DE1303531C1 - Rundsicht-Radargerät zur Entfernungsund zusätzlichen Geschwindigkeitsbestimmung - Google Patents

Description

Es ist aus dem französischen Zusatzpatent 84 251 bekannt, zur Entfernungsmessung von zu ortenden Zielen die reflektierten Signale sogenannten Entfernungstoren zuzuführen, die nacheinander in einer zeitlich genau festgelegten Folge zu den Auswerteeinrichtungen durchgeschaltet werden und dadurch eine exakte Bestimmung der Entfernung des Zieles ermöglichen. Bei derartigen Anordnungen werden Festziele unterdrückt, d. h, es wird überprüft, ob ein eintreffendes Echosignal eine Dopplerverschiebung aufweist oder nicht. Zwischen verschiedenen Bewegtzielen wird jedoch nicht mehr weiter unterschieden, d. h., eine Bestimmung der tatsächlichen Größe der Geschwindigkeit wird nicht vorgenommen. Die Anzeige der Entfernung kann bei dem bekannten Radargerät entweder so vorgenommen werden, daß jedem Entfernungskanal ein eigenes Auswertegerät zugeordnet oder für alle Entfernungskanäle ein gemeinsames Auswertegerät (z. B. Sichtgerät) verwendet wird.

Aus der USA.-Patentschrift 27 42 639 ist es bekannt, bei einem mit Entfernungskanälen arbeitenden Radargerät neben der Grobunterteilung auch eine Feinunterteilung vorzunehmen. Dabei wird vor allem zu Zwecken der Zielverfolgung eine Art »Fenster« zur Erfassung des Zieles benutzt und gegebenenfalls entfernungsmäßig mit dem Ziel weiterverschoben.

Es ist ferner bekannt, daß durch die Auswertung der bei Bewegtzielen auftretenden Dopplerverschiebung eine Bestimmung der Radialgeschwindigkeii eines Objektes durchgeführt werden kann. Bei Radaranlagen, die zur Entfernungsmessung mit Entfernungstoren ausgestattet sind, ergibt sich, wenn eine zusätzliche Geschwindigkeitsbestimmung vorgenommen werden soll, ein zu hoher Aufwand an Frequenzmeßgeräten dadurch, daß für jedes dieser Entfernungstore ein Frequenzmesser benötigt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, diesen Schwierigkeiten zu begegnen und den für die Geschwindigkeitsbestimmung erforderlichen Aufwand möglichst klein zu halten. Die Erfindung bezieht sich auf ein Rundsicht-Radargerät zur Entfernungs- und zusätzlichen Geschwindigkeitsbestimmung von Bewegtzielen auf Grund einer der Zielgeschwindigkeit proportionalen Dopplerfrequenzverschiebung und unter Verwendung von mit Festzeichenfütern versehenen Entfernungskanälen, die einzeln in zeitlich festgelegter Folge nacheinander an eine das Empfangssignal führende Leitung angeschaltet werden. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die für die Erfassung des gesamten zu messenden Entfernungsbereiches benötigten Entfernungstore in mehrere Gruppen zusammengefaßt sind, von denen jede Gruppe einem Teil des gesamten Entfernungsbereiches zugeordnet ist, und daß für jeweils eine Gruppe von Entfernungstoren ein Frequenzmesser vorgesehen ist, der innerhalb des Zeitraumes, in welchem sich ein Ziel im rotierenden Strahlungsfeld der Antenne befindet, nacheinander an alle Entfernungstore der Gruppe angeschaltet wird.

