DE2227648A1

DE2227648A1 - Bordeigene Flugzeugradaranlage zur Suchortung und Entfernungsmessung

Info

Publication number: DE2227648A1
Application number: DE19722227648
Authority: DE
Inventors: Gerard Saint-Germain En Laye Collot (Frankreich)
Original assignee: Dassault Electronique SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1971-06-08
Filing date: 1972-06-07
Publication date: 1972-12-28
Also published as: US3962703A; DE2227648C3; GB1391964A; IL39603A0; IL39603A; NL7207813A; DE2227648B2; FR2140285B1; ZA723943B; AU4315572A; BE784556A; ES403648A1; AU467725B2; SE371702B; CH552815A; CA998761A; FR2140285A1; IT956326B

Description

Patentanwalt

Dipl.-Ing. Walter Jackisch
2 Stu ttg art N. Menzelstraße 4fl 2227648

EIECTRONIQUE MARCEL DASSAULT A 33 OJJ - sü

Societe Anonyme

46, avenue Kleber

75 - PARIS I6dme

PRANKREICH Den

6. Juni 1972

Bordeigene Flugzeugradaranlage zur Suchortung und Entfernungsmessung

Die Erfindung betrifft bordeigene Radareinrichtungen zur Entfernungsmessung.

Bei bekannten bordeigenen Einrichtungen dieser Art zur Suchortung eines Zielobjektes und zur Entfernungsmessung werden ein oder zwei Entfernungsmeßfenster während des Suchvorgangs periodisch zwischen einer minimalen und einer maximalen Entfernung bewegt. Wenn der Rückstrahl eines Zielobjektes auftritt, so erfassen die Meßfenster das Zielobjekt und liefern von da an eine ständige Information über die Entfernung des Zielobjektes.

Währenddes Suchvorganges jedoch und insbesondere, dann, wenn das Plugzeug in niedriger Höhe fliegt, treten Rückstrahlen auf, welche nicht von einem Zielobjekt herrühim, sondern vom Büboden.

Bei solchen bekannten Einrichtungen sind die das eventuelle Zieljoj&t betreffenden Informationen hinsichtlich der Zielentfernungsbereiche, für das Radar eingesetzt werden kann, sehr beschränkt.

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Die unerwünschten Rückstrahlen rühren nicht nur von dem unmittelbar unterhalb des Plugzeugs liegenden Erdboden (oder Meeresoberfläche) her, so daß sie die Plughöhe repräsentieren, sondern, wenn das Plugzeug in niedriger Höhe fliegt, auch von demjenigen Bereich der Erdoberfläche, die von den Strahlenbündeln des Hauptlappens der Radarstrahlung getroffen werden.

Die Gegenwart der letztgenannten Reflexionsstrahlen, der Hauptreflexion&es Erdbodens, beschränken die Reichweiterer Suchortung derartiger Radareinrichtungen auf eine Entfernung, die derjenigen entspricht, an der die Strahlen des Hauptlappens auf den Erdboden auftreffen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher eine solche Verbesserung der bekannten Radaranlagen, daß vermieden wird, daß die genannten Reflexionen des Erdbodens, seist wenn sie tatsächlich existieren, erfaßt werden und eine Zielverfolgung auslösen, und daß einem mit der erfindungsgemäfen Radareinrichtung ausgestatteten Flugzeug bisher unerreichbare Informationsmöglichkeiten gegeben werden.

Die vorliegtende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Reflexionen des Erdbodens von einer prinzipiell erheblich größeren Ausdehnung sind als Reflextonsstrahlen eines Zielobjektes und sie zeichnet sich dadurch aus, daß die reflektierten Impulse hinsichtlich ihrer Ausdehnung erfaßt und derart ausgewertet werden, daß das Auftauchen einer Rückstrahlung, deren Ausdehnung einen vorbestimmten Wert überschreitet, eine Zielerfassung der Entfernungsmeßfenster verhindert.

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Mit einer erfindungsgemäßen Radareinrichtung ist somit die Gewißheit gegeben, daß die Zielerfassung der Meßfenster lediglich in solchen Fällen ausgelöst wird, in denen die Rückstrahlung von einem Zielobjekt herrührt.

Die Erfindung sieht vor, daß, wenn die Radaranlage auf Zielverfolgung geschaltet ist, die Energie der Rückstrahlung des Zielobjektes mit der Energie der Rückstrahlung des Erdbodens verglichen wird.

