DE2316496C3

DE2316496C3 - Tracking radar device with emission of frequency-different partial pulses and correlation evaluation

Info

Publication number: DE2316496C3
Application number: DE19732316496
Authority: DE
Inventors: Helmut 8012 Ottobrunn Kummer
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Filing date: 1973-04-03
Publication date: 1977-01-20

Description

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55 Empfangsfeldstärken eine gewählte zulässige Abweichung nach oben und/oder unten überschreiten.55 Receiving field strengths exceed a selected permissible deviation upwards and / or downwards.

7. Zielverfolgungsradargerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Trägerfrequenzspektren bereitgestellt sind, die an Stellt von Trägerfrequenzspektren eingeschaltet weiden, deren Empfangsfeldstärken außerhalb einer vorgewählten Abweichung liegen.7. target tracking radar device according to claim 6, characterized in that additional carrier frequency spectra are provided, which graze on instead of carrier frequency spectra, their Reception field strengths are outside a preselected deviation.

8. Zielverfolgungsradargerät nach Anspruch 6 oder 7 und mit einer Einrichtung zur Bodendarstellung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bodendarstellung mit der Einrichtung zur Bestimmung der Empfangsfeldstärken integriert ist.8. target tracking radar device according to claim 6 or 7 and with a device for ground display, characterized in that the device for bottom display with the device for Determination of the received field strengths is integrated.

9. Zielverfolgungsradargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Einrichtungen zum Vergleich der gemessenen Positionswerte und deren zeitlichen Ableitungen aufweist, die mit Hilfe der einzelnen Sendespektren gewonnen sind, und Einrichtungen zum Ausschließen von Sendefrequenzen, die außerhalb vorgegebener Grenzen gelegene Meßwerte liefern.9. target tracking radar device according to claim 1, characterized in that there are means for Comparison of the measured position values and their time derivatives, which with the help of the individual transmission spectra are obtained, and facilities for excluding transmission frequencies, which deliver measured values outside the specified limits.

10. Zielverfolgungsradargerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zum Ersetzen ausgeschiedener Trägerfrequenzen durch zusätzlich bereitstehende Trägerfrequenzen vorhanden sind.10. target tracking radar device according to claim 9, characterized in that means for Replacing eliminated carrier frequencies with additional carrier frequencies available are.

11. Zielverfolgungsradargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig zwischen der Eingangsmischstufe (9.2) und der Antenne (6.2) ein Dämpfungsglied (5.2) relativ hoher Dämpfung angeordnet ist.11. Target tracking radar device according to one of the preceding claims, characterized in that that on the receiving side between the input mixer (9.2) and the antenna (6.2) an attenuator (5.2) is arranged relatively high attenuation.

12. Zielverfolgungsradargerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung mindestens 20 dB beträgt.12. A tracking radar device according to claim 11, characterized in that the attenuation is at least 20 dB.

13. Zielverfolgungsradargerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung umschaltbar ist.13. A tracking radar device according to claim 11 or 12, characterized in that the attenuation is switchable.

14 Zielverfolgungsradargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die für Sender und Empfänger gemeinsame Quarzfrequenz (in 1) mit einer Frequenzmodulation (durch 23) versehen ist, deren Frequenz relativ niedrig und kleiner als 100 Hz ist.14 target tracking radar device according to any one of the preceding claims, characterized in that that the crystal frequency common to the transmitter and receiver (in 1) with a frequency modulation (by 23), the frequency of which is relatively low and less than 100 Hz.

15. Zielverfolgungsradargerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzmodulation mil einer 'linearen, periodischen Funktion erfolgt.15. Target tracking radar device according to claim 14, characterized in that the frequency modulation with a 'linear, periodic function he follows.

16. Zielverfolgungsradargerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum unterschiedlichen Aufbau der Reihenfolge ihrer η Trägerfrequenzen nur die η bzw. n-\ möglichen Reihenfolgen benutzt werden, welche die Bedingung erfüllen, daß bei beliebigen Paaren von Reihenfolgen und bei beliebiger Phasenlage des Paares gegeneinander stets nur in einem n-ten Teil der Impulslänge gleiche Frequenzen auftreten können.16. A tracking radar device according to claim 6, characterized in that only the η or n- \ possible sequences are used for the different structure of the order of their η carrier frequencies, which meet the condition that any pairs of sequences and any phase position of the pair against each other The same frequencies can only ever occur in an nth part of the pulse length.

Die Erfindung betrifft ein Zielverfolgungsradargerät mit Korrelationsauswertung, bei dem der Sendeimpuls als Teilimpulsfolge mit Teilimpulsen unterschiedlicher Trägerfrequenz ausgestrahlt wird und das eine Einrichtung zur selbsttätigen Auswahl der Tastfrequenz aufweist, die so erfolgt, daß Sende- und EmpfangsimpulsThe invention relates to a target tracking radar device with correlation evaluation, in which the transmission pulse is broadcast as a partial pulse train with partial pulses of different carrier frequencies and the one device for the automatic selection of the sampling frequency, which takes place in such a way that the transmit and receive pulse

seitlich nicht zusammenfallen, und wobei ferner alle zum Aufbau des Sendespektrums notwendigen Frequenzen ohasenstarr von einer Grundfrequenz abgeleitet sind und bei dem das zu erwartende Empfangssignal aus dem Sendesignal und der relativen Entfernung und Ge schwindigkeit des Meßobjektes vorausberechnet und nachgebildet wird und mit Hilfe eines Wechselspannun°sintegrators zur Kreuzkorrelation gebracht wird.do not coincide laterally, and furthermore all to Structure of the transmission spectrum necessary frequencies are rigidly derived from a basic frequency and in which the expected received signal from the transmitted signal and the relative distance and Ge speed of the measurement object is calculated in advance and simulated and with the help of an alternating voltage integrator is brought to the cross-correlation.

Zweck eines Zielverfolgungsradargerätes ist es, selbst unter erschwerten Betriebsbedingungen vornehmlich ι bei relativ niedrigem Störabstand noch die für die jeweilige Aufgabe erforderliche Meßgenauigkeit zu erreichen.The purpose of a target tracking radar device is, even under difficult operating conditions, primarily ι with a relatively low signal-to-noise ratio, the measurement accuracy required for the respective task increases reach.

Radargeräte des gegenwärtigen Standes der Technik erfüllen die erforderlichen Bedingungen nicht im ausreichenden Umfange. Ursprünglich angewendete Impulsradargeräte versagten beispielsweise bereits beim Einsatz von Düppeln. Zur Erhöhung des Störabstandes ist es bekannt, bei diesen Geräten ein Impuls-Dopplerverfahren anzuwenden, wodurch eine Ortung bewegter Ziele mit Hilfe bodenfester Radaranlagen wieder ermöglicht wurde, der Einsatz des Radars in Flugzeugen aber nicht durchführbar war. Zum Einsatz in Flugzeugen steht bis jetzt kein Radar zur Verfügung, das hochgenaue Messungen auch dann erlaubt, wenn sich ein zu ortendes Objekt in einer Düppel- oder Regenwolke befindet. Ferner ist die Störunterdrückung bei bekannten Radarsystemen deshalb relativ niedrig, weil bei ihnen das Verhältnis des nur das Ziel und seine nächste Umgebung einschließenden Raumes im Vergleich zu dem vom Radargerät tatsächlich erfaßten Raum relativ hoch ist. Je größer aber das Verhältnis eines vom Radar erfaßten Raumes zum tatsächlichen Zielvolumen ist, um so mehr können parasitäre Reflexionen und Mehrfachreflexionen in den Empfänger gelangen und verfälschen die Genauigkeit der Ortung. Infolge der schlechten Störunterdrückung bei bekannten Radargeräten ist bei diesen eine relativ hohe Sendeleistung erforderlich, wodurch die Gefahr besteht, daß sich mehrere zugleich betriebene Radaranlagen gegenseitig stören und sogar Zerstörungen in den Empfängern hervorrufen können.Current state-of-the-art radars do not meet the required conditions sufficient scope. Impulse radar devices originally used, for example, have already failed when using chaff. To increase the signal-to-noise ratio, it is known to use a To apply impulse Doppler method, whereby a location of moving targets with the help of ground-mounted radar systems was made possible again, but the use of the radar in aircraft was not feasible. For use To date, there is no radar available in aircraft that would allow highly accurate measurements even if an object to be located is in a chaff or rain cloud. Furthermore, the interference suppression with known radar systems therefore relatively low, because with them the relation of the space, which only includes the goal and its immediate surroundings, is compared is relatively high in relation to the space actually covered by the radar device. But the greater the ratio a space detected by the radar is to the actual target volume, the more parasitic Reflections and multiple reflections get into the receiver and falsify the accuracy of the Location. As a result of the poor interference suppression in known radar devices, there is a relatively high level in these Transmission power required, which means that there is a risk that several radar systems operated at the same time can interfere with each other and even cause destruction in the receivers.

Bei anderen bekannten Radargeräten nach Art des in der US-Patentschrift 32 62 112 beschriebenen Radargerätes wird ein Signal nachgebildet, das nur in sehr grober Annäherung dem tatsächlichen Empfangssignal entspricht. Es wird von der grob vereinfachenden Annahme ausgegangen, daß jede im Sendespektrum verwendete Frequenz um den gleichen Dopplerbetrag im Empfangsspektrum verschoben ist. DerLrtige Einrichtungen sind nur dann funktionsfähig, wennIn other known radar devices of the type described in US Pat. No. 3,262,112 a signal is simulated which only approximates the actual received signal in a very rough approximation is equivalent to. It is based on the simplistic assumption that each in the transmission spectrum frequency used is shifted by the same Doppler amount in the reception spectrum. Such facilities are only functional if

1. der Modulationshub der Sendefrequenz sehr klein gehalten wird, oder1. the modulation range of the transmission frequency is kept very small, or

2. wenn die verwendete Bandbreite nach der Korrelation groß gehalten wird.2. if the bandwidth used is kept large after the correlation.

B Damit ist jedoch eine wirksame Störfestigkeit nicht ¥ erreichbar.B However, this is not an effective interference immunity ¥ reachable.

Dieser Sachverhalt ist nachfolgend mathematischThis fact is mathematical below

ι- näher erläutert. Es sei: ι- explained in more detail. Let it be:

Dann gilt:
11> - 11 ~ Is Then the following applies:
11> - 11 ~ Is

fs"' + fs "' +

fo = Dopplerfrequenz fo = Doppler frequency

h = Empfangsfrequenz h = receiving frequency

fs = Sendefrequenz fs = transmission frequency

ν = Relativgeschwindigkeit zwischen Radargerätν = relative speed between the radar device

und Reflektor
c = Lichtgeschwindigkeit.and reflector
c = speed of light.

Die Dopplerfrequenz ist also proportional der Sendefrequenz, wenn man als Sendefrequenz eine einzige spektrale Linie verwendet (sehr vereinfachtes »CW(v-Radar). Liegt bei einer derartigen Anwendung beispielsweise die Frequenz bei 16 GHz, dann ergibt sich bei den heutigen Fluggeschwindigkeiten eine maximale Dopplerfrequenz von ± 10⁵Hz.The Doppler frequency is proportional to the transmission frequency if a single spectral line is used as the transmission frequency (very simplified »CW (v-radar). If, for example, the frequency is 16 GHz in such an application, the current airspeed results in a maximum Doppler frequency of ± 10 ⁵ Hz.

Bei einem Breitband-Radar mit z, B. 10⁹ Hz Bandbreite des Sendespektrums ergibt sich ein Differenzdopplerbetrag zwischen oberer und unterer Seitenbandgrenze von 10" ■ 10~' = 10"Hz. Diese ± 5 kHz Ditferenzdoppler sind aber bereits hundertmal so groß wie die gewünschte Filterbreite nach dem Korrelator von z. B. ± 50 Hz. Da eine Bandbreite von 50 Hz jedoch für die geforderte Fluktuaiionsbreite des Zieles notwendig ist, bleiben für die Verarbeitung des Differenzdoppiers maximal ± 5 Hz, das ist aber nur l%o des tatsächlich auftretenden Differenzdopplerbetrags, woraus die erheblich einschränkenden Bedingungen für Radargeräte bekannter Art ersichtlich sind.In the case of a broadband radar with, for example, a ^{bandwidth of 10 9} Hz for the transmission spectrum, there is a Doppler difference between the upper and lower sideband limit of 10 ″ 10 = 10 ″ Hz. However, these ± 5 kHz differential Doppler are already a hundred times as large as the desired filter width after the correlator of z. B. ± 50 Hz. However, since a bandwidth of 50 Hz is necessary for the required fluctuation width of the target, a maximum of ± 5 Hz remains for processing the difference doubler, but this is only 1% of the actually occurring difference doubler amount, from which the considerably restricting conditions for radars of known type are apparent.

