DE2127645A1 - Vorrichtung zur Ortung von Bewegungen in begrenzten Räumen - Google Patents

Vorrichtung zur Ortung von Bewegungen in begrenzten Räumen

Info

Publication number
DE2127645A1
DE2127645A1 DE19712127645 DE2127645A DE2127645A1 DE 2127645 A1 DE2127645 A1 DE 2127645A1 DE 19712127645 DE19712127645 DE 19712127645 DE 2127645 A DE2127645 A DE 2127645A DE 2127645 A1 DE2127645 A1 DE 2127645A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oscillator
transistor
microwave
frequency
oscillation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19712127645
Other languages
English (en)
Inventor
John Anthony Richmond Surrey Bioice (Großbritannien). M
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MEMCO ELECTRONICS Ltd
Original Assignee
MEMCO ELECTRONICS Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MEMCO ELECTRONICS Ltd filed Critical MEMCO ELECTRONICS Ltd
Publication of DE2127645A1 publication Critical patent/DE2127645A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/12Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/56Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds for presence detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

Dlpl.-Ing. KAHLER · Dr.-Irtg. STARK - Dlpl.-lng. BONSMANN PATENTANWÄLTE
D-415O Krefeld 1 · Moerser Straße IM-O · Fernruf (O 21 51) 2 OM- 69
Datum: 1 » 6 „ 1 971
Bei Antwort bitte engeben
u^-z**-.· 4 Sc 71 193
Ihr Zeichen:
MEMCO LIMITED, 292 Norton Road, Isleworth, Middlesex (Großbritannien)
Vorrichtung zur Ortung von Bewegungen in begrenzten Räumen
Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zur Ortung von Bewegungen In "begrenzten Räumen, Dazu sieht die Erfindung ein Radargerät mit Mikrowellen-Oszillator-Schaltkreisen vor.
Konventionelle Doppler-Radargeräte dienen zur Ortung von großen Objekten, "beispielsweise Schiffen, üugzeugen oder Küstenlinien. Sin bekanntes Doppler-Raäarsystem ist in der US-Patentschrift 3 081 455 beschrieben.
Die Verwendung des Doppler-Radars für die Entdeckung eines Eindringlings, also für die Ortung einer Bewegung in begrenzten Räumen, ist relativ neu. In der US-Patentsohrift 3 383 678 ist eine Anordnung beschrieben, die speziell dazu dient, eine j
209813/1536
Antwort lediglich auf solche·Echos ζμ geben, die von einer Person oder einem entsprechend großen Objekt erzeugt werden, wenn der Überschneidungsbereich getrennter Sende- und Empfängerantennen betreten wird. Die Anordnung umfaßt sechs getrennte Einrichtungen zur Auflösung (discrimination) und die Anordnung ist verwickelt aufgebaut und teuer.
In der Patentanmeldung P 17 66 674.9-35 ist eine verbesserte, vereinfachte und weniger teuere Anordnung beschrieben. Diese Anordnung soll dann eingesetzt werden, wenn die Bewegung fast eignes jeden Objektes im Überwachungsfeld einen Alarm auslösen soll. Diese Anordnung ist von preiswerter und einfacher Konstruktion, indem getrennte Sende- und Empfängerantennen und eine in der Empfängerantenne angebrachte Mischdiode Verwendung finden. Die Mischdiode wird in leitfähigem Zustand durch die zwischen den Sende- und Empfängerantennen abgezweigte (shunted) Strahlung gehalten, so daß relativ kleine reflektierte Signale, beispielsweise solche, wie sie sich von einem vorsichtig bewegenden Einbrecher erzeugt v/erden, dennoch geortet und gefiltert werden, so daß Doppler-Erequenzen erzeugt werden, die über eine Zeitspanne intregiert werden, wodurch ein Hauptsignalpegel erzeugt wird, der bei Überschreiten einer vorher bestimmten Schwelle einen Alarm auslöst, durch den die Ortung eines Objektes angezeigt wird, für dessen Entdeckung die Vorrichtung geeignet ist.
Die Nachteile der bisher bekannten Radaranordnungen, insbe-
209813/1536
sondere ihr verwickelter Aufbau und ihr hoher Preis, werden zum großen !Peil durch die in der genannten Patentanmeldung des Anmelders beschriebene Anordnung beseitigt.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer weiter vereinfachten und noch preisgünstigeren Radaranordnung, indem ein neuartiger Oszillatorkreis Verwendung findet.
ψ Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine Gunn-Diode in einer Doppelrolle als Sender und Empfänger zu verwenden, indem dieses Element in der sogenannten Oszillatormischweise betätigt wird. Dies hat jedoch zur Polge, daß ein stationäres Objekt nicht geortet werden kann.
Eine als Oszillatormischer verwendete Gunn-Diode hat eine geringe Empfindlichkeit, da sie nicht in zufriedenstellender Weise als Mischeinrichtung verwendbar ist, obwohl sie eine zufriedenstellende Quelle von Mikrowellen-Energie ist. Es ist im allgemeinen erforderlich, zur Erreichung einer brauchbaren Aus gangs energie bis in die Größenordnung von 200 Milliampere su gehen, aber ein geortetes Signal stellt den Bruchteil von einem Milliampere dar. Um dieses Signal als Spannung zu erhalten, muß die Spannung über einen Widerstand abgegriffen "werdene Der Betätigungsstrom für die Gunn-Diode muß ebenfalls ■ über diesen Wideretand geleitet werden, dessen Wert nicht größer als einige 100 Ohm sein kanu, 'nemi der durch den Betätigungsstrom erzeugte Spannungsabfall nicht zu hoch und
209813/1536
-A-
nicht zu sehr energieverzehrend sein soll.
Da eine Gunn-Diode einen negativen Widerstand darstellt, hat die Verwendung eines Serien-Widerstandes mit hohem Wert eine Instabilität zur Folge. Aus diesem Grunde wird in der Regel ein Widerstandswert in der Größenordnung von 50 "bis 100 Ohm gewählt. Selbst dies hat jedoch einen beträchtlichen Energieverlust zur Folge und erfordert eine höhere Spannung, als aus anderen Aspekten wünschenswert wäre. Die Signalspannung wird über diesen Widerstand erzeugt, und es ist unwahrscheinlich, daß diese Spannung den Betrag von einigen Millivolt übersteigt. Da von dem Belastungsabrom über diesem Widerstand ein Spannungsgefälle von mehreren Volt erzeugt wird, und von dem Signal nur einige Millivolt erzeugt werden, muß die Glätte und Stabilität der Energiequelle von großer Gtlte sein. Eine EnergieSchwankung von einem Zehntel Prozent würde nämlich bereits ein "Signal" in der gleichen Größenordnung wie das zu ortende Signal erzeugen.
Wenn eine Gunn-Diode in ihrem Arbeitspunkt arbeitet, stellt sie im wesentlichen eine Eonstantspannungseinrichtung dar, wobei eine große Spannungsänderung eine kleine Stromänderung zur Folge hat. Dieser Effekt hat zur Folge, daß die Wirksamkeit der Einrichtung als Detektor herabgesetzt wird, da der Spannungsabfall über den Belastungswiderstand dazu tendiert, einen konstanten Wert einzuhalten, obwohl zusätzliche Signalspannungen in der Gunn-Diode auftreten.