Zu diesem Zweck ist das Radar mit einem Fenster versehen, welches von dem oder den üblichen Meßfenstern abgetrennt ist und weist Mittel zur Messung der Energie einer Rückstrahlung mittels dieses Fensters auf.

Nach der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß wäfreid der Suchortung das Meßfenster vergleichsweise weit ist, während in der anderen Schaltstellung der Radaranlage während der Zielverfolgung das genannte Fenster durch ein engeres Fenster ersetzt wird.

Die mit dem genannten Fenster verbundenen Mittel zur Energiemessung sind derart beschaffen, daß dinn, wenn das Fenster eine große Ausdehnung aufweist, die Suchortung nicht durch den Durchgang einer Rückstrahlung unterbrochen wird, deren Ausdehnung einem Zielobjekt entspricht und daß umgekehrt, bei einer ausreichend großen Rückstrahlung der Suchvorgang unterbrochen und bei der Entfernung null wieder aufgenommen wird.

Weiter Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung.

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Es zeigt

Pig. 1 in schematisch vereinfachter Ansicht

die Strahlungslappen einer bordeigenen Radaranlage

Fig. 2 ein Diagramm

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Partie einer beispielsweisen erfindungsgemäßen Radar· einrichtung

Fig. 4 ein Diagramm.

In Fig. 1 ist für ein Plugzeug A die Radar strahlung dargestellt, welche außer durch 7Hauptlappen L ebenso durch Nebenlappen I₁ gekennzeichnet ist, welche geneigt zur Längsachse a des Plugzeuges A verlaufen, und überdies durch kleine diffuse Strahlungslappen Ip, die näher an der Senkrechten zur Längsachse a des Flugzeugs A liegen.

In Fig. 2 ist über der Zeit der Verlauf der empfangenen Rückstrahlung bei einem in niedriger Höhe über den Erdboden T fliegenden Plugzeug während einer Suchortung von der Entfernung null aus dargestellt, bei der der Emissionsimpuls sichtbar ist. Der unmittelbar unterhalb des Flugzeuges gelegene Erdboden gibt ein der Plughöhe entsprechendes Rücksignal s, welches entsprechend der Natur und Form des Erdbodens verschiedene Formen annehmen kann. In dem vorliegenden Beispiel möge die Qualität der Antennen derart hoch sein, daß die sekundären Strahlungslappen I₁ keine RUckr strahlung erzeugen. Die Rückstrahlung S des Erdbodens rührt vom Auftreffen der Strahlungen des Hauptlappens L auf den Erdboden her.

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Das reflektierte Radarsignal kommt in Fig. 3 am Eingang 11 eines Mittelfrequenzverstärkers 12 an. Der Ausgang Ij5 des Gleichrichters oder Detektors 12^! des Verstärkers 12 teilt sich auf in eine erste Zweigleitung 14 und eine zweite Zweigleitung 15 zur Weiterleitung der Bildfrequenz. Dienste Zweigleitung 14 führt zu einer Vorrichtung 16, mittels welcher die Rückstrahlung eines Zielobjektes unterdrückt werden kann, und die eine Verzögerungsleitung aufweist, welche entsprechend der Ausdehnung der Rückstrahlung eines Zielobjektes eingestellt ist, die wiederum von der Ausdehnung der Eraissionsimpulse der Radaranlage abhängt.

Die Bildfrequenz, die nicht der Rückstrahlung eines möglichen Zielobjektes entspricht und am Ausgang 17 der Vorrichtung 16 liegt, wird einem Energiedetektor 18 zugeführt. Der Ausgang 19 des Energiedetektors 18 ist über einen Schalter mit dem Eingang 21 einer Vorrichtung 22 verbunden, welche die Suchortung und Zielverfolgung mittels der Meßfenster steuert und die Mittel aufweist, um dann, wenn ihr über den Eingang 21 eine Spannung zugeleitet wird, den Suchvorgang erneut beginnen zu lassen, d.h. die Suchbewegung des oder der Fenster zu unterbrechen, sie wieder auf null einzustellen und sie erneut im Sinne steigender Entfernungen zu bewegen.

