DE1246056B - Anordnung zur Dehnung und Kompression von Radarimpulsen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. Cl.:

GOls

DEUTSCHES

PATENTAMT

DeutscheKl.: . 21 a4-48/61

Nummer: 1246 056

Aktenzeichen: C 24087 LX d/21 a4

Anmeldetag: 10. Mai 1961

Auslegetag: 3. August 1967

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Umwandlung kurzer hochfrequenter Impulse mittels eines Filters mit frequenzabhängiger Laufzeit in lange trägerfrequenzmodulierte Radarimpulse, die ausgesendet und bei Wiederempfang nach Reflexion mittels eines Filters mit frequenzabhängiger Laufzeit wieder komprimiert werden. - - '■

Es ist bei Radargeräten bekannt, verhältnismäßig lange frequenzmodulierte Sendeimpulse zu verwenden, wodurch ,es möglich wird, bei einem Sender mit ■ gegebener mittlerer Leistung mit kleineren Spitzenleistungen zu arbeiten, so daß zahlreiche technische Probleme vereinfacht werden.

Die Echoimpulse werden durch "ein Filter mit freqüenz'abhängiger Läufzeit geschickt, das die zuerst ankommenden Abschnitte jedes Impulses stärker verzögert als die später ankommenden Abschnitte, so daß am Ausgang des Filters ein komprimierter Impuls erhalten wird. Dadurch wird die Auflösung der Entfernungsmessung wesentlich größer, als bei ao einer unmittelbaren Messung mittels der langen Sendeimpulse möglich wäre. Die Filter weisen in dem' ausgenutzten Frequenzband nahezu konstante Dämpfung auf; sie werden nachstehend »Dispersionsfilter« genannt.

Wenn jeder der langen Sendeimpulse aus einem Wellenzug mit konstanter Amplitude besteht, der zwischen den äußeren Kreisfrequenzen (ω₀ — Δω/2) und (<w₀ + A ω/2) linear frequenzmoduhert ist, muß die PhasenverscHebungskennlinie des Filters eine Funktion φ₀ (ω) zweiten Grades der Kreisfrequenz sein. Der Grad der erhaltenen Kompression wächst mit A ώ, und man ist dabei durch die Tatsache eingeschränkt, daß sich nur schwierig Dispersionsfilter bauen lassen, welche die erforderliche Phasen-Verschiebungskennlinie φ₀ (co) in einem großen Frequenzbereich aufweisen.

Die gleiche Schwierigkeit würde bei einem langen Sendeimpuls auftreten, der in anderer Weise moduliert wäre. Die Umwandlung dieses langen Impulses in einen sehr kurzen Impuls durch ein Dispersionsfilter bedingt stets eine vollkommene Anpassung der PhasenverscMebungskennlinie des Filters an das Modulationsgesetz des langen Impulses.

Es ist andrerseits bekannt, die langen Sendeimpulse durch Dehnung von kurzen Impulsen in einem Dispersionsfilter mit frequenzabhängiger Laufzeit zu erzeugen. Das empfangsseitig zur Kompression verwendete Dispersionsfilter muß dann »komplementär« zu dem sendeseitig zur Dehnung verwendeten Filter sein.

Da es aber bereits schwierig ist, einzelne Filter zu Anordnung zur Dehnung und Kompression
von Radarimpulsen

Anmelder:

Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil,
Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz und Dr. rer. nat. G. Hauser,
Patentanwälte,

München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:
Yves Brault,
Roland Carre,
Roger Cheminant, Paris

Beanspruchte Priorität:

Franlcreich vom 11. Mai 1960 (826 829)

bauen, welche in einem breiten Frequenzband die zuvor angegebene erforderliche Kennlinie haben, ist die Bildung von Filterpaaren mit genau oder selbst nur angenähert komplementären Kennlinien in einem breiten Frequenzband praktisch unmöglich.

Das Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer Anordnung, welche eine zur sendeseitigen Dehnung genau komplementäre empfangsseitige Kompression der Radarimpulse ermöglicht, ohne daß besondere Anforderungen an die verwendeten Dispersionsfilter gestellt werden.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß dasselbe Füter im Sendeteil und im Empfangsteil verwendet wird und daß zur dafür notwendigen zeithchen Umkehr der langen Impulse eine Speicheranordnung mit zur Aufzeichnungsrichtung umgekehrter Ableserichtung vorgesehen ist.