209813/1536
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist einelektronischer Oszillatorkreis vorgesehen, der folgende Bestandteile aufweist: eine erste Oszillatoreinrichtung, die ein erstes oszillierendes Ausgangssignak erzeugt, eine erste Belastungseinrichtung, die mit dem ersten oszillierenden Ausgangssignal von dem ersten Oszillator gespeist wird, eine zweite Oszillatoreinrichtung, die ein "zweites oszillierendes Ausgangssignal mit einer Frequenz, die sich von dem ersten Ausgangssignal unterscheidet, erzeugt, eine zweite Belastungseinrichtung, die mit dem zweiten oszillierenden Ausgangssignal gespeist wird, und ein zwischen den Oszillatoren vorgesehenes Yerbindungselement, welches beiden Oszillatoren zugeordnet ist, so daß ein Inpedanzwechsel in der ersten Belastungseinrichtung der ersten Oszillatoreinrichtung zur Folge hat, daß dieses Element anspricht, indem ein Charakteristikum des zweiten Oszillatorausgangssignals, das durch die zweite Oszillatoreinrichtung erzeugt wird, verändert wird»
Der erste Oszillator ist vorzugsweise ein Hohlraum-Resonanzoszillator und umfaßt zweckmäßigerweise eine Gunn-Diode, die in einem Hohlraum angeordnet ist, der eine Resonanzfrequenz in einer ersten Mikrowellen-]?requenz aufweist.
Der Mechanismus der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Oszillator abspielenden Effekte konnte bisher nicht vollständig geklärt werden. Es wird jedoch angenommen, daß sich dieser
203813/1535
liechanismue wie nachstellend "beschrieben abspielt, wobei auf eine Anordnung Bezug genommen wird, bei der der erste Oszillator eine in einem Mkrowellen-Resonanz-Hohlraum angeordnete Gunn-Diode aufweist.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine Gunn-Diode in einer Doppelrolle'als Sender und Empfänger zu verwenden, indem die Gunn-Diode in der sogenannten Oszillatormischweise verwendet wird. Die Anwendung des Dopller-Prineips hat zur Folge, daß ein stationäres Objekt nicht geortet werden kann.
Die Gunn-Diode stellt im wesentlichen eine Konstantstromeinrichtung mit negativer Widerstandscharakteristik dar. Wenn eine Gunn-Diode in einem Mikrowellen-Resonanzkreis, wie beispielsweise einem abgestimmten Hohlraum, angeordnet ist, weist der Hikrowellen-Oszillatorkreis als Ganzes eine negative \fiderstandscharakeristik auf. Der Kreis kann somit fitere, außerhalb des Hikrowellenkreises vorhandene"Schwingungen unterstützen, und diese sind im allgemeinen durch eine Hebenschluß-Kapazität unterdrückt worden. Es ist festgestellt worden, daß bei Verwendung dieser Charakteristik in einem zweiten Oszilator, der mit einer von dem Mikrowellen-Oszillator unterschiedlichen Frequenz arbeitet, scheinbar unentdeckbare Inderungen in den Mikrowellen-Schwingungsbedingungen, wie etwa eine Liderung der Belastungsinpedanz des Mikrowellen-Oszillators, wesentliche Änderungen in den Sehwingungsbedingungen des zweiten Oszillators erzeugen.
209813/1536
■ - 7 - ■
Es hat den Anschein, daß Änderungen in der Mikrowellen-Energie, entsprechend Änderungen in der Mikrowellen-Belastungsinpedanz wesentliche Änderungen in der Energiezufuhr zu dem zweiten Oszillator zur Folge haben. Obwohl diese Änderungen im Vergleich mit der gesamten Energiezufuhr zu dem Mikrowellen-Oszillator vernachlässigbar klein scheinen, beruht dies vermutlich auf der Verteilung der Oszillatorenergie zwischen dem Mikrowellen-Oszillator und dem zweiten Oszillator.
Die sich in dem zweiten Oszillator ergebenden Änderungen in der Schlingungshöhe (level) werden überwacht und stellen eine Anzeige für den Wechsel in den Belastungsbedingungen des Mikrowellen-Oszillators dar. Die Empfindlichkeit kann verbessert werden, wenn der Oszillationspegel in dem zweiten Oszillator sorgfältig überwacht wird.
Der zweite Oszillator weist zweckmäßigerweise einen in Reihenschaltung eng gekoppelten Schaltkreis auf, wobei der Mikrofc wellen-Oszillator eines der Reihen-Schaltelemente des Kreises bildet.
Der Mikrowellen-Oszillator kann zur Erzeugung von Mikrowellen-Energie für das Radargerät verwendet werden. Bei Verwendung des zweiten Oszillators zur Überwachung der Belastungsbedin*- gungen des Mikrowellen-Oszillators kann somit eine einfache ■ Radaranordnung erzeugt werden.
209813/1536
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß es möglich ist, ein Radargerät mit einer einzigen Antenne und ohne komplizierte Mikrowellen-Schaltanordnung zu schaffen, wobei der oftmals komplizierte Zirkulator oder Richtungskoppler -vermieden wird, indem dasjkanventionelle Radarempfangselement ausgespart wird. Dieses Empfangselement weist gewöhnlich eine Diode auf, auf die die reflektierte Strahlung gerichtet ist,
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Radaranordnung, die durch folgende Bestandteile gekennzeichnet ist: eine Mikrowellen-Sende- und Empfangs-Antenne; einen ersten Mikrowellen-Oszillatorkreis, der darauf abgestimmt ist, mit einer ersten Mikrowellen-Frequenz zu schwingen, und der so angeordnet ist, daß er Mikrowellen-Energie zur Antenne liefert; einen zweiten Oszillator, der mit einer zweiten Frequenz schwingt, die sich von der ersten Frequenz unterscheidet; ein zwischen den Oszillatoren angebrachtes Kupplungselement, welches sowohl dem ersten als auch dem zweiten Oszillator zugeordnet ist, und welches so abgestimmt ist, daß es auf Weichsel in der Inpedanzbelastung des ersten Oszillators anspricht, indem wenigstens eine Oszillationsoharakteristik des Oszillatorsignals des zweiten Oszillators verändert wird; und eine Schaltanordnung zur Überwachung des Oscillatorsignals des zweiten Oszillators, wobei Änderungen in dem Bild der stehenden Wellen vor der Antenne geortet werden, indem die Änderungen in dem Ozillatorsignal des zweiten
209813/1536
- Oszillators registriert werden·
Inders als "bei dem Dopplersystem hat ein in das Blickfeld der Radaranordnung gebrachtes, stationäres Objekt zur Folge, daß ein permanenter Wechsel in der Belastung des Oszillators auftritt, und daß somit das Objekt geortet v/erden kann. Ein Positionswechsel des Ortungsobjektes hat eine Belastungsänderung des Oszillators zur Folge, so daß dessen Ausgangspegel geändert wird und einen neuen Wert solange einhält, bis sich das Ortungsobjekt wieder bewegt.
Indem Änderungen in der Inpedanzbelastung der Gunn-Diode verwendet werden, können sowohl stationäre als auch sich bewegende OrtungsObjekte von dem Radargerät geortet werden, im Gegensatz zu Doppler-Radargeräten,mit denen lediglich sich bewegende Objekte geortet werden können. Die neue Oszillatoranordnung kann natürlich auch in Verbindung mit einem Doppler-System Verwendung finden, bei dem eine Gunn-Diode als Oszillator-Misehdetektor verwendet wird, um die Empfindlichkeit der Gunn-Diode zu erhöhen, wobei die laufenden kleinen Veränderungen in dem zweiten Oszillator registriert werden.
Das Radargerät mit einer einzigen Antenne erzeugt ein Strahlungsbild in Form einer Keule, welches hervorragend zur Überwachung eines Gebietes geeignet ist, durch welches ein Eindringling notwendig kommen muß.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, daß
209813/1536
ein Radargerät sich jeweils entsprechende nach außen gerichtete Einzelantennen, wie soeben beschrieben, aufweist, die in einer gemeinsamen Halterung angebracht sind und jeweils in vertikalen Ebenen um 120° gegeneinander versetzt angeordnet sind, wobei jede Antenne ein Strahlungsbild aufweist, das in vertikaler Ebene die Gestalt einer flachen Linse hat und in horizontaler Ebene im wesentlichen kreisförmig ist, wobei die drei horizontalen Kreise sich gegenseitig überlappen, um somit eine ununterbrochene horizontale Überdeckung über
41
eine radiale Entfernung in einem Bereich zu erreichen, der sich bis etwa 10 m von der Halterung erstreckt.
nähere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht einer Eadar-Abtastanordnung mit einer Tortenantenne, teilweise im Schnitt;
Pig. 2 eine Vorderansicht der Radaranordnung, teilweise im Schnitt;.
