DE1766674A1

DE1766674A1 - Vorrichtung zur Ortung einer Bewegung mittels des Doppler-Effektes

Info

Publication number: DE1766674A1
Application number: DE19681766674
Authority: DE
Inventors: Bloice John Anthony
Original assignee: MEMCO ELECTRONICS Ltd
Current assignee: MEMCO ELECTRONICS Ltd
Priority date: 1967-07-03
Filing date: 1968-07-03
Publication date: 1972-03-23
Also published as: DK124905B; GB1205636A; DE1766674B2; NL6809260A; DE1766674C3; US3512155A; DE1996940U

Description

Dipl.-Ing. H. B. KAHLER · Dr.-Ing. W. STARK

4-15O Krefeld · Moerser Straße 14O · Fernruf (O 21 51) 2 O4· 69

Datum:

2. JUU I3S3

Unser Zeichen:

In der Antwort bitte ongeben

Ihr Zeichen:

HBHCO LUGTED, 292 Vorton Road, Xslewortfa, Middlesex, Großbritannien .

Vorriohtung aur Ortung einer Bawegeag mittels des Doppler »Effektes

Sie Erfindung betrifft eine Vorriohtung aur Ortung bzw. Entdeokung einer Bewegung mit einer mit dem Dopplereffekt arbeitenden elektronitoben Hikrowellenvorriobtung für insbesondere Objektsicherung*- geräte od.dgl.

Hit des Doppltr-Sfftkt arbeitende elektronische Geräte werden bei Rederanlagen und zu Zweoken der Navigationshilfe benutzt. Das grundlegende Prinzip liegt darin, daß stationäre Objekte eine elektromagnetische Mikrowellenstrablung mit derselben frequenz, mit der diese ausgesandt worden ist, reflektieren, während ein bewegtes Objekt die Strahlung mit einer etwas untersobiedlioben ?requenB reflektiert, vorausgesetzt, daB dieses Objekt sieh entweder auf den Strahlungsender zu- oder von diesem fortbewegt. Diese Yrequenz«

209813/0483

Deutsche Bank AO 1O3/1525 Krefeld ■ Stadt-Sparkasse Krefeld 3O5 722 · Postscheck Essen «O55

differens swisohen der ausgesandten und dor reflektierten elektromagnetischen Strahlung wird als Doppler-ffrequens bezeichnet und kenn mittels eine· hochwertigen und empfindlichen Meßinstrumentes dasu benutzt werden, die Entfernung, die Geschwindigkeit und die Riohtung dee bewegten Objektes relativ eu» Sender feataustellen. Andererseits kenn natürlioh bei bewegten Sender mittels des Safpler~Sffektes eine genaue Messung der Oeaohwindigkeit des Senders anhand der Beflektlon der Mikrowellenstrahlung Ton stationären Objekten festgestellt werden*

Pie bekannten neon dem Doppler-Prinzip arbeitenden Vorrichtungen sind Jedoch sehr teuer und finden daher neben dar Verwendung für Terteldlgungsaweoke und kostenaufwendige sivile Navigationeauerüetungea, wie beispielsweise in modernen Baseagierflugaeigtn, kaua oder Überhaupt keine Anwendung.

Die Erfindung hat sioh die 8ohaffuag einer relativ preiswerten Vorrichtung sur Ortung einer Bewegung oder einer rorher bestinatan Oeeobwindigkeit mittels des Doppler-Bffektee sur Aufgabe gesetst*.

Die erfiadungsgesjässe elektronische Vorrichtung sur Entdeckung einer Bewegung mittels des Doppler-Bffektee umfasst einen Sender für den I-Band-Bereioh, der mit einer entsprechen* dem gewttnsohten Strahlungsbereich gestalteten, mikrowellenausstrahlenden Antenne versehen ist) einen I-Band-empfänger, dessen Antenne von dtr Sendeione getrennt ist und dar mit einer Diode« auf die die

