DE2445417C3

DE2445417C3 - Impulse radar device with optional Doppler evaluation and a computing device for missile tracking

Info

Publication number: DE2445417C3
Application number: DE19742445417
Authority: DE
Inventors: Pierino Zürich Pacozzi (Schweiz)
Original assignee: Siemens-Albis AG, Zürich (Schweiz)
Priority date: 1973-09-28
Filing date: 1974-09-23
Publication date: 1977-05-18

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Impuls-Radargerät, bei dem zum wahlweisen Einschalten verschiedener Betriebsarten im Empfangskanal sowohl eine Auswerteschaltung für die Impulse an sich als auch eine Auswerteschaltung nach dem Dopplerprinzip vorgesehen sind, bei dem ferner die Auswerteschaltungen Signale zur Flugkörperverfolgung und zur Ermittlung von Flugkörperdaten an ein Rechengerät liefern, wobei diese Signale über eine Umschalieinrichtung wahllweise von der Impuls-Auswerteschaltung statt von der Doppler-Auswerteschaltung abgenommen werden, und bei dem vom Doppler-Auswerter bei Feststellung eines bewegten Zieles eine Markierspannung abgegeben wird.The present invention relates to a pulse radar device, in the case of the optional switching on of different operating modes in the receiving channel both one Evaluation circuit for the pulses per se and an evaluation circuit based on the Doppler principle are provided are, in which the evaluation circuits also provide signals for missile tracking and determination of missile data to a computing device, these signals optionally via a Umschalieineinrichtung taken from the pulse evaluation circuit instead of the Doppler evaluation circuit, and in the case of which the Doppler evaluator emits a marking voltage when a moving target is detected will.

Bei Kurvenflügen eines Flugkörpers mit konstantem Abstand /um Radargerät tritt bekanntlich kein ^₅ Dopplereffekt auf. Die Erfassung eines Flugkörpers mit einem Doppler-Radargerät ist in dieser Flugphase nicht möglich und eine bereits eingeleitete Verfolgung wird abgebrochen. Um in solchen Situationen trotzdem den Betrieb aufrecht /u erhalten, kann im Radaremplänger neben der Dopplerauswerteschaltung eine wahlweise einschaltbare Auswerteschaltung für die Echoimpulse an sich, /. B. liurch .Spitzengleichrichtung, vorgesehen werden. Die I umschaltung der beiden Betriebsarten ist allerdings problematisch, da ein einwandfreies Kriterium für die Umschaltung bisher nicht gefunden werden konnte. _{It is well known that no ^ 5} Doppler effect occurs during turns of a missile at a constant distance / around the radar device. The detection of a missile with a Doppler radar device is not possible in this flight phase and any pursuit that has already been initiated is canceled. In order to maintain operation in such situations, in addition to the Doppler evaluation circuit, an optional evaluation circuit for the echo pulses per se, /. B. liurch. Peak rectification, are provided. Switching between the two modes of operation is problematic, however, since a correct criterion for switching has not yet been found.

