DE2040040A1

DE2040040A1 - Verfahren zur aufloesung der mehrdeutigkeiten bei pulsdoppler-radargeraeten

Info

Publication number: DE2040040A1
Application number: DE19702040040
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl-Ing Rabbow; Hans Hermann Dipl Ing Toedter
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1970-08-12
Filing date: 1970-08-12
Publication date: 1973-04-26
Also published as: DE2040040B2; DE2040040C3

Description

"Verfahren zur Auflösung der Mehrdeutigkeiten bei Pulsdoppler-Radargeräten" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auflösung der Mehrdeutigkeiten bei Pulsdoppler-Radargeräten mit Entfernungs- und. Geschwindigkeitsdiskriminatoren.
Es ist bekannt, daß in Pulsdoppler-Radargeräten ein Sender S über die Sendeantenne SA Impulse mit der Tastfrequenz fT aussendet (FigX 1). Die Empfangsantenne EA empfängt die vom Ziel reflektierten Impulse, die im Empfänger E einer Entfernungs- und einer Geschwindigkeitsselektion unterworfen werden. Dazu werden Entfernungstore und -diskriminatoren sowie Geschwindigkeitstore und -diskriminatoren verwendet. Die Tore liefern mit einer gewissen Unsicherheit Informationen über Entfernung R und Annäherungsgeschwindigkeit v des Zieles, die Diskriminatoren verbessern diese Werte um die jeweiligen Ablagen des Zieles AR und Av von den Nennwerten R und v; wirken die Diskriminatoren auf die Lage der Tore zu rück, so ist eine Verfolgung der Ziele in Geschwindigkeit und Entfernung möglich.
Es ist weiterhin bekannt, daß bei Pulsdoppler-Radaren Ent fernungsblindzonen und/oder Geschwindigkeitsblindzonen auftreten, d. h. Ziele in bestimmten Entfernungsbereichen und/ oder Geschwindigkeitsboreichen können weder erfaßt noch verfolgt werden. Zu jeder Tastfrequenz lasten sich eindeutige Entfernungen Re und die eindeutige Geschwindigkeit ve angeben; die Werte der Tore R und v werden dementsprechend Modulo Re bzw. ve angezeigt. Falls keine zusätzliche Informationen vorhanden sind, kann diese Mehrdeutigkeit durch Verwendung verschiedener Tastfrequenzen aufgelöst werden (USA-Patentschrift 3 253 769>.
Es ist weiterhin bekannt (DAS 1 294 502), daß eine Verbesserang des Störabstandes eines entfernungsmehrdeutigen Pulsdoppler-Radargerätes dadurch erreicht werden kann, daß einmal die Tastfrequenzen geeignet festgelegt werden, dann aber nach der jeweiligen Situation ausgewählt bzw. auch kontinuierlich verändert werden. Allerdings muß babei die Entfernung des Zieles Rz bekannt sein.
Diese Zusamme@hänge sind in Fig.1 dadurch dargestellt, daß eine Information über die Anfangswerte Rzo oder vzo bei Beginn des Verfolgens - seien sie von außen eingegeben, seien sie durch Verwendung mehrerer Tastfrequenzen gewonnen - in die Auswerteeinrichtung A eingegeben werden, die aus diesen Werten unter Berücksichtigung der Werte der Tore (R, v) die jeweils aktuellen Werte Rz und/oder v2 gewinnt und daraus gleichzeitig die Tastfrequenz fT über die Logik L und das Tastgerät TG bestimmt.
Falls das Gerät in der Entfernung oder in der Geschwindigkeit (hierzu siehe DAS 294 502) eindeutig ist, so ist natürlich der entsprechende Anfangswert nicht notwendig und der Wert des jeweiligen Tores stellt nach dem Einrasten direkt den richtigen Wert dar.
Nachteilig g an allen diesen Verfahren ist, da die Anfangswerte wenigstens angenallert bekannt sein müssen odor erst mit seitlichem und technischeel Aufwand gewonnen werden müssen. Besonders bei hohen Mehrdeutigkeitszahlen, wie sie bei hohen Sendefrequenzen, die für kleine Antennenmessungen wünschenswert sind, aufgrund des physikalisch gegebenen Eindeutigkeitsproduktes auftreten, kann das zu erheblichen Problemen führen.
Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Auflösung von Entfernungsmehrdeutigkeiten zu erarbeiten, das auch bei höheren Mehrdeutigkeitszahlen noch brauchbar rsohoint. Diese Aufgabe ist gleichbedeutond mit der Fragestellung, ob noch Informationswege gefunden werden können, in denen die Zusatzinformationen enthalten sind.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Tastfrequenz des Radargerätes durch das Ausgangssignal des Entfernungsdiskriminators und/oder des Geschwindigkeitsdiskriminators geregelt wird, wobei dann die Regelstrecke durch den Sender das Ziel mit den zugehörigen Laufzeiten bzw. Dopplerverschiebungen und dem Empfänger gebildet wird.