Geeignete Speicheranordnungen sind an sich bekannt. Ferner ist es an sich bekannt, für die Kompensation der einer Schwingung durch ein Übertragungsglied erteilten unerwünschten Laufzeitverzerrungen eine Speicheranordnung mit zur Auf Zeichnungsrichtung umgekehrter Ableserichtung vorzusehen, so daß eine Korrekturschaltung verwendet werden kann, . welche die gleiche Phasenkennlinie wie das die Verzerrung hervorrufende Übertragungsglied aufweist.

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Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung sendeseitig und empfangsseitig dasselbe Filter verwendet wird, ist die Identität der Kennlinien, unabhängig von deren Form, stets gegeben. Infolge der zeitlichen Umkehr der Impulse entspricht beim Empfang der Anfang des Impulses dem Ende des Sendeimpulses, und umgekehrt. Beim Senden werden die Impulsabschnitte um so stärker verzögert, je später sie erscheinen; dadurch erfolgt die Dehnung der kurzen Ausgangsimpulse. Beim Empfang werden infolge der zeitlichen Umkehr die entsprechenden Impulsabschnitte in gleicher Weise um so stärker verzögert, je früher sie erscheinen. Der dadurch erhaltene komprimierte Impuls ist also mit dem kurzen Ausgangsimpuls spiegelbildlich identisch, unabhängig von der Form der Füterkennlinie.

Die Kennlinie des verwendeten Dispersionsfilters ist also in keiner Weise kritisch. Es genügt, daß das Filter eine merkliche Verlängerung der Eingangsimpulse erzeugt. Es kann daher ein Filter mit verhält- nismäßig einfachem Aufbau verwendet werden, das in einem großen Frequenzbereich verwendbar ist und das bereits auf Grund dieser Tatsache eine starke Dehnung und einen hohen Kompressionsgrad ergibt. Außerdem bestehen keine strengen Bedingungen für das Spektrum und die genaue Form des kurzen Ausgangsimpulses.

Da in der Speicheranordnung ohnedies eine Speicherung des Impulses stattfindet, ist es möglich, diesen gespeicherten Impuls zur Aussendung wiederholt abzulesen. Die sendeseitige Dehnung muß dann nur einmal bei der Eingabe des Speichers erfolgen, und das Filter wird anschließend nur noch empfangsseitig verwendet.

Wenn dagegen beim Ablesen eine' Löschung des gespeicherten Impulses erfolgt, enthält die Anordnung vorzugsweise einen elektronischen Umschalter, der das Filter abwechselnd in den Sendeteil und in den Empfangsteil einschaltet.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 das Prinzipschema einer Anordnung nach der Erfindung,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer Funk-Meß-An-Iage nach der Erfindung,

Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform der Anordnung von Fig. 2 und

Fig. 4 eine weitere Abänderung der Anordnung von Fig. 2.

Die Anordnung beruht auf dem folgenden Prinzip: Ein kurzer Impuls soll beispielsweise aus einem Wellenzug von konstanter Amplitude und der festen Kreisfrequenz ω„ bestehen.

Es sei

ωό -J- Δ ω/2

S = Ja(w) cos [tot + Φ (ω)] άω

ω₀ — Δ ω/2

das Spektrum des Impulses r mit der Dauer /, der durch den Durchgang des vorhergehenden Impulses durch ein auf die Mittelfrequenz ω₀ abgestimmtes Bandfilter erhalten worden ist. Der Impuls r bleibt kurz, wenn Δ ω ausreichend groß gewählt wird. Man läßt den Impuls r durch ein Dispersionsfilter mit der Kennlinie φ (ω) gehen, wodurch er in einen frequenzmodulierten langen Impuls R mit der Dauer L > / umgewandelt wird. Derartige Filter sind bekannt

und lassen sich in einer großen Anzahl von verschiedenen Ausführungen bauen.
Das Spektrum des Impulses R ist dann

io₀ + A ω/2

2 ⁼ /Α(ω) cos [ω t + Φ (ω) + φ (ω)] άω .

