DE1214282B - Funkortungsverfahren mit Radarabtastung - Google Patents

Funkortungsverfahren mit Radarabtastung

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DE1214282B
DE1214282B DED29608A DED0029608A DE1214282B DE 1214282 B DE1214282 B DE 1214282B DE D29608 A DED29608 A DE D29608A DE D0029608 A DED0029608 A DE D0029608A DE 1214282 B DE1214282 B DE 1214282B
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DE
Germany
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sum
difference
location method
radio location
quotient
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Pending
Application number
DED29608A
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English (en)
Inventor
Dr Rer Nat Theodor Heller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Original Assignee
Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
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Publication date
Application filed by Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV filed Critical Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
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Publication of DE1214282B publication Critical patent/DE1214282B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G01S13/44Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

  • Funkortungsverfahren mit Radarabtastung Bei vielen Aufgaben der Radarüberwachung ist es notwendig, gleichzeitig (oder zumindest in sehr kurzen zeitlichen Abständen) mehrere Ziele zu beobachten und deren Lagekoordinaten sehr genau zu bestimmen. Diese Aufgabe bietet beim augenblicklichen Stand der Radartechnik keine Schwierigkeiten, wenn für jedes- Ziel eine Antennenanlage zur Verfügung steht, so daß die Antenne dauernd nachgeführt werden kann und durch ihre Stellung dann die gewünschten Winkelkoordinaten liefert. Die Entfernung wird dabei in bekannter Weise aus der Laufzeit der elektromagnetischen Welle erhalten.
  • Es ist bekanntgeworden, das in der Peiltechnik angewandte »Summendifferenzverfahren« auch bei Rundsichtanlagen (»PPI«) heranzuziehen, um den Azimutwinkel genauer zu erhalten, als er normalerweise bei der Leuchtschirmanzeige abgelesen werden kann. Bekanntlich werden beim Summendifferenzverfahren zwei sich überlappende Antennencharakteristiken gebildet (A b b. 1). Die von den beiden Antennen gleichzeitig empfangenen Signale werden dann so kombiniert, daß an einem Ausgang die Summe und an einem anderen Ausgang die Differenz der beiden Spannungen erhalten wird. Entsprechend unterscheidet man das Summendiagramm und das Differenzdiagramm (A b b. 2 bzw. 3).
  • Der Nulldurchgang des Differenzdiagramms bezeichnet den Peilwinkel, der entsprechend der Kurvensteilheit mit erhöhter Genauigkeit erhalten werden kann. Bei dem bekannten Verfahren wird der Moment des Nullwertes der Differenzspannung durch geeignete Maßnahmen elektronisch angezeigt.
  • Nun muß aber berücksichtigt werden, daß die meisten Radargeräte im Impulsbetrieb arbeiten. Die Diagramme der A b b. 1 bis 3 werden daher als Einhüllende der zeitlich nacheinander ankommenden reflektierten Impulse erhalten, wenn der Suchstrahl bei der Antennendrehung über das Ziel hinwegstreicht. Es ist daher durchaus möglich, daß der Nullwert des Differenzdiagramms gerade zwischen zwei Impulsen liegt. Diese Gefahr ist um so größer, je schneller die Antenne bei bestimmter Impulsfolgefrequenz rotiert. Eine Erhöhung der Impulsfolgefrequenz kann dem entgegenwirken, doch sind hier Grenzen gesetzt. Einmal bestimmt das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen den eindeutig erfaßbaren Entfemungsbereich und außerdem ergeben sich gerätetechnische Schwierigkeiten und Unbequemlichkeiten: Eine Erhöhung der Impulsfolgefrequenz bei gleichbleibender Impulslänge würde die mittlere Sendeleistung erhöhen, ohne die Reichweite zu vergrößern, und die Impulsdauer kann natürlich auch nicht beliebig klein gemacht werden.
  • Außerdem können aus hier nicht näher zu erläuternden Gründen Impulsechos ganz ausfallen bzw. im allgemeinen Rauschen untergehen. Es ist einzusehen, daß hierunter die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des bekannten Verfahrens leidet, so daß es nicht in allen Punkten befriedigt. Insbesondere wird ja hierbei auch der Informationsinhalt der Echoimpulse in der Umgebung des Nulldurchgangs nicht voll ausgenutzt.
  • Die vorliegende Erfindung hat nun zum Ziel, auch bei sehr schnellen Antennenbewegungen und nicht zu hoher Impulsfolgefrequenz eine genaue und sichere Peilung zu ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß wird bei Funkortungsverfahren mit Radarrundsicht- oder -sektorabtastung, bei denen die Antennencharakteristik zum Zweck der Summen-und Differenzbildung in zwei sich überlappende Charakteristiken aufgespalten wird, vorgeschlagen, daß bei interessierenden Objekten die Echoimpulse in der Umgebung des Zieldurchganges einer zusätzlichen elektronischen Auswerteanlage zugeführt werden, die aus der Differenz und der Summe der Empfangsspannungen den Quotienten bildet und die genaue Winkellage des Zieles durch Interpolation bestimmt. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch dann ein genauer Peilwert erhalten werden, wenn der Zieldurchgang zwischen zwei Echoimpulsen liegt, insbesondere wenn einzelne Echoimpulse ausfallen.
  • Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens sei auf die A b b. 4 und 5 hingewiesen. Beim Nulldurchgang der Differenzspannung ändert sich deren Phase gegenüber der Summenspannung. Man erhält daher beim Überstreichen eines Zieles die in A b b. 4 schematisch dargestellte Charakteristik, die beim Impulsradar als Einhüllende der einzelnen reflektierten Impulse dargestellt wird. Bei großer zeitlicher Auflösung ergeben sich daher die Verhältnisse entsprechend Abb. 5.
  • Da sowohl die Summenspannung als auch die Ditferenzspannung von Szintillationen in gleicher Weise beeinflußt werden, ist der Quotient davon unabhängig. Diese Methode erspart also wie beim sogenannten Monopulsverfahren die sonst wegen des Fluktuierens der reflektierten Impulsintensitäten nötige Mittelbildung. Das bedeutet Zeitgewinn und ermöglicht dadurch eine besonders schnelle Zielerfassung und -verfolgung.
  • Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer im Impulsbetrieb arbeitenden Radaranlage sind also nur folgende einfachen Rechenvorgänge notwendig: 1. Quotientenbildung der am Differenz- und Summenausgang erhaltenen Impulsintensität; 2. Verarbeitung mehrerer Impulsquotienten in der Umgebung des Zieldurchgangs derart, daß die in Ab b. 5 gestrichelt gezeichnete Gerade mit der Winkelkoordinate geschnitten wird. Dieser Schnittpunkt bezeichnet dann die genaue Winkellage des Ziels.
  • Die Bildung des Quotienten zweier Impulsspannungen bietet beim augenblicklichen Stand der Impulstechnik keine Schwierigkeit. Man kann z. B. nach einer Scheitelspannungsmessung den Impuls zum Steuern der Frequenz eines Oszillators verwenden und verwandelt dadurch die Impulshöhe in eine Zahl, die direkt in einen Digitalrechner gegeben werden kann. Zweckmäßigerweise wird die Rechenmaschine aus dem Quotienten gleich die genaue Winkellage berechnen. Diesen Rechenvorgang leistet ein moderner elektronischer Rechner in Bruchteilen einer Sekunde. Natürlich können auch Analogrechner verwendet werden. Man kann die Quotientenbildung auch in bekannter Weise in einer speziell konstruierten Kathodenstrahlröhre erhalten. Gibt man nämlich bei zwei zueinander senkrecht angeordneten Ablenksystemen auf das eine System den Summenimpuls, auf das andere den Differenzimpuls, so ist die Winkellage des ausgelenkten Strahles ein direktes Maß für den Quotienten. Unter Verwendung besonderer Schichten läßt sich dieser Winkel fixieren und durch einen Meßstrahl wieder abtasten. Die so erhaltenen Quotienten können natürlich wieder in einen elektronischen Rechner zur Weiterverarbeitung gegeben oder aber auch optisch zur Anzeige gebracht werden. Auf dem nachleuchtenden Schirm eines Oszillographen erhält man dann direkt die Darstellung (wie in Abb. 5).
  • Es ist auch eine indirekte Quotientenbildung bei Summen-Differenz-Peilverfahren bekanntgeworden, bei der eine Regelschaltung den Empfangskanal, der die Summenspannung verarbeitet, auf konstante Ausgangsleistung regelt und die gleiche Regelspannung dem die Differenzspannung verarbeitenden Empfangskanal zuführt.
  • Selbstverständlich kann und soll die Radaranlage die Peilwerte nicht für alle im Erfassungsbereich liegenden Ziele in der beschriebenen Weise mit der hohen Genauigkeit ermitteln, vielmehr kann auf Grund des Übersichtsbildes von einem Beobachter entschieden werden, von welchem der auf dem Leuchtschirm angezeigten Objekte die Winkelkoordinaten mit hoher Genauigkeit gemessen werden sollen.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: Funkortungsverfahren mit Radarrundsicht-oder -sektorabtastung,bei dem die Empfangscharakteristik zum Zweck der Summe und Differenzbildung in zwei sich überlappende Charakteristiken aufgespalten wird, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß bei interessierenden Objekten die Echoimpulse in der Umgebung des Zieldurchganges einer zusätzlichen elektronischen Auswerteanlage zugeführt werden, die aus der Differenz und der Summe der Empfangsspannungen den Quotienten bildet und die genaue Winkellage des Zieles durch Interpolation bestimmt.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 879 404, 907314; deutsche Auslegeschrift Nr. 1035709; USA.-Patentschriften Nr. 2 456 666, 2567 197.
DED29608A 1958-12-18 1958-12-18 Funkortungsverfahren mit Radarabtastung Pending DE1214282B (de)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US2456666A (en) * 1941-09-25 1948-12-21 Emi Ltd Radio direction finding system
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DE1035709B (de) * 1955-03-11 1958-08-07 Pintsch Electro Gmbh Anordnung zur verbesserten Anzeige, Erfassung bzw. Auswertung der Lagekoordinaten von Zielen bei Impulsradargeraeten

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