Wenn bei einem Radargerät mit linearer Frequenzmodulation das Empfangssignal korreliert werden soll, so ergeben sich folgende Verhältnisse:If the received signal is to be correlated in a radar device with linear frequency modulation, the following conditions result:

Bei einer verwendeten Bandbreite von f = 50 Hz und bei A = 16 ■ 10^q Hz muß fi auf ± 5 Hz genau nachgebildet werden, das sind ±3 10 ¹⁰. Das ist bis heute nicht möglich. Möglich sind höchstens 10"^b, womit die minimale Bandbreite 16 ■ 10^J Hz sein muß. Das bedeutet einen Verlust von mindestens 24 dB.With a bandwidth of f = 50 Hz and A = 16 ■ 10 ^q Hz, fi must be simulated with an accuracy of ± 5 Hz, that is ± 3 10 ¹⁰ . This is still not possible today. A maximum of 10 " ^{b is possible} , so the minimum bandwidth ^{must be 16 ■ 10 J} Hz. That means a loss of at least 24 dB.

Selbst wenn die lineare Frequenzmodulation beim Bekannten durch eine treppenförmige Frequenzmodulation z. B. nach der deutschen Patentschrift 9 77 823 (S. 1, Zeile 17 und S. 2, Zeile 7) ersetzt wird, treten für unterschiedliche Sendefrequenzen unterschiedliche Dopplerfrequenzen auf. Die mit der Erfindung erreichten Vorteile können bei Kombination aus dem Bekannten und Obigem deshalb nicht erreicht werden, weil für die stufenförmige Frequenzunterteilung Grenzen gesetzt sind, die dadurch gegeben sind, daß der Frequenzsprung von Teilimpuls zu Teilimpuls mindestens doppelt so groß sein muß wie der Reziprokwert der Länge eines Teilimpulses, wenn die erreichbare Störfestigkeit erhalten bleiben soll.Even if the linear frequency modulation is known by a staircase-shaped frequency modulation z. B. after the German patent specification 9 77 823 (p. 1, line 17 and p. 2, line 7) is substituted for different transmission frequencies on different Doppler frequencies. The achieved with the invention Advantages cannot be achieved with a combination of the known and the above, because there are limits to the stepped frequency division which are given by the fact that the Frequency jump from partial pulse to partial pulse must be at least twice as large as the reciprocal value the length of a partial pulse if the attainable immunity to interference is to be maintained.

Bekannte Maßnahmen zur Vermeidung einer Zielentfernungsblindheit an bekannten Radargeräten der in der britischen Patentschrift 12 98 709 beschriebenen Art zeigen keine Lösung zur Vermeidung einer Zielges<-hwindigkeitsblindheit bei nichtstationären Radargeräten auf.Known measures for avoiding range blindness on known radar devices in the British Patent 12 98 709 type described do not show a solution for avoiding target speed blindness for non-stationary radars.

Andere bekannte Radargeräte der z. B. in der deutschen Offenlegungsschrift 20 59 508, der US-Patentschrift 31 88 637 oder der in der britischen Patentschrift 11 06 656 beschriebenen Art zeigen keine Lösung auf, mit der das Empfangssignal so genau nachgebildet wird, daß das korrelierte Signal die Anwendung von Radargeräten mit erheblich reduzierter Bandbreite zuläßt, wodurch sie relativ leicht störbarOther known radars of z. B. in German Offenlegungsschrift 20 59 508, the US patent 31 88 637 or of the type described in British Patent 11 06 656 do not show any Solution with which the received signal is simulated so precisely that the correlated signal the Use of radar devices with significantly reduced bandwidth allows, making them relatively easy to interfere

sind. Letzteres trifft auch zu für Frequenz-Diversity-Radarsysteme z. B. nach DT-AS 12 62 376, bei denen nur geprüft wird, ob die relativen Dopplerfrequenzen der Empfangsfrequenzen annähernd gleich sind.are. The latter also applies to frequency diversity radar systems z. B. according to DT-AS 12 62 376, in which it is only checked whether the relative Doppler frequencies of the Reception frequencies are approximately the same.

Wegen der unbekannten Zielgeschwindigkeit, die erst durch die Radarmessung ermittelt werden soll, ist dieses Verfahren mehrdeutig und ebenfalls leicht störbar.Because of the unknown target speed, which should only be determined by the radar measurement, this is Procedure ambiguous and also easily disruptive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Radargerät der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die obengenannten Nachteile behoben sind und selbst unter erschwerten Betriebsbedingungen Signale zur Auswertung gelangen, die auch dann noch gute Meßergebnisse liefern, wenn Radargeräte nach dem Stande der Technik versagen.The invention is based on the object of designing a radar device of the type mentioned at the outset in such a way that that the above-mentioned disadvantages are eliminated and signals even under difficult operating conditions get to the evaluation, which then still deliver good measurement results when radar devices after the State of the art fail.

Für ein Zielverfolgungsradargerät mit Korrelationsauswertung der eingangs beschriebenen Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nachbildung des Empfangssignals mit Hilfe einer Einrichtung erfolgt, mit der für jede im Sendespeklrum bcnuizu- \ requenz (Spektrallinie) die exakte, von einer Funktion der Geschwindigkeit und der Entfernung des MeßobiCKies abhängige Empfangsfrequenz und deren Phasenlage ermittelt wird, wobei der bei der Kreuzkorrelation verwendete Wechselspannungsintegrator ein Geschwindigkeitstor darstellt. Die daraus sich ergebende Wirkung liefert ein wesentlich höheres Auflösungsvermögen gegenüber Radargeräten mit bekannter Korrelation. Das bei diesem Verfolgungsradar erreichbare Auflosungsvermögen ist beispielsweise auch größer als das Auflösungsvermögen eines für ein Übersichtsradar mit Korrelation vorgeschlagenen Gerätes (Nathanson. RADAR DESIGN PRINCIPLES. McGraw-Hill Book Comp.. New York. 1969. Kapitel 1 3. S. 495 bis 550), bei dem ebenfalls von sich sprunghaft ändernden Sendefrequenz.en Gebrauch gemacht wird. Bei Geräten nach dem Stande der Technik, die mit Korrelation arbeiten, treten neben einem Hauptmaximum noch viele Nebenmaxima auf (die beispielsweise in der Fig. 13.27. S 549 des obengenannten Buches dargestellt sind). Das Auftreten dieser Nebenmaxima ist nur für Übersichtsradargeräte von untergeordneter Bedeutung, schließt aber für ein Verfolgungsradar eine genaue Ortung aus und ist durch die erfindungsgemäße Signalverarbeitung beseitigt.A target tracking radar with the correlation evaluation of the initially described kind, this object is achieved in that the replica of the received signal by means of a device takes place, with which for each in Sendespeklrum bcnuizu- \ requency (spectral line), the exact provided by function of the speed and Distance of the measuring object dependent receiving frequency and its phase position is determined, whereby the alternating voltage integrator used in the cross-correlation represents a speed gate. The resulting effect provides a significantly higher resolution than radar devices with a known correlation. The resolution that can be achieved with this tracking radar is, for example, also greater than the resolution of a device proposed for an overview radar with correlation (Nathanson. RADAR DESIGN PRINCIPLES. McGraw-Hill Book Comp. New York. 1969. Chapter 1 3. pp. 495 to 550) , in which use is also made of abruptly changing transmission frequencies. In devices according to the prior art that work with correlation, in addition to a main maximum, there are also many secondary maxima (which are shown, for example, in Fig. 13.27. S 549 of the above-mentioned book). The occurrence of these secondary maxima is only of minor importance for overview radar devices, but excludes precise localization for a tracking radar and is eliminated by the signal processing according to the invention.

Die optimal erforderliche Informationsbandbreite für Radargeräte betragt je nach Vcrwcnuungsz\vei.k O.i H/ bis einige Hertz Sie liegt meistens im Bereich von 1 Hz. in der Praxis weisen aber bekannte Radargeräte erheblich größere Bandbreiten auf. Die Diskriminatoren zur Gew innung der Position des Zieles sind nichtlineare Glieder vor dem Filter des Gerätes, das die Informationsbandbreite bestimmt. Der Störabstand vor dem nichtlinearen Glied ist dafür maßgebend, ob die Informationsbpndbreite linear bis zur Antenne transformiert wird. Letzteres ist in der Regel bei Radargeräten bekannter Ausführungsform nicht der Fall, da die Bandbreite vor dem nichtlinearen Glied um viele Größenordnungen größer als die erforderliche Informationsbandbrei'e ist. Wie später gezeigt wird, läßt sich dagegen bei einem Gerät nach der Erfindung die biiP_. reue \"r dem "icritiincGrcn v^iiCu so vvüü herabmindern, daß eine lineare Übertragung der ir:!!:rn-a::onsbar,dbrc;te bis zur Antenne gesichert ist.The optimal bandwidth of information required for Depending on the use, radar equipment amounts to O.i H / up to a few Hertz It is mostly in the range of 1 Hz. in practice, however, known radar devices have considerably larger bandwidths. The discriminators to obtain the position of the target are non-linear terms in front of the filter of the device, which the information bandwidth definitely. The signal-to-noise ratio in front of the non-linear element is decisive for whether the Information bandwidth is transformed linearly up to the antenna. The latter is usually the case with radars known embodiment is not the case, since the bandwidth before the non-linear element by many Orders of magnitude larger than the required volume of information is. As will be shown later, on the other hand, in a device according to the invention, the biiP_. regret \ "r the" icritiincGrcn v ^ iiCu so vvüü reduce so that a linear transmission of the ir: !!: rn-a :: onsbar, dbrc; te to the antenna is ensured.

Dadurch, daß beim erfindungsgemäßen Gerät das Oeschwindigkeits- und das Entfernungstor von einem ein/igen Dopplergenerator abgeleitet sind und dadurch, daß dieser Dopplergenerator sowohl in Abhängigkeit de«. Gcschuindigkeiisfehlers als auch des Entferrungs fehlers gleichzeitig nachigesteuert wird, kann da; Nachfolgesystem nur solchen Signalen folgen, die dei BedingungThe fact that in the device according to the invention the speed and distance gate from one a / igen Doppler generator are derived and thereby, that this Doppler generator is both dependent on the. Gcschuindigkeiisefehl as well as the distance error is readjusted at the same time, can there; Successor system only follow signals that meet the condition

R = R₀ +Jvd/ R = R ₀ + Jvd /

genügen, wobeisuffice, whereby

R = die Zielentfernung, R = the target distance,

Rn = die Anfangszie'.?ntfcrnung bei der Einweisung des Radars, Rn = the starting target. Opening when instructing the radar,

1 = die Relalivgeschwindigkeit zwischen deir Ziel und dem Verfolgungsradar1 = the relative speed between deir Target and the tracking radar

Durch diese Maßnahme ist eine Irreführung des Entfernungsnachlaufsystems des beschriebenen Gerätes durch Gegenmaßnahmen (»range steeler«) nicht möglich.This measure misleads the distance tracking system of the device described not possible through countermeasures (»range steeler«).

