DE1952103C3 - Radarsystem mit zwei Sende-Emptangs-Vorrichtungen zur dreidimensionalen Zielpositionsbestimmung - Google Patents

Radarsystem mit zwei Sende-Emptangs-Vorrichtungen zur dreidimensionalen Zielpositionsbestimmung

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DE1952103C3
DE1952103C3 DE19691952103 DE1952103A DE1952103C3 DE 1952103 C3 DE1952103 C3 DE 1952103C3 DE 19691952103 DE19691952103 DE 19691952103 DE 1952103 A DE1952103 A DE 1952103A DE 1952103 C3 DE1952103 C3 DE 1952103C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Radarsystem zur dreidimensionalen Zielpositionsbestimmung mit einer ständig wirksamen ersten Sende-Empfangs-Vorrichtung und einer zugehörigen, kontinuierlich um eine im wesentlichen vertikale Achse drehenden, in der zur Drehebene senkrechten Richtung nur schwach bündelnden Antenne zur Bestimmung der ersten Winkelkoordinate und der Entfernung und mit einer zweiten Sende-Empfangs-Vorrichtung mit einer zugehörigen, sich synchron mit der ersten Antenne drehenden, allseitig scharf bündelnden Antenne, die mittels einer Steuereinheit elektronisch in der zur Drehebene senkrechten Richtung schwenkbar ist, zur Bestimmung der zweiten Winkelkoordinate eines mit der ersten Sende-Empfangs-Vorrichtung erfaßten Ziels, wobei eine Vorrichtung vorgesehen ist, die ansprechend auf bestimmte, durch die erste Sende-Empfangs-Vorrichtung empfangene Zielsignale den Sender der zweiten Sende-Empfangs-Vorrichtung freigibt, um eine Abtastung in der das erfaßte Ziel enthaltenden Bündelebene der ersten Antenne auszuführen.
Radarsysteme vorerwähnter Art sind z. B. aus der US-Patentschrift 33 28 797 ( = DT-AS 12 77 950) bekannt; sie haben jedoch bestimmte Nachteile, welche die Verwendungsmöglichkeit beschränken. Diese Art von Radarsystem hat z. B. den Nachteil, daß gegensätzliche Forderungen erfüllt werden müssen, da die Radarantennen sich einerseits schnell drehen müssen, um die erforderliche Informationsdichte zu erzielen, während sie sich andererseits langsam drehen sollen, um den nach jeder von der zweiten Antenne durchgeführten Abtastung auftretenden Schattensektor in vertretbaren Grenzen zu halten. Außerdem sind die bei diesen Radarsystemen anzuwendenden Antennen verhältnismäßig groß und schwer, während sie unter bestimmien Verhältnissen, insbesondere bei Verwendung an Bord von Schiffen, stabilisiert werden müssen, wodurch das Gewicht wesentlich erhöht wird.
Die Erfindung bezweckt, ein Radarsystem eingangs erwähnter Art zu schaffen, das eine besonders günstige Kompromißlösung der vorerwähnten gegensätzlichen
i&irderungen ermöglicht und bei dem außerdem ein ||®Vgnnenstabilisierungs5ystem vollkommen überflüssig
ι aer Erfindung sind zu diesem Zweck bei einem hen Radarsystem die beiden Antennen so zaeinan- 5 Mer angeordnet, daß die Abtastebene Ccr zweiten ^Intense - wenigstens nahezu - planparallel mit der ί ir^nde'lebene der ersten Antenne verläuft, und die
«^richtung und die Steuereinheit so ausgebildet, daß
I Abtastung innerhalb eines einzigen Sendeimpulses 10
«folgt Letzteres ist an sich z.B. aus der DT-AS
1183 144 bekannt.
