DE2040040B2

DE2040040B2 - Pulsdoppler-Radargerät

Info

Publication number: DE2040040B2
Application number: DE2040040A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl.-Ing. 7900 Ulm Rabbow; Hans Hermann Dipl.-Ing. 7911 Ay 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: 1979-03-15
Also published as: DE2040040A1; DE2040040C3

Description

erfolgt, wobei

η die Mehrdeutigkeitizahl,

/r die Tastfrequenz,

/r die Ableitung von /rnach der Zeit,

R_z die Ableitung des Abstandes zwischen dem

Radargerät und dem Ziel nach der Zeit sowie
K den Proportionalitätsfaktor

bedeuten.

5. Radargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Entfernungstons relativ zum Sendeimpuls nach einem vorgebbaren Gesetz gesteuert ist.

6. Radargerät nach einem der Ansprüche 2,3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nenntastfrequenz /Vo des Radargerätes höher gewählt ist als es für eine geschwindigkeitseindeutige Auslegung des Radargerätes notwendig ist.

Die Erfindung betrifft ein Pulsdoppler-Radargerät mit Entfernungs- und Geschwindigkeitsdiskriminatoren sowie mit Änderung der Sender-Tastfrequenz.

In bekannten Pulsdoppier-Radargeräten sendet gemäß Fig. 1 ein Sender 5 über eine Sendeantenne 54 Impulse mit einer Tastfrequenz fr aus. Eine Empfangsantenne EA empfängt die von einem Ziel reflektierten Impulse; diese werden in einem Empfänger E einer Entfernungs- und einer Geschwindigkeitsselektion unterworfen.

Dazu werden Entfernungstore und -diskriminatoren sowie Geschwindigkeitstore und -diskriminatoren verwendet. Die Tore liefern mit einer gewissen Unsicherheit Informationen über die Entfernung k und die Annäherungsgeschwindigkeit vdes 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 zurück, so ist eine Verfolgung des jeweiligen Zieles nach Geschwindigkeit und Entfernung möglich.

Es ist weiterhin bekannt, daß bei Pulsdoppier-Radargeräten Entfernungsblindzonen und/oder Geschwindigkeitsblinäzonen auftreten, d.h. Ziele in bestimmten Entfernungsbereichen und/oder Geschwindigkeitsbereichen können weder erfaßt noch verfolgt werden. Zu jeder Tastfrequenz lassen sich eindeutige Entfernungen Rc und die eindeutige Geschwindigkeit v_c angeben; die Werte der Tore R und ν werden dementsprechend Modulo Rc bzw. v_e angezeigt Falls keine zusätzliche

is informationen vorhanden sind, kann diese Mehrdeutigkeit durch Verwendung verschiedener Tastfrequenzen aufgelöst werden (US-PS 32 58 769).

Fernerhin ist es bekannt (DE-AS 12 94 502), daß der Störabstand eines entfernungsmehrdeutigen Pulsdoppler-Radargerätes dadurch verbessert werden kann, daß einmal die Tastfrequenzen geeignet festgelegt werden, dann aber nach der jeweiligen Situation ausgewählt bzw. auch kontinuierlich verändert werden. Allerdings muß dabei die Entfernung des Zieles R_z bekannt sein.

Diese Zusammenhänge sind in F i g. 1 dadurch dargestellt, daß die Anfangswerte R^o oder v_z0 bei Beginn des Verfolgens — seien sie anderweitig bekannt, seien sie durch Verwendung mehrerer Tastfrequenzen gewonnen — in die Auswerteeinrichtung A eingegeben

jo werden, die aus diesen Werten unter Berücksichtigung der Werte der Tore (R, v)d\e jeweils aktuellen Werte R₂ und/oder v_z gewinnt und daraus gleichzeitig die Tastfrequenz /, über die Logik L und das Tastgerät T_G bestimmt

j5 Falls das Gerät in der Entfernung oder in der Geschwindigkeit (DE-AS 12 94 502) eindeutig ist, so ist natürlich der entsprechende Anfangswert nicht notwendig, und der V/ert des jeweiligen Tores stellt nach dem Einrasten direkt den richtigen Wen άζτ.

Nachteilig an allen diesen Verfahren ist, daß die Anfangswerte wenigstens angenähert bekannt sein müssen oder erst mit zeitlichem und technischem Aufwand gewonnen werden müssen. Besonders bei hohen Mehrdeutigkeitszahlen, wie sie bei hohen

■t5 Sendefrequenzen, die für kleine Antennenmessungen wünschenswert sind, aufgrund des physikalisch gegebenen Eindeutigkeitsproduktes auftreten, kann das zu erheblichen Problemen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

so Pulsdoppler-Radargerät der eingangs genannten Art anzugeben, das Entfernungs- und Geschwindigkeits· rrehrdeutigkeiten eines Zieles auch bei höheren Mehrdeutigkeitszahlen auflöst. Diese Aufgabe ist gleichbedeutend mit der Fragestellung, ob noch Informationswege gefunden werden können, in denen die für diese Auflösung erforderlichen Zusatzinformationen enthalten sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe erfolgt die Änderung der Tastfrequenz des Radargerätes durch das Ausgangssignal des Entfernungsdiskriminators und/oder des Geschwindigkeitsdiskriminators innerhalb eines Regelkreises, dessen Regelstrecke durch den Sender, das Ziel (mit den der Entfernungsmessung zugehörigen Laufzeiten bzw. mit den der Geschwindigkeitsmessung zugehörigen Dopplerverschiebungen) und den Empfängergebildet ist.

