DE2244997A1

DE2244997A1 - Puls-radargeraet mit zielmittenbestimmung

Info

Publication number: DE2244997A1
Application number: DE19722244997
Authority: DE
Inventors: Klaus Von Dr Ing Pieverling
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-09-14
Filing date: 1972-09-14
Publication date: 1977-06-08
Also published as: DE2244997B2; DE2244997C3

Description

SIEMENSAKTIENGESSLLSCHAFT 8 München I, -3en 1/, St^Γ 1972

Berlin und München Witteisbacherplatz 2

VPA 72/6662 • V

Puls-Radargerät mit Zielmittenbestinmung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Radargerät mit einer Einrichtung zur Zielmittenbestimmung bei einem relativ breiten Echoinipuls.

Bei Pulsdoppler-Radargeräten ist es bekannt, Verzögerungseinrichtungen zu verwenden, um Festziele auszublenden. Diese Verzögerungseinrichtungen haben eine Verzögerungszeit, die gleich der Periodendauer T der Radarsendeimpulse ist.

Es ist bekannt (Proc. IEE 10? B (1960) Suppl. 19 (März), Seiten 36-46), bei Radargeräten einen Schwellwert vorzusehen und bei Überschreiten dieses Schwellwertes eine Zählschaltung in Tätigkeit zu setzen. Diese Zählschaltung wird beim Unterschreiten des Schwellwerts angehalten, und es läßt sich aus der Zeitdauer, während der die Überschreitung des Schwellwertes aufgetreten war, die Mitte des Zielechosignals bestimmen. Auf diese Weise können zwar bei relativ großem schaltungstechnischen Aufwand gegenüber der Unscharfe bei sehr breiten Echoimpulsen Verbesserungen bei der Zielmittenbestimmung erzielt werden, wobei jedoch trotzdem' relativ große Fehler auftreten. Diese Fehler sind vor allem dadurch bedingt, daß der Schwellwert sehr nahe am Rauschpegel liegen muß und deshalb sowohl das Überschreiten des Schwellwertes als auch das Unterschreiten des Schwellwertes sehr stark von den jeweiligen Rauschspannungen im Zeitbereich des Über- bzw. Untersehreitens abhängen. Besonders nachteilig ist, daß auch bei großen Ziel-

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amplituden der Einfluß dieser Fehler kaum geringer wird, da die Schwellwertüberschreitung bei niedrigen Pegeln erfolgt. Die Unsicherheit beim Über- bzw. Unterschreiten des Schwellwerts bleibt dabei praktisch unverändert erhalten und damit auch der Fehler bei der Zielmittenbestimmung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Fehler bei der Zielmittenbestimmung möglichst klein zu halten und dieses Ziel mit möglichst geringem Aufwand zu erreichen. Gemäß der Erfindung, welche sich auf ein Radargerät der eingangs genannten Art bezieht, wird dies dadurch erreicht, daß der empfangene Echoimpuls einer Verzögerungseinrichtung mit einer gegenüber der Impulsdauer kurzen Verzögerungszeit zugeführt ist und daß der so verzögerte Echoimpuls und der unverzögerte Echoimpuls einer Vergleichsschaltung zugeführt sind, die ein kurzes, die Zielmitte festlegendes Ausgangssignal abgibt, wenn beide Echoimpulse gleichzeitig die gleiche Amplitude haben.

Durch diese Art der Zielmittenbestimmung tritt die bei Schwellwertschaltungen auftretende Unsicherheit im Bereich des Schwellwertes infolge der Rauschspannungsanteile nur noch verringert auf. Die damit beim Über- und Unterschreiten des Schwellwertes sonst gegebenen Unsicherheiten sind somit weitgehend eliminiert, Besonders vorteilhaft ist, daß mit zunehmendem Signal-Rauschabstand die Genauigkeit der Zielmittenbestimmung und damit der Peilung eines Zieles zunehmend verbessert wird. Hinzu kommt, daß der Schaltungsaufwand im Vergleich zu den üblichen Schwellwertschaltungen sehr gering ist, weil lediglich eine Verzögerungseinrichtung mit entsprechender Verzögerungszeit benötigt wird. Diese kann in einfacher Weise z.B. durch einen Tiefpaß realisiert werden.