209813/0483 ^^D original

▼on der Impfängerantenne aufgenommene reflektierte Strahlung auf trifft. Weiterhin sind Mittel vorgesehen, mittels derer ein auareiohender Seil der Übertragenden Mikrowellenenergie direkt vom Sender auf die Diode geleitet wird« und ewar derart, defl die Diode leitfähig gehalten wird, eo daß sie sioh gleichzeitig ali Mieehglied und als Empfänger für die einfallende Strahlung bei unteraohiedliohen Frequenzen verhält*· Am Diodenauegang ist ein BandpaBveratärker vorgesehen, duroh den lediglich ein bestimmter Bereich der am Diodenausgang auftretenden Doppler-?requenaen durchgelassen wird. Weiterhin ist der Verstärker erfindungsgemttss mit einem elektrischen Schaltkreis verbunden, wobei ewei Signalmöglichkeiten vorgesehen sind, und swar sind entweder Dopplerfrequensen in dem ausgewählten Jrequexusbereioh vorhanden oder nicht. Auf diese Weise kann die Vorrichtung zur Anzeige der Bewegung eines reflektierenden Objektes entweder auf den Sender hin oder von dem Sender weg dienen, fall· dieses Objekt in der von dem Empfänger erfassten Strahlungsriohtung liegt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann preiswert hergestellt werden, da keine ausgeklügelten Mikrowellenrohrleitungen erforderlich sind· Bs sei noch darauf hingewiesen, daß die erflndungsgemässt Vorrichtung sowohl auf Bewegungen in der Strahlungerichtung anaprioht,als auoh fähig ist, die Ossohwindigksit von Bewegungen oberhalb »der unterhalb eines bestimmten Wertes ansuseigen. Die meisten für den sivilen Bereich interessanten Anwendungen srfordern jedoch lediglich die Erfassung einer Bewegung in einem be-

209813/0483

stimmten Bereich oder an einem bestimmten Platz. Da !«'Band-Strahlung relativ einfach als Richtetrahlung ausgasendt werden kann, stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung dar, die mit relativ niedrigen Kosten zu erstellen lot.

Sine Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemässen Vorrichtung liegt im Bereich der Sicherheit. Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung kann beispielsweise ein Strahlungsvorhang durch einen Geldschrank oder duroh einen Raumzugang gelegt werden, so das unerwünschte Sindringlinge entdeckt werden können. Obgleich die erfindungsgemäase Vorrichtung theoretisch nicht auf reflektierendes Objekt ansprioht, das sich rechtwinklig zu der Strahlungsrlohtung bewegt, reicht in der Praxis doch die I)Iativbewegung des reflektierenden Teil· einer den Strahlungsgürtel durchquerenden Person aua, um die erfindungsgemässe Vorrichtung ansprechen zu lassen. Für diesen Fall wird zweokmäasigerweise die untere Frequenz des vorher bestimmten Frequenzbereiches gewählt. Die von dem Bandpaftverstärker übertragenen Frequenzen liegen für den Fall, dafl die Vorrichtung einen Sohutzsohleier gegen Sindringlinge bildet, vorzugsweise in der Größenordnung von 1 bis 5o Hz. Die untere Frequenzbegrenzung verhindert, daß die Vorrichtung von elektrischen Spannungssohwankungen abhängig ist, und die obere Frequcnsbegrenzung verhindert, 4*0 die Vorrichtung auf sohnellbewegliohe Objekte, die, wie beispielsweise ein fliegendes Insekt, den Strahlungevorhang durchqueren tollten, anspricht.

209813/0483

BAD

SSweekmässigerweise iat der Sender ale din derart gestaltete* Horn ausgebildet, daS elektromagnetisohs Strahlung der gewttnsehten ?ora ausgesandt werden kenn. Sin aweiteß Born, das neben dem Sendehom angeordnet und ähnlich gestaltet und gerichtet ist, dient sweckmlssigerweise sum Empfang der reflektierten Strahlung und ist gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung in desselben (Jt haue θ wie der Sender angebracht. Die Empfänger-Diode kann dann ia Brennpunkt des !apfängeifctrns angebracht werden. Die Verwendung von awei Hörnern anstatt einer eineigen Antenne als Sender und Smpfänger, wie es bei Doj$3.er-Hadar-Anlagen üblieh ist, bietet wesentliche Torteile. Die Benutzung ran swei Körnern vermeidet die Hotwendigkeit einer ausgeklügelten fiiohtungskupplung oder Vreohseleohaltung, die bei Mikrowellenrohrleitungen swangsläufig einen kftstenintensiven Seil der Anordnung bilden. Wenn auseerdem die Kupplung oder die Weohselsohaltung nioht sehr sorgfältig hergestellt worden ist, wird ein Seil des ausgestrahlten Signals direkt vom Empfänger aufgenommen und geht somit verloren. Andererseits wird ein Teil der reflektierten Strahlungsenergie völlig nutsloa direkt in den Sendekreis gestrahlt. Duron die Bentttsung von swei getrennten Antennen wird diese Schwierigkeit vermieden.