Fig. 3 eine Seitenansicht der Radaranordnung, teilweise im Schnitt;
Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schaltanordnung für die Überwachungseinheit;
209813/1536
Pig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schaltkreises für die Überwachungseinheit j
Pig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel für einen Schaltkreis der Üb e:rwachungs einheit}
Pig. 7 ein viertes Aus führungsb ei spiel für einen Schaltkreis der Überwachungseinheit;
Pig. 8 das Strahlungsfeld der Tortenantenne der Überwachungs*· einheit, wenn die Anordnung so getroffen ist, daß die längere Seite vertikal angeordnet ist, und wenn die Anordnung so getroffen ist, daß die längere Seite horizontal angeordnet ist;
Pig. 9 eine Anordnung mit drei Überwachungseinheiten zur vollständigen, allseitigen Abdeckung eines Bereiches in horizontaler Ebene, und zwar in einen Abstand zwischen etwa 10 m und einen nahe an der Anordnung liegenden Punkt.
Das in den Piguren 1 bis 3 dargestellte Radargerät v/eist einen Mikrowellen-Oszillator 1 mit G-unn-Diode auf, von dem aus die Hikrowellenenergie über einen Yiortelwellenstr.b :* in eine parabolische Sortenantenne 2 geleitet wird. Der Oszillator 1 ist direkt auf der aus einen Aluniniumgehäuse bestehenden Antenne 2 angebracht. Auf der Antenne ist außerdem ein Schaltbrett 4 angebracht, welches Snergiesuführungselenente
BAD ORIGINAL 209813/1536
für den Mikrowellen-Oszillator 1 und die Bestandteile eines zweiten Oszillators enthält. Die elektrische Schaltanordnung der Radaranordnung wird später im einzelnen beschrieben.
Wie aus I?ig. 2 und 3 ersichtlich, sind der Oszillator 1 und das Schaltbrett 4 von einem Gehäuse 5 umgeben, das nach Art von !Tut und Feder mit der Antenne 2 verbunden ist. Zur Sicherung des Gehäuses 5 an der Antenne sind zwei Schrauben 6 und 7 vorgesehen, die ein Stirnbrett 8 des Gehäuses 5 durchfassen und in Ansätze 9 und 10 des Antennenhorns 2 einfassen. Die Schrauben sind mittels einer leicht abnehmbaren Platte 11 abgedeckt.
Die Energiezufuhr zu der Radaranordnung bzw. die Leitungsanschlüsse zu einem außerhalb angeordneten überwachungskreis erfolgen über ein Kabel 12, welches durch das Gehäuse 5 geführt und mittels einer Klammer 13 gesichert ist. Die Radaranordnung weist eine Anzeigelampe 14 auf,.die auf dem Stirnbrett-8 angebracht ist.
Am Oberteil des Gehäuses 5 ist mittels Scharnieren eine Befestigungsplatte 15 angebracht, mittels derer die Radaranordnung in einer gewünschten Stellung an einer Wand oder anderweitig angebracht worden kenn. Die Platte 1p ist an dem Gehäuse mittels einer Kutter 16 und einer Schraube 17 angebracht.
Die Öffnung der Antenne 2 ist mit einer Platte aus aufgespann-
209813/1536
tem Polystyrol abgeschlossen, die für Mikrowellenstrahlung transparent ist, und die vernachlässigbar kleine Reflektionen aufweist. Die Gestalt der Antenne 2 ist derart, daß sich in der Ebene der Pig. 1 ein flacher Strahlungsvorhang erstreckt. Me Achse der mit Scharnieren versehenen Platte 15 liegt parallel zu der Ebene dieses Strahlungsvorhanges und zum Antennenmund·
Die Gunn-Diode 40 ist in einem Resonanzhohlraum. 41 angebracht, der innerhalb eines Aluminiumgehäuses 42 gebildet ist. An das Gehäuse 42 ist eine Prontplatte 28 angeschraubt und von dem Gehäuse mittels elektrisch nicht leitfähigem Ilaterial aus Polytetraflouräthylen 32 isoliert. In einer Öffnung in der Frontplatte 23 ist ein positiver Anschluß 33 für die Gunn-Diode vorgesehen.· Die Diode 40 liegt zwischen dem positiven Anschluß 33 und einer Kupferstange 44, die den negativen Anschluß bildet. Das der Gunn-Diode 40 abgewandte Ende der Stange 44 ist mit dem Zentrum eines flexiblen Diaphragmar aus Beryllium-Kupfer verbunden, welches zwischen einer Endplatte 46 und dem Gehäuse 42 eingeklemmt ist, und mit den die !endplatte bei 47 verschraubt ist. Das Diaphrr.gmar ermöglicht eine Wärmeausdehnung und -Zusammenziehung; der mit der Diode 40 verbundenen 1I1GiIe, so daß die Diode 40 durch thermische Expansionen und Kontraktionen der zugeordneten Teile belastet wird.
Der Oszillator-Hohlraum 41 der Gunn-Diode ist kapazitiv
209813/1536
mit einem durch eine Hohlschraube 51 ,gesteckten Stift -ekoppclt, dessen anderes Ende den Viertelwellenstab 3 zur Übertragung dor Strahlung in die Antenne S bildet. Der Stift 50 ist in geeigneter Weise isoliert, so daß die Ko opelanordnung; eine kurze Koaxlalverbindung bildet. Die Schrs-ube 51 dient gleichfalls zur Befestigung der Hohlraumonordnuiif.; nit der Antenne.
In Pig. 4 ist eine einfache Form des elektrischen Schaltkreises für die Radaranordnung dargestellt. Der Hikrowellen-Ossillator und die Antenne sind mit 30 bezeichnet und die posotiven und negativen Klemmenenden sind mit 33 bzw. 34 bezeichnet. Die positive Klemme 33 ist über eine Induktivität nit der positiven Klemme 33 einer G-leichspamiungsquelle mit einer Ausgangsspannung von. 7 Volt verbunden. Die negative Kleine :;·| liegt an nasse. iiJine Halbleiterdiode 65 ist mit ihrer Anode mit der Klemme 34 verbunden. Zwischen der Klemme und der Kathode der Diode 65 liegt ein Kondensator 66. Die Anode und die Kc/fchode der Diode 65 sind außerdem mit dem Knitter bzw. der Basis eines IT.P.iT-Sransistors 67 verbunden. Der Kollektor des !Transistors 67 ist über ein Llilliampermeter mit der Klemme 65 verbunden.
Die Isolierschicht 32 zwischen der Platte 28 und der Oszillatorrnordimn-; 25 sorgt für eine direkte otromunterbrechung in dem Resonanshohlrr.un. Die Induktivität 64 ist so gewählt, daß sie
BAD ORIGINAL 209813/1536
einen Widerstand aufweist, der kleiner als ein Ohm ist und einen Wert hat, der in Verbindung mit dem Kapazitätswert der Gleichspannungsunterbrechung einen zweiten Oszillator bildet, der außerhalb des Hohlraumes eine Schwingung mit einer Frequenz von beispielsweise 1 MHz aufweist. Der Hohlraum wirkt als Zwischen-Oszillator-Koppelelement, das diesem zweiten Oszillator und dem Mikrowellen-Oszillator zugeordnet ist.
^ Ton der Gunn-Diode werden zwei getrennte Oszillations-IPrequenzen aufrechterhalten. Eine dieser Frequenzen wird in dem Mikrowellen-Hohlra.um erzeugt und liegt im Mikrowellenbereich. Die andere Frequenz ist außerhalb des Hohlraumes und hat einen Wert von 1 MHz.