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Einrichtung zur Auswahl (5er Tastfrequenz zusätzlich von einer Einrichtung zur Bestimmung der spektralen Koinzidenz zwischen dem nachgebildeten Empfangssignal und einem aus der unmittelbaren Umgebung des Zieles reflektiertem Empfangssignal gesteuert. Dadurch, daß bei dieser Einrichtung zusätzlich zur an sich bekannten zeitlichen Koinzidenzmessung zwischen Sendeimpuls und Empfangsimpuls des Zieles von einer spektralen Koinzidenzbestimmung zwischen dem nachgebildeten Empfangssignal und einem aus der unmittelbaren Umgebung des Zieles reflektiertem Signal Gebrauch gemacht wird, ist erreicht, daß beispielsweise Reflexionen, die vom Erdboden. Düppeln, Wolken u. dgl. herrühren, die Meßergebnisse nicht beeinträchtigen. Letzteres gilt auch dann, wenn das ortende Radargerät bewegt ist. Das bisher beschriebene Radargerät ist auch bekannten Radargeräten bei der Ortung von Bodenzielen vom Flugzeug aus überlegen. Bekanntlich hängt die Genauigkeit der Ortung vom Verhältnis der Zielfläche zur vom Radar erfaßten bzw. der von diesem ausgewerteten Bodenfläche ab. Für das beschriebene Radargerät läßt sich aufzeigen, daß bei entsprechender Anw eisung an den Piloten (Anflug unter Vorhaltwinkel) auf Grund der Schmalbandigkeit des Gerätes (effektive Bandbreite an der Antenne ungefähr 1 Hz) die ausgewertete Bodenfläche sehr klein gehalten werden kann, wodurch sich eine optimale Genauigkeit für die Ortung von Bodenzielen ergibt.In a further development of the invention, the device for selection (5 key frequency of a device for determining the spectral coincidence between the simulated received signal and a received signal reflected from the immediate vicinity of the target. Through this, that with this device in addition to the known temporal coincidence measurement between Transmit pulse and receive pulse of the target from a spectral coincidence determination between the simulated Received signal and a signal reflected from the immediate vicinity of the target Use is achieved that, for example, reflections from the ground. Chaffs, clouds and the like, do not affect the measurement results. The latter also applies if the end of the site Radar is moving. The radar device described so far is also known radar devices in the Consider locating ground targets from the aircraft. As is known, the accuracy of the location depends on the Ratio of the target area to the ground area detected by or evaluated by the radar. For the The radar device described can be shown that with appropriate instruction to the pilot (approach under Lead angle) due to the narrow bandwidth of the device (effective bandwidth at the antenna approx 1 Hz) the evaluated floor area can be kept very small, resulting in optimal accuracy for locating ground targets.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist in der Einrichtung zur Auswahl der Tastfrequenz das nachgebildete Empfangssignal zusätzlich für Zeiten nachgebildet, in denen die Entfernung kleiner bzw. größer als die wirkliche Zielentfernung ist Rei dieser Ausbildungsform wird ein innerhalb eines Doppelteres auftretendes Empfangsspektrum mit dem Empfangsspektrum des Zieles gemischt. Das Mischprodukt wird mit den zur Verfügung stehenden Tastfrequenzen verglichen und diejenigen Tastfrequenzen, die im Mischprodukt auftreten, werden gesperrt. Durch diese Anordnung sind die wegen der unvermeidbaren Mehrdeutigkeit des Geschwindigkeitstores möglichen Fehler mit geringerem Aufwand ebenfalls vermieden, die sich beispielsweise in«/ uincrhchiediicher ReiativgeschwindigkeH aus großen Reflektoren, wie Regenwolken Dünpelwolken oder Erdboden ergeben.According to a further development of the invention, the device for selecting the sampling frequency is the simulated Received signal is also simulated for times when the distance is smaller or larger than the The real target distance is Rei in this form of training becomes a reception spectrum occurring within a double with the reception spectrum of the Mixed target. The mixed product is compared with the available sampling frequencies and those sampling frequencies that occur in the mixed product, will be closed. With this arrangement the are due to the inevitable ambiguity of the speed gate possible errors with less effort also avoided, for example at different speeds large reflectors, like rain clouds, thin clouds or yield to the ground.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Zielverfolgungsradar insbesondere für die Verwendung als Bordradar von Flugzeugen mit einer Antenne versehen, die nur im Horizontalwinkel des Antennen diagramms eine scharfe Bündelung aufweist. DiesesAccording to a further development of the invention, the target tracking radar is in particular for use as on-board radar of aircraft with an antenna, which is only in the horizontal angle of the antenna diagram has a sharp focus. This

Radargerät ist mit den nachfolgend beschriebenen Eigenschaften auch als Bodenradargerät verwendbar, wenn seine Antenne mit einer bekannten Einrichtung zum Bewegen der Antenne versehen ist. Eine solche Antenne ist erforderlich, wenn man den Meßraum auf die Größe einer Zielraurneinheit verkleinern will. Eine scharfe Selektion in der Vertikalebene wird bei einem Zielanflug mit Vorhaltwinkel infolge der schmalbandigen Dopplerselektion des Gerätes erreicht. Eine derartige Verkleinerung des Zielraumes ist dann notwendig, wenn das Radargerät dazu verwende! werden soll, eine Störung durch »Köder« auszuschlie Ben. oder wenn mit dem Verfolgungsradar eint, kommandogelenkte Waffe auf Kollisionskurs gesteuert « werden soll, wobei Ziel und Waffe vom gleichenWith the properties described below, the radar device can also be used as a ground penetrating radar device, when its antenna is provided with known means for moving the antenna. Such Antenna is required if you want to reduce the measuring space to the size of a target space unit. One sharp selection in the vertical plane is required when approaching a target with a lead angle due to the narrow band Doppler selection of the device reached. Such a reduction in the target area is then necessary when using the radar device! should be to rule out a disturbance by "bait" Ben or if combined with the tracking radar, command-guided weapon steered on a collision course «Should be, with target and weapon of the same

Verfolgungsradar geortet werden.Tracking radar can be located.

Wenn ein Ziel sich durch Absetzen eines Köders der Verfolgung durch ein Radargerät entziehen will, so muß dieser Köder einen größeren Reflexionsquerschnitt als das Ziel selbst aufweisen. Der sich daraus ergebende Feldstärkeanstieg läßt sich vom Radargerät aus erkennen. Im Erkennungsfalle ist man in der Lage, mit dem Radargerät die Umgebung des Zieles darauf zu untersuchen, ob sich das verfolgte Ziel in mehrere Ziele zerlegt hat. Durch Feldstärkevergleich läßt sich dann das ursprüngliche Ziel gegenüber den Ködern erkennen.If a target wants to evade radar tracking by dropping a decoy, it must this bait has a larger reflection cross section than the target itself. The resulting The increase in field strength can be seen from the radar device. In the case of detection, you are able to use the radar device to examine the area around the target to determine whether the target being pursued is divided into multiple targets has dismantled. By comparing the field strengths, the original target can then be identified in relation to the bait.

Soll von einem Flugzeug aus — mit Hilfe seines Verfo!gung<-radars — durch Kommandolenkung eine Waffe zur Kollision mit einem Ziel gebracht werden, dann muß das Verfolgungsradargerät zwei voneinander unabhängige Zielräume erfassen können. Letzteres ist beim vorgeschlagenen Zielverfolgungsradargerät, z. B. mit Hilfe einer nur in horizontaler Richtung scharfbündelnden Antenne möglich.Should from an aircraft - with the help of its radar - command a Weapon are brought to collision with a target, then the tracking radar must be two of each other can capture independent target spaces. The latter is the proposed target tracking radar device, e.g. B. possible with the aid of an antenna that is sharply focused only in the horizontal direction.

Zur Beseitigung des Einflusses relativ schmalbandiger Störer ist gernäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Einrichtung zur Bestimmung der Empfangsfeldstärken der einzelnen Sendefrequenzspekiren vorgesehen und eine daran angeschlossene Einrichtung zur Bildung eines Mittelwertes aus sämtlichen Empfangsfeldstärken und zum Vergleich dieses Mittelwertes mit den einzelnen Empfangsfeldstärken, die eine weitere Einrichtung zum Ausschließen von Sendefrequenzen aufweist, deren Empfangsfeldstärken eine gewählte zulässige Abweichung nach oben und/oder unten überschreiten.In order to eliminate the influence of relatively narrow-band interferers, according to a further development of the invention a device for determining the received field strengths of the individual transmission frequency specs is provided and a device connected thereto for forming an average value from all received field strengths and to compare this mean value with the individual reception field strengths that a further facility to exclude transmission frequencies whose reception field strengths a selected Exceed permissible deviation upwards and / or downwards.

Um den Verlust der Sendeleistung ausgeschalteter gestörter Frequenzbänder auszugleichen, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß zusätzliche Sendefrequenzspektren bereitgestellt sind. die an Stelle von Sendefrequenzspektren eingeschaltet werden. de^r"ⁿ Fmnfangsfeldstärken außerhalb einer vorgewählten Abweichung liegen.In order to compensate for the loss of the transmission power of switched off, disturbed frequency bands, it is proposed according to a further development of the invention that additional transmission frequency spectra are provided. which are switched on instead of transmission frequency spectra. the ^r " ⁿ initial field strengths lie outside a preselected deviation.

Eine mit relativ niedrigen Kosten realisierbare bauliche Ausbildungsform ergibt sich für das Gerät gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß eine für Flugzeug-Radargeräte der beschriebenen Art im allgemeinen vorgesehene Einrichtung zur Bodendarstellung (»ground-mapping«) mit der Einrichtung zur Bestimmung der Empfangsfeldstärken zu einer integrierten Baueinheit zusammengetaöt isi.A structural design that can be realized with relatively low costs results for the device according to a further development of the invention in that one for aircraft radars of the type described generally provided device for ground mapping ("ground mapping") with the device for Determination of the received field strengths to form an integrated structural unit isi.

Bei piner anderen Ausbildungsform der im Anspruch 1 beschriebenen Erfindung weist dab Zielverfolgung»" da^r Einrichtungen zum Vergleich der gemessenen Positsonswerte und deren zeitlichen Ableitungen auf, die ^₅ mit Hilfe der einzelnen Sendespektren gewonnen sind und Einrichtungen zum Ausschließen von Sendefrequenzen, die außerhalb vorgegebener Grenzen gelegene Meßwerte liefern. Bei gesteigertem gerätetechnischem Aufwand läßt diese Ausbildungsform eine weiure Verbesserung der Meßwerte erwarten, insbesondere dann, wenn ebenfalls von Einrichtungen zum Ersetzen ausgeschiedener Trägerfrequenzen durch zusätzliche bereitstehende Trägerfrequenzen Gebrauch gemacht wird.In Piner another embodiment of the invention described in claim 1, dab target tracking "" da ^r means for comparing the measured Positsonswerte and their time derivatives, which ^ are obtained ₅ by means of the individual transmission spectra, and means for excluding the transmission frequencies that are outside predetermined limits With increased equipment-technical expenditure, this embodiment allows a further improvement of the measured values to be expected, especially when use is also made of devices for replacing discarded carrier frequencies with additional available carrier frequencies.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist empfangsseitig zwischen der Eingangsmischstufe und der Antenne ein Dämpfungsglied relativ hoher Dämpfung angeordnet, das beispielsweise eine Dämpfung von mindestens 20 dB aufweist und deren Dämpfung umschaltbar sein kann. Die Anordnung einer derart hohen Dämpfung ist bei Radargeräten herkömmlicher Art deshalb unzweckmäßig, weil bei der dort üblichen Signalverarbeitung die Reichweite, die letztlich wiederum von der erreichbaren Sendeleistung abhängt, nicht mehr ausreichend hoch wäre. Durch die erheblich verbesserte Trennung von Stör- und Nutzsignalen bei Radargeräten mit einer Signalaufbereitung der beschriebenen Art können hingegen hohe Dämpfungen zugelassen werden, so daß ihr Mischdetektor vor Übersteuerung oder Zerstörung gesichert ist.According to a further development of the invention, the receiving side is between the input mixer and the antenna an attenuator arranged relatively high attenuation, for example, an attenuation of has at least 20 dB and the attenuation can be switchable. The arrangement of such a high attenuation is therefore inexpedient in radar devices of the conventional type, because in the case of the one that is common there Signal processing does not affect the range, which in turn depends on the achievable transmission power more would be sufficiently high. Due to the significantly improved separation of interference and useful signals at Radar devices with signal processing of the type described can, however, have high attenuation be approved, so that your mixer detector is secured against overloading or destruction.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. In der Zeichnung zeigtThe invention is described below by way of example with reference to the drawing. In the drawing indicates

F i g. I ein Diagramm für ein Sendesignal und für ein Empfangssignal eines Radargerätes.F i g. I a diagram for a transmission signal and for a reception signal of a radar device.