Der I-Band-frequenzbereioh hat den Torteil, dad eine entsprechende Strahlung in hohem Mefle von dtn meisten Gegenständen abgesohwäoht wird, so dad die Gefahr eines Entweionens von Strahlung aus einem geschlossenen Baum, in dem die Vorrichtung angeordnet 1st, nur sehr gering ist. Der bevorzugte frequensbereioh für die Vorrichtung liegt bei 1o5oo NBZ mit finer Ab-

209813/0483

we lohung von plus oder minus 24· HHz. Biese Frequenz wird bereits durch ein Stück Pappe derart geschwächt, daß die Vorrichtung auf eine möglicherweise vorhandene Interferenzstrahlung Ton außen, die andernfalls den Baum durchdringen könnte, nicht anspricht.

Der Sendeoszillator enthält vorzugsweise eine Gunn-Diode, die zweckmäSigerweise derart angebracht ist, daβ ihre Auagangsflonde in dem rückwärtigen Teil des Sendehorns für die Mikrowjiilenstrahlung vorsteht. Auf diese Weise wird eine direkte Verbindung der Mikrowllenenergie mit dem Sender hergestellt. Bine andere Möglichkeit besteht darin, daß für den Sender ein aus einem Klystronventil bestehender Oszillator anstellt einer Gunn-Diode verwendet wird· In diesem Pail wird der Hystronauagang vorzugsweise über eine Sonde, deren eines Ende mit der Ausgangehöhlung des Klystrons verbunden ist und deren anderes finde in das Horn hineinragt, in den Sender geleitet. Die stehenden Wellen und anderen unerwünschten Erscheinungen» die durch eine derartige Anordnung produziert werden, stören die erfindungagemäße Torrichtung nicht, da die Anordnung lediglich auf eine Ja/Hein-Antwort in einem schmalen Bereich ausgelegt ist, für den eine Auegangsenergie von nur 20 Milliwatt in der Regel ausreichend ist.

Vorzugsweise 1st in dem an den BandpaAverstärker angeschlossenen Schaltkreis ein Integrator vorgesehen, Dieser Integrator dient dazu, die Erzeugung eines die Anwesenheit eines Eindringlinge meldenden Signals auszulösen, wenn ein empfangenes und eine vorher bestimmte Zeit lang integriertes Signal eine Signal-

209813/0483

höhe zur Folge hat, die einen vorher eingestellten, veränderbaren Wert überschreitet. Auf diese Weise beeinflussen irgendwelche Signale kurzer Sauer, die unrichtigerweise die Entdeckung eines Eindringlinges in den Raum simulieren könnten, die Torrichtung nicht, da sie den Integrator nicht passieren.

In diesem Zusammenhang sollte die Bedeutung der getrennten Sende- und EapXa*. jaeinrichtung nicht ausser acht gelassen wer- £ den.. Würde für Sender und Sapfänger eine einzige Antenne benutstt, dann würde ein durch die Antennenöffnung fliegendes oder sieh auf der Frontplatte bewegendes Insekt ein sehr starkes Signal erzeugen, da das Insekt sich in grosser Hähe und auch in dem Feld des Senders und der Antenne befindet. Da erfindungsgemäss getrennte Sende- und Eapfängerzonen verwendet werden, kann weder ein Insekt noch ein anderes kleines Objekt gleichzeitig so nahe zwischen die beiden Felder geraten, daß der Strahl umgelenkt wird. Wenn dies Insekt jedoch in diesen Be- , reich kommen sollte, ist die Entfernung so groß, dad das Insekt nicht geortet wird·

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben· Es zeigent

Flg. 1 die Ansicht «Ines Objektsichenmgegerätes in Explosionsdarstellung;

VIg. 2 dl« Rückansicht der Jrontplatte dee Oehteses; flg. 3 «Inen Schnitt gemäse der Linie III-III J* 71g· 2; 71g. 4 einen Sobmltt durch den

Ossilator, dessen AnorcLnvne in Pia;. J im Aufriss 209813/0483

gezeigt ist;

Pig. 5 ein Blockschaltbild der wesentlichen Teil der elektrischen Anordnung.