Die höhere Frequenz sorgt dafür, daß die Energie mit der Antenne 8 gekoppelt wird, wodurch ein Strahlungsvorhang erzeugt wird, dessen Gestalt von der Gestaltung oder der Form der Antenne abhängig ist. DiesB Strahlung wird von vor der Antenne befindlichen Objekten reflektiert, und ein Teil der Strahlung wird in die Antenne zurück reflektiert, wodurch stehende Wellen innerhalb der Antenne erzeugt werden. Die Gestalt dieser stehenden Wellen ändert sich, wenn die Objekte, die die Energie auf das Antennenhorn zurück reflektieren, relativ zum Antennenhorn bewegt werden.
Die wechselnden Wellenbilder innerhalb der Antenne haben zur Folge, daß in den Oszillationscharakteristiken Änderungen
209813/1536
auftreten, also in der Amplitude und/oder der frequenz des Ausganges des zweiten Oszillators. Dies wird von dem Hilliampemeter 68 angezeigt. Die Ansprechempfindlichkeit kann erhöht werden, wenn der Pegel dieser äußeren Oszillation sorgfältig kontrolliert wird. Dies erfolgt mittels der Diode 65 und mittels des Eransistors 67, wodurch, für Siliziumanprdnuiigeii, die Spannung von Spitze zu Spitze an der Basis des !ransistors auf 1,5 Volt "begrenzt wird. Positive Impulse, die den Wert von 0,75 YoIt übersteigen, werden durch die Basis/Emit"borverbindung des transistors an Hasse abgeleitet, und negative Impulse, die den Wert von 0,75 YoIt überschreiten, v/erden über die Diode 65 an Hasse geleitet.
ΐ/enn sich die Amplitude des äußeren Oszillatorkreises ändert, ändert sich ebenfalls der Kollektorstrom des Transistors 67. Durch Überwachung dieser Stromänderung mittels des Hilliampermeters 68 können die wechselnden Oszillationsbedingungen außerhalb des !■ükrowellen-Hohlraumes beobachtet werden. Das ließgerät zeigt die Annäherung eines Objektes an die Antenne als ein Ansteigen und Abfallen des Stromes an, wobei Spitzenwerte in Abständen einer halben Wellenlänge auftreten. Die Anwesenx heit eines stationären Objektes wird durch einen ständigen Wechsel des Strompegels angezeigt.
In der in SIg. 5 dargestellten, abgeänderten Schaltanordnung ist die Induktivität 64 durch einen Spartransformator ersetzt, der einmal dazu dient, den Induktivwert zur Abstimmung der
': μ υ Ö . f ':" 3 6
äußeren Oszillation darzustellen und außerdem dazu eine Abstufung der auf den Überwachungskreis gegebenen Spannung nach oben oder nach unten zu ermöglichen»
Bei der Anordnung gemäß JIg, 5 sind der Hohlraum und die Antenne mit 70 bezeichnet. An der positiven bzw. negativen Klemme 71 bzw. 72 liegt eine Gleichstromquelle von 12 YoIt. An der Klemme 72 ist die Anode einer Zener-Diode 73 angebracht, deren Kathode über einen Widerstand 74 an einer Klemme 71 liegt. Im ITebenschluß zu der Zener-Diode liegt ein veränderbarer Widerstand 75 und ein damit in Reihe geschalteter Widerstand 76. Der bewegbare Kontakt des Widerstandes 75 ist mit der Basis eines ItPIT Transistors 77 und über einen Kondensator 78 mit Hasse verbunden.
Die positive Klemme des Hohlraumes 70 ist mit einem Ende mit einer anzapfbaren Induktivität 80 verbunden, die einen Spartransformator bildet, und deren anderes Ende über einen Kondensator 81 mit der Kathode einer Diode 82 verbunden ist. Der Abgriff der Induktivität 78 ist mit dem Emitter des Transistors 77 verbunden.
Die Kathode der Diode 82 liegt an der Basis eines zweiten ΓΓΡΙ7 Transistors 83, dessen Emitter mit der Klemme 72 verbunden ist. Der Kollektor ist über einen Widerstand 84, der im ITebenschluß zu einem Stellwiderstand 85 liegt, mit dem Emitter des Transistors 77 verbunden.
209813/1536
— Io —
Der Kollektor des !Transistors 83 ist.·über einen Kondensator 86 mit der Klemme 72 verbunden.
Der bewegbare Kontakt des Stellwiderstandes 85 ist über einen Kondensator 87 mit der Basis eines dritten EPH Transistors 88 verbunden, dessen Emitter an der Klemme 72 liegt. Der Kollektor ist über einen Widerstand 89 mit dem Emitter des Transistors verbunden. Der Kollektor liegt außerdem über Serienwiderstände 90 und 911 zu denen im üübensöhluß ein Kondensator 92 liegt, mit der Basis verbunden. Die Verbindung der Widerstände 90 und 91 liegt über einen Elektrolyt-Kondensator 93 an Hasse.
Der Kollektor des Transistors 88 ist außerdem über einen Elektrolyt-Kondensator 94 mit der Basis eines vierten IiPiT Transistors 95 und der Kathode einer Diode 96 verbunden, deren Anode an der Klemme 72 liegt.
Der Emitter und der Kollektor des Transistors 95 liegen direkt, bzw. über einen Elektrolyt-Kondensator 97, an der Klemme 72. Der Kollektor ist über einen Widerstand 98 mit der Klemme 71 und über einen Widerstand 99 mit der Basis eines flinften ITPIT Transistors 100 verbunden.
Der Emitter des Transistors 100 ist mit der Klemme 72 verbünde^ und der Kollektor liegt über eine Seri enkombinat ion eines. Elektrolyt-Kondensators 301 und eines Widerstandes 302 an der Basis. Die Verbindung des Kondensators 301 und des Wider-
209813/1536
Standes 302 ist mit einer Klemme einer Lampe 303 verbunden, deren andere Klemme an der Klemme 71 liegt. Die Lampe 303 dient zur Beleuchtung eines fotoempfindlicheii Widerstandes oder einer Kadmium-Sulfatζeile 304.
Der Transistor 77 und der an dessen Basis angeschlossene Schaltkreis wirken als Spannungsregulator. Dieser Spannungsregulator sorgt für eine konstante Spannung am Emitter des Transistors von etwa 7,5 Volt, die aus der 12 Volt Energiequelle stammen. Der Hohlraum ist über die Induktivität 80 mit dem Emitter verbunden, und die am Hohlraum anliegende Spannung wird-über den Stellwiderstand 75 auf einen optimalen Wert eingestellt.
Die Induktivität 80 stimmt die äußeren Schwingungen des Hohlraumes ab (tunes) und transformiert die auf die Diode 82 und den Transistor S^gebene Spannung herauf. Die Diode 82 und der Transistor 83 begrenzen den Schwingungspegel und haben somit die gleiche !Punktion wie die Diode 65 und der Transistor 67 der in Pig. 4 dargestellten Schaltanordnung.
Die Größe des Widerstandes 84 wird experimentell ermittelt und zwar derart, daß er geeignet ist, den erforderlichen Spannungsbetrag auf den Kollektor des Transistors 83 zu geben.
Die Spannung des Abgriffes des Stellwiderstandes 85 wird über einen Kondensator 87 an einen konventionellen Verstärkerkreis mit einem Transistor 88 gegebene Der Kondensator 92 sorgt für
209813/1536
eine selektive, degenerative Rückkopplung von dem Kollektor zur Basis, wobei die Verstärkung bei hohen Sequenzen reduziert wird. Die auf die Basis des Transistors 88 infolge von Bewegungen vor der Antenne gegebenen Frequenzen liegen in der Größenordnung von 1 bis 50 Hz.
Der Ausgang dieses Verstärkerkreises wird gleich gerichtet und durch die Diode 96 und den Transistor 95 verstärkt, dessen Ausgang mit dem Transistor 100 verbunden ist, der zur Lampensteuerung dient.