] Die Erfindung und ihre Vorteile werden an Hand der
Reuren näher erläutert, von denen
ν Fig 1 im Blockschaltbild eine Ausführungsform des 15
Radarsystems nach der Erfindung und
Fig 2 und 3 eine Anzahl von Zeitdiagrammen zur
Erläuterung der Wirkungsweise des Radarsystems nach
Obgleich es für die gute Wirkungsweise des 20 Radarsystems nach der Erfindung keineswegs wesentlich ist daß die Antennendrehebene stets horizontal verläuft, wird in der nachfolgenden Beschreibung einfachheitshalber angenommen, daß die Antennendrehebene eine horizontale Lage einnimmt, da die Antennendrehung dann im Azimut und die Abtastung Vn Höhenwinkel erfolgen und die Winkelkoordinaten somit mit den üblichen Bezeichnungen Azimut- und Höhenwinkel angegeben werden können.
Es sei jedoch nachdrücklich darauf hingewiesen, daß beim Weglassen der Antennenstabilisierung auf Schiffen die gemessenen Azimut- und Höhenwinkelwerte eine von den momentanen Stampf- und Schlingerwinkeln abhängige Abweichung gegenüber den wirklichen Azimut- und Höhenwinkelwerten aufweisen, ohne daß die im folgenden zu beschreibende Wirkungsweise beeinflußt wird. Für eine etwaige weitere Verarbeitung der Zieldaten können die wirklichen Azimut- und Höhenwinkelwerte durch eine Korrekturberechnung ermittelt werden.
In der Ausführungsform nach F i g. 1 bezeichnet 1 eine erste Sende-Empfangs-Vorrichtung, deren Sender 2 und Empfänger 3 über ein Duplexgerät 4 mit einer zugehörigen Antenne 5 gekoppelt sind.
Die Konstruktion dieser Antenne ist derart, daß die SendeEmpf angs-Charakteristik höhenwinkelmäßig nur schwach gebündelt ist und z. B. einem fächerförmigen oder Cosec 2 -ähnlichen Muster entspricht. Der Azimutmotor 6 bewirkt, daß diese Antenne sich kontinuierlich um eine Drehachse 7 dreht, während sie Ausgangsimpulse des Senders 2 empfängt. Dieser Sender wird durch Synchronisierimpulse S gesteuert, die von einem Synchronisierimpulsgenerator 8 geliefert werden. Die erste Sende-Empfangs-Vorrichtung tastet somit den Raum dauernd mit einem sich drehenden, höhenwinkelmäßig gesehen breiten Bündel ab wobei die innerhalb des Meßbereichs befindlichen Ziele e.nen Teil der abgestrahlten Energie zurückwerfen. Die bei Detektion dieser Zielechos am Ausgang des Empfängers 3 auftretenden Videosignale werden über die Leitung 9 einem Sichtgerät 10 mit Panoramasch.rm 11 'zugeführt, um Azimut und Abstand dieser Ziele
D|sSystem ist weiterhin mit einer zweiten Sende^ Empfangs-Vorrichtung 12 versehen, deren Sender 13 und Empfänger 14 über ein Duplexgerät 15 mit einer zugehörigen, allseitig scharf bündelnden Antenne vAnnden sind, die synchron mit der Antenne 5 im Azimut rotiert. Zur Bestimmung des Höhenwinkels eines durch die erste Sende-Empfangs-Von ichtung 1 detektierten Ziels führt die allseitig scharf bündelnde Antenne 16 elektronisch eine Höhenwinkelabtastung durch. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die Antenne zu diesem Zweck als frequenzabhängige Antenne ausgebildet, die, wie es schematisch in der Figur dargestellt ist, durch eine Anzahl von in einer Ebene liegenden Schlitzstrahlern (Gruppenstrahlertyp) gebildet wird, die über eine dispergierende Speiseleitung gespeist werden, die sich an der Rückseite des Gruppenstrahlers befindet und somit in der Figur nicht sichtbar ist. Bekanntlich ändert sich bei dieser Art von Antennen der Bündelaustrittswinkel mit der Trägerfrequenz der der Antenne zugeführten Impulsenergie. Zum Erzeugen der für eine Abtastung erforderlichen Frequenzen ist der mit der Antenne 16 gekoppelte Sender 13 mit einer Frequenzsteuereinheit 17 versehen, die aus Kristalloszillatoren, Torschaltungen, Verstärkern, Mischstufen, Frequenzvervielfachern, Modulatoren usw. aufgebaut ist und mit deren Hilfe eine Anzahl äquidistanter Frequenzen erzeugt wird. Die während einer solchen Abtastung am Ausgang des Empfängers auftretenden Videosignale werden über die Leitung 18 dem Sichtgeräi 10 zugeführt, das mit einem Entfernung-/Höhe-Schirm 19 zur Anzeige des Höhenwinkels
versehen ist.