In einem Gehäuse 1 ist ein als Diebstahlsicherung vorgesehenes Objektsicherungsgerät angeordnet. Die· Anordnung weist ein Gehäuse 2 aus gegossenem Aluminium mit einer offenen Vorderseite auf» die normalerweise mittels einer Frontplatte 3 geschlossen ist. Diese Prontplatte 3 wird mittels durch seitliche Öffnungen in der Prontplatte geführten und in innerhalb des Gehäuses 2 vorgesehenen Oesen befestigten selbsthemmenden Schrauben 4 ge» halten. Mittels eines Winkels 6 kann das Gehäuse in einer solchen Stellung angebracht werden, daß die Strahlung den Zugangsweg zu einem au schützenden Objekt, wie beispielsweise einem Tresor, der durch diese Strahlung vor Einbrechern geschützt werden soll, erfasst.

An der Prontplatte 3 1st auf der Rückseite horizontal eine Platte 7 angeformt, an der wiederum zwei Strahlungshöraer 8 und angegossen sind. Das Horn 8 dient zur Ausstrahlung für einen X-Band-Sender, während das Horn 9 eine Smpfangsantenne für einen in des Gehäuse 2 angeordneten» In Pig. 1 nicht dargestellten X-Band-Empfanger bildet. Sine X-Band-Strahlung umfasst bekanntlich dae Prequenzapektrum von 8000 bis 12ooo HHz.

Die Hörner 8 und 9* die Platte 7 und die Prontplatte 3 sind in einem Stück «us Aluminium gegossen, wobei diese Anordnung mit Offnungen 1o tsur Kühlluftzufuhr in dae Gehäuse 2 versehen let. Diese Öffnungen dienen dazu, die elektrischen Bauteile zu

BAD ORIGINAL

209813/0483

kühlen. Im oberen rückwärtigen Seil des Sendehorns 3 ist ein ausschraubbarer Bolzen 11 vorgesehen, an dessen Stelle in bekannter Welse zur Anpassung der Sendeantenne etwa im Brennpunkt des Sendehorns 8 ein (nicht dargestellter) Viertelwellenstab angeordnet sein kann. Das Horn 9 ist ebenfalls an seiner Oberseite mit einer durch eine Klammer 12 abgedeckten öffnung versehen, wobei eine feder vorgesehen ist, die eine Empfänger-Diode (in Figur 1 nicht gezeigt) innerhalb des Empfängerhorrs im Brennpunkt hält.

Sie Rückseite der frontplatte 3 ist in figur 2 dargestellt. Auf dieser ist der gesamte Sende- und Empfängerkreis sowie eine Klemmenanordnung 13 befestigt, über den die Energieversorgung der Anordnung erfolgt. Die elektrische Energiezufuhr der gesamten Anordnung erfolgt über ein entsprechend abgeschirmtes Kabel, das durch eine öffnung (nicht dargestellt) in der Rückwand des Gehäuses 2 in das Gehäuse geführt ist. An der Klemmenanordnung 13 sind außerdem Anschlüsse für Signalgeräte (Alarmgeräte) vorgesehen.

Auf einer an sloh von der Platte 7 erstreckenden Bolzen 16 angeschraubten Montageplatte 15 sind die elektronischen Bestandteile des Empfängerteiles mit Ausnahme einer gestrichelt dargestellten und innerhalb des Empfängerhorns im Brennpunkt angeordneten Misoh-Diode 8 angebracht· Sie Empfänger-Diode ist von der Unterseite der Platte 7 her duroh ein Bohrloch in daa Horn eingeführt. Dieses Bohrloch 1st mittels einer Schraube 19 verschlossen, die die Diode 18 elastisch naob oben drückt, wodurch an einem finde ein guter elektrischer Kerntak

209813/0483

- ίο -

mit einer an der Unterseite der Klammer 12 vorgesehenen elastischen Feder 20 ersielt wird.