Die Bildfrequenz, welche noch die Rückstrahlung eines möglichen Zielobjektes enthält, wird von der Zweigleitung 15 aus über eine zwisehengesehaltete Leitung 23 der Vorrichtung 22 zugeführt· Die Vorrichtung 22 steuert über einen Ausgang 24 einen. Impulsgenerator 25, welcher ein den Meßfenstern benachbartes Fenster versorgt und diesen beim Suchvorgang voraneilt. Hin erster Ausgang 26 des Generators 25 ist dazu vorges-ehen, über einen Schalter 27 in der mit der ausgezogenen Linie 28 dargestellten Schaltstellung und über eine Leitung 29 ein weites Fenster mit dem Energiedetektor 18 zu verbinden. Über einen

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zweiten Ausgang 30 liefert der Generator 25 über den Schalter 27 in der in gestrichelter Linie Jl gezeigten Stellung ein enges Fenster an den Energiedetektor 18.

Der Schalter 27 wird ebenso wie der Schalter 20 über eine Leitung 32 gesteuert, welche den Ausgang einer Steuereinrichtung 33 für die Schaltung darstellt, die wiederum über die Leitung 24 von der Vorrichtung 22 entsprechend deren Stellung - Suchvorgang oder Zielverfolgung - gesteuert wird.

In der Stellung des Schalters 20, die durch die gestrichelte Linie 35 veranschaulicht ist, ist der Ausgang I9 des Energiedetektors 18 über die Leitung 36 mit einem Vergleicher 37 verbunden, an dessen anderem Eingang 38 eine Spannung anliegt, welche von der Vorrichtung 40 geliefert wird und die eine Punktion der Amplitude deijAiöglichen Rückstrahlung im Signal der Bildfrequenz ist, welche am Eingang 39 des Generators 40 liegt.

In Fig. 4 sind schematisch die Fenster dargestellt, welche ein erf lndungsgenä ß verbessertes Radar liefert. Außerhalb der üblichen Entfernungsmeßfenster fj und f_g verschiebt sich ein diesen benachbartes Fenster f.,, welches sich im Diagramm in Amplitude und Entfernung nach größeren Entfernungen hin befindet als die Fenster t^ und f₂·

Die Arbeitsweise ist folgende:

Solange das Radar-Sträfcienbündel kein Hindernis trifft, läuft der Suchvorgang in der üblichen Weise ab: Die drei Fenster f., f₂ und f, bewegen sich von der theoretischen Entfernung null bis zur maximalen Reichweite , kehren sodann wieder theoretisch zu null zurück und so weiter. Wenn eine Rückstrahlung vom Erdboden vorliegt, wird eine dieser Rückstrahlung entsprechende

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Energie über die Leitung IT dem Detektor 18 zugeleitet. Wenn im Verlauf des Suchvorgangs das Meßfenster auf der Leitung 29 liegt, öffnet sich ein Tor oder Gatter der Vorrichtung 18 und wird über die Leitung 19* den Schalter 20 und die Leitung 21 die Vorrichtung 22 im Sinne eines Neubeginns des Suchvorganges gesteuert.

Wenn dagegen die Rückstrahlung eines Zielobjektes vorliegt, weist die Arbeitsweise der Radaranlage keine Änderungen gegenüber derjenigen üblicher Radaranlagen auf. Wegen des Eingreifens der Vorrichtung 16 mit der Verzögerungsleitung kann die Rückstrahlung des Zielobjektes nicht bis zum Energiedetektor 18 gelangen, so daß der Vorrichtung 22 über die Linie 19, den Schalter 20 in der nii; ausgezogener Linie dargestellten Schaltstellung und der Leitung 21 keine Spannung zugeführt wird. Die Entfernungsmeßfenster f^ und fg erfassen das Echo des Zielobjektes und die Radaranlage arbeitet in der Zielverfolgung und Entfernungsmessung.

Beim übergang von der Suchschaltung auf die Zielverfolgungsschaltung steuert die Vorrichtung 33 den Schalter 20 in die gestrichelt versinnbildlichte Stellung, so daß der Ausgang des Energiedetektors 18 mit dem Vergleicher 37 über die Leitung 19, den Schalter 20 in der bei 35 strichliert angedeuteten Stellang und die Leitung 36 verbunden ist.

Beim Übergang von der Suchschaltung auf die Zielverfolgungsschaltung steuert die Vorrichtung 33 ebenso den SclaLter 27 in die bei 3I gestrichelt angedeutete Stellung, in der das über die Linie 29 mit dem Energiedetektor 18 verbundene Fenster ein enges ist.