Außer dem erwähnten Sichtgerät zum Sichtbarmachen der Winkel- und Abstandsinformation ist die dargestellte Ausführungsform noch mit einem aus den üblichen Rechen-, Speicher- und Steuereinheiten aufgebauten elektronischen Digitalrechner 20 versehen, der die Funktionen der ersten und der zweiten Sende-Empfangs-Vorrichtung koordiniert und außerdem über den Ausgang 21 in Digitalwerten die Winkel- und Abstandsinformation bestimmter Ziele liefert, die bei dieser Ausführungsform zunächst mit Hilfe des Sichtgerätes ausgewählt sind. Das Sichtgerät ist dazu mit den an sich bekannten Vorrichtungen versehen, um es zu ermöglichen, mit Hilfe eines Peilstrahls auf dem Panoramaschirm angezeigte Ziele auszuwählen und deren Azimut und Abstand in Digitalwerten über die Leitungen 22 und 23 dem Rechner zuzuführen. Die in aufeinanderfolgenden Azimutrichtungen ausgewählten Ziele werden in den Speicher der Rechenmaschine eingegeben, in dem auch das momentane Antennenazimut durch Zählimpulse fortlaufend beibehalten wird. Diese Zählimpulse werden durch einen mit der Antennendrehachse gekoppelten Wandler 24 erhalten und über die Leitung 25 der Rechenmaschine zugeführt. Außerdem erhält die Rechenmaschine über die Leitung 26 die Synchronisierimpulse S, die von dem Synchronisierimpulsgenerator geliefert werden, und über die Leitung 27 Abstandszählimpulsc von einem Impulsgenerator 28. Die Rechenmaschine koordiniert und korreliert die unte-schiedliehen Funktionen des Systems, um die drei Koordinaten von jedem der z. B. 100 Ziele innerhalb des Wirkungsbereiches des System zu erhalten. Sie ist dazu eingerichtet, eine große Anzahl von Daten in Echtheit zu verarbeiten. Da .»ich die üblichen Digitalrechner mit einer ausreichenden Rechengeschwindigkeit zur Durchführung der unterschiedlichen Aufgaben eignen, braucht ihre Ausführungsform hier nicht näher erläutert zu werden, da dies für ein gutes Verständnis der Erfindung überflüssig ist.