α»0 — Δ ω/2

Dieser Impuls wird auf eine Magnettrommel oder auf eine sonstige Speichervorrichtung aufgeschrieben, die ein Ablesen in entgegengesetzter Richtung wie beim Einschreiben ermögücht (Speicherröhre usw.). Durch das Ablesen des Impulses R in entgegengesetzter Richtung zu der Richtung beim Einschreiben erhält man einen Impuls R₁, dessen Spektrum dadurch erhalten wird, daß man in dem Ausdruck für ^ die Vertauschung t = —t vornimmt, also

ωό 4- Δ ω]2

= J-A («)' cos [— ω t + Φ (ω) + φ (ω)] d ω,

οίο — Δ ω\2 ω_ΰ + Δ mj2

= J A (ω) cos [ω t — Φ (ω) — φ (ω)] άω.

α>ο — Δ ω[2

Man kann auch an Stelle eines einzigen Impulses R eine Folge derartiger Impulse speichern, die durch Zwischenräume getrennt sind.

Der gespeicherte Impuls R kann, wenn er beim Ablesen nicht gelöscht wird, auch zur Bildung einer beliebigen Zahl von Impulsen ,R₁ verwendet werden. Diese Impulse müssen natürlich zur Verwendung verstärkt werden.

Bei der Kompression werden die langen Eingangsimpulse, deren Spektrum bis auf einen Faktor mit

identisch ist, dem Dispersionsfilter zugeführt, das für die Speicherung verwendet worden ist und das den verschiedenen Spektralkomponenten eine Phasenverschiebung φ (ω) erteilt. Man nimmt dann am Ausgang des Filters Impulse ab, deren Spektrum bis auf einen Faktoi dem folgenden Ausdruck entspricht:

Οίο + Δ ω/2

JA (ω) cos [ω t — Φ (ω)] άω ,

Oif _i-A mj2

also Impulse, die bis auf den Pegel mit dem Impuls identisch sind, der dadurch erhalten würde, daß der zur Bildung des langen Impulses verwendete kurze Impuls r zeitlich umgekehrt würde (so daß der Anfang das Ende wird, und umgekehrt).

Es läßt sich leicht erkennen, daß das Endergebnis nicht verändert wird, wenn auf die bei der Dehnung angewendete Dispersionsfilterung eine oder mehrere Frequenzumsetzungen folgen, die vor und/oder nach der Speicherung und der Ablesung durchgeführt werden, vorausgesetzt, daß die umgekehrten Frequenzumsetzungen vor der Kompressionsfilterung vorgenommen werden. Die Frequenzumsetzung beeinflußt nämlich nicht die relativen Phasenverschiebungen zwischen den verschiedenen Spektralkomponenten. Es ist allerdings erforderlich, stabile Überlagerungsoszillatoren zu verwenden.

Die Anordnung kann auch eine solche Speichervorrichtung, z.B. eine Speicherröhre, verwenden, bei der der gespeicherte Impuls beim Ablesen gelöscht wird, wobei jedesmal von einem kurzen Ausgangsimpuls ausgegangen wird. Dann wird das Filter mittels

eines Umschalters abwechselnd im Sendeteil und im Empfangsteil verwendet.

Das Prinzipschema einer erfindungsgemäßen Anordnung ist in Fig. 1 gezeigt. Bei der in Fig. la dargestellten Dehnungsanordnung ist das Dispersionsfilter 2 mit einem Eingang 1 ausgestattet, dem der kurze Impuls r zugeführt wird. Der Ausgang des Filters 2 ist an das Schreibsystem 3 der Speichervorrichtung 4, beispielsweise einer Magnettrommel, angeschlossen. Das Lesesystem 5 der Speichervorrichtung ist mit einer Anordnung 6 zur Verstärkung und gegebenenfalls Frequenzumsetzung verbunden. Die langen Radarsendeimpulse werden am Ausgang 7 . abgenommen.

