fact that there are n intended for observation of a sector and over separate lines connected to a central point with a common display Able to replace radars.

Im nachfolgenden wird an Hand von mehreren schematischen Darstellungen der vorliegende Stand der Technik und das demgegenüber Neue der Erfindung näher erläutert. The following is based on several schematic representations the present state of the art and the novelty of the invention in more detail explained.

Fig. 1 und 2 zeigen als Stand der Technik die an sich bekannte Mehrfachabtastung durch ein umlaufendes Mehrfach-Richtantennensystem; Fig. 3 a und 3b verdeutlichen in schematischer Darstellung zwei Ausführungsformen für den ersten Lösungsweg; Fig. 4 zeigt eine der möglichen Ausführungsformen für den zweiten Lösungsweg der Erfindung. 1 and 2 show, as prior art, the multiple scanning known per se by a rotating multiple directional antenna system; Fig. 3 a and 3b illustrate two embodiments for the first in a schematic representation Solution approach; 4 shows one of the possible embodiments for the second approach the invention.

In der Fig. 1 stellen A1 bis A4 vier gleiche Richtantennen in Draufsicht, al bis a4 ihre Hauptstrahlungsrichtungen dar. Diese vier Antennen sind fest mit der Achse 0 verbunden, die sich im angedeuteten Sinne mit der Geschwindigkeit o drehen möge. Die Antennen sind im vorliegenden Beispiel als in einer Ebene liegend angenommen und gezeichnet, sie können jedoch aus konstruktiven Gründen auch in zwei Ebenen dicht übereinander angeordnet werden, was bei größeren Werten von n notwendig sein kann. In Fig. 1, A1 to A4 represent four identical directional antennas in plan view, al to a4 represent their main directions of radiation. These four antennas are fixed with connected to axis 0, which is related to the speed o may turn. The antennas are in the present example as lying in one plane accepted and drawn, but for design reasons they can also be divided into two Levels are arranged closely one above the other, which is necessary for larger values of n can be.

Jede der vier Antennen kann nun für die Dauer einer Vierteldrehung der Antennenachse 0 mit einer Sende-und Empfangseinrichtung über ein besonderes Schaltglied, das entsprechend den hier verwendeten Trägerfrequenzen, z. B. um 10 GHz, ausgestaltet ist, verbunden werden. Die Fig. 2 zeigt für eine Umdrehung der Antennenachse 0 den zeitlichen Verlauf der azimutalen Ablenkung des Kathodenstrahls im Anzeigegerät, der entsprechend dem abzutastenden Sektor von 900 einen Sektor von 900 der Schirmbildfläche viermal während einer Umdrehung überstreicht.Each of the four antennas can now turn for a quarter turn the antenna axis 0 with a transmitting and receiving device via a special Switching element that corresponds to the carrier frequencies used here, z. B. at 10 GHz, designed to be connected. Fig. 2 shows for one revolution of the Antenna axis 0 the temporal course of the azimuthal deflection of the cathode ray in the display device, which corresponds to the sector to be scanned from 900 a sector of 900 sweeps over the screen four times during one revolution.

Innerhalb des gesamten Azimuts kann also bei dem bekannten Gerät ein Sektor von 900 ausgewählt werden, in dem die Ortung mit der vierfachen Abtastfrequenz vorgenommen wird.In the known device, a Sector of 900 can be selected, in which the location with four times the sampling frequency is made.

Das erfindungsgemäße Radargerät nach der Fig. 3 a und 3 b, welches auf dem vorstehend geschilderten, bekannten Prinzip aufbaut, gestattet, über die Aufgabe des vorstehend beschriebenen Gerätes hinausgehend, nunmehr die gleichzeitige Ortung in zwei oder mehreren (bis zu n) Raumwinkeln mit n-facher Abtastgeschwindigkeit, wenn n Anzeigegeräte vorgesehen und die Schaltglieder für die Antennenumschaltung so ausgestaltet sind, daß sie in der hier gewählten symbolischen Darstellung n einstellbare Segmente von je 3600/n Länge umfassen, die um 3600/n gegeneinander versetzt angeordnet werden. Auf diese Art kann auch eine Ortung des gesamten Azimuts von 3600 (Panorama) mit n-facher Abtastgeschwindigkeit durchgeführt werden, wenn die n Raumwinkelbilder der n Anzeigegeräte optisch zu einem Panoramabild vereinigt werden. The radar device according to the invention according to FIGS. 3 a and 3 b, which builds on the known principle outlined above, allowed via the Task of the device described above, now the simultaneous one Localization in two or more (up to n) solid angles with n times the scanning speed, if n display devices are provided and the switching elements for antenna switching are designed in such a way that they are adjustable in the symbolic representation selected here Include segments each 3600 / n in length, which are arranged offset from one another by 3600 / n will. In this way it is also possible to locate the entire azimuth of 3600 (panorama) be carried out with n times the scanning speed if the n solid angle images the n display devices are optically combined to form a panorama image.