Es ist zweckmäßig, die Verzögerungszeit so zu wählen, daß die gleichen Amplitudenwerte bei den beiden Echoimpulsen etwa

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Fig.	1
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Fig.	3
Fig.	4

bei der halben Maximalamplitude"erreicht werden. Dadurch lassen sich die im Bereich der Maximalamplitude sonst auftretenden schleifenden Schnitte vermeiden.

Es ist zweckmäßig, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Verzögerungseinrichtung so ausgelegt wird, daß der Echoimpuls in seiner Form möglichst unverzerrt übertragen wird.

Die Erfindung sowie Weiterbildungen der Erfindung sind anhand von Zeichnungen näeher erläutert. Es zeigen:

die Zielanzeige auf einem Bildschirm den Verlauf eines Echoimpulses in Abhängigkeit von der Zeit \

den Verlauf eines verzögerten und eines unverzögerten Echoimpulses in Abhängigkeit von der Zeit das Blockschaltbild einer Einrichtung zur Zielmittenbestimmung .

In Fig. 1 ist der bei einem großen Echoimpuls auftretende "Zielblip" dargestellt. Da der so von dem Zielechosignal überstrichene Winkelbereich z.B. bei einem Rundsichtradar zu groß ist, muß zur Peilschärf ung eine Zielmittenbestimmung vorgenommen werden, um den Verlauf der diese Zielmitte angebenden Linie ZM gegenüber einer Bezugslinie N (z.B. Nordrichtung) festzulegen. Der zugehörige Winkel, welchen die Zielmitte ZM mit dieser Bezugsrichtung N einnimmt, ist mit Φ bezeichnet.

In Fig. 2 ist als ausgezogene Linie der Verlauf eines mit Rauschen behafteten Echaimpuls.es EI in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Es ist ein Schwellwert SW vorgesehen, der zum Zeitpunkt ta überschritten und zum Zeitpunkt, tb unterschritten wird. Die Zielmitte ZH dieses. EchodLmpulses kann so

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bestimmt v/erden, daß der Zeitraum, der von ta bis tb vergeht, halbiert und zu ta hinzugezählt wird. Die Zeitpunkte ta und tb schwanken stark, je nachdem, wie die Rauschspannungen im Bereich des Unter- bzw. Überschreitens des Schwellwertes SW verlaufen. Um dies zu verdeutlichen, wurde gestrichelt sowie strichpunktiert ein durch Rauschspannungen verursachter anderer Anstieg bzw. Abfall des Echoimpulses EI im Bereich des Schwellwertes SW eingezeichnet. Diese gestrichelten bzw. strichpunktierten Linien zeigen ohne weiteres, wie stark die Zielmitte sich verschieben würde, wenn z.B.

die Rauschspannung so verlaufen würde, daß der Echoimpuls EI im Bereich des Schwellwertes SW den durch die gestrichelte Linie gezeigten Verlauf haben würde.

gleichgerichteten In Fig. 3 ist die Amplitude A eines ersten/Echoimpulses EI

.—' gleichgerichtet&n und eines demgegenüber um eine Zeit ¹^ verzögerten zweiten / Echoimpulses EIV dargestellt. Es handelt sich in beiden Fällen um die gleichen Echoimpulse. Als Zielmitte ZM wird der Zeitpunkt angenommen, an dem die Echoimpulse EI und EIV die gleiche Amplitude haben, also der Schnittpunkt der Kurven EI und EIV benutzt. Dies gibt zwar gegenüber der exakten Mitte des Echoimpulses EI eine Zeit- und damit Winkelverschiebung, die aber bei der Anzeige bzw. Auswertung als fester Wert berücksichtigt werden kann. Diese neue Art der Zielmittenbestimmung hat vor allem den Vorteil, daß im Gegensatz zur Schwellwert-Zielmittenbestimmung nach Fig. 2 die Rauschspannungsverteilungen im Bereich der sehr niedrigen Schwellwertspannung nicht in die Genauigkeit eingehen und die Zielmittenbestimmung mit zunehmendem Signal-Rauschabstand immer genauer wird. Der Schnittpunkt ZM der beiden Impulse EI und EIV wird durch entsprechende Wahl der Verzögerungszeit L zweckmäßig so gelegt, daß er etwa bei der halben Maximalamplitude (Halbwert -£) der Echoimpulse liegt. Der bei einer derartigen Zielmittenbestinimung auftretende mittlere Fehler für ein bestimmtes Radargerät kann, z.B. durch Simulation, in einfacher Weise fest-