In Ruhestellung ist der Transistor 100 leitend, und die Lampe 303 brennt. Die Kollektorspannung des Transistors 95 liegt in der Größenordnung der Spannungsquelle, da dieser Transistor nicht Mtend ist. ~\iewi an der Basis des Transistors 95 ein Bewegungssignal erscheint, beginnt dieser leitfähig zu werden.
Die Kollektorspannung fällt, der Transistor 100 wird ausge-r schaltet und die Lampe 303 erlischt. Der Kondensator 301 bringt eine Verzögerung in der Größenordnung von 200 Millisekunden, so daß die Lampe nicht infolge schnellvergehender Vorgänge, beispielsweise elektrischen Ursprungs, oder wie sie beispielsweise durch ein durch die Antennenöffnung liegendes Insekt verursacht werden könnte, erlischt.
Durch die Verwendung einer Lampe und eines fotosensitiven Elementes kann ein elektrisches Ausgangssignal ohne direkte
209813/1536
elektrische Verbindung erzeugt werden. Zusätzlich kann durch die Lampe eine visuelle Anzeige einer Bewegung vor der Antenne angezeigt werden. Dazu dient "beispielsweise die in den J1Ig. 1 Ms 3 dargestellte Anzeigelampe 14.
Die soeben beschriebene Anordnung ist gegenüber Temperatur- und Spannungsschwankungen empfindlich. Bei der in I?ig. 6 gezeigten Schaltanordnung wird eine Rückkopplung zur Vermeidung dieses Uachteils verwendet. Diese Rückkopplung dient außerdem zur Regulierung des äußeren Oszillationspegels.
Bei der Anordnung gemäß I?ig. 6 sind der Mikrowellenhohlraum und die Antenne mit 101 bezeichnet. Die negative Klemme des Hohlraumes liegt an Hasse, und die positive Klemme liegt an einem Ende einer Induktivität 102, deren anderes Ende an dem Emitter eines HPU Transistors 103 liegt, dessen Kollektor nit der positiven Klemme 104 einer Gleichspannungsquelle von 12 Volt verbunden ist.
Ein Widerstand 105 liegt mit einem Ende an der Klemme 104 und mit dem anderen Ende an der Kathode einer Zener-Diode 106, deren Anode an Masse liegt. Die Kathode der Zener-Diode 106
über
ist/einen Widerstand 107 und einem Kondensator 108 mit der positiven Klemme des Hohlraumes verbunden, und liegt gleichfalls am Kollektor eines zweiten ITPIT Transistors 109. Die Verbindung des Widerstandes 107 und des Kondensators 108 ist mit der Basis des Transistors 109 und der Kathode einer Diode 111 verbunden, deren Anode mit der Basis des transistors 109
209813/1536
und über einen Kondensator 112 mit Masse verbunden ist.
Der Enitter des Transistors 109 liegt über einem Stellwiderstand 113 und einem Kondensator 114 an liasse, wobei die , Verbindung dieses Widerstandes und des Kondensators mit der Basis des Transistors 103 verbunden ist.
Die Basis eines dritten IiPIT Transistors 115 ist mit dem Abgriff des Stellwiderstandes 113 über einen Kondensator 11-6 verbunden. Der Kollektor des Transistors ist über einen Widerstand mit dein des Transistors 109 und mit seiner eigenen Basis über einen Widerstand 118 verbunden. Der Emitter liegt an Hasse.
Der Kollektor des Transistors 115 liegt außerden über einen Kondensator 121 an Hasse und über einem Kondensator 122 in Serie mit einer Diode 125» deren Anode an Ilasse- liegt. Die Kathode dieser Diode 12;:· ist'mit der Basis eines vierten ΙΪΡΙΪ Transistors 124 verbunden.
Der Emitter des Transistors 124 liegt an Hasse; der Kollektor ist über einen Widerstand 125 mit der Klemme 104 verbunden, mit der Hasse über einen Kondensator 126 verbunden, und mit der Basis eines fünften KPE Transistors 127 verbunden. Der Emitter des Transistors 127 liegt an Masse, und der Kollektor über eine lampe 128 an der Klemme 104. Der Lampe ist ein fotoempfindlicher Widerstand oder eine Kadmium-Sulfit-Zelle zugeordnet.
209813/1536
!Funktionsweise
Die Funktion dieses Schaltkreises ist wie folgt:
Das Mikrowellen-Ausgangs signal ,eines G-unn-Dioden-Oszillators hat bei einer bestimmten Spannung, etwa bei 7 YoIt, seinen Optimalwert. Im allgemeinen fällt bei Reduzierung der Energiezufuhr unter den Optimalwert stärker ab als bei Erhöhung der Energiezufuhr über den Optimalwert.
Die maximale Empfindlichkeit der Anordnung ist dann gegeben, wenn die ITiederfrequenzsehwingung bei einem geringen Pegel aufrechterhalten wird. Der höchste Pegel (level) der Eiederfrequenzschwingung braucht nicht notwendigerweise-bei der gleichen Spannung aufzutreten, wie sie zur Aufrechterhaltung des höchsten Pegels der Mikrowellen-Schwingung erforderlich ist.
Zur Reduzierung des Pegels um den erforderlichen Betrag wäre es möglich, die Spannung um den für den Haximalpegel der ITiederfrequenzschwingung erforderlichen Wert zu erhöhen oder zu erniedrigen.
Es ist jedoch vorzuziehen, die Spannung an dem Hohlraum zu erhöhen, um den Pegel der Mederfrequenzschwingung zu reduzieren, da dies einen geringeren Abfall der Mikrowellenenergie zur Folge hat, als wenn die Spannung erniedrigt würde.
209813/1536
Mit der Schaltanordnung gemäß Fig. 6 v/ird dies durch ein Rückkopplung ssystem verhindert. Ein Teil der Nieder-Frequenz-Oszillation wird gleichgerichtet, verstärkt und zu v/eiteren Erhöhung der auf den Hohlraum gegebenen Speisespannung verwendet. Dieser Vorgang hält so lange an, bis die ansteigende Spannung am Hohlraum anfängt, den Pegel der Nieder-Frequenz-Oszillation zu reduzieren, da die Spannung über den Optimalpegel für diese Oszillation ansteigt. Ein Gleichgewicht v/ird dann erreicht, wenn ein weiteres Ansteigen im Nieder-Frequenzpegel ein Ansteigen der Speisespannung, damit eine Reduzierung, und umgekehrt, zur Folge hat. Mit der Schaltanordnung werden daher zv/ei Zwecke erreicht. Einmal v/ird die Nieder-Frequenz-Oszillation zur Erreichung der höchsten Empfindlichkeit auf einem niedrigen Pegel gehalten und zum anderen v/erden Änderungen in der Speisespannung, der Temperatur und dergleichen, kompensiert.
Bei Verbindung mit der Zwölf-Volt-Spannungsquelle liefern der Widerstand 105 und die Zener-Diode 106 eine stabilisierte Spannung von 9 Volt an den Kollektor des Transistors 109. Der Widerstand 107 gibt einen kleinen Strom auf die Basis des Transistors 109, was zur Folge hat, daß dieser leitfähig v/ird. Der Emitterötrom v/ird über den Stellwiderstand 113 auf den Kondensator 114 gegeben. Die Werte des Widerstandes 113 und des Kondensators 114 sind so gewählt, daß dieser Kreis eine Zeitkonstante in der Größenordnung von einer Sekunde hat. Die Basis des Transistors 103 steigt also langsam von 0 Volt an, und der Emitter steigt ebenfalls langsam an, wenn die Spannungs-
209813/1536
quelle eingeschaltet xord. Über den Hohlraum wird eine steigende Spannung entwickelt und an einem bestimmten Punkt beginnen Nieder-Frequenzschwingungen zwischen dem Hohlraum und der Induktivität 102. Dieses Signal wird über den Koppelkondensator 108 zu dem von der Diode 111 und dem Transistor 109 gebildeten Gleichspannungskreis gegeben, was zur Folge hat, daß der Transistor immer mehr leitfähig wird, damit die Ansteuerung des Transistors 103 und damit auch die Energiezufuhr zum Hohlraum weiter verstärkt wird. Dieser Vorgang hält so lange an, bis an einem bestimmten Punkt die Nieder-Frequenzschwingungen geringer v/erden und ein Gleichgewichtszustand mit den Nieder-Frequenzschwingungen auf einem niedrigen, aber stabilen Pegel erreicht wird.