Wie aus figur 2 klar zu entnehmen ist, sind die Ventilationsöffnungen 10 mittels Schutzgittern 21 abgedeckt. Unterhalb der Platte 7 ist ein kurzes Stück Koaxialkabel 22 Torgesehen, dessen Enden jeweils nach oben in das Sendahorn 8 bzw· das Empfangshorn 9 ragen. Auf diese Weise wird die Diode 18 in einem leitfähigen oder "gepumpten" Zustand gehalten.

Figur 3 zeigt eine Sohnittdarstellüng durch das Sendehorn. Sie X-Band-Strahlung wird in einer Gunn-Dioden-OsziRatöranordnung 25 erzeugt. Diese Anordnung steht mit dem Sendehorn 8 Über einen Viertelwellenstab 26 in Verbindung. Zwischen dem Stab 26 und der vorderen öffnung des Sondeborns 8 ist als Vorsprung 27 der Kern des Koaxialkabels 22 angeordnet, über das ein Teil der Strahlung direkt in das Euipfängerhorn geleitet wird· Die Oszilatüranordnung 25 wird mittels eines bei 29 an der Unterseite der Platte 7 angeschraubten Aluminiumwinkeis 28 gehalten. Eine dünne Schicht Isoliermaterial 30

:..■■■■ ■ '+)
(PTPE-Material) isoliert den Winkel 28 von dem aus Aluminiumguß bestehenden Material der Platte 7. Weiterhin ist das Gewinder der Schraube 29 ringförmig mit Isoliermaterial 31 (PTKB-Material) uageben« Mittels einer zweiten dünnen Schicht von Isoliermaterial 22 wird der Winkel 28 von dem übrigen Teil der Öszilatoranordnung und den xäÜiven Ende 33 der Öuna-Diode isoliert gehalten. Dieses positive Ende erstreckt slab durch den Winkel 28, um die Zufuhr einer elektrischen

im - pittn^^

Spannung von 9 Volt zu ermöglichen«, Eaβ andere Sude der Gunn-Dioda ist mit einer Hasseleitung 34 verbunden.

In Figur 4 ist die Gunn-Moden-Anordnung detailliert dargestellt. Sie Gunn-Diode (Halbleiter-Oszillator-Element niedriger Leistung) selbst 1st mit 40 bezeichnet und in einer in einem aus Aluminium bestehenden und an dem Winkel 28 befestigten Gehäuse Torgesehenen Resonanzhöhlung 41 angebracht. Sie Diode 40 ist zwischen dem positiven Ende 33 und einer die negative Kieme bildenden Kupferstange 44 eingeklemmt· Das der Diode 40 abgewand liegende Ende der Stange 44 ist im Hittelpunkt einer aus elastischem Kupfer bestehenden und mit einem Ende zwischen einer Endplatte 46 eingeklemmten und mit dem anderen Ende bei 47 am biegsamen Membran 45 befestigt. Durch die Membram wird eine thermische Ausdehnung und Kontraktion der mit der Diode 40 verbundenen Teile ermöglicht, so daß diese durch thermische Einflüsse nicht in unzulässiger Weise belastet wird.

Die Resonanzhöhlung 41 der Gunn-Diodä ist mittels einer Schleife 50 angezapft. Diese Schleife 50 erstreckt sich durch eine Kunststoffschraube 51 und stellt eine Verbindung mit dem Viertelwellenstab 26 dar, der somit Strahlungsenergie in den Sender 8 liefert· Die Schraube 51 selbst weist la Inneren ein Schraubgewinde auf, in das eine Schraube 53 eingeschraubt ist» Diese Schraube 53 kann gedreht werden, um somit die Stellung der Sohlelfe 50 in der Resonanahöhlung 41 zur Erzielung einer optimalen Strahlungeübertragung zn verändern.

Der mit einem Alarmgerät verbundene elektrische Schaltkreis 1st

209813/0483

- 12 in schematischor Blockdarstellung in Figur 5 gezeigt.