Die CH-PS 4 70 673 beschreibt ein Monopuls-Radargerät zur winkelmäßigen Zielverfolgung, das die

Fehlerstgnale aus den kohärent detektierten Empfänger-Zwischenfrequenzsignalen ableiteL Dieses Radargerät arbeitet zwecks Vermeidung von Blindgeschwindigkeiten gleichfalls mit. Änderung der Sender-Tastfrequenz. Eine Änderung der Tastfrequenz erfolgt hierbei immer dann, wenn sich die augenblickliche Dopplerfrequenz einem Wert nähert der einer Blindgeschwindigkeit entspricht. Eine Auflösung von Mehrdeutigkeiten der Entfernung.,- und/oder Geschwindigkeitsmeßwerte ist in dieser Veröffentlichung nicht erwähnt; dies trifft gleichermaßen zu auf die US-PS 31 41 162, betreffend ein Pulsdoppler-Radargerät zur Zielverfolgung mit einer zur Vermeidung von Blindgeschwindigkeiten aus einer Mehrzahl automatisch auswählbaren Tastfrequenz.

Die Erfindung wird im folgenden näher erläutert
Vorzugsweise wird die Erfindung im Zusammenhang mit einem geschwindigkeitseindeutigen Radarkonzept angewendet; damit treten also keine Blindgeschwindigkeiten auf, und das Geschwindigkeitstor liefert dementsprechend die echte Annäherungsgeschwindigkeit des Zieles ν_Λ wenn überhaupt ein Ziel aufgefaßt wird.
Es gilt

dR_z dt

rator TG zum Ändern der Tastfrequenz /V verwendet (F i g. 2). Damit wird die Tastfrequenz zeitabhängig, unrl es gilt:

Zur Vereinfachung wird im folgenden angenommen, daß das Entfernungstor eine feste und veränderliche Lage bezogen auf den jeweiligen Sendeimpuls hat

Das Auffassen 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 /Vo, die durchaus höher sein kann, als es aus der Forderung nach Blindgeschwindigkeitsfreiheit notwendig ist.

Beim Auffassen eines Zieles wird nun das Geschwindigkeitstor wie üblich über den Geschwindigkeitsdiskriminator nauigesteuert, der Entfernungsdiskriminator steuert jedoch nicht wie üblich das Entfernungstor, vielmehr wird sein Ausgangssignal über den Tastgene-

dt

—
π

wobei K ein Proportionalitätsfaktor ist
Nach Gleichung (2) kann in der Auswerteeinrichtung

ίο A dann die Zahl η berechnet werden, die angibt, in welchem Mehrdeutigkeitsbereich sich das Ziel befindet; damit ist die tatsächliche Entfernung R_z ebenfalls gegeben. Je nach der Größe von n, also nach der möglichen Anzahl der Mehrdeutigkeiten, lassen sich auch Näherungen für Gleichung (2) finden. Damit sind die Mehrdeutigkeiten aufgelöst, und der Rücksprung von /Vfζ) auf /Vo kann nach bekannten Verfahren (DE-AS 12 94 502) durchgeführt werden.

Zur Vereinfachung war die Voraussetzung gemacht worden, daß die Entfernungstore eir i unveränderliche Lage, bezogen auf den Sendeimpiifr haben. Das bedeutet, daß beispielsweise bei kommendem Ziel für den Übergang von n=2 auf n= 1 für die Tastfrequenz gilt:

> 2/

/Vo = Nenntastfrequenz, bei kommendem Ziel auch

minimale Tastfrequenz,
/Vma* = maximale Tastfrequenz, tritt kurz vor dem

Rücksprung auf /Vo auf.

Nun ist es aber durchaus möglich, die Lage der Entfernungstore zu ändern. Gleichung (2) muß dann nur entsprechend der Laufgeschwindigkeit dieser Tore

j5 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 wird, so ist zu berücksichtigen, daß sich die Ges-hwindigkeitsblindzonen wegen der spektralen Breite der Tastfrequenz verbreitern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Pulsdoppler-Radargerät mit Entfernungs- und Geschwindigkeitsdiskriminatoren sowie mit Änderung der Sender-Tastfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auflösen der Mehrdeutigkeiten der Entfernungs- und/oder Geschwindigkeitsmeßwerte eines Zieles das Ausgangssignal des Entfernungsdiskriminators und/oder des Geschwindigkeitsdiskriminators die Tastfrequenz innerhalb eines Regelkreises ändert, dessen Regelstrecke durch den Sender, das Ziel mit den der Entfernungsmessung zugehörigen Signal-Laufzeiten bzw. mit den der Geschwindigkeitsmessung zugehörigen Dopplerverschiebungen und den Empfänger gebildet ist.

2. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Tastfrequenz vor Beginn der Regelung oerart gewählt ist, daß seine Geschwindigkeitsmeßwerte eindeutig sind.

3. Radargerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Entfernungstores relativ zum Sendeimpuls konstant gehalten wird.

4. Radargerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflösung der Mehrdeutigkeiten gemäß der Gleichung