Nach der Erfindung wird ein besonders vorteilhaftes Radarsystem zur dreidimensionalen Zielpositionsbestimmung erhalten, wenn die beiden Antennen 5, 16 so
angeordnet werden, daß die Antennenabtastebene der zweiten Antenne 16 (nahezu) planparallel zu der Bündelebene der ersten Antenne 5 verläuft und weiterhin eine Vorrichtung 31 vorgesehen ist, die ansprechend auf bestimmte durch die erste Sende-Empfangs-Vorrichtung 1 empfangene Zielechos den Sender 13 der zweiten Sende-Empfangs-Vorrichtung 12 freigibt, um pro ausgesandten Impuls eine Abtastung in der Bündelebene der ersten Antenne durchzuführen.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird die mit jedem Sendeimpuls durchgeführte Abtastung dadurch verwirklicht, daß die Trägerfrequenz des Sendeimpulses schrittweise geändert wird. Wegen der Flexibilität des Systems ist es dabei vorteilhaft, bei Freigabe des Senders 13 die Frequenzsteuereinheit 17 durch die Rechenmaschine 20 steuern zu lassen. Der Rechner verfügt dazu über ein Programm, dessen aufeinanderfolgende Befehle bewirken, daß die Trägerfrequenz des vom Sender 13 gelieferten Sendeimpulses schrittweise derart in der Frequenz variiert wird, daß das von der Antenne 16 abgestrahlte Bündel die gewünschte Abtastung innerhalb der Zeitdauer des Sendeimpulses ausführt.
Die schrittweise Änderung der Sendeträgerfrequenz ist z. B. derart, daß der Bündelaustrittswinkel pro Frequenzschritt um eine Bündelbreite von z. B. 1,5° zu- oder abnimmt und während einer Doier von z. B. 2 see konstant bleibt.
Die Vorrichtung 31 enthält in der dargestellten Ausführungsform eine erste Torschaltung 32, die in einen Kreis 33 aufgenommen ist, der in leitendem Zustand dieser Torschaltung den Ausgang des Synchronisierimpulsgenerators 8 einerseits mit einem Eingang des Senders 13 und andererseits mit einem Eingang der Rechenmaschine 20 verbindet. Die erste Torschaltung 32 wird über eine bistabile Schaltung 34 von am Ausgang des Empfängers 3 auftretenden Videosignalen gesteuert, die über die Leitung 35 der bistabilen Schaltung zugeführt werden. Diese bistabile Schaltung befindet sich nonviäici weise in einem ersten stabilen Zustand, in dem die Torschaltung 32 die Leitung 33 unterbricht. Wenn nunmehr über die Leitung 35 ein Videosignal vom Empfänger 3 der bistabilen Schaltung zugeführt wird, kippt diese in den zweiten stabilen Zustand, wobei die Torschaltung 32 über die Leitung 36 geöffnet wird. Der nächstfolgende am Ausgang des Synchronisierimpulsgenerators 8 auftretende Synchronisierimpuls S wird über die Torschaltung 32 dem Sender 13 und der Rechenmaschine 20 zugeführt Über die Leitung 37 wird dieser durchgelasser.e Synchronisierimpuls 5 außerdem als Rückstellimpuls der bistabilen Schaltung zugeführt so daß letztere in den ursprünglichen ersten Zustand zurückkehrt in dem die Torschaltung geschlossen ist. Damit die bistabile Schaltung nicht auf vom Empfänger 3 empfangene Störsignale oder auf Zielsignale, deren Winkel- und Entfernungsinformation noch nicht in die Rechenmaschine eingegeben ist anspricht wird die Leitung 35 normalerweise durch eine zweite Torschaltung 38 unterbrochen. Diese zweite Torschaltung wird durch Azimut- und Entfemangstorimpulse Ä bzw. ^gesteuert, die von einem Torimpulsgenerator 33 geliefert werden. Dieser Generator wird von der Rechenmaschine in Abhängigkeit von dem momentanen Antennenazimut and der durch die Rechenmaschine vorhergesagten Zielposition derjenigen Ziele gesteuert deren Winkel- und Abstandsinf^f rnation bereits in die Rechenmaschine eingegeben ist
Torimpulsgeneratorschaltungen, die mittels einer Rechenmaschine zum Erzeugen ^ von Azimut- und Entfernungstorimpulsen λ bzw. E für jedes der pro Antennenumdrehung nacheinander abgetasteten Ziele gesteuert werden, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Eine besonders günstige Ausführungsform eines solchen Torimpulssystems ist z. B. in der niederländischen Offenlegungsschrift 6511921 beschrieben.