Das Dispersionsfilter 2 ist gestrichelt dargestellt, um anzudeuten, daß es bei diesem Ausführungsbeispiel keinen bleibenden Bestandteil der Sendeanordnung bildet. Sobald die Speicherung eines von einem kurzen Impuls abgeleiteten langen Impulses erfolgt ist, wird das Füter ausschließlich für die Empfangskompression verwendet. Die Anordnung von Fig. la dient ledighch zur Bildung von langen Impulsen, die mittels der in Fig. Ib gezeigten Kompressionsanordnung beim Empfang komprimiert werden können.

Diese Kompressionsanordnung besteht nur aus dem Dispersionsfilter 13, das direkt das Filter 2 ist, aber auch ein damit identisches Filter sein könnte. Gegebenenfalls ist diesem Filter eine Verstärker- und Frequenzumsetzeranordnung 12 vorgeschaltet, welche die umgekehrten Frequenzumsetzungen vornimmt, wie die Anordnung 6, die bei der Büdung der langen Sendeimpulse angewendet wird.

Da die Anordnungen von Fig. la und Ib an der gleichen Stelle angeordnet sind, können offensichtlich die gleichen Überlagerungsoszillatoren für die Frequenzumsetzungen in den Anordnungen 6 und 12 vorgesehen werden, wodurch sich das Problem der Frequenzstabilität wesentlich vereinfacht.

Fi g. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Funk-MeßAnordnung, bei der die Prinzipanordnung von Fig. 1 angewendet wird.

Die Anordnung zur Erzeugung des gespeicherten langen Impulses R enthält einen Videoimpulsgenerator 51, der an eine Anordnung 52 angeschlossen ist, die einen OsziHator enthält, dessen Frequenz als Ausgangsfrequenz bezeichnet wird. Auf diesen Oszillator folgt ein Bandfilter. Die Anfangsfrequenz beträgt beispielsweise 200 kHz.

Der Ausgang der Anordnung 52 ist an das Dispersionsfilter 38 angeschlossen, das hier mit dem Index a versehen und gestrichelt dargestellt ist, wodurch angedeutet wird, daß es an dieser Stelle nur vorübergehend eingefügt wird und wätuend des Betriebs des Radargeräts eine andere Stellung in der Schaltung einnimmt, die mit 38 b bezeichnet ist; der Stellungswechsel in der Schaltung kann durch eine einfache Umschaltung vorgenommen werden.

Der Ausgang des Filters 38« ist an den Schreibkopf 20 eines Magnettrommelspeichers 21 angeschlossen, der mit einer Antriebsvorrichtung 23 versehen ist, deren Drehsinn umgekehrt werden kann. Die Trommel enthält ferner einen Lesekopf 22.

Der Lesekopf 22 bildet den Eingang des Endkanals, in dem hintereinander ein Verstärker 24 für die Ausgangsfrequenz, eine von einem Überlagerungsoszillator 26 gespeiste additive Mischstufe 25, ein Zwischenfrequenzverstärker 27, eine von einem Überlagerungsoszillator 29 gespeiste additive Mischstufe 28 und ein Endfrequenzverstärker 30 liegen. Der Verstärker 30 ist mit der Antenne 32 über eine Sende-Empfangs-Weiche 31 verbunden, deren einer Ausgang den Eingang des Empfangskanals bildet. Dieser Kanal enthält hintereinander einen Endfrequenzverstärker 33, eine subtraktive Mischstufe 34, die von dem gleichen Oszillator 29 wie die Mischstufe 28 des Sendekanals gespeist wird, einen Zwischenfrequenz-

lo' verstärker 35, eine subtraktive Mischstufe 36, die von dem gleichen Überlagerungsoszillator 26 wie die Mischstufe 25 des Sendekanals gespeist wird, einen Ausgangsfrequenzverstärker 37, das Dispersionsfilter 38 in seiner Kompressionsstellung 38 b, einen Detektor 39 und ein Anzeigegerät 40, von dem hier angenommen ist, daß es ein Oszillograph ist. Der Ausgang des Ausgangsfrequenzverstärkers 24 ist andererseits bei 41 über einen Detektor 54 und eine Verzögerungsanordnung 55 mit dem Ablenksystem des Oszillographen verbunden.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung läßt sich aus dem SchaltbÜd direkt entnehmen.