F i g. 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild für ein Ausführungsbeispiel eines Radargerätes mit einer Einrichtung zur Nachbildung seiner Empfangssignale,F i g. 2 shows a simplified block diagram for an exemplary embodiment of a radar device with a device for simulating its received signals,

F i g. 1 einen Auszug aus dem Blockschaltbild nach F i g. 2 für den empfängerseitigen Teil des Radargerätes, der weitere Einzelheiten des Gerätes aufzeigt,F i g. 1 an excerpt from the block diagram according to FIG. 2 for the receiver-side part of the radar device, which shows further details of the device,

F i g. A einen weiteren Auszug aus dem Blockschaltbild nach F i g. 2 mit weiteren Einzelheiten im senderlind empfängerseitigen Teil des Gerätes.F i g. A is a further excerpt from the block diagram according to FIG. 2 with further details in the senderlind receiver-side part of the device.

F i g. 5 einen weiteren Auszug aus dem Blockschahbild nach F i g. 2 mit Einrichtungen zur Unterdrückung schmalbandiger Störer.F i g. 5 another excerpt from the block diagram according to FIG. 2 with devices for suppressing narrowband interferers.

In der F i g. 1 ist auf der linken Seite ein vereinfachtes Sendesignal eines Radargerätes beispielsweise dargestellt, das die Impulslänge ί 1 aufweist mit den Teilimpulslängen ί 11 und 112. Bei einem kombinierten Sende- und Empfangsgerät gelangt dieses Signal nach Rcf!exic:r. am Ziel mit einer Laufzeit von τ = 2R : can die Antenne des Empfängers, wobei R die Zielentfernung und c die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle sind. Bei einer zwischen dem Radargerät und dem Ziel vorhandenen Relativgeschwindigkeit hat das an der Empfangsantenne anliegende Signal die im rechten Teil der F i g. 1 dargestellte Ausbildungsform, wobei aus de^r Impulsdauer /1 des Sendesignals ein Signal mit der ImpulsdauerIn FIG. 1 a simplified transmission signal of a radar device is shown on the left side, for example, which has the pulse length ί 1 with the partial pulse lengths ί 11 and 1 12. In a combined transmitting and receiving device, this signal arrives at Rcf! Exic: r. at the target with a transit time of τ = 2R : can the antenna of the receiver, where R is the target distance and c is the speed of propagation of an electromagnetic wave. If there is a relative speed between the radar device and the target, the signal applied to the receiving antenna has the values shown in the right part of FIG. 1 shown embodiment, where from the ^r pulse duration / 1 of the transmitted signal a signal with the pulse duration

■ (' 'J■ ('' J

geworden ist. Bei dieser für ein punktförmiges Ziel geltenden Betrachtungsweise erscheint das Signal an der Erv.pf2r!ge^r?.n«pnnp hei Vorhandensein einer Relativbewegung, also entweder zeitlich komprimiert (wie dargestellt) oder gedehnt Im Falle eines punkiförmigen Reflektors lälit sich bei einem Koueiaiiuiisiadargerat für jedes Sendesignal ein entsprechendes Empfangssignal τ achbilden, das für eine vorliegende Relativgeschwmdigkeit und Entfernung gilt. Wenn dazu noch das Sendesignal aus reinen Spektrallinien bestünde, wärehas become. With this approach, which applies to a point-like target, the signal appears at the Erv.pf2r! Ge ^r ? .N «pnnp with the presence of a relative movement, i.e. either compressed in time (as shown) or expanded achform each transmission signal a corresponding reception signal τ that applies to a given relative speed and distance. If, in addition, the transmission signal consisted of pure spectral lines, would be

609 6837248609 6837248

eine Korrelation mit einem Gleichspannungsintegrator möglich. Das entspricht einer linearen Signalverarbeitung. Ein Ziel, z. B. ein Flugzeug, stellt aber eine Vielzahl pursktförmiger Reflektoren unterschiedlicher Entfernungen und unterschiedlicher Relativgeschwindigkeiten dar. Die Folge ist daher, daß jede Spektrallinie des Senders mit einem Fluktuationsspektrum beantwortet wird. Außerdem kann man technisch keine völlig seitenbandfreien Spektrallinien erzeugen. Aus diesen Gründen sind bei der Kreuzkorrelation zwischen Empfangssignal und nachgebildetem Empfangssignal Wechselspannungsintegratoren benutzt, die eine solche Bandbreite aufweisen daß der wesentliche Teil der Empfangsenergie nichi beschn tten wird.a correlation with a DC voltage integrator is possible. This corresponds to linear signal processing. A goal, e.g. B. an airplane, but provides a variety of purskt-shaped reflectors at different distances and different relative velocities. The consequence is therefore that every spectral line of the Sender is answered with a fluctuation spectrum. Plus, technically you can't completely Generate sideband-free spectral lines. For these reasons, the cross-correlation between Received signal and simulated received signal AC voltage integrators used that such Have bandwidth that the essential part of the received energy is not cut.

Ein Verfolgungsradar hat die Aufgabe, den Positionsvektor eines Objektes in irgendeinem Referenzsysiem einschließlich seiner zeitlichen Ableitungen zu bestimmen. Es kann das nur dann mit der meist notwendigen Genauigkeit, wenn der Energieaustausch ausschließlich auf direktem Wege stattfindet und wenn die parasitäre Energie (dazu gehört auch Ra.ischen) den notwendigen Störabstand ergibt.A tracking radar has the task of determining the position vector of an object in any reference system including its temporal derivatives. It can only do this with what is usually necessary Accuracy if the energy exchange takes place exclusively in a direct way and if the parasitic one Energy (this also includes Ra.ischen) gives the necessary signal-to-noise ratio.

Für die Ortung wird eine dem Zweck entsprechende Informationsbandbreite benötigt. Wenn man diese Bandbreite bis zur Antenne linear transformiert, so weist das Ortungsgerät eine optimale Güte auf.An information bandwidth appropriate to the purpose is required for the location. If you have this If the bandwidth is transformed linearly up to the antenna, the locating device has an optimal quality.

Für den Fall, daß ein Rendezvous-Manöver bzw. ein Kollisionskurs gesteuert werden soll, sind die Positionsvektoren zweier Objekte zu bestimmen, wobei das Koordinatensystem erdbodenfest oder auch flugzeugfest sein kann. Es sind somit 6 Koordinaten einschließlich je zweier Ableitungen zu bestimmen. Wenn die Messung der sechs Koordinaten je den gleichen Schwierigkeitsgrad aufweist, se ergibt sich bei einem erlaubten Gesamtfehler des Differenzvektors von der Größe f, daß die Einzelmessung wegen_der geometrischen Fehleraddition um den Faktor j6 genauer sein mußIn the event that a rendezvous maneuver or a collision course is to be controlled, the position vectors of two objects must be determined Coordinate system can be fixed to the ground or aircraft fixed. There are therefore 6 coordinates included to determine two derivatives each. If the measurement of the six coordinates are each the same Difficulty level, se results from one allowed total error of the difference vector of the size f that the individual measurement because of the geometric Error addition by the factor j6 must be more precise

Für eine Radar*, eilen länge von λ = 1,85 cm und eine Relativbeschleunigung ί>™> von maximal 40 m/sec² und einem erlaubten Gesamimei3fehler e von ± 1 m ergeben sich folgende optimalen Informationsbandbreiten: For a radar length of λ = 1.85 cm and a relative acceleration ί>™> of a maximum of 40 m / sec ² and a permitted total error e of ± 1 m, the following optimal information bandwidths result:

1. für den Entfernungsmeßkreis1. for the distance measuring circle

2. für die Winkelmeßkreise
B- J 2. for the angle measuring circles
B- J

' - 2.1 Hz.'- 2.1 Hz.

wobei Φπμχ die maximale Drehbeschleunigung der Ziellinie darstellt und ε* der erlaubte Winkelfehler ist;
3. für den Geschwindigkeitsnachlaufwhere Φπμχ represents the maximum angular acceleration of the finish line and ε * is the permitted angle error;
3. for the speed lag

r — r -

B-] ²^¹ - 38 H/ . B-] ² ^ ¹ - 38 H /.
V ^y> V ^y>

Zur Bestimmung der Bandbreite der später beschriebenen Wechselspannungsintegratoren sind die obengenannten drei Informationsbandbreiten zu verdoppeln und je um die Bandbreite des effektiven Fluktuations spektrums zu vergrößern. Daraus resultiert eins erforderliche Bandbreite für die Wechselspannungsinte gratoren von 50 bis 100 Hz.To determine the bandwidth of the later described AC voltage integrators are to double the above three information bandwidths and depending on the bandwidth of the effective fluctuation spectrum. This results in one thing Required bandwidth for the AC voltage integrators from 50 to 100 Hz.

Bei einer Antenne, deren Halbwertsbreite ¹A Grad ist beträgt der notwendige Störabstand — bezogen auf dif Informationsbandbreite — 30 dB, wenn das Ziel it 10 km Entfernung auf ± 1 m genau geortet werden soll Daraus ergibt sich bei einer Informationsbandbreite vor ίο 2 Hz für die Winkelmessung (Bandbreite vor derr nichtlinearen Glied) und einer Bandbreite von 50 Hz de; Wechselspannungsintegrators (Bandbreite hinter den nichtlinearen Glied) ein Unterschied vonWith an antenna with a half ^{width of 1} A degree, the necessary signal-to-noise ratio - based on dif information bandwidth - is 30 dB if the target is to be located with an accuracy of ± 1 m at a distance of 10 km Angle measurement (bandwidth in front of the non-linear element) and a bandwidth of 50 Hz; AC voltage integrator (bandwidth behind the non-linear element) a difference of

w/₂ = 25 = 14 dB; w / ₂ = 25 = 14 dB;

das ist ein Störabstand vonthat's a signal-to-noise ratio of

30 - 14 = Ib dB30-14 = Ib dB

vor dem nichtlinearen Glied. Bei einem so höhet Störabstand wird die Bandbreite linear übertragen. Ar der Antenne wirkt also effektiv die Informationsband breite von 2 Hz. woraus sich für eine Meßgenauigkei von ί Im an der Antenne ein notwendiger Störab stand von -35 dB ergibt. Um ein Ziel von 0,1m Reflexionsfläche in 10 km Entfernung mit eine: Meßgenauigkeit von 1 m zu orten, kann die Empfangs leistung über ein Dämpfungsglied von 10OdB geführ werden, wenn die Sendeantenne auf ¹A Grad Halb wertsbreite gebündelt ist, die Impulsleistung ICIOkW beträgt und die gesamte Impulsbreite 2 \is lang ist unc 25 Teilimpulse aufweist.before the non-linear term. With such a high signal-to-noise ratio, the bandwidth is transmitted linearly. The information band width of 2 Hz effectively acts on the antenna. This results in a necessary Störab of -35 dB for a measurement accuracy of ί Im at the antenna. In order to locate a target with a reflection surface of 0.1 m at a distance of 10 km with a measurement accuracy of 1 m, the received power can be routed through an attenuator of 10OdB if the transmitting antenna is bundled to a half-value width of ^{1 A and the pulse power is ICIOkW} and the total pulse width is 2 \ is long and has 25 partial pulses.

Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild für eir Radargerät, bei dem — wie auch in den folgenderFig. 2 shows a block diagram for a radar device in which - as in the following

Figuren — die einzelnen Baugruppen durch ein« Dezimalklassifizierung gekennzeichnet sind. Die ganzer Stellen der Dezimalkennziffer kennzeichnen dabe jeweils eine Baugruppe. Mit einer 1 hinter dei Baugruppenbezeichnung sind alle Teile des Geräte; gekennzeichnet, die dem Sendeteil zugeordnet sind, mi einer 2 in entsprechender Weise die dem Empfangslei zugeordneten Baugruppen. Fehlende Dezimaiuntertei lung bedeutet, daß die Baugruppe sowohl dem Sende! als auch dem Empfänger gemeinsam zugeordnet ist, uncFigures - the individual assemblies are identified by a «decimal classification. The whole The digits of the decimal number identify a module. With a 1 behind dei Assembly designations are all parts of the device; marked, which are assigned to the transmitting part, mi a 2 in a corresponding manner the assemblies assigned to the reception area. Missing decimal part ment means that the module must be sent to both! as well as the recipient is jointly assigned, unc

gleiche Bezeichnung vor der Dezimalunterteilunj; bedeutet, daß eine senderseitig und cmpfängcrscitii vorhandene Baugruppe miteinander vergleichbar ist Zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung ist z. B. eine unter Umständen gemeinsame auf Sendungsame designation in front of the decimal subdivision; means that a transmitter side and cmpfängcrscitii Existing assembly is comparable with each other To simplify the representation and description is z. B. a possibly common on air

und Empfang umschaltbare Antenne 6,1 und 6.2 füi Sender und Empfänger getrennt dargestellt.and reception switchable antenna 6.1 and 6.2 for Sender and receiver shown separately.