Die Funktion und die Vorteile dieses Verfahrens werden im folgenden näher erläutert.
Vorzugsweise wird dieses Verfahren im Zusammenhang mit einem geschwindigkeitseindeutigen Radarkonzept angewendet; damit treten also keine Blindgeschwindigkeiten nuf, und das Geschwindigkeitstor liefert dementsprechend die echte Annäherungsgeschwindigkeit des Zieles val wenn überhaupt ein Ziel aufgefaßt wird.
dRz Es gilt -va = Rz = (1) dt Zur Vereinfachung wird im folgenden angenommen, daß das Entfernungstor elne feste und veränderliche Lage bezogen auf den jeweiligen Sendeimpuls hat.
Das Aufpassen eines Zieles ist nun dadurch gekennzeichnet, daß das Zielecho sowohl in ein Entfernungstor als auch in ein Geschwindigkeitstor fällt; vor dem Auffassen arbeitet das Gerät bei vorzugsweise einer festen Tastfrequenz fTO@ die durchaus höher sein kann, als es aus der Forderung nach Blindgeschwindigkeitsfreiheit notwendig ist.
Beim Aufpassen eines Zieles wird nun das Geschwindigkeitstor wie üblich über den Geschwindigkeitsdiskriminator nachgesteuert, der Entfernungsdiskriminator steuert jedoch nicht wie üblich das Entfernungstor, vielmehr wird sein Ausgangssignal über den Tastgenerator TG zum Ändern der Tastfrequenz fT verwendet (Fig, 2). Damit wird die Tastfrequenz zeitabhängig und es gilt: dfT ~ fT² Rz (2) dt n Nach Gleichun 2 kann in der Auswerteeinrichtung A dann die Zahl n berechnet werden, die angibt, in welchem Mehrdeutigkeitsbereich sich das Ziel befindet; damit ist die tatsächliche Emtfernung Rz ebenfalls gegeben, Je nach der Größe von n, also nach der möglichen Anzahl der Mehrdeutigkeiten lassen sich auch Näherung@n für Gleichung 2 finden. Damit sind die Mehrdeutigkeiten aufgelöst und der Rücksprung von fT(t) auf fTO kann nach bekannten Verfahren (DAS 1 294 502) durchgeführt werden.
Zur Vereinfachung war die Voraussetzung gemacht worden, daß die Entfernungstore eine unveränderliche Lage bezogen auf den Sendeimpuls haben. Das bedeutet , daß beispielsweise bei kommendem Ziel für den Übergang von n - 2 auf n = 1 für die Tastfrequenz gilt: Tmax - fTO > 2 fTO fTO = Nenntastfrequenz, bei kommendem Ziel auch minimale Tastfrequenz fTmax = maximale Tastfrequenz, tritt kurz vor dem Rücksprung auf fTO auf.
Nun ist es aber durchaus möglich, die Lage der Entfernungstore zu ändern. Gleichung 2 muß dann nur entsprechend der Laufgeschwindigkeit dieser Tore ergänzt werden.
Dadurch kann der notwendige Frequenzhub der Tastfrequenz erheblich verringert werden; der minimal notwendige Frequenzhub ergibt sich u. a. aus der Dauer des Sendeimpulses.
Falls das Radargerät nicht geschwindigkeitseindeutig ausgelegt wird1 so ist zu berücksichtigen, daß sich die e Geschwindigkeitsblindzonen wegen der spektralen Breite der Tastfrequenz verbreitern.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zur Auflösung der @ehrdeutigkeiten bei Pulsdoppler-Radargeräten mit Entfernungs- und Geschwindigkeitsdiskriminatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastfrequenz des Radargerätes durch das Ausgangssignal des Entfernungsdiskriminators und/oder des Geschwindigkoitsdiskriminators geregelt wird, wobei dann die Regelstrecke durch den Sender, das Ziel mit den zugehörigen Laufzeiten bzw.

Dopplerverschiebungen und dem Empfänger gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung hei einem Pulsdoppler-Radargerät mit geschwindigheitsoind@utiger Tastfrequemz.

3. Ver@a@ron nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des E@tfernungstores relativ zum Sendeimpuls konstantgehalten wird.

4. Verf@@ren nach Anspruch 3, dadurch gekeunzeich@@@, daß die Aufl@@ur d@. Mehid@@tigkeiten g@@äß der Gl@i@ n = K # fT2/(Rz # fT) erfolgt, wobei n die Mehrdeutigkeitszahl fT die Tastfrequenz fT die Ableitung von fT nach der Zeit Rz die Ableitung des Abstandes zwischen dem Radargerät und dem Ziel nach der Zeit sowie K den Proportionalitätsfaktor bedeuten.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Entfernungstores relativ zum Sendeimpuls nach einem vorgebbaren Gesetz gesteuert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nenntastfrequenz fTO des Gerätes höher ist als es für eine geschwindigkeitseindeutige Auslegung des Radargerätes notwendig ist.

L e e r s e i t e