Ein kurzer Impuls wird mittels des Ausgangsfrequenzoszülators der Anordnung 52 erzeugt und durch den Videoimpulsgenerator 51 moduliert. Nach Verminderung des Spektrums in dem an den Ausgang dieses OsziUators angeschlossenen Bandfilter wird der erhaltene Impuls r mittels des in seiner Stellung 38 a Hegenden Füters 38 in einen langen Impuls R umgewandelt, der auf die Magnettrommel 21 aufgeschrieben wird, die sich in einer bestimmten Richtung dreht. Es ist mögHch, entweder auf die Trommel einen einzigen Impuls R oder auch eine Folge derartiger Impulse aufzuschreiben.

Nachdem die gewünschte Aufzeichnung vorgenommen worden ist, wird das Filter für den Betrieb der Funk-Meß-Anordnung in die SteUung 38 b gebracht. Die Inbetriebsetzung der Leseanordnung 23 der Magnettrommel 21, die sich nun in entgegengesetzter Richtung wie bei der Einschreibung dreht, läßt am Ausgang des Lesekopfes 22 eine periodische Folge von langen Impulsen R₁ erscheinen, die beispielsweise zwischen den Kreisfrequenzen

und

o)₀- A ω/2 = IOOkHz

ω₀ + A ω/2 = 300 kHz
frequenzmoduHert sind.

Jeder Impuls R₁ wird auf der Ausgangsfrequenz in dem Verstärker 24 verstärkt, dann in der Mischstufe 25 auf die Zwischenfrequenz umgesetzt. Am Ausgang der Mischstufe erscheint ein Impuls, der um die Mittelfrequenz eo₀~\-coi moduhert ist, wobei coj die Frequenz des Überlagerungsoszülators 26 ist; der Frequenzhub der Modulation beträgt A ω/2 zu beiden Seiten der Mittelfrequenz. Nach Verstärkung in dem Verstärker 27 wird dieser neue Impuls in der Mischstufe 28 in einen Impuls mit der Mittelfrequenz ω₀-\-ωί+ωπ und dem gleichen Frequenzhub umgesetzt, wobei a>n die Frequenz des Oszillators 29 ist.

Diese Impulse werden nach dem Durchgang durch die Sende-Empfangs-Weiche 31 über die Antenne 32 ausgesendet.

Die empfangenen Echoimpulse werden über die Sende-Empfangs-Weiche 31 dem Endfrequenzverstärker 33 zugeführt, in der Mischstufe 34 auf die

Zwschenfrequenz zurückgebracht, im Verstärker 35 verstärkt, in der Mischstufe 36 auf die Ausgangsfrequenz zurückgeführt und schließlich in dem Verstärker 37 erneut verstärkt.

Man erhält schließlich am Eingang des Filters 38 b einen Impuls, dessen Spektrum- bis auf einen konstanten Faktor mit demjenigen des Impulses R₁ identisch ist.

Man nimmt am Ausgang des Filters einen Impuls ab, der bis auf den Pegel und auf eine zeitliche Umkehrung mit dem kurzen Impuls identisch ist, der zur Bildung der langen Impulse verwendet worden ist. Dieser Impuls wird in dem Detektor 39 demoduliert und dem Oszillographen 40 zugeführt. -Andererseits werden die Rädarsynchronisationsimpulse von dem Impuls mit der Ausgangsfrequenz erhalten, der am Ausgang des Verstärkers 24 des Sendekanals abgenommen wird. Dieser wird durch den Detektor 54 demoduliert, durch die Verzögerungsanordnung 55 um den konstanten Zeitabstand zwischen der Vorderflanke des empfangenen langen Impulses und der Vorderflanke des komprimierten Impulses verzögert und schließlich dem Ablenksystem des Oszillographen zugeführt.

Die beschriebene Radaranordnung kann natürlich zahlreichen Änderungen unterworfen sein, die sich aus dem Wissen des Fachmanns ergeben.

