DE1952103C3 - Radarsystem mit zwei Sende-Emptangs-Vorrichtungen zur dreidimensionalen Zielpositionsbestimmung - Google Patents
Radarsystem mit zwei Sende-Emptangs-Vorrichtungen zur dreidimensionalen ZielpositionsbestimmungInfo
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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.
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
] Die Erfindung und ihre Vorteile werden an Hand der
Reuren näher erläutert, von denen
ν Fig 1 im Blockschaltbild eine Ausführungsform des 15
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)
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.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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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