Jeder der von der Torschaltung 32 durchgelassenen Synchronisierimpulse triggert den Sender 13 und bewirkt außerdem, daß die Rechenmaschine 20 das darin vorhandene Programm abwickelt, dessen nacheinander der Frequenzsteuereinheit zugeführte Instruktionen bewerkstelligen, daß die Trägerfrequenz der vom Sender 13 gelieferten Sendeimpulse schrittweise derart in der Frequenz geändert wird, daß die Abtastung durchgeführt wird.
Da jede Abtastung in Abhängigkeit von einem am Ausgang des Empfängers 3 auftretenden Videosignal erfolgt und d ι von jedem Ziel pro Antennenumdrehung wenigstens eine Anzahl Videosignale anfällt, werden pro Ziel mehrere Abtastungen vorgenommen. Theoretisch wird jede von der Antenne 16 durchgeführte Abtastung, da diese in der Bündelebene der Antenne 5 erfolgt, Mindestens ein Zielecho ergeben. Die Trägerfrequenz des Echos ist dabei von der Höhe bzw. dem Höhenwinkel auf der bzw. dem das Ziel sich befindet, abhängig. Der Empfänger der Sende-Empfangs-Vorrichtung 12 muß daher zum selektiven Empfang von Echosignalen unterschiedlicher Trägerfrequenzen geeignet sein. Dies bedingt die Verwendung eines Empfängers mit einer Anzahl gesonderter Empfangskanäle. In der dargestellten Ausführungsform wird jedoch ein solcher aufwendiger Empfänger vermieden. Der Empfänger 14 basiert nämlich auf der Erkenntnis, daß Abtastungen lediglich an den Zielen vorgenommen werden, deren Entfernung mit der ersten Sende-Empfangs-Vorrichtung festgestellt und somit der Rechenmaschine bekannt ist, so daß mit einer festen Zwischenfrequenz gearbeitet werden kann, vorausgesetzt, daß die dann notwendige schrittweise Frequenzänderung des Überlagerersignals durch eine Zeitsteuervorrichtung, in Abhängigkeit von der Zielentfernung, veranlaßt wird.
Der Empfänger 14 ist daher mit einer Mischstufe 41 versehen, der über die Leitung 42 die von der Antennj 16 empfangenen Echosignale Z und über die Leitung 4: ein schrittweise in der Frequenz veränderliche; Überlagerersignal zugeführt wird. Letzteres Signal wir«
einem Überlagerer 47 entnommen, der von eine Frequenzsteuereinheit 44 gesteuert wird. Die Frequenz Steuereinheit 44 ist ähnlich wie die Frequenzsteuerein heit 17, derartig ausgebildet daß sie eine Reihe voi äquidistanten Frequenzen zu liefern vermag. Die vo den beiden Frequenzsteuereinheiten 17 und 44 geliefe· ten Reihen von äquidistanten Frequenzen weisen eine Frequenzunterschied gleich der empfangenen Zw schenfrequenz auf. Die Frequenzsteuereinheit 44 wir über die Leitung 45 von der erwähnten Zeitsteuervoi richtung gesteuert die bei dieser Ausführungsfon einen Teil der Rechenmaschine 20 bildet die zu diesei Zweck mit einem Programm verschen ist desse aufeinanderfolgende Befehle bewirken, daß das von d< Frequenzsteuereinheit 44 und dem Überlagerer ^ gelieferte Signal die richtige schrittweise Frequenzäi derung aufweist Die über die Leitung 45 ά Frequenzsteuereinheit 44 zugeführte Befehlsreihe set dabei zu dem von der Zeitsteuervorrichtung bestimr
45