Das in der Fig.2 im Blockschaltbild vereinfach dargestellte Radargerät weist einen Oszillator 1 auf, dei sowohl dem Sende- als auch dem Empfangsteil de;That in the Fig.2 in the block diagram simplifies The radar device shown has an oscillator 1, dei both the sending and the receiving part de;

Gerätes zugeordnet ist. Dieser Oszillator muß in hohen Maße frequenzstabil sein. An ihn sind Additionsschal tungen 2.1 und 2.2 angeschlossen. In der Additionsschal tung Zl wird zur Frequenz des Oszillators 1 ein« Frequenz aus einem Frequenzgenerator 7.1 addiert uncDevice is assigned. This oscillator needs to be in high Measures to be frequency stable. Addition circuits 2.1 and 2.2 are connected to it. In the addition scarf device Zl is added to the frequency of the oscillator 1, a «frequency from a frequency generator 7.1

desgleichen wird in der Additionsschaltung 2.2 zui Frequenz H« Qsziüsier; 1 eine Γ,^α,,,ί au:, einen Frequenzgenerator 7.2 addiert. Dabei ist bei einei zwischen Ziel und Radargerät bestehenden Relativge schwindigkeit Null die in den beiden Frequenzgenerato·Likewise, in addition circuit 2.2, frequency H «Qszier; 1 a Γ, ^ α ,,, ί au :, a Frequency generator 7.2 added. In this case, there is a relative distance between the target and the radar device zero speed in the two frequency generators

ren 7.1 und 7.2 erzeugte Frequenz genau gleich. Be abnehmender Zielentfernung ist die vom Frequenzgenerator 7.2 erzeugte Frequenz größer als die Frequenz des Generators 7.1 und bei zunehmende!Ren 7.1 and 7.2 generated frequency exactly the same. Be As the target distance decreases, the frequency generated by the frequency generator 7.2 is greater than that Frequency of the generator 7.1 and with increasing!

Zielentfernung entsprechend kleinen Der Frequenzgenerator 7.1 ist dabei zweckmäßigerweise durch Handbetätigung auf eine Frequenz abgleichbar, die der Relativgeschwindigkeit Null entspricht, und der Frequenzgenerator 7.2 ist zweckmäßig selbsttätig auf eine Frequenz und Phase abgleichbar, die der Zielgeschwindigkeit und Zielentfernung entsprechen. Der selbsttätige Abgleich erfolgt durch Frequenzänderungen des Frequenzgenerators 7.2 mit Hilfe von Fehlerspannungen /Λ und f.'«, deren Gewinnung an Hand der K ig. 3 an späterer Stelle beschrieben wird.Target distance correspondingly small The frequency generator 7.1 is expediently through Manual operation can be adjusted to a frequency that corresponds to the relative speed zero, and the frequency generator 7.2 can be adjusted automatically to a frequency and phase that corresponds to the target speed and target distance correspond. The automatic adjustment takes place by changing the frequency of the Frequency generator 7.2 with the help of error voltages / Λ and f. '«, Which can be obtained using the K ig. 3 will be described later.

Unter Verzicht auf eine Frequenzmodulation mit Hilfe eines Frequenzmodulators 23 ist eine Vereinfachung des Aufwandes dadurch möglich, daß dem Oszillator 1 ein weiterer Oszillator beigeordnet wird, der gegenüber dem Oszillator 1 um seinen Doppleranteil verstimmbar ist. Dadurch kommen in Wegfall die Additionsschaltungen 2.1 und 2.2 sowie die Frequenzgeneratoren 7.1 und 7.2.A simplification is achieved by dispensing with frequency modulation with the aid of a frequency modulator 23 the effort is possible by assigning a further oscillator to oscillator 1, which can be detuned with respect to the oscillator 1 by its Doppler component. This means that the Adding circuits 2.1 and 2.2 and the frequency generators 7.1 and 7.2.

In einer senderseitigen Finrichtung zur Frequenzaufbereitung 3.1 werden alle erforderlichen Frequenzen erzeugt, die /um Aufbau des Sendespektrums erforderlich sind. Sie enthält ferner die elektronischen Einrichtungen zur selbsttätigen Auswahl der Tast- und Trägerfrequenzen. F.ntsprechend werden auf der Empfängerseite in einer Einrichtung zur Frequenzaufbereitung 3.2 alle zur Nachbildung des jeweiligen Empfangssignals benötigten Frequenzen erzeugt. Die Erzeugung sämtlicher Frequenzen in den Einrichtungen zur Frequenzaufbereitung 3.1 und 3.2 erfolgt phasenstarr durch Frequenzteilung und Vervielfachung mit rückgekoppeltem Teiler aus den mit Hilfe der jeweils aus den Additionsschaltungen 2.1 und 2.2 abgegebenen Frequenzen. Weiterhin enthalten die Einrichtungen zur Frequenzaufbereitung 3.1 und 3.2 Einrichtungen, mit denen aus den erzeugten Tastfrequenzen die für den Aufbau des Sendeimpulses bzw. die Nachbildung des Empfangsimpulses notwendigen Videoimpulse gebildet werden. In den Einrichtungen zur FrequenzaufbereitungIn a transmitter-side fin direction for frequency processing 3.1 all the frequencies required are generated that are required to build up the transmission spectrum are. It also contains the electronic devices for automatic selection of the tactile and Carrier frequencies. F. correspondingly are on the receiving side in a facility for frequency processing 3.2 generates all frequencies required to simulate the respective received signal. The production All frequencies in the frequency processing facilities 3.1 and 3.2 are phase-locked by frequency division and multiplication with a feedback divider from the with the help of the respective from the Adding circuits 2.1 and 2.2 emitted frequencies. Furthermore contain the facilities for Frequency processing 3.1 and 3.2 devices with which the generated sampling frequencies are used for the Structure of the transmit pulse or the simulation of the receive pulse necessary video pulses are formed will. In the frequency processing facilities

3.1 und 3.2 werden auch das durch die Sendeantenne zur Ausstrahlung kommende Sendesignal und das für die Korrelation notwendige nachgebildete Empfangssignal erzeugt. Die genannten Signale werden durch Mischung der Videoimpulse mit den bereitgestellten Trägerfrequenzen gebildet. In den Einrichtungen zur 1-requenzaufbereitung 3.1 und 3.2 stehen im allgemeinen mehrere Tastfrequenzen und eine größere Anzahl von Sende- und nachgebildeten Empfangsfrequenzen zur Verfügung, wobei von den Tastfrequenzen jeweils nur eine und von den zur Verfügung stehenden Sende- und EmpfanETsfreauenzen ein größerer Anteil zu einem Signal verarbeitet wird. Aus den senderseitigen Einrichtungen zur Frequenzaufbereitung 3.1 gelangt ein Sendesignai über einen Leistungsverstärker 5.1. beispielsweise ein Klystron, an die Sendeantenne 6.1 und wird dort abgestrahlt. Das in der empfängerseitigen Einrichtung zur Frequenzaufbereitung 3.2 nachgebildete Empfangssignal ist einer weiteren Additionsschaltung3.1 and 3.2 are also the transmitted signal coming through the transmitting antenna and that for the Correlation necessary simulated received signal generated. The said signals are produced by mixing of the video pulses formed with the carrier frequencies provided. In the facilities for 1-frequency processing 3.1 and 3.2 there are generally several sampling frequencies and a larger number of transmission and simulated reception frequencies are available, with only one of the sampling frequencies and a larger share of the available send and receive freuences to one Signal is processed. A comes from the transmitter-side devices for frequency processing 3.1 Sendsignai via a power amplifier 5.1. for example a klystron, to the transmitting antenna 6.1 and is emitted there. That in the receiving end Device for frequency processing 3.2 simulated received signal is a further addition circuit

4.2 zugeführt, in die ferner aus der senrferseitigen Einrichtung zur hrequenzaufbereitung 3.1 eine vom Dopplerwert unabhängige Frequenz eingegeben ist. nämlich die Frequenz, auf der eme an spaterer .Stelle beschriebene Integration durchgeführt wird Die Additionsschaltung 4.2 liefert dann ein nachgebildetes Empfangssignal, das um eine feste Frequenz gegenüber dem tatsächlichen Empfangssignal versetzt ist4.2 supplied, into which also from the mustard side Device for frequency processing 3.1 a frequency independent of the Doppler value is entered. namely the frequency on the eme in a later place The integration described is carried out. The addition circuit 4.2 then supplies a simulated one Received signal that is offset by a fixed frequency from the actual received signal

Ein aus der Empfangsantenne 6.2 erhaltenes Empfanßssignai gelangt über ein Dämpfungsglied 5.2 zusammen mit dem nachgebildeten Empfangssignal in eine Mischstufe 9.2, die zusammen mit einer Wechselspannungsintegrationsschaltung 10.2 einen Korrelator bildet. Dabei gelangen in eine Auswerteinrichtung 11.2 nur solche Signale, die den Kreuzkorrelator 9.2 und 10.2 passieren.A receiving signal obtained from the receiving antenna 6.2 passes through an attenuator 5.2 together with the simulated received signal in a mixer 9.2, which together with an AC voltage integration circuit 10.2 forms a correlator. Only those signals which pass the cross-correlator 9.2 and 10.2 happen.

Steht für eine Anordnung nach der Fig.2 mit getrennter Sende- und Empfangsantenne 6.1 und 6.2 nur eine einzige Antenne zur Verfügung, die für beideStands for an arrangement according to FIG. 2 with separate transmitting and receiving antennas 6.1 and 6.2 only a single antenna available for both

ίο Aufgaben herangezogen werden muß, dann ist die Anordnung einer Koinzidenzmeßeinrichtung 8 vorgesehen, mit der gleichzeitig alle zur Verfügung stehenden Tastfrequenzen verglichen werden können und die nur diejenigen Frequenzen freigibt, die einen ausreichenden zeitlichen Abstand von Sende- und Empfangsimpuls aufweisen. Diese Einrichtung ist — wie in der Fig. 2 dargestellt — zwischen den Einrichtungen zur Frequenzaufbereitung 3.1 und 3.2 einzuschalten.ίο Tasks must be used, then the Arrangement of a coincidence measuring device 8 provided, with which all available sampling frequencies can be compared at the same time and only releases those frequencies that have a sufficient time interval between the transmit and receive pulses exhibit. This device is - as shown in FIG. 2 - between the devices for frequency processing 3.1 and 3.2.

Auf einen ferner in der Fig. 2 eingezeichneten Frequenzmodulator 23, mit dem die Frequenz des Oszillators 1 modulierbar ist, wird an späterer Stelle eingegangen.On a frequency modulator 23, also shown in FIG. 2, with which the frequency of the Oscillator 1 can be modulated, will be discussed later.