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Während der Zielverfolgung und in Abwesenheit einer Rückstrahlung vom Erdboden wird das Verstärkungsverhältnis des Mittelfrequenzverstärkers 12 mittels einer geschlossenen Schleife gesteuert, welche die Leitung Ij5, die Leitung 15, die Zweigleitung 39, die Vorrichtung 40, den Vergleicher 37 und die der Verstärkungssteuerung des Mittelfrequenzverstärkers 12 dienende Leitung 41 enthält, so daß das Bildfrequenzsignal in der vorgesehenen Intensität zur Gewährleistung einer einwandfreien Arbeitsweise der Radaranlage erhalten wird.

In einem Falle, in dem sich während der Zielverfolgung die Rückstrahlung des Zielobjektes einer Reflexionszone des Erdbodens nähert, nimmt die Gruppe der Fenster f, , f₂ und f, die Rückstrahlung des Erdbodens über das

nunmehr enge Meßfenster f, auf. Da die vom Meßfenster f_ -0-5 j

weitergeleitete Energie nunmehr höher wird als diejenige Energie, die durch die auf das Zielbjekt zentrierten Fenster T₁ und, fp weitergeleitet wird, beginnt die Verstärkungssteuerung des Mittelfrequenzverstokers 12 in dem geschlossenen Stromkreis zu arbeiten, der, beginnend vom Verstärker, die Leitungen 14, 17, 19, % und 41 enthält. Durch die Verringerung der Verstärkung, welche die energiereiche Rückstrahlung vom Erdboden bewirkt, schwindet der Einfluß der Rückstrahlung des Zielobjektes immer mehr, bis er so gering wird, daß die Fixierung durch den Verfolgungsstromkreis nicht mehr aufrechterhalten wird. In der Vorrichtung 22 vorhandene Speicherelemente veranlassen die Wiederaufnahme der Suchortung, nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Die letztgenannte Maßnahme der Verzögerung dient dazu, eine verfrühte Wiederaufnahme des Suchvorganges bei Schwankungen der Rückstrahlung des Zielobjektes zu vermeiden.

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Claims

A 33 037 - sü

Ansprüche

1, Bordeigener Plugzeugradarempfänger für Suehortung und Entfernungsmessung, mit einer ein oder zwei Entfernungsmeßfenster umfassenden Vorrichtung zur Erkundung wachsender Entfernungen während des Suchvorganges und mit Mitteln zur Fixierung der Fenster auf eine empfangene Rückstrahlung und zur Verfolgng derselben in der Phase der Zielverfolgung, gekennzeichnet durch Mittel zur Hinzufügung eines dritten Fensters neben den beiden, anderen,reiches zu größeren Entfernungen hin an diese angreijfc und durch Mittel, welche die Gesamtheit der Fenster auf Entfernung null zurückführen, wenn das dritte Fenster eine Rückstrahlung trifft, deren Ausdehnung den vorbestimmten, einem Zielobjekt entsprechenden Wert übertrifft.

£, Radarempfänger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel, welche die Rückkehr auf Nullent&rnung auch von der einer Rückstrahlung innewohnenden Energie abhängig machen, welche das dritte Fenster trifft, und von der größeren Ausdehnung im Vergleich zum vorbestimmten Wert*

3, Radarempfänger nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel, welche das dritte Fenster dann, wenn die beiden ersten Fenster auf ein Zielobjekt fixiert sind, durch ein diesen ebenfalls benachbartes, jedoch engeres Fenster ersetzen.

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4. Radarempfänger nach Anspruch j5, gekennzeichnet durch Mittel, welche während einer Zielverfolgungsphase die in der Rückstrahlung vom Zielobjekt enthaltene Energie mit der Energie der Rückstrahlung vergleichen, welche das dritte Fenster trifft, und durch Mittel, welche die Zielverfolgung lediglich dann beenden, wenn die zweitgenannte Energie während einer bestimmten Zeit höher als die erstgenannte Energie ist.

5. Radarempfänger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel, welche nach einer Unterbrechung der Zielverfolgung den Suchvorgang bei der Entfernung null wieder beginnen lassen.

6. Radarempfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der gleichzeitigen Anwesenheit einer Rückstrahlung vom Zielobjekt und einer Rückstrahlung vom Erdboden die energiereichste Strahlung zur Steuerung der Verstärkung des Mittelfrequenzverstärkers des Radarempfangers herangezogen wird.

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