Sie durch die Antenne 9 empfangene einfallende Strahlung wird von der Misoh-Diode 18 aufgenommen. Diese Misch-Diode 18 ist ; durch direkt von der Sendeantenne 8 über Koaxialkabel 22 geleitete Strahlung in leitfähigem Zustand. Her Ausgang der Diode wird über einen Frequenzen in der Größenordnung von 50 Hs und weniger übertragenden Tiefpaßfilter 60 in. einen hochempfindlichen Verstärker 61 geleitet· Der Terstärker 61 weist einen Schwingkreis 62 auf» der die höheren Frequenzen wiederum dem Verstärkereingang zuleitet. Die Frequenzen werden also effektiv am 7erstärkerausgang unterdrückt. Die niedrigeren Frequenzen bis etwa 50 od#r 60 He werden dann einem Hochpaßfilter 63 zugeleitet, der äjigr Doppler-Frequenzen von weniger als 1 Hz absohneidet. Der Ausgang des Hoohpaßfliters 6]5 ist mit einem einen Alarm-* generator $5 auslösenden Integrator 64 verbunden. Alarm wird ausgelöst, wenn die in der Größenordnung von 1 bis 50 Hz liegend^n JDöpplerfrequenzen eine bestimmte vorher bestimmbare Zeit lang, beispielsweise 3 Sekunden, aufrechterhalten bleiben.

Mittels einer Spannungequelle 66 wird der Ounn-Diode, dem Al^regenerator und dem Terstärker 61 elektrische Energie zugeführt. Der Alarmgenerator 1st so angeordnet, daβ für den Fall, daß eine elektrische Energiezuführung zu der Vorrichtung unterbrochen wird, au$9fcfitleoh ein Alarmsignal gegeben wird.

Die !Beschriebene Torrlohtang arbeitet in folgender WeHe. Sobald dit Torrichtung eingeschaltet wird» erzeugt der Oszillator

209813/0483 original inspected

1766874

eine Σ-Bsnd-Strahlung von 10 500 MHz alt einer Ausgangsleistung von etwa 20 Milliwatt. Diese Strahlung wird durch den Sender 8 in form eines unsichtbaren weiten Strahlungevorhanges, der vollkommen den einstig möglichen Zugang, eines beispielsweise au schützenden Sreseors durchsetzt, ausgestrahlt.

Ein Teil der in den.Sender 8 geleiteten Strahlung wird über das Koaxialkabel 22 abgezweigt und direkt Jüi den Empfänger 9 geleitet, wo sie sich mit der einfallenden reflektierten Strahlung mischt. Wenn die reflektierte Strahlung von stationären Objekten im Strahlungsbereich des Senders stammt, weist diese die gleiche Frequenz .auf·

Unter normalen Bedingungen wäre die empfangene reflektierte Energie nicht zur Erzielung der Leitfähigkeit der Diode 18 ausreichend, es sei denn, die ausgestrahlte Sendeenergie wäre relativ hoch. Die direkte Zuführung von Strahlungsenergie über das Koaxialkabel 22 in dem Empfänger 9 hat jedoch eine konstante Strahlungsintensität im Smpfängerhora 9 zur folge, durch die die Diode 18 in leitfähigem Zustand gehalten wird. Dieser Zustand einer Hisoh-Diode ist allgemein als "gepumpter" Zustand bekannt. .

falls in den Strahlungsgang kein eich bewegendes Objekt vorhanden ist, entsprechen die von der Diode 18 empfangenen frequeneen den durch den Sender ausgestrahlten Prequeneen, di· somit eämtlloh durch den Tiefpaßfilter 60 gestoppt werden·

209813/0*83

-H-

Den Hocfapaßverstärker erreicht somit kein Signal und der Alarmgenerator bleibt ruhig.

Gelangt jedoch ein durch die Bezugsziffer 100 dargestelltes bewegliches Objekt in den Strahlungsbereich des Senders 8, wird ein Xeil der Strahlung mit einer Doppler-Frequens in den Empfänger 9 reflektiert. Diese Doppler-Frequenz entspricht fx - fo, wobei fx die von dem Oszillator ausgestrahlte X-Band-Strahlung und fo die Relativbewegung des Objektes 100 in Richtung oder entgegen der Richtung des Empfängers 9 darstellt. Bei einer Strahlung im X-Band-Bereich hat eine Bewegung des Objektes 100 mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,6 km/h einen Frequenzunterschied von 30 Hz in der im Empfänger 9 empfangenen reflektierten frequenz zur Folge. Obwohl diese Doppler-Frequens einen sehr kleinen XeIl der empfangenen Strahlung darstellt, wird diese trotzdem von der Miaoh-Diode 18 geortet, da diese sich bereits in einem leitfähigen Zustand befindet· Die Doppier-Frequenz wird mit den anderen Frequenzen dem Hochpaßfilter zugeführt und von dort dem Verstärker 61 zugeleitet, da ihre Frequenz

als
niedriger liegt, /die obere Grenze des Hochpaßfliters, die bei 30 Hs liegt.