Radargeräte, bei denen eine Signalverarbeitung erfolgt, die der an Hand der Fig. 2 dargestellten prinzipiellen Lösung entspricht, haben gegenüber Radargeräten bekannter Ausführungsform ein um mehrere Größenordnungen verbesserte Slörabtrennung. Dieser Vorteil erlaubt es, mit verringerter Sendeleistung zu arbeiten, d. h., das Gerät ist im Betrieb kostengünstiger. Für Geräte, bei denen jedoch gesteigerter Wert auf hohe Störfestigkeit gegenüber hochfrequenten Störungen gelegt wird, ist es zweckmäßig, in der Empfangsantenne ein Dämpfungsglied 5.2 anzuordnen. Die Anordnung dieses Dämpfungsgliedes bedeutet, daß die Störleistung um den Betrag der Dämpfung erhöht werden muß, wenn das Meßergebnis beeinflußt werden soll oder wenn die Mischstufe des Radarempfängers zerstört werden soll. Der Einbau des Dämpfungsgliedes bietet somit zugleich Schutz gegen ungewollte und bei Radargeräten gelegentlich auftretende Zerstörungen der Mischstufe durch die Einstrahlung anderer Radargeräte. Die Bedämpfung des Empfängers durch c. ts Dämpfungsglied 5.2 kann weiter vergrößert werden und damit die Störfestigkeit des Gerätes weiter erhöht werden, wenn die vornehmlich durch die Spannungsfestigkeit der Sendeantenne und ihre Zuleitungen begrenzte Spitzenleistung des Senders bei der hier angewendeten hohen Impulsdichte voll ausgenutzt wird. Bereits bei einer Anordnung nach F i g. 2 und der bisher beschriebenen Signalverarbeitung ist es möglich. Dämpfungsglieder 5.2 zu verwenden mit derartiger Dämpfung, dal3 es einem Gegner nahezu unmöglich ist. Sendeleistungen aufzubringen, mit denen das Radargerät störbar oder sein Empfänger zerstörbar ist. Durch weitere an Hand der folgenden Figuren beschriebenen Maßnahmen wird erreicht, daß das Radargerät absolut störsicher ist gegenüber Störmaßnahmen mit Mitteln der Hochfrequenztechnik.Radar devices in which signal processing takes place that is that shown on the basis of FIG. 2 corresponds to the principle solution, have an um compared to radar devices known embodiment several orders of magnitude improved sluice separation. This advantage allows it to be used with reduced Transmit power to work, d. i.e. the device is in operation cheaper. For devices where, however, increased importance is attached to high immunity to high-frequency interference If interference is placed, it is useful to arrange an attenuator 5.2 in the receiving antenna. The arrangement of this attenuator means that the interference power by the amount of attenuation must be increased if the measurement result is to be influenced or if the mixer stage of the radar receiver to be destroyed. The installation of the attenuator thus also offers protection against Unintentional destruction of the mixer stage, which occurs occasionally with radar devices, due to the radiation other radars. The attenuation of the receiver by c. ts attenuator 5.2 can continue are increased and thus the interference immunity of the device can be further increased if the primarily Peak power of the transmitter limited by the dielectric strength of the transmitting antenna and its leads is fully utilized at the high pulse density used here. Already with an arrangement after F i g. 2 and the signal processing described so far, it is possible. Attenuators 5.2 to be used with such damping that it is almost impossible for an opponent. To raise transmission power with which the radar device can be interfered with or its receiver can be destroyed. By further using the following figures The measures described ensure that the radar device is absolutely immune to interfering measures with means of high frequency technology.

Die Überlegenheit der durch F i g. 2 aufgezeigten Prinzipschaltung und der damit realisierbaren Verfahren für ein Zielverfoigungsradargerät gegenüber anderen bekannten Radargeräten vergieichbai er An zcigi sich auch bei folgender Betrachtungsweise:The superiority of the by F i g. 2 shown basic circuit and the processes that can be implemented with it for one target tracking radar device versus another known radar devices vergieichbai he An zcigi also with the following approach:

Bei Radargeräten zur Zielverfolgung wird der Richtstrahl eines Antennendiagramms auf den Schwerpunkt eines zu verfolgenden Zieles gerichtet. Das Antennendiagramm begrenzt dabei den erfaßten Meßraum.In the case of radar devices for target tracking, the directional beam of an antenna diagram is focused on the center of gravity directed towards a goal to be pursued. The antenna diagram limits the recorded Measuring room.

Bei einem CW-Radar ist der durch das Antennendiagramm vorgegebene Meßraum weiter eingeengt durch die Sendeleistung des Radargerätes und den Reflexionsquerschnitt eines Zieles. Bei üblichen Bandbreiten VGn etwa 1000Hz des Geschwindigkeitsiorcs derartiger Radargeräte ist der erfaßte Zielraum relativ groß. Wird beispielsweise ein Ziel in einer Entfernung von 10 km durch das Radargerät erfaßt, dann erfolgt die Ortsbestimmung dieses Zieles aus der Schwerpunktbestimmung der Summe aller Reflexionen, die sich im aufgezeigten Meßraum befinden und deren Dopplerfrequenz in die Bandbreite des Geschwindigkeitstores fällt.In the case of a CW radar, the measuring space specified by the antenna diagram is further narrowed the transmission power of the radar device and the reflection cross section of a target. With the usual bandwidths VGn about 1000Hz of the speed orcs of such Radar devices, the recorded target area is relatively large. For example, it becomes a target at a distance of 10 km detected by the radar device, the location of this target is then determined from the determination of the center of gravity the sum of all reflections that are in the indicated measuring space and their Doppler frequency falls within the bandwidth of the speed gate.

Bei einem Impulsradargerät ist das Meßvolumen außei durch das Antennendiagramm durch die Tiefe des Entfernungstores begrenzt.In the case of a pulse radar device, the measurement volume is through the antenna diagram through the depth of the Distance gates limited.

Zum Vergleich der Güte von Radargeräten wird nachfolgend ein Würfel mit 10 m Kantenlänge als Zielraumeinheit definiert und diese Zielraumeinheit mit dem Meßraum verglichen, der von den einzelnen Radargeräten erfaßt wird. Bei diesem Vergleich werden alle Bedingungen für Ziel und Antenne für jedes Radargeiai gleichgesetzt. Dabei kann man bei einer angenommenen Zielentfernung von 10 km und einem Antennendiagramm-Öffnungswinkel von 3° mit folgenden Werten rechnen:To compare the quality of radar devices, a cube with an edge length of 10 m is used below as The target room unit is defined and this target room unit is compared with the measuring room used by the individual Radar equipment is detected. In this comparison will be all conditions for target and antenna equated for each radar axis. You can do this with a Assumed target distance of 10 km and an antenna diagram opening angle of 3 ° with the following Calculate values:

CW-Radar
ImpulsradarCW radar
Pulse radar

Korrelationsradar
nach F i g. 2Correlation radar
according to FIG. 2

Meßraum/Zielraumeinheit = 10b bis ίο? Meßraum/Zielraumeinheit = 10" bis ΙΟ» Meßraum/Zielraumeinheit = IO·¹ bis 10*Measuring room / target room unit = 10b to ίο? Measuring room / target room unit = 10 "to ΙΟ» measuring room / target room unit = IO · ¹ to 10 *

Bei einem Korrelationsradargerät nach Fig. 2, das mit einer nur in einer Achse scharf gebündelten Antenne (eine Reihe Dipole über die Breite der Tragflächen) versehen ist, läßt sich das VerhältnisIn a correlation radar device according to Fig. 2, the with an antenna that is sharply focused in only one axis (a row of dipoles across the width of the wings) is provided, the relationship

Meßraum/Zielraumeinheit weiterMeasuring room / target room unit further

verbessern auf 10° bis 10'improve to 10 ° to 10 '

Obige Gegenüberstellung zeigt klar auf, daß bei einem beispielsweise nach F i g. 2 ausgebildeten Radargerät eine Verkleinerung des Meßraumes um 2 bis 4 Größenordnungen erreicht ist. Dies zeigt auch die Überlegenheit des in der F i g. 2 dargestellten Verfolgungsradargeräts auf, da nur ein Radargerät frei von Verfälschungen des Meßergebnisses durch parasitäre Reflexionen ist. wenn sein Meßraum eine Zielraumeinheit nicht wesentlich überschreitet.The above comparison clearly shows that, for example, according to FIG. 2 trained radar device a reduction of the measuring space by 2 to 4 orders of magnitude is achieved. This also shows the Superiority of the in FIG. 2 shown tracking radar, since only one radar is free from Falsifications of the measurement result due to parasitic reflections. if its measuring room is a target room unit does not significantly exceed.

Die F 1 g. 3 zeigt weitere Einzelheiten zur F i g. 2. Die Empfangsantenne 6.2 ist in der Fig. 3 in Komponenten 6.21 bis 6.24 zerlegt, wie dies bei »Monopuls«-Antennen üblich ist.The F 1 g. 3 shows further details of FIG. 2. The Receiving antenna 6.2 is in FIG. 3 in components 6.21 to 6.24 disassembled, as is the case with "monopulse" antennas is common.

Aus den von den einzelnen Antennenkomponenten 6.21 bis 6.24 empfangenen Signalen wird ein Summensignal gebildet, das einem Dämpfungsglied 5.21 zugeführt ist. Aus dem Dämpfungsglied 5.21 gelangt das Summensignal an die Mischstufe 9.21 des Kreuzkorrelators, der zusätzlich aus dem Additionsglied 4.2 mit dem nachgebildeten Empfangssignal versorgt ist. Das Mischprodukt aus 9.21 gelangt über den Wechselspannungsintegrator 10.21 zu einer Auswertschaltung 11.21. In dieser Auswertschaltung 11.21 wird die Feldstärke des Empfangssignals und der Fehler Δ ν zwischen dem Empfangssignal und dem nachgebildeten Empfangssignal ermittelt. Weiter gelangt aus dem Dämpfungsglied 5.21 das Summensignal in eine Multiplikationsschallung 9.24 eines zweiten Kreuzkorrelators. Ferner gelangt das nachgebildete F.mpfangssignal aus der Additionsstufe 4.2 über ein Zeitvtrzögerungsglied 13.22 (mit einer Verzögerung von halber Teilimpulsbreite) zur Multiplikationsstufe 9.24. Über ein identisches Verzögerungsglied 13.23 gelangt das Summensignal ferner aus dem Dämpfungsglied 5.21 in eine dritte Multiplikationsstufe 9.23. Aus der Additionsstufe 4.2 ist der Multiplikationsstufe 9.23 das unverzögerte nachgebildete Empfangss.ignal zugeführt. Die Differenz der beiden Modulationsprodukte aus der Multiplikationsstufe 9.24 und 9.23 wird im Subtraktionsglied 12.23 gebildet, im Wechselspan nungsintegrator 10.23 integriert und in der Auswertschaltung 11.23 durch das integrierte Summensignal aus, dem Integrator 10.21 dividiert. Der durch Begrenzung und Multiplikation in bekannter Weise gewonnene Quotient verkörpert die abso ute Entfernungsdifferenz Δ R zwischen dem Empfangssignal und dem nachgebil deten Empfangssignal.A sum signal is formed from the signals received by the individual antenna components 6.21 to 6.24 and is fed to an attenuator 5.21. From the attenuator 5.21 the sum signal arrives at the mixer 9.21 of the cross correlator, which is additionally supplied with the simulated received signal from the adder 4.2. The mixed product from 9.21 reaches an evaluation circuit 11.21 via the alternating voltage integrator 10.21. The field strength of the received signal and the error Δ ν between the received signal and the simulated received signal are determined in this evaluation circuit 11.21. The sum signal also passes from the attenuator 5.21 to a multiplication sound system 9.24 of a second cross-correlator. Furthermore, the simulated reception signal arrives from the addition stage 4.2 via a time delay element 13.22 (with a delay of half the partial pulse width) to the multiplication stage 9.24. Via an identical delay element 13.23, the sum signal also reaches a third multiplication stage 9.23 from the attenuator 5.21. From the addition stage 4.2, the multiplication stage 9.23 is supplied with the undelayed simulated received signal. The difference between the two modulation products from the multiplication stage 9.24 and 9.23 is formed in the subtraction element 12.23, integrated in the AC voltage integrator 10.23 and divided in the evaluation circuit 11.23 by the integrated sum signal from the integrator 10.21. The quotient obtained by limitation and multiplication in a known manner embodies the absolute distance difference Δ R between the received signal and the received signal simulated.

tn den Differenzstufen 12.21 und 12.22 wird - wie bei »Monopuls«-Antennen üblich — die Differenz je zweier gegenüberliegender Sektorei der Antenne gebildet. Diese Differenzspannungen ν erden über ein Verzöge rungsglied 13.21 oithogonal addiert und dem Dämp fungsglied 5.22 zugeführt. Vo ι diesem Dämpfungsglied gelangt ein Signal über eine \ierte Multiplikationsstufe 9.22. die außerdem das nachgebildete Empfangssignal aus der Additionsstufe 4.2 erhält, zu einem Wechselspannungsintegrator 10.22 und wird in der Auswertschaltung 11.22 durch Vergleich mit dem Summensignal aus dem Wechselspannungsintegrator 10.21 in ein Signal für feldstärkenabhängige Winkelfehler (d„* und Δα ι) in bekannter Weise verwandelt.In the differential stages 12.21 and 12.22 , the difference between two opposing sectors of the antenna is formed - as is usual with "monopulse" antennas. These differential voltages ν are added oithogonally via a delay element 13.21 and fed to the damping element 5.22. A signal passes from this attenuator via a multiplication stage 9.22. which also receives the simulated received signal from the addition stage 4.2 to an AC voltage integrator 10.22 and is converted in the evaluation circuit 11.22 by comparison with the sum signal from the AC voltage integrator 10.21 into a signal for field strength-dependent angle errors (d "* and Δα ι) in a known manner.