Eine Bewegung vor der Antenne hat entsprechende Änderungen im Pegel der Nieder-Frequenzschwingungen zur Folge, da relativ schnelle Schwankungen in der Größenordnung von einem bis fünfzig Hz, wie sie durch solche Bewegungen erzeugt werden, nicht über die Kapazität 114 an den Transistor 103 rückgekoppelt v/erden. Länger andauernde Änderungen, wie beispielsweise Spannungsschwankungen oder Temperaturwechsel, werden jedoch rückgekoppelt und dienen zur Aufrechterhaltung eines stabilen Zustandes der Nieder-Frequenzschwingung.
Schwankungen in der Nieder-Frequenzschwingung, die durch ein sich bewegendes Objekt erzeugt werden, werden durch die Diode 111 und einen Transistor 109 gleichgerichtet und das Signal wird über den Stellwiderstand 113 abgegriffen. Die Nieder-Frequenzschwingungen werden über den Kondensator 112 an Masse abgeleitet.
209813/1536
Die Spannung am Abgriff des EtellwiderStandes 113 wird über den Transistor 115 verstärkt. Jegliche in der Verstärkungsstufe auftretende Hochfrequenzstörung wird über den Kondensator 181 abgezwdgt. Das verstärkte Signal wird in dem aus der Diode 123 und deir Transistor 124 bestehenden Gleichrichterkreis gleichgerichtet.
Die Lampe 123 wird über den Transistor 127 angesteuert. Im Ruhezustand erfolgt die Ener^lzuführung zu der Lampe über den Tfiderstand 125. Venn das auf den Transistor 124 gegebene Signal einen genügend hohen Wert erreicht, wird der Transistor leitfähig, wodurch der Basisstrom des Transistors 127 reduziert wird und die Lampe 128 erlischt. Der Kondensator 126 verhindert, daß schnell vorbeigehende Vorgänge eine ungewollte Operation der Lampenansteuerung auslösen.
Die Lampe bildet ein visuelles Anzeigemittel für die Gegenwart eines Objektes vor der Radarantenne. Die Lampe oder eine weitere, parallel dazu geschaltete Lampe, kann die Anzeigelampe 14 gemäß Fig. 1 bis 3 bilden. Der Fotowiderstand 129 gibt zusätzlich eine elektrische Anzeige, da sein Widerstand stark ansteigt, wenn die Lichtzufuhr aufhört. Die Anordnung der Lampe 128 und der Zelle 129 liefert ein elektrisches Ausgangssignal ohne direkte elektrische Verbindung zwischen dem Ausgang und der übrigen Schaltanordnung.
In der in Fig. 7 dargestellten Schaltanordnung ist in die negative Klemme des Mikrowellenhohlraumes 201 mit Masse verbunden.
209813/1536 '
Die positive Klemme ist über eine Induktivität 202 mit dem Emitter eines NPIi-Transistors 203 verbunden, dessen Kollektor mit der positiven Klemme 204 einer 12 Volt-Gleichstromquelle verbunden ist.
Die Serienschaltung eines WiderStandes 205 und einer Zener-Diode liegt zwischen der Klemme 204 und Masse und die Anode der Diode 106 ist mit Masse verbunden. Die Kathode liegt über eine Serienschaltung eines Widerstandes 207 und eines Kondensators 208 an der positiven Klemme des Mikrowellenhohlraumes und am Kollektor eines weiteren KPN-Transistors 209.
Die Verbindung des Widerstandes 207 und des Kondensators 208 ist mit der Basis des Transistors 209 und außerdem mit der Kathode einer Diode 211 verbunden, deren Anode mit dem Emitter des Transistors 209 und über einen Stellwiderstand rait Hasse verbunden. Im Nebenschluß zu dem Stellwiderstand 213 liegt ein Kondensator -212. Der Emitter des Transistors 209 ist mit der Basis des Transistors 203 verbunden. Die Basis eines dritten NPN-Transistors 215 ist über einen Kondensator 216 mit dem Abgriff des Stellwiderstandes 213 verbunden. Der Kollektor dieses Transistors ist mit dem des Transistors 209 über einen Widerstand 217 verbunden. Der Kollektor und die Basis sind über einen Widerstand 218 verbunden. Der Emitter liegt direkt an . Masse und der Kollektor liegt über einen Kondensator 221 an Masse. Der Kollektor ist weiterhin über eine Serienschaltung eines Kondensators 222 und einer Diode 223 mit Masse verbunden.
209813/1536
Die Anode der Diode 223 liegt an Masse. Die Kathode ist mit der Basis eines vierten KPN-Transistors 224 verbunden, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Kollektor über einen Widerstand 225 mit der Klemme 204 verbunden ist und gleichzeitig über einen Kondensator 226 an Kasse liegt und mit der Basis eines fünften NPN-Transistors 227 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 227 liegt an Masse und der Kollektor liegt über eine Lampe 228 an der Klemme 204» Der Lampe 228 ist ein fotoempfindlicher Widerstand oder eine Kadmium-Sulfid-Zelle 229 zugeordnet.
Die Funktion der Schaltanordnung ist der Funktion der Schaltanordnung gemäß Fig. 6 sehr ähnlich, aber die Rückkopplung wird vom Transistor 203 augenblicklich auf den Hohlraum gegeben. Bewegungen vor der Antenne haben keine Schwankungen der Nieder-Frequenzschwingungen zur Folge, deren Amplitude konstant gehalten wird. Stattdessen werden die Änderungen in dem Pegel (level) der Rückkopplung durch den veränderbaren Widerstand aufgenommen (monitored) und durch den übrigen Schaltkreis verstärkt, der identisch mit dem entsprechenden Teil der Schaltanordnung gemäß Fig. 6 ist. Nieder-Frequenzschwingungen werden über den Kondensator 212 an Masse abgeleitet.
Die Gesamtabmessungen der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Anordnung sind wie folgt:
Frontansicht (Fig. 2)ι k 1/2 Zoll χ 2 5/8 Zoll Länge (Fig. 1): 3 1/4 Zoll.
209813/1536
Die Tortenantenne hat eine öffnungsweite von 1/2 Zoll und , ,. eine Länge von 4 1/4 Zoll.
¥ie in Fig. 8 dargestellt, ist das Strahlungsbild mit den längeren Dimensionen der vertikalen Tortenantenne in einem Kreis mit einem Durchmesser von ca. 10 Metern wirksam. Bei horizontaler Anordnung der Tortenantenne hat das Strahlungsbild die Gestalt einer flachen Linse, die in dem rechten Teil der Fig. 8 dargestellt ist.
Diese in Fig. 8 dargestellten Polar-Diagramme ermöglichen es, daß die in Fig. 9 dargestellte Anordnung eine Rundumbedeckung in einer Entfernung von einigen Fuß vor den Antennen bis zur Größenordnung von 10 m und größer erzielt.