ten Zeitpunkt ein, zu dem das Echo des betreffenden Ziels auftritt, wobei die Höhe, auf der das Ziel sich befindet, gleich Null angenommen wird. 1st diese tatsächlich gleich Null, so liefert die Mischstufe 41 das Zwischenfrequenzsignal während der Zeit, in der das Überlagerersignal durch den ersten Befehl aus der der Frequenzsteuereinheil 44 zugefiihrten Bcfehlsicihe bestimmt wird. Je größer der Höheinwinkcl, auf dem das betreffende Ziel sich befindel. umso später wird das von der Mischstufc gelieferte Zwischenfrequenzsignal. wäh rend eines dementsprechend späteren, der Frequenzsteuereinheit 44 zugefühnen Befehls auflieic-n. Das am Ausgang der Mischstufe 41 auftretende Zwischenfrequenzsignal wird in dem Videoteil 46 des Empfängers 14 in ein Videosignal umgewandelt, das in der dargestellten Ausführungsform über die Leitung 29 der Rechenmaschine 20 zugelührt wird. Die Uechcnmaschirie enth?!! unter andeiern einen Befehlszähler, der die Anzahl der, pro Abtastung der Frequenzsteuereinheit 44 zugeführten Befehle zählt. Der Stand dieses Zählers ist in dem Augenblick, in dem ein Videosignal über die Leitung 29 der Rechenmaschine zugeführt wird, indirekt ein Maß für den Höhenwinkel, auf den das Ziel sich befindel, da der Bündelaustrittswinkel des von der Antenne 16 ausgesandten Bündels für jeden Befehl an die Frequenzsleuereinheit 44 um einen festen Winkelwert zunimmt.
Zum besseren Verständnis einiger Zeitbezichungcn des im obigen beschriebenen Radarsystems ist in den F i g. 2a bis 2g eine Anzahl von Zeitdiagrammen dargestellt. F i g. 2a zeigt eine Anzahl der von dem Synchronisierimpulsgenerator 8 geliefert zn Synchronisierimpulse §. Fig. 2b zeigt die als Folge dieser Synchronisierimpulse vom Sender 2 ausgesandten Sendeimpuisc, sowie die in den betreffenden Sendein;-pulswiederholungsintervallen vom Emplanger 3 geüe ferten Videosignale, die sich alle auf ein und dasselbe Ziel beziehen. Fig. 2c zeigt einen Teil des der Torschaltung 38 zugeführten Azimuttorimpulses Ä und Fig. 2d zeigt die dieser Torschaltung zugeführten Entfernungstorimpulse £^ Diese Azimut- und Entfernungstorimpulsc Λ bzw. Ebewirken, daß die empfangenen Videosignale von der Torschaltung 38 durchgelassen werden, jedes dieser du'chgelasscr.en Videosignale öffnet mittels der bistabilen Schaltung 34 die Torschaitung 32, bis der nächstfolgende Synchronisierimpuls S durchgelassen wird. F i g. 2e zcigi das über die Leitung 36 der Torschaltung 32 zugeführte Ausgangssignal der bistabilen Schaltung 34. Jeder der von der Torschaltung 32 durchgelassenen Synchronisierimpulse 5bewerkstelligt daß der Sender 13 während der Dauer eines Sendeimpulses freigegeben wird und daß die Rechenmaschine die für eine Abtastung erforderliche Anzahl von Befehlen der Frequenzsteuereinheit 17 zuführt F i g. 2f zeigt die vom Sender 13 gelieferten Sendeimpulse, sowie die während der Abtastung empfangenen Echosignale Z. Fig. 2g zeigt die Zeitpunkte, zu denen das Irequenzvcranderlithe I Iberlagerersignal der Mischstufe41 zugeführt wird.