Es ist nun die Aufgabe der Erfindung, eine brauchbare Lösung für dieses Problem anzugeben. Das erfindungsgemäße Radargerät ist dadurch gekennzeichnet, daß 6a das Betätigungsorgan der Umschalte-Vorrichtung mit dem Ausgang eines Und-Tores in Verbindung steht, dessen erster Eingang mit dem Rechner verbunden ist, welcher bei errechneten, unterhalb eines Grenzwertes liegenden Radialgeschwindigkeiten des Flugkörpers eitle Spannung abgibt, und dessen negierter zweiter Eingang mit der Doppler-Markterspannurig beauf· Bei dieser neuen Lösung wird außer dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Dopplersignals auch die von einem Rechner aus den Flugdaten errechnete Radialgeschwindigkeit des Flugkörpers für die Bildung des Umschalte-Kriteriums herangezogen. Da das Absinken der Dopplersignalamplitude bzw. -frequenz unter einen Minimalwert nicht nur durch Kurvenflüge verursacht wird, sondern naturgemäß auch bei schwachen Echosignalen auftritt, wäre dies allein kein genügendes Umschalte-Kriterium. In der vorliegenden Lösung wird für die Umschaltung auf Impulsauswertung zusätzlich vorausgesetzt, daß die Radialgeschwindiglceit des Flugkörpers gegen Null geht. Es wird dadurch erreicht, daß bei schwachen Signalen nicht unmotivierte Umschahungen erfolgen.It is now the object of the invention to provide a useful solution to this problem. The radar device according to the invention is characterized in that 6a the actuating element of the switching device is connected to the output of an AND gate, the first input of which is connected to the computer, which emits vain voltage at calculated radial speeds of the missile below a limit value, and its negated second input with the Doppler-Markterspannurig · With this new solution, in addition to the presence or absence of a Doppler signal, the radial velocity of the missile calculated by a computer from the flight data is also used to form the switchover criterion. Since the decrease in the Doppler signal amplitude or frequency below a minimum value is not only caused by flight turns, but naturally also occurs with weak echo signals, this alone would not be a sufficient switchover criterion. In the present solution, it is also assumed for switching to pulse evaluation that the radial speed of the missile approaches zero. It is achieved that in the case of weak signals, there are no unmotivated shuffling around.

Anhand der Zeichnung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Radargerätes näher erläuierf. Die Figur zeigt ein Blockschema eines Impuls-Doppler-Radargerätes mit umschaltbaren Auswerteschaltungen.An exemplary embodiment of a radar device according to the invention is shown below with reference to the drawing elucidate in more detail. The figure shows a block diagram of a pulse Doppler radar device with switchable Evaluation circuits.

Das Radargerät weis; einen Sender 5 auf. der im Takte einer lmpulswiederholungsfrequen/ Mikrowellenimpulse erzeugt. Diese werden über eine Sende-Empfangs-Umschalteeinrichtung 6 an eine Antenne 7 geleitet, welche diese Impulse gegen den Flugkörper abstrahlt. Ein kleiner Teil der vom Sender erzeugten Welle gelangt vom Sender auf eine Mischstufe 8. deren zweiter Anschluß mit einem Überlagerungsoszillator (»Lokaloszillator«) 10 in Verbindung steht. In der Mischstufe 8 wird ein Bezugszwischenfrequenzsignal erzeugt und an einen Kohärentos/illator 11 geleitet. Dieser Kohärentoszillator verkuigei t das Zwischenfrequenzsignal über die Impuls-Wiederholungsperiode.The radar knows; a transmitter 5 on. at the rate of a pulse repetition rate / microwave pulse generated. These are switched via a transmit / receive switchover device 6 passed to an antenna 7, which these pulses against the missile radiates. A small part of the wave generated by the transmitter arrives at a mixer 8 second connection with a local oscillator ("local oscillator") 10 is in connection. In the Mixing stage 8, a reference intermediate frequency signal is generated and passed to a coherent toos / illator 11. This coherent oscillator announces the intermediate frequency signal over the pulse repetition period.

Die vom Flugkörper ref'ektierten Echoimpulse werden von der Antenne empfangen und über die Sende-F.mpfangs-Umschalteeinrichtung 6 an die Mischstufe 9 geleitet. In dieser Stufe 9 werden die Echosignale mit dem vom Lokaloszillator 10 erzeugten Signal gemisch;. Das durch diese Mischung entstehende Zwischenfrequenzsignal wird in einem anschließenden Zwischenfrequenzverstärker 12 verstärkt.The echo pulses reflected by the missile are received by the antenna and via the Send-F.mpfangs-switchover device 6 to the mixer 9 headed. In this stage 9, the echo signals are combined with the signal generated by the local oscillator 10 mixture;. The intermediate frequency signal resulting from this mixing is then used in a Intermediate frequency amplifier 12 amplified.