Bei der in Fig. 9 dargestellten Anordnung ist an einem Gebäudebalken 200 ein Haltepfosten 201 angebracht, der an seinem unteren Ende einen Arm mit drei Flanken 203 trägt, an deren Enden jeweils eine Uberwachungseinheit 204 der vorher beschriebenen Form, entsprechend der Anordnung gemäß den Figuren 1 und 2, trägt. Die drei Tortenantennen liegen somit jeweis in drei vertikalen Ebenen, die gegenseitig um 120° zueinander versetzt sind. Die drei Rund-Pol&r-Diagramme in der horizontalen Ebene, die von diesen drei Antennen erzeugt werden, überschneiden einander, wodurch die oben beschriebene horizontale Überdeckung erzeugt wird.,Die in /Ig. 9 dargestellte Anordnung ist gut zur überwachung größerer, geschlossener Be-
209813/1536
reiche, \r±e beispielsweise Zeichenbüros, geeignet.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß eine Radaranordnung mit einer einzigen Antenne und ohne komplizierte Hikrowellen^Schaltanordnung geschaffen wird, "wobei die oftmals konplizierte Rund-,oder Pächtungskopplungseinrichtung dadurch vermieden wird, daß das konventionelle P.adarlilmpfangselement nicht vorhanden ist. Dieses lümpfangselement umfaßt gewöhnlich eine Diode, auf die die reflektierte Strahlung gerichtet ist.
Die Vorrichtung ist von besonders einfachem Aufbau und damit preiswert.
BAD ORIGINAL
209813/1536

Claims (11)

  1. Patentansprüche
    Radargerät mit einem Mikrowellen-Oszillator, der auf eine erste Frequenz im Mikrowellenbereich abgestimmt ist, und der Mikrowellen-Energie zu einer Iiikrowellen-Sendc- und -3mpfangsantenne liefert und mit einem zweiten Oszillator, der mit einer zweiten Frequenz, die sich von der ersten Frequenz unterscheidet, schwingt, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem ersten Oszillator (20, 32, 40, 42) und dem zweiten Oszillator (28, 32, 42, 64) gemeinsames Zwischenoszillatorkoppelelement (28, 32, 42) so angeordnet ist, daß es auf Änderungen in der Inpedanzbelastung des ersten Oszillators (2G, 32, 40, 42) anspricht, indem wenigstens eine Oszillationscharakteristik des Oszillationssignals des zweiten Oszillators (2£, 32, 42, 64) verändert wird und daß eine ,Schaltanordnung (6C) zur Überwachung des Oszillationssignals des zweiten Oszillators (2o, 32, 42, 64) vorgesehen ist, wodurch Änderungen in dem stehenden t.'elleiibild der Antenne (2), die durch vor der Antenne (2) befindliche Objekte verursacht werden, geortet werden können, indem die Änderungen in dem Oszillationssignal des zweiten Oszillators (26, 32, 42, 64) beobachtet werden.
  2. 2. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Oszillator (2C, 32, 40, 42) Einrichtungen (20-, 32, 42)
    BAD ORIGINAL
    20S813/1536
    *
    zur Begrenzung eines Resonanzhohlraumes sowie eine in dem Hohlraum angeordnete Gunn-Diode (40) enthält und daß der zweite Oszillator (28, 32, 42, 64) einen Serienresonanzkreis mit einer mit dem Resonanzhohlraum in Serie, geschalteten Induktivität (64) aufweist, wobei die genannten Sinrichtungen (28, 32, 42) das Zwischen-Oszillations-Koppelelement bilden.
  3. 3. Radargerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität einen Spar-Transformator (SO) aufweist, der so geschaltet ist, daß er die Spannung des Oszillationssignals des zweiten Oszillators (28, 32, 42, 80) ändert und daß er das geänderte Spannungssignal auf den Schaltkreis (88, 95, 60) zur Überwachung des Oszillationssignals des zweiten Oszillators (28, 32, 42, 80) gibt.
  4. 4. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltanordnung (82, 83) oder (65, .67) zur Begrenzung der Amplitude des Oszillatorsignals des zweiten Oszillators (28, 32, 42, 80) oder (28, 32, 42, 64) vorgesehen ist.
  5. 5. Radargerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückkopplungskreis mit einem Gleichrichterkreis (11D zur Aufnahme eines Teiles des Oszillationssignals des zweiten Oszillators vorgesehen ist, und zur Steuerung der Mikrowellen-Oszillation im Einklang mit dem Ausgang des Gleichrichterkreises zv/ischen dem ersten Oszillator (101) und seiner Energiequelle kombinierte Einrichtungen zur Ver-
    209813/1536 bad original
    - 33 Stärkung und. Strömsteuerung (109) vorgesehen sind.
  6. 6. Radarvorrichtung mit drei Radargeräten, wobei jedes der Radargeräte folgende Bestandteile umfaßt: eine I-Iil:rowellensende- und Empfangsantenne j einen (1) IIikro\iLlen-Cszillrtor, der zur Erzeugung von Schwingungen in einer (1) I-Iikrowellenfrequenz abgestimmt ist und so angeordnet ist, daß er Mikro\tfellenenergie zur Antenne liefert; einen zweiten Oszillator, der auf eine von der ersten Frequenz unterschiedliche zweite Frequenz abgestimmt ist; dadurch gekennzeichnet, daß ein dem ersten Oszillator (2S, 32, 40, 42) und den zv/eiten Oszillator (2G, 32, 42, 64) gemeinsames Zwischen-Oszillator-Koppelelement (28, 32, 42) derart angeordnet ist, daß es auf Änderungen in der Impedanzbelastung des ersten Oszillators anspricht, indem wenigstens eine Oszillationscharakteristik des Oszillationssignals des zweiten Oszillators verändert wird, und daß eine Schaltanordnung (63) zur Überwachung des Oszillationssignals des zweiton Oszillators vorgesehen ist, und daß die Radargeräte (204) nach auaßen gerichtet an einer gemeinsamen Halteanordnung (201, 202) angeordnet sind, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Radargeräte in vertikalen Ebenen um in wesentlichen 120° gegeneinander versetzt sind, wobei jedes Radargerät ein Strahlungsbild aufweist, das in vertikaler Ubene das Aussehen einer flachen Linse und in horizontaler L'bene eir.c im wesentlichen kreisförmige Gestalt aufweist, so daß die drei horizontalen Kreise einander gegenseitig überlappen, wodurch
    : BAD ORIGINAL ·
    209813/1536
    eine ununterbrochene Überdeckung in dem die Halterung der Gerrteaiiordnung umtobenden Bereich-erreicht wird.
  7. 7. Radargerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befesti^migsanordnung eine an einer Gebäudedecke oder an einem Boden anbringbare Halterung (201) aufweist, an deren einem :~nc.e auf einer Befestigungseinrichtung (202) die drei Radargeräte (2C4) angebracht sind.
  8. 8. Radargerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem ersten Oszillator (23, 32, 40, 42) von jedem der Radargeräte (204) Einrichtungen (28, 32, 42) vorgesehen sind, die einen Resonanzhohlraum bilden, und daß eine Gunn-Diode (40) in dem Hohlraum angeordnet ist und daß der zweite Oszillator (28, 32, 42, 64) einen Serien-Resonanzkreis mit einer in Gerie r.it dem Resonanzhohlraum geschalteten Induktivität (64) aufweist, wobei die genannten jüinrichtungen (23, 32, 42) dar- Zwischen-Oszillator-Kopplungselement bilden.
  9. 9. Radargerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen der Radargeräte (204) derart gestaltet sind, daß sich jeweils überschneidende Uellenbilder erzeugt werden, i.-odux-ch eine im wesentlichen ununterbrochene Überdeckung bis zu einem Radius von etwa 10 in von der Halte einrichtung erzielt wird.
  10. 10. Elektronischer Oszillatorkreis mit einem ersten Oszillator,
    BAD ORIGINAL 209813/1536
    von dem ein erstes oszillierendes Ausgangssignal auf eine erste Belastung gegeben wird und einem zweiten Oszillator, von dem aus ein zweites Oszillatorausgangssignal mit einer vom Ausgangssignal des ersten Oszillators unterschiedlichen Frequenz auf eine zweite Belastung gegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein beiden Oszillatoren gemeinsames Zwischen-Oszillator-Kopplungselement (2G, 32, 42) vorgesehen ist, derart, daß eine Änderung der Impedanz in der ersten Belastung zur lolge hat, daß das Element anspricht, indem eine Charakteristik des zweiten Ausgangssignals geändert wird.