So kann die Frequenzumsetzung zwischen der Ausgangsfrequenz und der Sendefrequenz mit einer Zahl von Mischstufen erfolgen, die sich entsprechend dem Abstand zwischen diesen beiden Frequenzen ändert. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind hier nur zwei derartige Mischstufen dargestellt. Andererseits braucht die Speicherung nicht unbedingt bei der Ausgangsfrequenz zu erfolgen, wie bereits erwähnt wurde. Die erforderlichen Frequenzumsetzungen können teilweise oder vollständig vorher stattfinden.

Der Synchronisationsimpuls könnte auch auf andere Weise erhalten werden, beispielsweise auf Grund eines Impulses, der an einer anderen Stelle des Sendekanals abgenommen wird; dieser Synchronisationsimpuls könnte auch als Videofrequenzimpuls auf einer Hilfsspur der Trommel 21 gespeichert sein.

Es kann jede Speichervorrichtung Verwendung finden, die eine Ablesung in umgekehrter Richtung wie bei der Einschreibung ermöglicht; wenn allerdings die gespeicherte Information beim Ablesen gelöscht wird, wie es bei Speicherröhren der Fall ist, ist es erforderlich, für jede Sendung einen kurzen Impuls zu erzeugen und eine Einschreibung vorzunehmen und daher ein elektronisches Sende-Empfangs-Umschaltsystem für das Dispersionsfilter vorzusehen.

Es ist zu bemerken, daß gleichzeitig mehrere Dispersionsfilter mit den entsprechenden Aufzeichnungen vorgesehen werden können, wobei diese Filter abwechselnd umgeschaltet werden.

Es ist auch möglich, ein gespeichertes Signal auszusenden, das sich aus einer gleichzeitigen oder se.qüentiellen Kombination von mehreren verschiedenen Dispersionsfiltern ergibt, beispielsweise in dem Falle der Verwendung von sehr langen Impulsen als Sendeimpulse eines Radargeräts. Diese Filter bewirken empfangsseitig eine Aussiebung, wodurch die Korrelation mit den komprimierten Impulsen leicht hergestellt werden kann. Diese können entweder gleichzeitig oder mit bestimmten Verschiebungen empfangen werden.

F i g. 3 zeigt als Beispiel, wie die Anordnung von F i g. 2 abgeändert werden kann, damit die gleichzeitige Speicherung von zwei langen Impulsen angewendet werden kann, die mittels zweier Dispersionsfilter erhalten werden, von denen das eine das Filter 38 von F i g. 2 ist, während die Phasenverschiebungskennlinie des zweiten Filters 48 von derjenigen des Filters 38 verschieden sein kann.
In F i g. 3 haben die Blöcke 51 und 52 die gleiche

ίο Bedeutung wie zuvor. Der Block 62 besteht aus einem Oszillator für die Ausgangsfrequenz ω₀\ die von der Ausgangsfrequenz ω₀ des Oszillators 52 verschieden ist. Auf diesen Oszillator folgt ein Bandfilter, das auf die "Frequenz co₀' abgestimmt ist.

Der Oszillator der Anordnung 62 wird gleichfalls durch den Videoimpulsgenerator 51 impulsmoduliert, und die an den Ausgängen der Schaltungen 52 und 62 erhaltenen kurzen Impulse werden den Eingängen der Dispersionsfilter 38 bzw. 48 in ihren Stellungen 38 a und 48 a zugeführt. Die Ausgangsimpulse dieser Filter werden in einer angepaßten Additionsschaltung 60 addiert. Diese besteht beispielsweise aus einem Transformator mit zwei Primärwicklungen, die an die beiden Dispersionsfilter angeschlossen sind,

2$ und mit einer Sekundärwicklung, welche den Schreibkopf 20 speist. Der übrige Teil des Sendekanals bleibt unverändert.

Der Abstand zwischen den Frequenzen co₀ und ω₀' ist so gewählt, daß die von den beiden entsprechenden langen Impulsen bedeckten Bänder voneinander getrennt werden können.

Empfangsseitig ist der Ausgang des Verstärkers 37 dieses Mal mit zwei Filtern 63 und 64 verbunden, welche die den beiden langen Impulsen entsprechenden Bänder ausfiltern. Die Ausgänge dieser Filtei sind mit den Dispersionsfiltern 38 bzw. 48 in ihren Stellungen 38 b und 48 b verbunden. Auf diese Filter folgen Detektoren 39 bzw. 49. An den Ausgang des Detektors für den weniger verzögerten Impuls (hier des Detektors 49) ist eine Verzögerungsanordnung 65 angeschlossen, damit die beiden Impulse zeitlich in Koinzidenz gebracht werden.

