DE2508974C3

DE2508974C3 - Impuls-Radargerät mit ZF-Torschaltung

Info

Publication number: DE2508974C3
Application number: DE752508974A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Noda; Yukiyasu Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1974-03-02
Filing date: 1975-03-01
Publication date: 1979-03-01
Also published as: CA1037145A; GB1511382A; DE2508974B2; JPS50119588A; US4005422A; DE2508974A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Radargerät mit einer Sendeempfangsantenne und mit einer Sende- und Empfangseinrichtung zur Aussendung eines durch Referenzimpulse eines Referenzimpulsgenerators gesteuerten Signals und zum Empfang des von einem Ziel reflektierten Signalanteils und zur Umwandlung desselben in ein Zwischenfrequenzsignal, mit einer Anzeigevorrichtung zur Darstellung eines aus dem Zwischenfrequenzsignal abgeleiteten Videosignals und mit einer Torschaltung für das Zwischenfrequenzsignal, welche durch in ihrer zeitlichen Lage änderbare Torimpulse eines von den Referenzimpulsen gesteuerten Torimpulsgenerators steuerbar ist.

Derartige Impulsradargeräte sind aus der US-PS 19 999 und der FR-PS 9 33 609 bekannt.

Anhand von F i g. 1 sei der Aufbau eines üblichen Radargerätes beschrieben: Eine Referenzimpulsgeneratorschaltung 1 erzeugt Referenzimpulse mit konstanter Periode, die einerseits zu einem Mikrowellenkopf 2 und andererseits zu einem Sägezahngenerator 7 geführt werden.

Der Mikrowellenkopf 2 wird durch diese Referenzimpulse getriggert und erzeugt dadurch Mikrowellcnimpulse der in Fig. 2a angedeuteten Art, die über eine Antenne 3 in den Raum ausgestrahlt werden.

Die Mikrowellc wird von dem Ziel reflektiert und kehrt zur Antenne 3 zurück. Das Echosignal hat die in

F i g. 2b dargestellte Form. Die empfangene Mikrowelle wird in dem Mikrowellenkopf 2 einer Frequenzumwandlung durch Mischung unterworfen. Der Mikrowellenkopf 2 leitet das so erzeugte Zwischenfrequenzsignal einer Zwischenfrequenzverstärkerschaltung 4 zu. Das in j der Zwischenfrequenzverstärkerschaltung 4 verstärkte Zwischenfrequenzsignal wird durch eino Detektorschaltung 5 demoduliert, wodurch sich das in Fig. 2c dargestellte Signal ergibt. Anschließend wird das demodulierte Signal in einer Videoverstärke^rschalnng :■■ 6 verstärkt und einer Kathodenstrahlröhre 9 zugeführt.

Andererseits wird der Sägezahngenerator 7 in Abhängigkeit vom Referenzimpuls get.iggert und erzeugt den Sägezahnimpuls der Fig. 2d. Dieser erhält in der Ablenkschaltung 8 der Kathodenstrahlröhre 9 r> eine Spannungs- oder Stromverstärkung.

Das in F i g. 2c dargestellte demodulierte Signal wird zur Vertikalablenkung und das in Fig. 2d dargestellte Sägezahnsignal wird zur Horizontalablenkung verwendet, und man erhält auf dem Bildschirm dei Kathodenstrahlröhre die in F i g. 3 gezeigte Darstellung, wobei die Ordinate die Signalstärke und die Abszisse die Zeit angibt.

Die Zielentfernung L ergibt sich aus der Gleichung

L = cf,/2,

in der cdie Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle und t\ die Zeitdifferenz zwischen Sende- und Empfangsimpuls bedeuten. Bei konventionellen Radargeräten wird also das durch Demodulation des Zwischenfrequenzsi- jo gnals gegebene Ausgangssignal unmittelbar auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 9 angezeigt.

Um die Impulssignalform der reflektierten Welle genau zu verstärken, benötigt die Videosignalverstärkerschaltung 6 dementsprechend folgende Fre- j5 quenzbandbreite B:

Bi 1,2/fo = 1,5/ίο,

wobei ίο die Impulsdauer des Mikrowellensendeimpulses bedeuten. Diese Impulsdauer ίο sollte bei geringer Zielentfernung von etwa 50 m bis 2 km weniger als 0,1 μβ sein, wenn die Entfernungsauflösung besser als 15 m sein soll. Dementsprechend ist für die Videosignalverstärkerschaltung 6 i'ine Bandbreite

To

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die von niedrigsten Frequenzen bis etwa 15 MHz reicht, erforderlich. Die Kathodenstrahlröhre 9 benötigt zur Darstellung der Impulsformen eine ähnlich große Bandbreite. Sie muß auf sehr hohe Frequenzen und ein sehr breites Frequenzband ansprechen.