Ein wesentlicher Vorteil der oben beschriebenen Schaltungsanordnung ist, daß an den Ausgängen a. b. c und d der Auswertschaltungen 11.23, 11.21 und 11.22 Signale erscheinen, die nur direkt proportional den Größen von dem Entfernungsfehler Δ R, dem Geschwindigkeitsfehler Δ ν und den Antennenablagen Δφ b und Δφ ν sind. Ergänzend sei noch bemerkt, daß in der oben beschriebenen Schaltungsanordnung extrem hohe Anforderungen an die Multiplikationsstufen 9'.2' gestellt werden (breitbandige Einseitenbandmischer). Diese Schwierigkeiten können in an sich bekannter Weise dadurch behoben werden, daß von einer Mehrfachfrequenzumsetzung Gebrauch gemacht wird, auf deren Darstellung zur Vereinfachung der Zeichnung verzichtet wurde. In der Fig. 3 sind lediglich zur einfacheren Darstellung und Erklärung der Wirkungsweise breitbandige Verzögerungsglieder 13.22 und 13.23 dargestellt. Da sich diese schwer realisieren lassen, können sie in der Praxis auch mit relativ niedrigem an sich bekanntem Aufwand im niederfrequenten Teil der Frequenzaufbereitung 3.2 (in F i g. 2) ersetzt werden.A major advantage of the circuit arrangement described above is that at the outputs from c and d of the evaluation circuits 11.23, 11.21 and 11.22 signals appear which are only directly proportional to the magnitudes of the distance error Δ R, the speed error Δ ν and the antenna positions Δφ b and Δφ ν are. In addition, it should be noted that the circuit arrangement described above places extremely high demands on the multiplication stages 9'.2 '(broadband single-sideband mixers). These difficulties can be eliminated in a manner known per se in that use is made of a multiple frequency conversion, the illustration of which has been omitted in order to simplify the drawing. In FIG. 3, broadband delay elements 13.22 and 13.23 are shown only for the purpose of simplifying the illustration and explanation of the mode of operation. Since these are difficult to implement, in practice they can also be replaced in the low-frequency part of frequency processing 3.2 (in FIG. 2) with relatively little effort, which is known per se.

In einem Korrelationsradar, das mit hoher Trägerfrequenz arbeitet und das relativ hohe Entfernungs- und Geschwindigkeitsmeßbereiche aufweist, kann man die Entfernungs- und/oder Geschwindigkeitsmessung nur mehrdeutig ausführen. Aus diesem Grunde muß eine gewisse Anzahl von Tastfrequenzen zur Verfügung stehen, von denen jeweils diejenige selbsttätig ausgewählt wird, die im jeweiligen Augenblick eine exakte Messung sicherstellt. In bekannter und bereits beschriebener Weise wird bei Verwendung einer einziger Antenne für Sendung und Empfang in einem Zeitkoinzidenzmeßgerät 8 (Fig.2 und 4) die Verwendung dei Tastfrequenzen unterbunden, deren Sende- und Empfangsimpuls zeitlich zusammenfällt. Dies reicht jedoch noch nicht aus, um eine exakte Messung zu gewährlci sten.In a correlation radar that works with a high carrier frequency and that has a relatively high range and Has speed measurement ranges, you can only measure distance and / or speed run ambiguously. For this reason, a certain number of sampling frequencies must be available stand, of which that one is automatically selected that is an exact one at the respective moment Measurement ensures. In a known and already described manner, when using a single Antenna for transmission and reception in a time coincidence measuring device 8 (Fig.2 and 4) the use of the dei Stopping scanning frequencies whose transmission and reception pulses coincide in time. However, this is enough not enough to guarantee an exact measurement.

example

23 1648623 16486

(O(O

.: Ein zu ortendes Ziel (Flugzeug) durchfliegt eine größere^Regenwolke. Die Ortung erfolgt ebenfalls von einem Flugzeug aus. Dabei kann eintreten, daß die Relativgeschwindigkeit des Ortungsflugzeuges zur Wolke eine Dopplerirequenz erzeugt, die infolge der Mehrdeutigkeit des Systems mit der aus der Relativgeschwindigkeit der beiden Flugzeuge resultierenden Dopplerfrequenz zusammenfällt. Tastfrequenzen, die zu einem solchen Fall spektraler Koinzidenz führen, müssen also unterbunden werden. Zu diesem Zweck sind Verzögerungsglieder 16.21 und 16.22 vorgesehen, deren Mittelabgriff zu der an Hand der Fig.2 beschriebenen Mischstufe des Kreuzkorrelators 9.2 führt, welche in der Fig.4 ergänzt dargestellt ist Die Verzögei-ungsglieder 16.21 und 16.22 besitzen je die Laufzeit des Gesamtsendeimpulses. Das unverzögerte, nachgebildete Empfangssignal aus der Additionsstufe 4.2 (F i g. 2 und 4) wird im Additionsglied 17 zu einem IDoppelinpuls addier, der der Mischstufe des Kreuzkorrelah rs 9.2¹S zugeführt wird. Diese Mischstufe erhält außerdem das Empfangssignal aus dem Dämpfungsglied 5.2. Das viultiplikaiionsprodukt aus der Mischstufe 9.25 gelangt iber einen V/echselspannungsintegrator 10.24 im eine S.pektral- Koinzidenzstufe 15, die für jede Tastfreq lenz eine Koinzidenzprüfung durchführt Alle Tastfreq aenzen, dii: entweder eine zeitliche Koinzidenz an der KoinzidenzmeOeinrieluung 8 aufweisen oder eine spektral·: Koinzidenz in der Spektral-Koinzidenzstufe 15 aufweisen, werden gesperrt. Von den vorrätigen Tastfrequenzen wird zweckmäßigerweise diejenige ausgewählt, die die niedrigste ungestörte Frequenz aufweist Dabei geschieht die Einschaltung der jeweils günstigsten Tastfrequenz in den Einrichtungen zur Frequenzaufbereitiing 3.1 und 3.2. Mit der beschriebenen Ein-ichtung wird jeder störende Einfluß aus der unmittelbaren Umgebung des Zieles ausgeschaltet, der 2. B. von Regen- oder Düppelwolken herrührt Das Gleiche gilt für die Meßwertverfälschung durch den Erdboden, wenn dieser durch das Antennendiagramm erfaßt wird (Tiefflieger)..: A target to be located (aircraft) is flying through a larger ^ rain cloud. The location is also carried out from an aircraft. It can happen that the relative speed of the locating aircraft to the cloud generates a Doppler frequency which, due to the ambiguity of the system, coincides with the Doppler frequency resulting from the relative speed of the two aircraft. Sampling frequencies that lead to such a case of spectral coincidence must therefore be prevented. For this purpose delay elements 16.21 and 16.22 are provided, the center tap of which leads to the mixer stage of the cross-correlator 9.2 described with reference to FIG. 2, which is shown supplemented in FIG. The undelayed, reproduced received signal from the summing stage 4.2 (F i g. 2 and 4) adding to a IDoppelinpuls in summing element 17, which the mixing step is supplied Kreuzkorrelah rs 9.2 ¹ of S. This mixer also receives the received signal from the attenuator 5.2. The multiplication product from the mixer stage 9.25 passes through a V / ax voltage integrator 10.24 in a spectral coincidence stage 15, which carries out a coincidence test for each sampling frequency. All sampling frequencies, i.e. either a temporal coincidence at the coincidence level Have coincidence in the spectral coincidence stage 15 are blocked. From the available sampling frequencies, the one that has the lowest undisturbed frequency is expediently selected. With the device described, any disturbing influence from the immediate vicinity of the target, e.g. from rain or chaff clouds, is eliminated.

Eine Sinrichtunn zur Ausschaltung schmalbandiger Störer zeigt die F i g. 5. Da der breitbandige Sendeimpuls aus einer Vielzahl von Teilimpulsen besteht, die mit unterschiedlicher "rägerfrequenz ausgefüllt sind, kann man diejenigen Trägerfrequenzen ausschalten, die schmalbandig gestcjrt werden. Zu diesem Zweck ist das Empfangssignal aus dem Dämpfungsglied 5.21 einer Mischstufe 18.2 zugeführt, der außerdem aus einer Additionsschaltung 4.21 ein modifiziertes Empfangssignal zugeführt wird. Die Modifikation besteht darin, daß an Stelle der im Empfangsimpuls enthaltenen unterschiedlichen Trag er schwingungen nur eine einzige benutzt wird, z. B. die Mittelfrequenz des Spektrums. Aus der Mischstufe 18.2 sind so viele Filter 19.211 bis 19.2/7 gespeist, als Trägerfrequenzen zur Verfugung stehen. Jedes FiIte-" speist einen Demodulator 20.21 bis 20.2/7. Die Ausgangsspannungen dieser Demodulatoren werden gemittelt und im Verstärker 22.2 verstärkt. In Vergleichsstufen 21.21 bis 21.2/7 wird die Spannung aus dem Verstärker 22.2, die der mittleren Feldstärke aller verwendeten Trägerfrequenzen entspricht, mit den Feldstärken der einzelnen Trägerfrequenzen verglichen. Bei Überschreiten und/oder Unterschreiten vorgegebener Toleranzgrenzen lösen die Vergleichsstufen 21.21 bis 21.2/7 in den Einrichtungen zur Frequenzaufbereitung 3.1 und 3.2 (F i g. 2 und 5) eine Sperrung der zugehörigen Trägerfrequenzen aus. An Stelle der gesperrten Trägerfrequenzen werden versuchsweise weitere bereitgestellte Trägerfrequenzen eingeschaltet Ein zur Vereinfachung der Zeichnung weggelassener Taktgeber sorgt dafür, daß der beschriebene Vergleich beispielsweise in jeder Sekunde einmal durchgeführt wird. Durch die beschriebenen Maßnahmen ist erreicht daß Störsender, die eine Bandbreite von einigen kHz bis einige MHz aufweisen, das Meßresultat nicht verfälsehen können. Bei Radargeräten, die bereits mit einer Einrichtung zur Bodendarstellung versehen sind (»ground mapping mode«), ist der zusätzliche Aufwand für die vorbeschriebene Einrichtung relativ niedrig. Es ist lediglich die zusätzliche Anordnung der in der F i g. 5 gezeigten Vergleichsstufen 21.21 bis 21.2/7 erforderlich.A Sinrichtunn for the elimination of narrow band Troublemaker shows the F i g. 5. Since the broadband transmission pulse consists of a large number of partial pulses, which with different "carrier frequency are filled, can you switch off those carrier frequencies that are narrow-banded. For this purpose this is Received signal from the attenuator 5.21 fed to a mixer 18.2, which also consists of a A modified received signal is fed to addition circuit 4.21. The modification is that instead of the different carrying vibrations contained in the received pulse, only one is used, e.g. B. the center frequency of the spectrum. There are so many filters 19.211 to from the mixer stage 18.2 19.2 / 7, are available as carrier frequencies. Each FiIte- "feeds a demodulator 20.21 to 20.2 / 7. The output voltages of these demodulators are averaged and amplified in amplifier 22.2. In In comparison stages 21.21 to 21.2 / 7, the voltage is turned off the amplifier 22.2, which corresponds to the mean field strength of all carrier frequencies used, with the Field strengths of the individual carrier frequencies compared. When exceeding and / or falling below specified tolerance limits solve the comparison stages 21.21 to 21.2 / 7 in the facilities for frequency processing 3.1 and 3.2 (Figs. 2 and 5) block the associated carrier frequencies. Instead of Blocked carrier frequencies, further carrier frequencies made available are switched on as an experiment A clock, which has been omitted to simplify the drawing, ensures that the comparison described for example, it is performed once every second. The measures described have achieved that jammers, which have a bandwidth of a few kHz to a few MHz, do not falsify the measurement result be able. For radars that are already equipped with a device for displaying the ground (»Ground mapping mode«), the additional effort for the above-described facility is relatively low. It is merely the additional arrangement of the FIG. 5 comparison levels 21.21 to 21.2 / 7 are required.