Die Ausgangssignale des Detektors 39 und der Verzögerungsanordnung 65 werden den beiden Eingängen einer Koinzidenzschaltung 66 zugeführt, an deren Ausgang die Anzeigevorrichtung 40 angeschlossen ist.

Wenn das Radargerät für die Feststellung von Zielen mit großer Radialgeschwindigkeit verwendet wird, entsteht infolge des Dopplereffektes eine Änderung der Kreisfrequenz, die praktisch für alle Frequenzen des Spektrums gleich ist, da der Frequenzhub klein gegen die Sendefrequenz ist. Diese Frequenzänderung entspricht einer einfachen Frequenzumsetzung des Impulses, wobei jede Elementarkomponente folgenden Wert annimmt:

Α(ω) cos [(ω+ω<ζ)ί — Φ(ω) — φ(ω)] dco.

Bei dem Durchgang durch das Dispersionsfilter wird jedoch dieser Komponente die Phasenverschiebung φ(ω-\-ωα) an Stelle der Phasenverschiebung ro (to) erteilt. Wenn nun

nicht gleich

<p (o) + (Od)—ψ (ω) Κ'(ω+ω_α) + Κ"

ist, wobei K' und K" Konstanten sind, wenn also die Ableitung άφ/άω sich wesentlich von einer Funktion des ersten Grades unterscheidet, hat dies zur

Claims (7)

Folge, daß die Kompressionsfilterung mit Phasenfehlern behaftet ist, welche den Kompressionsgrad und die nutzbare Energie vermindern. Wenn die Zahl der Impulse pro Ziel groß ist, beispielsweise 100 beträgt, kann der Dopplereffekt dadurch kompensiert werden, daß auf die Frequenz eines der empfangsseitigen Überlagerungsoszillatoren eingewirkt wird. Man verwendet dann getrennte Überlagerungsoszillatoren im Sendekanal und im Empfangskanal. Zu diesem Zweck kann die Frequenz dieses Überlagerungsoszillators dann stufenweise moduliert werden, wobei die Dauer jeder Stufe dem Aussenden von zehn Impulsen entspricht, der Frequenzabstand zwischen der Frequenz jeder Stufe und der normalen Frequenz des Überlagerungsoszillators gleich einer vermuteten Dopplerfrequenz ist und die Dauer des aus den verschiedenen Stufen bestehenden Zyklus gleich der entsprechenden Sendezeit von 100 Impulsen (bei dem zuvor angenommenen Beispiel) ist. Die modulierende Frequenz kann auch eine Sinusschwingung sein, deren Periode gleich derjenigen des Stufenzyklus in dem vorhergehenden Beispiel ist. Die maximale Frequenzabweichung zu beiden Seiten der Mittelfrequenz wird gleich der vermuteten maximalen Radialgeschwindigkeit des Zieles gewählt. F i g. 4 zeigt die Abänderungen, die bei der Schaltung von F i g. 2 zur Anwendung einer derartigen Anordnung vorgenommen werden müssen: In diesem Fall wird eine Mischstufe des Empfangskanals, vorzugsweise die erste Mischstufe 34, von einem Überlagerungsoszillator 70 gespeist, der von dem Überlagerungsoszillator verschieden ist, der bei der entsprechenden Mischstufe des Sendekanals verwendet wird. Die Frequenz des Oszillators 70 wird stufenweise durch den Modulator 71 in der zuvor angegebenen Weise moduliert. Der Modidator 71 liefert zu diesem Zweck ein Signal, dessen Pegel sich stufenweise ändert. Diejenigen Echoimpulse, die in dem Augenbhck empfangen werden, in dem die Frequenzänderung des Oszillators 70 die von dem Dopplereffekt hervorgerufene Frequenzänderung kompensiert, werden normal komprimiert. Sie können von den anderen Signalen unterschieden werden und daher allein dem Oszillographen 40 zugeführt werden. Dies geschieht mittels eines Impulslängendiskriminators 65 a, der zwischen dem Detektor 39 und dem Oszillographen 40 eingefügt ist. Diese Anordnung ermöglicht andererseits die Erkennung der Geschwindigkeit des entsprechenden Ziels mittels eines Hilfskreises, der gleichfalls an den Ausgang, des Impulslängendislariminators 65a angeschlossen ist. Er enthält eine Begrenzerstufe 66 a, die alle Ausgangsimpulse des Diskriminators auf den gleichen Amplitudenpegel bringt, und eine Multiplikationsschaltung 69, deren einer Eingang die stufenförmigen Signale des Modulators 71 empfängt, während dem anderen Eingang die Signale des Begrenzers 66 a zugeführt werden. Die Ausgangssignale der Multiplikationsschaltung 69 werden einem Spitzenvoltmeter 72 zugeführt, das die Zielgeschwindigkeit durch Bestimmung des Wertes der Modulationsspannung des Oszillators 70 im AugenbUck der Feststellung des entsprechenden Zieles anzeigt. Für den Fall mehrerer Ziele wird vorzugsweise, S5 wie in der Zeichnung dargestellt ist, zwischen den Begrenzer 66 a und die Multiplikationsschaltung 69 eine Torschaltung 67 eingefügt, deren zweiter Ein- gang eine Unterscheidung der von den verschiedenen Zielen stammenden Echosignale ermöglicht, indem diese Signale entsprechend einer Koordinate der Ziele unterschieden werden. In dem gezeigten Beispiel ist angenommen, daß es sich um eine Entfernungstorschaltung handelt, die von dem Torsignalgenerator 68 gesteuert wird, der das gleiche Synchronisationssignal wie der Oszillograph 40 empfängt und von Hand mittels eines Knopfes 73 so eingestellt werden kann, daß er nur diejenigen Ausgangssignale des Begrenzers 66a durchgehen läßt, die einem Ziel entsprechen, das in einem bestimmten Entfernungsbereich liegt. Patentansprüche:

1. Anordnung zur Umwandlung kurzer hochfrequenter Impulse mittels eines Filters mit frequenzabhängiger Laufzeit in lange trägerfrequenzmodulierte Radarimpulse, die ausgesendet und bei Wiederempfang nach Reflexion mittels eines Filters mit frequenzabhängiger Laufzeit wieder komprimiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß dasselbe Filter im Sendeteil und im Empfangsteil verwendet wird und daß zur dafür notwendigen zeitlichen Umkehr der langen Impulse eine an sich bekannte Speicheranordnung mit in an sich bekannter Weise zur Aufzeichnungsrichtung umgekehrter Ableserichtung vorgesehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen elektronischen Umschalter, der das Filter abwechselnd in den Sendeteil und in den Empfangsteil einschaltet.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicheranordnung so ausgeführt ist, daß sie das Ablesen der gespeicherten Impulse ohne deren Löschung ermöglicht, und daß ein oder mehrere in der Speicheranordnung aufgezeichnete Impulse wiederholt abgelesen werden.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Frequenzumsetzeranordnungen für die Frequenz des mittels der sendeseitigen Filterung erhaltenen langen Impulses vorgesehen sind, die so ausgeführt sind, daß sich die zwischen dem Ausgang des Filters im Sendeteil und dem Eingang des Filters im Empfangsteil vorgenommenen Frequenzumsetzungen gerade aufheben.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzumsetzeranordnungen zum Teil vor und. zum Teil hinter der Speicheranordnung angeordnet sind.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzumsetzeränordnungen zum Teil im Sendeteil und zum Teil im Empfangsteil angeordnet sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Frequenzumsetzeranordnungen für die Frequenz der langen Impulse zum Teil im Sendeteil und zum Teil im Empfangsteil vorgesehen sind und daß eine der Frequenzumsetzeranordnungen des Empfangsteils durch einen Überlagerungsoszillator gespeist wird, dessen Frequenz sich von einem festen Wert um einen Betrag unterscheidet, der in jedem Augenblick gleich einer von einem möglichen Dopplereffekt hervorgerufenen Frequenzänderung ist, so

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