Der Verstärker 61 ist hochempfindlich und verstärkt selektiv Frequenzen unter 50 Hs₉ so daß demgemäß ein starkes Ausgangseigaal entsprechend 30 Hs am Ausgang des Verstärkers 61 erhalten wird. Dieses Signal wird durch den Sohwinkreie 62 nicht unterdrückt, da die kapazitive Masseverbindung das Schwingkreises 62 als Beipafl wirkt.

BAD ORIGINAL

209813/0483

Es sei noch darauf hingewiesen, daB siiaätzlich. zu der am Ausgang des Verstärkers 61 erscheinenden Freguana von 3D Hz auch niedrigere Frequenzen auftreten, da unterschiedliche Seile dee Objektes 100 sich mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlich« kelt zu unterschiedlichen Seiten «it unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegen. Der HochpaSfilter 63 verhindert, daß Frequenzen von weniger als 1 He in den Integrationskrois 63 übertragen werden, so daß geringe zyklisch auftretende elektrische Spannungsschwankungen, die mit Frequenzen von weniger als 1 He auftreten, nicht zu einem Fehlansprechen der Anordnung und damit zu einem Falschalarm führen.

Der Integrator 64 integriert den Ausgang des HochpaSfliters 63« Aufgrund der hohen Empfindlichkeit des Verstärkers 61 und eines verbundenen Amplitudenbegrenzungskreises weisen die von dem Integrator 64 empfangenen Frequenzen in etwa stets diügleiche Amplitude auf. Die Höhe des Ausgangs das Integrators 64 1st daher eine Funktion der Zeit, in der die zwischen 1 und 40 Bz liegenden Doppler-Frequenzen empfangen werden· Diese 2SeIt kann nach Wunach derart eingestellt werden, daß die dem Alarmgenerator 65 gelieferte Ausgangshöhe nur dann «inen vorher bestimmten Schwellwert überschreitet, wenn die Doppler-Frequezusen kontinuierlich eine bestimmte Zeit laug, beispielsweise eine Sekunde, empfangen werden« Da der Alarmgenerator 65 lediglich für eine einfache Ja/Nein-Antwort ausgelegt sein braucht, kann dieser einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweisen«

DIt beschriebene Anordnung weist viele Torteile auf· Sie ist eimfaoh in ihren Aufbau und nutst dennoch den Doppler«

209813/0483

Effekt aus, ohne daß ein kostenaufwendiger Zeitmeß-Kreis notwendig ist. Die Anordnung ist funktionssicher, spricht aber nicht auf relativ schnell bewegliche Objekte, wie etwa fliegende Insekten, die von Zeit zu Zeit den Strahlungsgürtel durchqueren könnten, an. Sie Geschwindigkeit eines fliegenden Insektes 1st wesentlich größer als die Geschwindigkeit eines Eindringlinges 'IMebod. dgl.)» und seine Fläche ist wesentlich kleiner. Durch entsprechende Einstellung der Verstärkung des Verstärkers 61, der Frequenzcharakteristiken der Filter 60 und 63t des Schwingkreises 62 und der Zeiteinstellung dos Integrators 64» kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vollkommen unempfindlich gegenüber relativ kleinen Objekten gemacht werden, während gegenüber relativ großen Objekten, die sich mit der erwarteten Geschwindigkeit etwa eines Eindringlings bewegen, eine hohe Anspreohgenauigkelt gegeben ist.

Gem&S einer weiteren Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, daß der Sendeoszillator ein auf I-Eand Frequenzen eingestelltes Reflexklystron enthält. Dies macht natürlich einen Stabilisatorkreis für das Klystron erforderlich, der bei der Verwendung eines Gunn-Ob β ilia tors nicht notwendig ist. In jeder anderen Hinsicht entrtpvioht die nit einem Sender mit einem CLyetron-OeBll^nKfor versehene Vorrichtung der oben beschriebenen und mit einem Ounn-Osaillator versehenen Vorrichtung.