Es ist eine Auswerteschaltung 18 für die Impulse an sich, z, B. durch ein Spitzen-Gleichrichter 14, vorgesehen. Anschließend an den Gleichrichter 14 ist in der Auswerteschaltung 18 eine Signalaufbereitungsschaltung 16 vorhanden. Dieser Schaltung 16 wird neben dem vom Echo-Zwischenfrequenzsignal abgeleiteten Videosignal vom Rechner 4 eine Information über die Distanz des Flugkörpers eingegeben. In dieser Schaltung 16 werden in an sich bekannter Weise Fehlerspannungen betr. Distanz. Elevation und Azimut für die Nachführung des Rechners 4 und der Antennenrichteinhcit 21 erzeugt. Diese Fehlerspannungen sind auf die eine Seite eines mehrpoligen Umschalters 1 geführt. Es ist eine zweite Auswerteschaltung 17 für die Auswertung von Dopplersignalen vorhanden. Diese enthält einen Phasendetektor 13, dem neben dem Echozwischenfrcquenzsignal das vom Kohärentoszillator 11 abgegebene Referenzzwischenfrequenz-Signal zugeleitet ist und der in bekannter Weise ein Videosignal erzeugt. Eine weitere an den Phasendetektor 13 angeschlossene Signalaufbereitungsschaltung 15 verarbeitet gegenüber 16 in an und für sich bekannt·" Weise nur Signale mit Dopplermodulation. Darüber hinaus gibt sie noch ein Markiersignal UM ab, sobald ein bewegter Flugkörper erfaßt ist, d. h. sobald ein Dopplersignal vorhanden ist. Die von der Schaltung 15 abgegebenen Fehlerspannungen sind auf die andere Seite des mehrpoligenAn evaluation circuit 18 is provided for the pulses themselves, for example by a peak rectifier 14. Subsequent to the rectifier 14, a signal conditioning circuit 16 is present in the evaluation circuit 18. In addition to the video signal derived from the echo intermediate frequency signal, information about the distance of the missile is entered by the computer 4 into this circuit 16. In this circuit 16, error voltages relating to the distance are determined in a manner known per se. Elevation and azimuth for the tracking of the computer 4 and the Antennenrichteinhcit 21 generated. These fault voltages are routed to one side of a multi-pole changeover switch 1. There is a second evaluation circuit 17 for evaluating Doppler signals. This contains a phase detector 13 to which, in addition to the echo intermediate frequency signal, the reference intermediate frequency signal emitted by the coherent oscillator 11 is fed and which generates a video signal in a known manner. Another signal conditioning circuit 15 connected to the phase detector 13 processes only signals with Doppler modulation in a manner known per se. In addition, it emits a marker signal UM as soon as a moving missile is detected, ie as soon as a Doppler signal is present. The fault voltages output by circuit 15 are on the other side of the multipole

Umschalters 1 geführt. Die Kontaktzungen des Umschalters 1 sind mit dem Rechner 4 verbunden, welcher seinerseits mit der Antennenantriebseinrichtung in Verbindung steht. Das Betätigungsorgan 2 des Umschalters 1 ist über einen vom Rechner 4 betätigten Umschalter 19 mit dem Ausgang eines Und-Tores 3 verbunden. Der erste Eingang a dieses Und-Torts 3 ist mit dem Rechner 4 verbunden. Der Rechner 4 isl so aufgebaut, daß er bei errechneten, unterhalb eines Grenzwertes liegenden Radialgeschwindigkeiten des Flugkörpers eine Spannung UVO abgibt. Der zweite negierte Eingang £>ist mit der Dopplermarkierspannung (VM beaufschlagt.Changeover switch 1 out. The contact tongues of the switch 1 are connected to the computer 4, which in turn is connected to the antenna drive device. The actuating member 2 of the switch 1 is connected to the output of an AND gate 3 via a switch 19 actuated by the computer 4. The first input a of this AND gate 3 is connected to the computer 4. The computer 4 is constructed in such a way that it emits a voltage UVO at calculated radial velocities of the missile that are below a limit value. The second negated input £> is supplied with the Doppler marking voltage (VM.