Da jeweils nur für eine Gruppe von Entfernungstoren ein Frequenzmesser erforderlich ist, läßt sich der Aufwand an derartigen Bauteilen erheblich verringern. Die Einsparung an Frequenzmessern wirkt sich um so günstiger aus, je größer die Zielüberstreichungszeit ist im Vergleich zur notwendigen Meßzeit. Unter Zielüberstreichungszeit ist dabei derjenige Zeitraum zu verstehen, in dem sich ein Ziel innerhalb der rotierenden Antennenkeule befindet. Dies soll anhand eines Zahlenbeispiels näher erläutert werden:

Umdrehungszahl der Antenne

pro Minute η = 60 U/min

Halbwertsbreite der Antenne θ — 10°

Zeit, in der sich die Antenne
um die Halbwertsbreite weiterdreht ί_β = 28 mS

Zulässige Toleranz bei der Geschwindigkeitsmessung ν == 30 m/sek

Zulässige Toleranz: bei der Bestimmung der Doppierfrequenz f_D = 260Hz

Notwendige Meßzeit t_m = — t_m = 3,85 mS

Zahl der Entferniingstore pro
Frequenzmesser ζ = - — -■

'm

Z = I

Bei diesem Beispiel wird somit nur für jeweils sieben untfernungstore ein Frequenzmesser benötigt. Je größer die Halbwertsbrf>ite bzw. je kleiner die Umdrehungszahl der Antenne gewählt wird, desto günstiger wird bei als konstant vorausgesetzter Meßzeit die Einsparung an Frequenzmessern.

Um eine eindeutige und vor allem sichere Messung an den Ausgängen der verschiedenen Entfernungstore zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wie im vorstehenden Beispiel angedeutet, als Zielüberstreichungszeit nicht die gesamte Zeit anzunehmen, innerhalb der sich ein Ziel im Strahlungsfeld der Antenne befindet, sondern nur von der Zeit auszugehen, innerhalb der das Ziel noch im Bereich der Halbwertsbreite der Antenne liegt, weil dann an den Ausgängen der einzelnen Entfernungstore keine zu großen Unterschiede in den Pegeln der dopplerverschobenen reflektierten Signale auftreten.

Die Umschaltung von einem Ausgang eines Entfernungstores zum anderen wird innerhalb einer Gruppe vorteilhaft periodisch vorgenommen.

Eine weitere Einsparung an Frequenzmessern läßt sich bei einem Rundsicht-Radargerät der vorstehend genannten Art dadurch erreichen, daß die für die Erfassung des gesamten zu messenden Entferniir.gsbereichs benötigten Entfernungstore in mehrere Gruppen zusammengefaßt sind, von denen jede Gruppe einem Teil des gesamten Entfernungsbereichs zugeordnet ist, daß nur jeweils einer der Gruppen von Entfernungstoren ein Frequenzmesser zugeordnet ist, der innerhalb des Zeitraums einer ersten Antennenumdrehung, in welchem sich ein Ziel im rotierenden Strahlungsfeld der Antenne befindet, nacheinander an alle Entfernungstore dieser Gruppe angeschaltet wird und daß fortlaufend bei den nächsten Umdrehungen der Antenne der Frequenzmesser an die übrigen Gruppen von Entfernungstoren angeschlossen wird. Werden z. B. die Entfernungstore in drei Gruppen aufgeteilt, so sind bei vollständiger Messung für jede dieser Gruppen ein Frequenzmesser, insgesamt also drei, notwendig. Wird die Frequenzmessung dagegen so auf drei Umdrehungen der Antenne verteilt, daß bei jeder Umdrehung nur eine der drei Gruppen an den Frequenzmesser angeschaltet wird, so ist statt drei nur noch ein s Frequenzmesser erforderlich.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in Form eines Blockschaltbildes den Aufbau einer gemäß der Erfindung ausgestalteten Radarrundsächtanlage zeigt. Die

ίο von einer Antenne 1 aufgenommenen reflektierten Signale werden über eine Sende- und Empfangsweiche 2 dem Mischer 3 zugeführt, dessen Überlagerungsfrequenz von einem Oszillator 4 geliefert wird. Die zugehörige Sendeanlage der Radaranordnung ist mit 5