Die Fig. 3 a zeigt die vier Schleifarmesul bis SU4 der vier Antennen bis A4, die nacheinander zwei nebeneinander angeordnete feststehende einstellbare Kontaktsegmente Kfl und K12 von je 900 Länge berühren. Insgesamt wird also ein Raumwinkel von 1800 überstrichen. Jedes Segment ist fest mit je einer Sende- und Empfangseinrichtung SIE1, SiE2 verbunden und im übrigen einstellbar, je nach dem Raumwinkel, der geortet werden soll. Die vier Antennen A1 bis A4 können auch - anstatt über die vier Schleifarme Sui bis s,, und die feststehenden Kontaktsegmente Ks und Kf2 mit der Sende- und Empfangseinrichtung verbunden zu werden - über vier Kontaktsegmente Kui bis Ku4, die an Stelle der Schleifarme mit den Antennen umlaufen, und über die feststehenden Schleifkontakte 811 und 812 mit den beiden SIE-Einrichtungen SIE1 und SIE2 verbunden werden, wie die Fig. 3b zeigt. Durch Verstellung der Schleifkontakte sfl und Sf2 kann der zu ortende Raumwinkel von hier 1800 innerhalb des gesamten Azimuts eingestellt werden. Fig. 3a shows the four grinding arms to SU4 of the four antennas to A4, the two consecutive fixed adjustable Touch contact segments Kfl and K12, each 900 in length. So overall it becomes a solid angle painted over by 1800. Each segment is fixed with one transmitting and one receiving device SIE1, SiE2 connected and otherwise adjustable, depending on the solid angle that is located shall be. The four antennas A1 to A4 can also - instead of using the four grinding arms Sui to s ,, and the fixed contact segments Ks and Kf2 with the send and Receiving device to be connected - via four contact segments Kui to Ku4, which rotate in place of the grinding arms with the antennas, and over the fixed ones Sliding contacts 811 and 812 connected to the two SIE devices SIE1 and SIE2 as Fig. 3b shows. By adjusting the sliding contacts sfl and Sf2 the solid angle to be located can be set from here 1800 within the entire azimuth will.

Bei Einsatz mehrerer Anzeigegeräte kann es von Vorteil sein, wenn jeder Beobachter nicht nur den Winkel 36001n, sondern den gesamten Bereich von 3600 überblickt. When using several display devices, it can be advantageous if every observer not only the angle 36001n, but the entire area of 3600 overlooks.

Zu diesem Zweck geben, wie die Fig. 4 zeigt, vier auf der Antennenachse angeordnete, mit je einer der vier Antennen A1 bis A4 verbundene, umlaufende Schleifringe K1, bis K4, über den gesamten Winkelbereich von 3600 mit je einem feststehenden Schleifkontaktsl' bis s4 Kontakt; jeder dieser Schleifkontakte sl' bis 84, ist sowohl mit der allen Antennen gemeinsamen Sendeanlage S als auch mit einer jeder Antenne zugeordneten Empfangseinrichtung E1 bis E4 verbunden. Jedem Schleifkontakt sl' bis s4' ist also auch ein besonderes Anzeigegerät zugeordnet, dessen azimutale Ablenkung - synchron und konphas mit der Drehung der Antennenachse - nach der Linie 0-0' in Fig. 2 verläuft. For this purpose, as shown in Fig. 4, there are four on the antenna axis arranged circumferential slip rings, each connected to one of the four antennas A1 to A4 K1, to K4, over the entire angular range of 3600 with one fixed each Sliding contactsl 'to s4 contact; each of these sliding contacts sl 'to 84 is both with the transmission system S common to all antennas and with each antenna associated receiving device E1 to E4. Each sliding contact sl 'to s4 'is therefore also assigned a special display device, its azimuthal deflection - synchronous and in phase with the rotation of the antenna axis - following the line 0-0 'in Fig. 2 runs.