Obwohl die als Ausführungebeiepiel beschriebene Vorrichtung

209813/0483

ein Objektsicherungagerät darstellt, kann natürlich die erfindungegemäße Vorrichtung auch zu anderen Zwecken verwendet werden» beispielsweise zur Anzeige, ob auf einer Straße fahrende Kraftfahrzeuge mit einer Geschwindigkeit oberhalb oder unterhalb eines bestimmten Wertes fahren· Dieser bestimmte Schwellwert wird durch die durch den Tiefpaß und den HochpaS Übertragenen Frequenzen bestimmt« Durch entsprechende Einstellung der Eigenschaften dieser Filter können verschiedene Doppler-Frequenzen vorgesehen sein· Auf diese Weise haben eine bestimmte Geschwindigkeit überschreitende Fahrzeuge ein sofortiges Signal zur Folge, welches eine Hupe oder etwa eine Eametera zum Fotografieren des Fahrzeuges auslöst. Daraus erhellt» daß die erfindungsgemäße Vorrichtung einen weiteren Anwendungsbereich hat als lediglich die Verwendung als Objektsicherungsgerät und somit überall da benutzt werden kann, wo die Anzeige der relativen Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objektes erforderlich ist und dieses Objekt sich in einem von der Strahlung erfaßten Bereioh bis au etwa 400 m, vorzugsweise in der Größenordnung von 45 », bewegt.

209813/0483

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung but Ortung einer Bewegung mittels des Doppler-Effektes, mit einem X-Band-Sender zur Ausstrahlung elektromagnetischer Energie, einem X-Band-Empfanger sum Empfang der reflektierten Strahlung* einer Miacb-Diode im Empfänger» auf die die reflektierte Strahlung geleitet wird, einem mit dem Diodenauegang verbundenen Doppler-Prequenz-Terstärkerkreis und einem vom Ausgang dee Yerstärkerkreisea abhängigen Ausgangßsignalgenerator, dadurch gekennzeichnet, daß über eine direkte Verbindung (22) ein Seil der Senderstrahlung zur Aufrechterhaltung der Leitfähigkeit der Diode (18) in den Empfänger geleitet wird und für den Sender und Empfänger getrennte Bereiche (8, 9) vorgesehen sind.

2« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Poppler-Verstärkerkreis einen hochempfindlichen degenerativen Verstärker (61, 62) enthält, der eingangsseitig über einen Tiefpaß (6P) mit der Mieoh-Diode und ausgangsseitig über einen Hoohpafl (63) alt dem Auegangekreie verbunden 1st.

3« Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenneeichnet, daß der Ausgangskrels «inen Signalauegang (65) auslesenden Intogratorkrei· (64) enthält, wobei der Signalauegang (65) aur Anxeig· «in·« vorherbestimmten Doppler-fre^uenabereiohes, der linger «la eine vorherbeatimmte ItIt andauert» vorgesehen ist.

209813/0483

4. Torrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet» daB die Verstärker- und ffilterkreise (60, 61, 62_r 65) ao ausgelegt sind» daß lediglich Dopplerausgangsfrequenisen zwischen 1 und 50 Eb durchlässig sind*

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4t dadurch gekennzeichnet, daß der Sendebereich (8) und der Empfängerbereich (9) hornförmig gestaltet und nebeneinander in einem geschlosse nen Gehäuse (2) derart angeordnet Bind, daö lediglich ihre Öffnungen nach außen weisen«

6. Torrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) eine Frontplatte (3) aufweist, in der das Sende« und Empfangshora (8, 9) aus eine« Stück alt einem Seil (7) aus elektrisch leitfähigem Material beisteht und das Innere des Gehäuses dadurch aus srwtsi Bereichen besteht; wobei der erste Bereich die Antennenanordnimgsci vud d#» ew@ite Bereich den auf der Trontplatte angebrachten Blekironikteil enthält.

7. Torrichtung Ikcn einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennaeichnet, das der Sendeoszillator eine dunn-Diode (25) enthält, die innerhalb dee »weiten Oehäuseberelohes angeordnet ist.

209813/0483