In Fig. 3a ist die schrittweise Änderung der Trägerfrequenz eines vom Sender 13 ausgesandten Impulses gegen die Zeit aufgetragen. Das während der Abtastung empfangene Echosigna! Z\si in Fig. 3a mit d bezeichnet. Es wird angenommen, daß das Ziel sich in einem solchen Höhenwinkei befindet, daß die Trägerfrequenz des empfangenen Echosignals Z gleich der Frequenz Λ ist. in Fig. 3b is! die schrittweise Frequenzänderung des Überlagerersignals gegen die Zeit aufgetragen. Der Zeitpunkt /1, /u dem dieses Überlagerersignal beginnt, ist dabei von der Rechenmaschine an Hand der vorhergesagten Zielentfernung errechnet. Zu dem Zeitpunkt, zu dem das bchosignal / mit der Trägerfrequenz h der Mischstufe 41 zugeführt wird, ist die Frequenz des Überiagerersisznals nach der Figur gleic'i fi-fm, so daß das am Ausgang der Mischstute 41 auftretende Signal gleich dem Zwischenfrequenzsignal /mist.
Nach Bestimmung der dreidimensionalen Position eines Ziels in obiger Weise kann dessen Position dadurch genau verfolgt werden, daß pro Antennenumdrehung an diesem Ziel eine kreuzförmige Positionsmeßabtastung vorgenommen wird, die in der eingangs erwähnten amerikanischen Patentschrift ausführlicher beschrieben ist.
Da beim Radarsystem nach der Erfindung die Abtastung während der Dauer des Sendeimpulses durchgeführt wird und stets in der Bündelcbene der ersten Antenne 5 erfolgt, braucht die Drehachse der Antennen für eine gute Wirkung nicht notwendigerweise vertikal zu verlaufen. Dies bedeutet, daß die Antennen bei Verwendung an Bord eines Schiffes nicht stabilisiert zu sein brauchen. Durch Eingabe der momentanen Stampf- und Schlingerwinkelwerte, die durch ein Gyroskopsystem abgegeben werden können in die Rechenmaschine, lassen sich die gemessenen Azimut- und Höhenwinkelwerte korrigieren, um so die wirklichen Azimut- und Höhenwinkelwerte zu erhallen.
Schließlich sei noch bemerkt, daß zum Steuern de? sich schrittweise ändernden Überlagerersignals, ir Abhängigkeit von der Zielentfernung, die Zeitsteuer vorrichtung keinesfalls einen Teil der Rcchenmaschint zu bilden braucht, sondern auch durch eine Verzöge rungsleilung gebildet werden kann, die durch du Zielsignale gespeist wird, die am Ausgang de: Empfängers der ersten Sende-Empfangs-Vorrichtung auftreten, und welche Verzögerungsleitung eine Verzö gerung gleich einer Impulswiederholungsperiode ein führt
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 609647/12

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Radarsystem zur dreidimensionalen Zielpositionsbestimmung mit einer ständig wirksamen ersten Sende-Empfangs-Vorrichtung und einer zugehörigen, kontinuierlich um eine im wesentlichen vertikale Achse drehenden, in der zur Drehebene senkrechten Richtung nur schwach bündelnden Antenne zur Bestimmung der ersten Winkelkoordinate und der Entfernung und mit einer zweiten Sende-Empfangs-Vorrichtung mit einer zugehörigen, sich synchron mit der ersten Antenne drehenden, allseitig scharf bündelnden Antenne, die mittels einer Steuereinheit elektronisch in der zur Drehebene senkrechten Richtung schwenkbar ist, zur Bestimmung der zweiten Winkelkoordinate eines mit der ersten Sende-Empfangs-Vorrichtung erfaßten Zieles, wobei eine Vorrichtung vorgesehen ist, die ansprechend auf bestimmte, durch die erste Sende-Empfangs-Vorrichtung empfangene Zielsignale den Sender der zweiten Sende- Empfangs- Vorrichtung freigibt, um eine Abtastung in der das erfaßte Ziel enthaltenden Bündelebene der ersten Antenne auszuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antennen (5 und 16) so zueinander angeordnet sind, daß die Abtastebene der zweiten Antenne (16) — wenigstens nahezu planparallel mit der Bündelebene der ersten Antenne (5) verläuft, und daß die Vorrichtung (31) und die Steuereinheit (17) so ausgebildet sind, daß die Abtastung innerhalb eines einzigen Sendeimpulses erfolgt.
2. Radarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabevorrichtung (31) eine normalerweise geschlossene Torschaltung (32) und eine bistabile Schaltung (34) enthält, welche letztere auf jedes der durch den Empfänger (3) der ersten Sende-Empfangs-Vorrichtung (1) empfangenen Zielsignale anspricht, indem sie die Torschaltung (32) so lange öffnet, daß der nächstfolgende Synchronisienmpuls (S)zum Steuern des Senders (2) der ersten Sende-Empfangs-Vorrichtung (1) außerdem den Sender (13) der zweiten Sende-Empfangs-Vorrichtung (12) freigibt.
3. Radarsystem nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabevorrichtung (31) eine zweite, von einem Torimpulsgenerator (39) gesteuerte Torschaltung (38) enthält, über die die vom Empfänger (3) der ersten Sende-Empfangs-Vorrichtung (1) empfangenen Zielsignale dem Eingang der bistabilen Schaltung (34) zugeführt werden.
4. Radarsystem nach Anspruch 1, bei dem die zweite Antenne aus einer frequenzabhängigen Antenne besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dieser Antenne (16) zusammenwirkende Sende-Empfangs-Vorrichtung (12) aus einem Sender (13) aufgebaut ist, der jeweils bei Freigabe einen Sendeimpuls, dessen Trägerwelle schrittweise in der Frequenz variiert wird, der genannten frequenzabhängigen Antenne (16) zuführt, sowie aus einem Empfänger (14), der eine Mischstufe (41) enthält, der einerseits die empfangenen Zielsignale (Z) und andererseits in Übereinstimmung mit der schrittweisen Frequenzänderung des Sender-Ausgangsimpulses ein schrittweise in der Frequenz variierende!! Signal ein.vs Überlagerers (47) zugeführt wird, nebst
einer Zeitsteuervorrichtung zur automatische Steuerung des Zeitpunktes, zu dem das Überlager signal auftreten soll, dies in Abhängigkeit von de mit Hilfe der ersten Sende-Empfangs-Vorrichtun) (1) ermittelten Zielentfernung.
5. Radarsystem nach Anspruch 4, dadurcl gekennzeichnet, daß die genannte Zeitsteuervor richtung aus einer Verzögerungsleitung besteht, ii die die am Empfängerausgang (3) der erstei Sende-Empfangs-Vorrichtung (1) auftretenden Ziel signale eingespeist werden, und daß die Verzöge rungsleitung eine Verzögerung gleich einer einziget Impulswiederholungsperiode einführt.
6. Radarsystem nach Anspruch 4. dadurct gekennzeichnet, daß die Zeitsteuervorrichtung einer Teil eines Digitalrechners (20) bildet, der die Funktionen der ersten und der zweiten Sende-Emp fangs-Vorrichtung (1 und 12) koordiniert.
7. Radarsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzabhängige Antenne (16) aus einer Anzahl von Schlitzsfrahlern aufgebaut ist, die zusammen einen Gruppenstrahler bilden, dem über eine dispergierende Speiseleitung die frequenzmodulierten impulse zugeleitet werden.
DE19691952103 1968-10-18 1969-10-16 Radarsystem mit zwei Sende-Emptangs-Vorrichtungen zur dreidimensionalen Zielpositionsbestimmung Expired DE1952103C3 (de)

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NL686814911A NL143047B (nl) 1968-10-18 1968-10-18 Radarsysteem voor drie-dimensionale doelspositiebepaling.
NL6814911 1968-10-18

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1952103A1 DE1952103A1 (de) 1970-09-03
DE1952103B2 DE1952103B2 (de) 1976-03-25
DE1952103C3 true DE1952103C3 (de) 1976-11-18

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