ι s bezeichnet. Die im Mischer 3 entstehende Zwischenfrequenz wird einer Verteilerleitung 6 zugeführt, von der aus Leitungen 7, 8, 9 usw. abgezweigt sind. Über eine Schalteinrichtung 10 werden die Schalter 7 a, 8a, 9a usv·. nacheinander, z. B. mittels eines Schieberegisters, an die gemeinsame Leitung 6 angeschaltet. Die zeitliche Folge dieser Anschaltung ergibt dann an den Ausgängen der Leitungen 7 bis 9 ein Kriterium für die Entfernung des jeweils erfaßten Zieles. Um zu einer Festzeichenunterdrückung zu gelangen, sind sogenannte Festzeichenfilter 7b, 8b, 9b usw. in die Abzweigleitungen 7 bis 9 eingefügt, denen Verstärker 7c, 8c, 9c nachgeschaltet sein können. Am Ausgang dieser Verstärker tritt somit nur dann ein Signal auf, wenn ein Bewegtziel von der Antenne erfaßt worden ist und dadurch eine Dopplerverschiebung des empfangenen Signals verursacht wurde. Einer Gruppe derartiger Entfernungstore bzw. Entfernungskanäle ist jeweils ein Frequenzmesser 11 nachgeschaltet, der mittels einer Schalteinrichtung 12 periodisch an diese Gruppe von Entfernungskanälen angeschaltet wird. Dabei muß die Zahl der Entfernungstore pro Frequenzmesser so gewählt werden, daß innerhalb der Zielüberstreichungszeit bzw. der Zeit, in der sich die Antenne um die Halbwertsbreite weiterdreht, sämtliche zugehörigen Kanäle gemessen werden können. Im Ausführungsbeispiel sind die Abzweigleitungen einer weiteren Gruppe von Entfernungstoren mit 7', 8', 9' usw. bezeichnet und werden über einen Schalter 12' zu einer weiteren Frequenzmeßeinrichtung 1Γ geführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rundsicht-Radargerät zur Entfernungs- und zusätzlichen Geschwindigkeitsbestimmung von Bewegtzielen auf Grund einer der Zielgeschwindigkeit proportionalen Dopplerfrequenzverschiebung und unter Verwendung von mit Festzeichenfütern versehenen Entfernungskanälen, die einzeln in zeitlich festgelegter Folge nacheinander an eine das ι ο Empfangssignal führende Leitung angeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Erfassung des gesamten zu messenden Entfernungsbereiches benötigten Entfernungstore in mehrere Gruppen (7,8,9; 7', 8', 9') zusammengefaßt sind, ι von denen jede Gruppe einem Teil des gesamten Entfernungsbereiches zugeordnet ist, und daß für jeweils eine Gruppe von Entfernungstoren ein Frequenzmesser (11, 11') vorgesehen ist, der innerhalb des Zeitraumes, in welchem sich ein Ziel im rotierenden Strahlungsfeld der Antenne (1) befindet, nacheinander an alle Entfernungstore der Gruppe angeschaltet wird.

2. Rundsicht-Radargerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Erfassung des gesamten zu messenden Entfernungsbereiches benötigten Entfernungstore in mehrere Gruppen (7, 8, 9; 7', 8', 9) zusammengefaßt sind, von denen jede Gruppe einem Teil des gesamten Entfernungsbereichs zugeordnet ist, daß nur jeweils einer der Gruppen von Entfernungstoren ein Frequenzmesser zugeordnet ist, der innerhalb des Zeitraums einer ersten Antennenumdrehung, in welchem sich ein Ziel im rotierenden Strahlungsfeld der Antenne (1) befindet, nacheinander an alle Entfernungstore dieser Gruppe angeschaltet wird, und daß fortlaufend bei den nächsten Umdrehungen der Antenne der Frequenzmesser an die übrigen Gruppen von Entfernungstoren angeschlossen wird.

3. Radargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitraum so gewählt ist, daß er in der Größenordnung der von der rotierenden Antenne zur Überstreichung der Halbwertsbreite der Strahlungscharakteristik benötigten Zeit liegt.

4. Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung von einem Entfernungstorausgang zum anderen periodisch vorgenommen ist.

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