  11. 11. Oszillatorkreis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Element Einrichtungen (28, 32, 42) enthält, mit denen ein auf die Frequenz des ersten Ausgangssignals abgestimmter Resonanzhohlraum gebildet wird und daß in dem ersten Oszillator (28, 32, 40, 42) eine in dem Hohlraum angeordnete Gunn-Diode (40) vorgesehen ist, die so angeordnet ist, daß sie mit dieser Frequenz oszilliert.
    BAD ORIGINAL 209813/1536
    ic
    Leerseite
DE19712127645 1970-06-03 1971-06-03 Vorrichtung zur Ortung von Bewegungen in begrenzten Räumen Pending DE2127645A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB2685870 1970-06-03
GB3652170 1970-07-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2127645A1 true DE2127645A1 (de) 1972-03-23

Family

ID=26258468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19712127645 Pending DE2127645A1 (de) 1970-06-03 1971-06-03 Vorrichtung zur Ortung von Bewegungen in begrenzten Räumen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US3691556A (de)
CA (1) CA950090A (de)
DE (1) DE2127645A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2256926A1 (de) * 1972-11-21 1974-05-30 Schomandl Kg Raumueberwachungseinrichtung

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1378754A (en) * 1971-09-07 1974-12-27 Peak Technologies Ltd Patient monitoring
US3805262A (en) * 1972-07-03 1974-04-16 Johnson Service Co Transmission antenna mixer doppler motion detection
US3801978A (en) * 1972-07-20 1974-04-02 E Systems Inc Ultrasonic-microwave doppler intrusion alarm system
GB1379848A (en) * 1972-07-25 1975-01-08 Peak Technologies Ltd Patient monitoring
US3961321A (en) * 1973-09-17 1976-06-01 Royston Arthur Leslie Moss Omnidirectional ultrasonic intrusion surveillance unit
GB1475111A (en) * 1974-01-23 1977-06-01 Microwave & Electronic Syst Intrusion sensor
US4054871A (en) * 1974-09-09 1977-10-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Electromagnetic intrusion sensor
US4191953A (en) * 1975-01-23 1980-03-04 Microwave and Electronic System Limited Intrusion sensor and aerial therefor
US3925774A (en) * 1975-03-24 1975-12-09 Security Devices Corp Field disturbance type motion detection system
US4027303A (en) * 1975-05-22 1977-05-31 Neuwirth Karl R Apparatus for detecting the presence of objects by sensing reflected energy
US3980998A (en) * 1975-09-05 1976-09-14 Contronic Controls Limited Intrusion alarms
FR2353172A1 (fr) * 1976-05-26 1977-12-23 Radiotechnique Compelec Dispositif de controle automatique de sensibilite pour detecteur d'ondes a hyperfrequence
US4117464A (en) * 1976-11-11 1978-09-26 Solfan Systems, Inc. Microwave motion-detection apparatus employing a gunn oscillator in a self-detecting mode
CA1093655A (en) * 1977-01-19 1981-01-13 Martin T. Cole Intrusion or movement detector
FR2399037A1 (fr) * 1977-07-28 1979-02-23 Petrovsky Viktor Appareil radar utilisant l'effet doppler pour mesurer la vitesse de vehicules
US4239010A (en) * 1979-06-29 1980-12-16 Dickey-John Corporation Microwave seed sensor for field seed planter
US4475089A (en) * 1982-03-31 1984-10-02 Honeywell Inc. Proximity detector
FR2595830B1 (fr) * 1986-03-13 1988-10-14 Tacussel Maurice Tete hyperfrequence emettrice/receptrice, en particulier pour radar doppler homodyne de surveillance de locaux
US5387768A (en) * 1993-09-27 1995-02-07 Otis Elevator Company Elevator passenger detector and door control system which masks portions of a hall image to determine motion and court passengers
US5410149A (en) * 1993-07-14 1995-04-25 Otis Elevator Company Optical obstruction detector with light barriers having planes of light for controlling automatic doors
JPH08225279A (ja) * 1995-02-23 1996-09-03 Otis Elevator Co エレベーターのドア安全装置
US7522745B2 (en) * 2000-08-31 2009-04-21 Grasso Donald P Sensor and imaging system
AU2003270386A1 (en) 2002-09-06 2004-03-29 Rytec Corporation Signal intensity range transformation apparatus and method
US8212718B2 (en) * 2007-04-02 2012-07-03 National Institute Of Information And Communications Technology Microwave/millimeter wave sensor apparatus
US10734728B2 (en) * 2015-08-27 2020-08-04 Huawei Technologies Co., Ltd. Antenna, antenna control method, antenna control apparatus, and antenna system
TWI673510B (zh) * 2018-07-17 2019-10-01 昇雷科技股份有限公司 具打線互連結構之都普勒雷達

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3126539A (en) * 1964-03-24 Oscillator
GB656399A (en) * 1946-10-01 1951-08-22 Andre Marie Bernard Charlin Improvements in or relating to the detection of movements by means of a system of stationary acoustic waves
US2859435A (en) * 1955-11-08 1958-11-04 Gen Railway Signal Co Speed measuring system
US3041592A (en) * 1957-07-10 1962-06-26 Mosler Res Products Inc Protective alarm system
US3317912A (en) * 1963-07-29 1967-05-02 Kenneth S Kelleher Plural concentric parabolic antenna for omnidirectional coverage

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2256926A1 (de) * 1972-11-21 1974-05-30 Schomandl Kg Raumueberwachungseinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
US3691556A (en) 1972-09-12
CA950090A (en) 1974-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2127645A1 (de) Vorrichtung zur Ortung von Bewegungen in begrenzten Räumen
DE2713087A1 (de) Verfahren zur verbesserung der aufloesung von ultraschallbildern und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE2331328A1 (de) Ueberwachungs- bzw. alarmanlage
DE2002012A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Melden von Hindernissen und zur Anzeige der Entfernung der Hindernisse
DE102007020045B4 (de) Radarsystem und Verunreinigungsbeurteilungsverfahren
DE102005049500B4 (de) Verfahren zur Bestimmung des Füllstands anhand der Laufzeit eines hochfrequenten Messsignals
DE1541607B1 (de) Selbstschwingende Mischstufe mit Feldeffekttransistor
DE2133959A1 (de) Verfahren und Dopplerradarsystern zur maximalen Gestaltung des Doppler-Energiepegels
DE2201156A1 (de) Elektrischer Signalgenerator,insbesondere Messsender
EP0102974A1 (de) Vorrichtung zur raumüberwachung mittels doppler-radar
EP0102977A1 (de) Vorrichtung zur raumüberwachung mittels doppler-radar
DE2736654A1 (de) Schaltungsanordnung zur uebertragung von radarimpulssignalen in einem radarsystem
DE2256926C3 (de) Raumüberwachungseinrichtung
DE3023162A1 (de) Akustoelektronischer wandler
DE2638906A1 (de) Ghz-antennenanlage fuer ein doppler-radar im x-band
DE3322701C2 (de)
DE872584C (de) Entfernungsmessanordnung
DE1813127A1 (de) Radarantwortsender
DE2461168C2 (de) Meßverfahren und Vorrichtung zu dessen Durchführung
DE2934187A1 (de) Vorrichtung zur automatischen kalibrierung von ultraschallentfernungsmessern
DE1935346A1 (de) Annaeherungsschalter
CH267716A (de) Entfernungsmessanordnung.
DE633774C (de) Peiler, insbesondere fuer Luftfahrzeuge
DE1773514C3 (de) Oszillograph zur bildlichen Darstellung von Schnittebenen eines Körpers
DE1903057A1 (de) Vorrichtung mit LSA-Oszillatorschaltungen

Legal Events

Date Code Title Description
OHA Expiration of time for request for examination