An Stelle der umlaufenden Schleifringe K1, bis K4, können auch wiederum Schleifkontakte, die z. B. auf der Drehachse angeordnet sein können, über je einen feststehenden Schleifring Kontakt machen. Jeder Schleifring ist dann mit dem Sender 5 und den entsprechenden Empfangs- und Anzeigegeräten verbunden. Instead of the rotating slip rings K1 to K4, you can also turn Sliding contacts that z. B. can be arranged on the axis of rotation, each via one make contact with the fixed slip ring. Each slip ring is then with the transmitter 5 and the corresponding receiving and display devices.

Auf diesen n verschiedenen Anzeigegeräten werden nun die Signale, die über die um 3600/n gegeneinander versetzten Antennen aufgenommen werden, mit einem Zeitunterschied wiedergegeben, der dem Winkelunterschied 3600/n entspricht. Dadurch ist sichergestellt, daß auch schnellbewegte Ziele erfaßt und auf dem Leuchtschirm gespeichert werden können, die sonst durch den langsamen Umlauf der Antenne nicht aufgenommen würden. Das vorgeschlagene Verfahren bringt also den Vorteil, daß trotz langsamer Umdrehungsgeschwindigkeit ein schnellbewegtes Ziel auf wenigstens einem Anzeigegerät erfaßt wird. The signals are now displayed on these n different display devices which are picked up by the antennas offset from one another by 3600 / n a time difference is shown which corresponds to the angle difference 3600 / n. This ensures that even fast-moving targets are captured and displayed on the fluorescent screen that would otherwise not be possible due to the slow rotation of the antenna would be included. The proposed method has the advantage that despite slow rotation speed a fast moving target on at least one Display device is detected.

An Stelle der n Einzel-Anzeigegeräte kann auch eine Zusammenfassung aller Teilinformationen auf einem einzigen Anzeigegerät erfolgen, wenn dieses mit n Elektronenstrahlsystemen ausgestattet ist, wobei jedes der n Elektronenstrahlsysteme einem der n Raumwinkelbereiche zugeordnet ist. Instead of the n individual display devices, a summary all partial information on a single display device, if this with n electron beam systems, each of the n electron beam systems is assigned to one of the n solid angle ranges.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Radar device with periodic scanning of the display Angular range by a rotating directional antenna system, which are equal to n Directional antennas arranged on a common axis of rotation and offset by 3600 / n each and the angular range to be displayed during one rotation of the antenna axis scanned n times in a cyclical sequence and enables a display just as often, thereby gekelmzeich that to enable the n-times display one of the sector width of 3600 / n exceeding angular range a separate display element for each to be displayed Sector and a multiple switch is provided for each sector to be displayed separated, the directional antenna passing through uninterrupted with the one leading to the sector associated display organ connects.

2. Radar device with periodic scanning of the angular range to be displayed by a rotating directional antenna system, consisting of n, on a common Axis of rotation arranged and directional antennas offset by 3600 / n and the angular range to be displayed during one rotation of the antenna axis scanned n times in a cyclical sequence and enables a display just as often, thereby characterized in that to enable one to be displayed n times, the sector width From an angular range exceeding 360 ri, each directional antenna has its own Display organ is connected and the displays by optical overlay in matching Assignment can be totaled.

3. Radar device according to claim 1, characterized in that the multiple switch of n circumferential sliding contacts each connected to an antenna (su1 to Su 4) and a maximum of n with the common transmitter (5) and one receiver each (EJ, E2) connected, fixed contact segments (Kf1, Kf 2) consists (Fig. 3 a).

4. Radar device according to claim 1, characterized in that the multiple switch of n circumferential contact segments each connected to an antenna (At to A4) (Kut to Ku4) and a maximum of n fixed, with the common transmitter (5) and each a receiver (Et, E2) connected sliding contacts (be, s) consists (Fig. 3b).

5. Radar device according to Claim 2, characterized in that the connection each directional antenna (A to A4) with its associated display element by n one above the other arranged circumferential slip rings each connected to an antenna (K1, to K4 ') and n fixed, with the common transmitter (5) and one receiver each (E, to E4) connected sliding contacts (s1, to s4,) takes place (Fig. 4).

6. Radar device according to claim 2, characterized in that the connection each directional antenna with its associated display device by n superimposed, Circumferential sliding contacts each connected to an antenna and n fixed, with the common transmitter and one receiver each connected slip rings takes place.

7. Radar device according to claim 2, 5 or 6, characterized in that that the n receivers on a common, equipped with n electron beam systems Display device are connected, each of the n electron beam systems being one of the n is assigned solid angle ranges.

References considered: U.S. Patent No. 2587 610.