Die Umschaltung der Betriebsarten des Impuls-Radargerätes erfolgt nun folgendermaßen: Es sei angenommen, daß das Radargerät einen Flugkörper verfolgt, der zunächst auf das Radargerät zufliegt und dieses anschließend mit konstantem Abstand umkreist. Bei eingeschaltetem Rechner 4 ist der Kontakt 19 geschlossen. Die vom Rechner ermittelte Radialgeschwindigkeit liegt beim Anflug über dem Grenzwert, bei dem noch eine Dopplerauswertung möglich ist. Deshalb ist die Spannung UVO nicht vorhanden. Die Signalaufbereitungsschallung 15 gibt ein Signal UM ab. The operating modes of the pulse radar device are switched over as follows: It is assumed that the radar device is tracking a missile which initially flies towards the radar device and then orbits it at a constant distance. When the computer 4 is switched on, the contact 19 is closed. The radial speed determined by the computer is above the limit value at which a Doppler evaluation is still possible. This is why the UVO voltage is not present. The signal processing sound 15 emits a signal UM.

welches das Vorhandensein eines Dopplersignals markiert. In diesem Falle gibt das Und-Tor i keine Spannung an den Umschalter 1 ab, so daß die Ausgangsspannungen der Dopplerauswerteschaltung 17 an den Rechner 4 durchgeschaltet sind.which marks the presence of a Doppler signal. In this case there is no AND gate i Voltage to changeover switch 1, so that the output voltages of the Doppler evaluation circuit 17 are switched through to the computer 4.

Sobald nun aber der Flugkörper in den oben erwähnten Kurvenflug übergeht, verschwinden das Dopplcrsignal und damit die von diesem abgeleiteten Fehlerspannungen. Die Verfolgung des Flugkörpers würde bei bloßer Dopplerauswertung in unerwünschter Weise abgebrochen.But as soon as the missile turns into the above-mentioned curve flight, they disappear Doppler signal and thus those derived from it Fault voltages. The tracking of the missile would be undesirable with a mere Doppler evaluation Way canceled.

Bei der vorliegenden Lösung svird der Betrieb jedoch nicht abgebrochen, sondern es wird auf Spitzenauswertung umgeschaltet. Indem die Markierspannung UM verschwindet und die Spannung LIVO erscheint, wird der Umschalter 1 betätigt. Dabei wird die Betriebsart »Spitzenauswertung« eingeschaltet. Die Verfolgung des Flugkörpers wird mit den in der Schaltung 18 erzeugten Fehlersignalen weitergeführt.With the present solution, however, the operation is not interrupted, but a switch is made to peak evaluation. As the marking voltage UM disappears and the voltage LIVO appears, the changeover switch 1 is actuated. The »peak evaluation« operating mode is switched on. The tracking of the missile is continued with the error signals generated in the circuit 18.

Sobald der Flugkörper wieder einen Kurs einschlägt, bei dem eine über dem Grenzwert liegende Radialgeschwindigkeit oder ein Dopplersignal auftreten, wird wieder auf »Dopplerauswertung« umgeschaltet.As soon as the missile embarks on a course again at which a radial speed above the limit value or a Doppler signal occurs, the system switches back to »Doppler evaluation«.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Impulse radar device, in which both an evaluation circuit for the impulses per se and an evaluation circuit based on the Doppler principle are provided to selectively switch on different operating modes in the receiving channel, in which the evaluation circuits also send signals for missile tracking and for determining missile data to a computing device supply, whereby these signals are optionally picked up via a switching device on the pulse evaluation circuit instead of the Doppler evaluation circuit, and when a moving target is detected, the Doppler evaluator emits a marking spam, characterized in that the actuating member (2) the switching device (1) is connected to the output of an AND gate (3), the first input (a ) of which is connected to the computer (4), which generates a voltage when the missile's radial velocities are calculated below a limit value (UVO) and its negated second input g (b) is applied with the Doppler marking voltage (UM) .