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gestellt und bei der Auswertung bzw. Anzeige im Sinne einer Fehlerkompensation berücksichtigt werden. Es wäre dann die Anzeige bzw. Auswertung um einen festen Winkelwert vorzustellen. Man kann auch die von der Antenne kommende Winkelinformation um eine die Verzögerung berücksichtigende Zeit nacheilen lassen.

In Fig. 4 ist im Blockschaltbild der grundsätzliche Aufbau einer Einrichtung zur Zielmittenbestimmung dargestellt. Die vom Radarempfänger kommenden Echoimpulse, welche vorteilhaft bereits ein Bewegtzeichenfilter durchlaufen haben, gelangen einmal unverzögert zu einer Vergleichsschaltung VS und einmal über eine Verzögerungseinrichtung VE, deren Verzögerungszeit L beträgt. Die Vergleichsschaltung gibt einen die Zielmitte signalisierenden schmalen Impuls ZMI aus, sobald der verzögerte Impuls EIV und der unverzögerte Impuls EI nach Fig. 3 die gleiche Amplitude haben.

Vor der Vergleichsschaltung kann auch eine Schwellschaltung vorgesehen sein, um Impulse, die unterhalb eines Schwellwertes liegen, von der Auswertung fernzuhalten.

Besonders zweckmäßig ist die Erfindung im Zusammenhang mit Rundsuchradargeräten anwendbar, wenn relativ lang dauernde Echoimpulse auftreten und die WinkelbeStimmung ungenau ist. Letzteres ist besonders dann von Bedeutung, wenn ein Rundsuchradargerät z.B. zur Einweisung eines Zielverfolgungs- bzw. Feuerleitradars eingesetzt werden soll.

k Figuren

9 Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Puls-Radargerät mit einer Einrichtung zur ZielmittenbeStimmung bei einem relativ breiten Echoimpuls, dadurch g e k e η η ze lehne t , daß der empfangene Echoimpuls (El) einer Verzögerungseinrichtung (VE) mit einer gegenüber der Impulsdauer kurzen Verzögerungszeit (ft) zugeführt ist und daß der so verzögerte Echoimpuls (EIV) und der unverzögerte Echoimpuls (El) einer Vergleichsschaltung (VS) zugeführt sind, die ein kurzes, die Zielmitte festlegendes Ausgangssignal (ZHI) abgibt, wenn beide Echoimpulse (EI und EIV) gleichzeitig die gleiche Amplitude haben.

2. Puls-Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungszeit (T) so gewählt ist, daß die gleichen Amplitudenwerte bei den beiden Echoimpulsen (EI und EIV) etwa bei der halben Maximalamplitude (.-£■) erreicht werden.

3. Puls-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge k e η η ζ e i c h η et , daß die Verzögerungseinrichtung (VE) so ausgelegt ist, daß der Eehoimpuls (EIV) in seiner Form möglichst unverzerrt übertragen wird.

4. Puls-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u-"r c h g e k e η η ζ e i c h η e t , daß als Verzögerungseinrichtung (VE) ein Tiefpaß vorgesehen ist.

5. Puls-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß das Ausgangssignal (ZMI) der Vergleichsschaltung (VS) sehr kurz ist gegenüber der Dauer der Echoimpulse.

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6. Puls-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Echoimpulse (EI) vor der Zielmittenbestimmung ein Bewegtzeichenfilter durchlaufen haben.

7. Puls-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Vergleichsschaltung eine Schwellschaltung vorgesehen ist.

8. Puls-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anwendung bei einem Rundsuch-Radargerät.

9. Puls-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der als mittlerer Fehler bei der Zielmittenbestimmung auftretende Peilfehler bei Anzeige und/oder Auswertung kompensiert ist.

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