Für den relativ unwahrscheinlichen Fall, daß eine Störfrequenz eine von etwa 10⁴ verwendeten Ortungsfrequenzen auf + 2Hz genau trifft, kann man vorsehen, durch die im Bild 1 gezeigte Frequenzmodulation des ^o gemeinsamen Oszillators 1 mit Hilfe des Frequenzmodulaiors 23 den Störeinfluß um 20 bis 3OdB zu vermindern. Zweckmäßigerweise erfolgt dabei die Frequenzmodulation mit einer linearen periodischen Funktion, wobei in vorteilhafter Weise erreicht ist, daß alle störenden Frequenzen gleichmäßig bedämpft werden.For the relatively unlikely event that an interfering frequency exactly meets a locating frequencies used by about 10 ⁴ to + 2 Hz, it can be provided by the circuit shown in Figure 1 frequency modulation of ^ o common oscillator 1 using the Frequenzmodulaiors 23 the interfering effect by 20 to 3OdB to diminish. The frequency modulation is expediently carried out with a linear periodic function, which advantageously means that all interfering frequencies are attenuated evenly.

Für den gleichzeitigen Betrieb mehrerer Radargeräte ist es bekannt die Reihenfolge der Tastfrequenzen der einzelnen Geräte verschieden auszulegen. Bei gleichzeitigein Betrieb mehrerer Radargeräte lassen sich damit jedoch gegenseitige Beeinflussungen nicht in ausreichendem Maße beseitigen. Beim vorgeschlagenen Radargerät ist die gegenseitige Störanfälligkeit durch die Schmalbandigkeit des Systems schon wesentlich herabgemindert. Durch die Vorschrift zum unterschiedlichen Aufbau der Reihenfolge von π Trägerfrequenzen nur diejenigen η bzw. n-\ möglichen Reihenfolgen zu benutzen, welche die Bedingung erfüllen, daß bei beliebigen Paaren von Reihenfolgen und bei beliebigen Phasenlagen stets nur in einem n-ten Teil der Impulslänge gleiche Frequenzen auftreten können, wird die Störmöglichkeit bei gleichzeitigem Betrieb von η Radaranlagen weiter vermindert und in Verbindung mit den ferner behandelten Merkmalen gänzlich abgestellt. Auf Grund der Schmalbandigkeit des beschriebenen Verfolgungsradars ist dieses dazu geeignet, von einem Flugzeug aus einen Flugkörper mittels Kommandolenkung auf ein zu bekämpfendes Ziel zu lenken. Hierzu ist das Gerät zweckmäßigerweise mit einer an sich bekannten Antenne ausgerüstet, die in horizontaler Richtung scharf bündelt. Durch die Anordnung mehrerer Gruppen von Phasenschiebern lassen sich mit dieser Antenne gleichzeitig unterschiedliche Richtungen des Richtdiagrammes einstellen. Mit dieser Maßnahme gelingt es. Informationen über die Horizontalwinkel des Zieles und der Zielumgebung sowie über die Horizontalwinkel eines Lenkkörpers zu gewinnen, wie dies bei Anordnungen mit »Monopuls«-Antennen üblich ist. Der hierbei auftretende Verlust an Empfangsenergie ist durch Verkleinerung der Dämpfung in den vorgesehenen Dämpfungsgliedern ausgleichbar. Um die Vertikalwinkel von Ziel und Flugkörper zu bestimmen, ist vom verfolgenden Flugzeug ein Flugprogramm einzuhalten, bei dem das anfliegende Flugzeug, z. B. eine Rollage einnimmt, bei der das scharf gebündelte Richtdiagramm seiner Antenne senkrecht steht auf einer Ebene, die durch das Ziel, das verfolgende Flugzeug und den Flugkörper gelegt ist. Bei der Schmalbandigkeit desFor the simultaneous operation of several radar devices, it is known to interpret the order of the scanning frequencies of the individual devices differently. If several radar devices are operated at the same time, however, mutual influences cannot be sufficiently eliminated. In the proposed radar device, the mutual susceptibility to interference is already significantly reduced due to the narrow bandwidth of the system. Due to the rule for the different structure of the sequence of π carrier frequencies, only those η or n- \ possible sequences must be used which meet the condition that in any pair of sequences and in any phase positions only the same in an nth part of the pulse length Frequencies can occur, the possibility of interference with simultaneous operation of η radar systems is further reduced and completely eliminated in connection with the features discussed further. Due to the narrow band nature of the tracking radar described, it is suitable for directing a missile from an aircraft by means of command steering onto a target to be combated. For this purpose, the device is expediently equipped with an antenna known per se, which focuses sharply in the horizontal direction. By arranging several groups of phase shifters, different directions of the directional diagram can be set simultaneously with this antenna. With this measure it succeeds. To obtain information about the horizontal angle of the target and the target environment as well as about the horizontal angle of a steering body, as is usual with arrangements with "monopulse" antennas. The loss of received energy that occurs here can be compensated for by reducing the attenuation in the attenuators provided. In order to determine the vertical angle of the target and missile, a flight program must be followed by the chasing aircraft in which the approaching aircraft, e.g. B. assumes a roll position, in which the sharply bundled directional diagram of its antenna is perpendicular to a plane that is laid by the target, the pursuing aircraft and the missile. With the narrow bandwidth of the

609 683/248609 683/248

•Gerätes ist es möglich, die vertikale Einfallsrichtung des Empfangssignals mit Hilfe der Dopplerfrequenz festzulegen. Bei der gleichzeitigen Verwendung mehrerer popplerfrequenzen gelingt es, unterschiedliche vertikale Einfallsrichtungen mit den unterschiedlichen horizontalen Einfallsrichtungen zu kombinieren und damit mehrere Reflexionen gleichzeitig zu lokalisieren. Periodische Bewegungen um die Querachse des verfolgenden Flugzeugs werden dabei dazu ausgenützt, jeweils diejenige vertikale Flugrichtung des verfolgenden Flugzeuges zu finden, bei der sowohl beim Ziel als auch beim Flugkörper eine maximale Dopplerfrequenz auftritt Damit sind auch die Vertikalwinkel von Ziel und Flugkörper bestimmt.• It is possible to determine the vertical direction of incidence of the device Define the received signal with the help of the Doppler frequency. When using several Popplerfrequenzen succeeds in combining different vertical directions of incidence with the different horizontal ones Combine directions of incidence and thus localize several reflections at the same time. Periodic Movements around the transverse axis of the following aircraft are used for this purpose, respectively to find the vertical flight direction of the pursuing aircraft in which both the target and a maximum Doppler frequency occurs with the missile Missile determined.

Für den Fall, daß von einem einzigen Radargerät ein verfolgtes Ziel und ein auf das Ziel zu lenkender Flugkörper gleichzeitig erfaßt werden, braucht nur der Differenzvektor der Ablage bestimmt zu werden, wodurch meßsystembedingte Fehler weitgehend entfallen. In the event that a single radar device has a tracked target and a target to be steered Missiles are detected at the same time, only needs the To be determined difference vector of the storage, whereby measuring system-related errors are largely eliminated.

Zur Bestimmung der Zielentfernung wird in jeder der beiden Frequenzaufbereitungen 3.1 und 3.2 durch Teilung die gemeinsame Subharmonische der verwendeten Tastfrequenzen erzeugL Aus der Phasendifferenz dieser Subharmonischen ergibt sich die eindeutige Zielentfernung. Die bei der Zieleinweisung einzugebende Anfangsphase — entsprechend der Anfangsentfernung Ro des Zieles — wird durch kurzzeitiges Umschalten eines Frequenzteilers erreicht Dieser Frequenzteiler ändert das Frequenzverhältnis von dem Teil der Einrichtung zur Frequenzaufbereitung 3.2, aus dem die Tastfrequenzen des Empfangssignals abgeleitet werden.To determine the target distance, the common subharmonics of the sampling frequencies used are generated in each of the two frequency formulas 3.1 and 3.2 by division. The unambiguous target distance results from the phase difference of these subharmonics. The initial phase to be entered at the target instruction - corresponding to the initial distance Ro from the target - is achieved by briefly switching a frequency divider.This frequency divider changes the frequency ratio of the part of the frequency processing device 3.2 from which the sampling frequencies of the received signal are derived.

Die Größe der Relativgeschwindigkeit zwischen Ziel und Radargerät wird aus der Frequenzdifferenz der beiden Frequenzgeneratoren 7.1 und 7.2 gewonnen. Zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ist es erforderlich, die Basis der in einer Richtung scharf bündelnden Antenne (»Phased-array«) mittels Trägheitspiattform zu stabilisieren. Diese Stabilisierung läßt sich mit an sich bekannten elektronischen Mitteln erreichen.The size of the relative speed between the target and the radar device is derived from the frequency difference of the two frequency generators 7.1 and 7.2 won. To carry out the method described, it is required, the base of the antenna that focuses sharply in one direction (phased array) by means of an inertial platform to stabilize. This stabilization can be achieved with electronic means known per se reach.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Target tracking radar device with correlation evaluation, in which the transmission pulse is emitted as a partial pulse sequence with partial pulses of different carrier frequencies and which has a device for automatic selection of the scanning frequency, which is carried out in such a way that the transmission and reception pulses do not coincide in time, and furthermore all for building up the transmission spectrum necessary frequencies are derived phase-locked from a basic frequency and in which the expected received signal from the transmitted signal and the relative distance and speed of the McBobjektes is precalculated and simulated and brought to cross-correlation with the help of an AC voltage integrator, characterized in that the simulation of the received signal with the help a device (1, 2.2,7.2,3.2,3.1,4.2) takes place with which for each frequency (spectral line) used in the seniiespektrum the exact E dependent on a function of the speed (v) and the distance (R) of the measurement object Receiving frequency and its phase position is determined, the AC voltage integrator (10.2) used in the cross-correlation representing a speed gate.

2. target tracking radar device according to claim 1, characterized in that its bandwidth only is slightly greater than that caused by the greatest accelerations between the target and the tracking radar device as well as a maximum allowable display error, the minimum bandwidth required.

3. Target tracking device according to claim 1, characterized in that the device for selecting the sampling frequency is additionally controlled by a Device (Fig. 4: 3.1, 3.2, 4.2, 5.2, 9.25, 16.21, 16.22, 17, 10.24 and 15) for determining the spectral coincidence between the simulated received signal and one from the immediate Surrounding the target reflected received signal is controlled.

4. target tracking radar device according to claim 3, characterized in that in the device for Selection of the key frequency an additional device (16.21, 16.22 and 17) is provided with which the simulated received signal is also simulated for times when the distance is smaller . or greater than the real target distance.

5. Target tracking radar device, in particular on-board radar for aircraft, according to one of the preceding Claims, characterized in that the antenna (6) in a known manner only in the The horizon angle of the antenna diagram has a sharp focus, the vertical Selection is made through the speed gate (10.2).

6. target tracking radar device according to claim 1, characterized in that there is a device (19.21 to 19.2 / 7.20.21 to 20.2 / i) to determine the Has received field strengths of the individual transmission frequency spectra and one connected to it Device for forming an average value (FIG. 5: /? C element) from all received field strengths and for comparison (21.21 to: 21.2z?) this mean value with the individual reception field strengths, which are a further facility to exclude transmission frequencies (3.1, 3.2 in Fig. 5), whose

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