Wegen der Breitbandigkeit der Videosignalverstärkerschaltung 6 und der Kathodenstrahlröhre 9 werden auch die in F i g. 2 gezeichneten Rauschimpusle verstärkt und auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 9 angezeigt, wie dies in F i g. 3 erkennbar ist. Hieraus können Fehlmessungen resultieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein <,o Radargerät der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem weniger breitbandige Verstärkerschaltung und Anzeigevorrichtung verwendet werden können und bei dem die Anzeige der Rauschimpulse unterdrückt wird. t,->

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Torimpulsgenerator so ausgebildet ist, daß die von ihm erzeugten Torimpulse kurz im Vergleich zur Schwingungsperiode des Zwischenfrequeuzsignals sind und ihre zeitliche Lage zum Referenzimpuls sich in an sich bekannter Weise von Wiederholperiode zu Wiederholperiode des Signals um einen gegen die Zwischenfrequenzperiode kleinen Betrag gleichmäßig änden. und daß die Torschaltung als die Zwischenfrequenzschwingung in von der zeitlichen Lage der Torimpulbe bestimmten Abfragezeitpunkten abtastende Abtasttorschaitung wirkt, indem sie den Abtastwcrt in an Sich bekannter Weise jeweils bis zum nächsten Torimpulb hält, derart, daß ihr Ausgangssignal nach Glättung ein niederfrequentes Abbild des Zwischenfrequenzsignals ist, welches als Videosignal dient.

Die Synchronbeziehung zwischen der ausgestrahlten Welle und dem örtlichen Signal kann z.B. HHj.J₁ gewährleistet sein, daß der Sendeteil und de^r um der lokalen Frequenz schwingende Teil der Sendeempfangseinrichtung eine Gunn-Diode als Schwingungserzeuger besitzt und daß eine Varaktordiode in dem Hohlraumresonator angeordnet ist, mittels derer die Frequenz der Gunn-Diode steuerbar ist. Der Impulsgenerator zur Erzeugung der Torimpulse dient zur Festsetzung der zeitlichen Position für die Abtastung des Zwischenfrequenzsignals.

Im folgenden seien zwei unterschiedliche Arten von Impulsgeneratoren betrachtet, die sich zur Realisierung des erfindungsgemäßen Gerätes eignen:

Der erste der betrachteten impulsgeneratoren arbeitet analog. Er umfaßt einen ersten Sägezahngenerator zur Erzeugung einer ersten Sägezahnschwingung, der unter dem Steuereinfluß des Referenzimpulsgenerators steht, welcher die Triggerimpusle für die auszustrahlenden Mikrowellen erzeugt. Der zweite Sägezahngenerator steht unter dem Steuereinfluß einer Frequenzteilerschaltung, die die von dem Referenzimpulsgenerator erzeugten Impulse in einem vorgegebenen Verhältnis unterteilt. Außerdem ist ein Spannungsvergleicher vorgesehen, der immer dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die von dem ersten und dem zweiten Sägezahngenerator erzeugten Spannungen den gleichen Wert haben.

Die zweite Art von Generatoren zur Erzeugung geeigneter Torimpulse ist eine Digitalschaltung, die unter anderem zwei Zählschaltungen umfaßt. Die erste Zählschaltung zählt die Anzahl der von dem Refereniimpulsgenerator erzeugten Referenzimpulse. Die zweite Zählschaltung dient zur Abzählung der Impulszahl, die sich ergibt, wenn die Zahl der Referenzimpulse durch die Anzahl der Abtastvorgänge geteilt wird. Die Schaltung umfaßt ferner einen Zählvergleicher, der jedesmal ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Zählstellung der ersten und der zweiten Zählschaltung gleich groß werden. Ferner ist eine Rückstellvorrichtung vorgesehen, die den ersten und den zweiten Zähler zurückstellt, sobald die von dem ersten Zähler erreichte Zählstellung den dem Abtastverhältnis entsprechenden Zahlenwert erreicht. Der Torimpulsgenerator zur Erzeugung der Torimpusle isi mit dem Zählvergleicher verbunden und wird durch dessen Ausgangssignale angesteuert.

Zur Abtast-Demodulierung und Erzeugung des Videosignals dient die Torschaltung, mittels derer die Zwischenfrequenz nach Maßgabe der Torimpuise abgetastet wird. Hieraus ergibt sich unmittelbar, daß der Videoverstärker und die Anzeigevorrichtung vergleichsweise schmalbandig sein können, ohne daß der wirksame Informationsinhait der Ausgangsinformationen geschmälert wird. Durch die Ausblendung der

hochfrequenten Komponenten werden die Rauschimpulse unterdrückt bzw. reduziert, so daß die Gefahr von Fehlmessungen auf Grund von Rauschimpulsen gern ger wird.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen nSiier '»'■'nutert:

Γ i g. 1 stellt — wie bereits erwähnt — das Blockschaltbild eines konventionellen Radargerätes dar,

F ι g. 2a zeigt ein Zeitdiagramm der Sendeimpulse des in F i g. 1 dargestellten Radargerätes,

F i g. 2b zeigt den zeitlichen Verlauf der von dem Ziel rellektierten Wellen,

F i g. 2c zeigt den zeitlichen Verlauf des Videosignals nach der Demodulation,

F i g. 2d zeigt eine Sägezahnspannung zur ! lorizontalablenkung der Kathodenstrahlröhre,

F i g. 3 zeigt die entsprechende Darstellung auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre,

Fig.4 zeigt das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

F i g. 5 zeigt das erste und das zweite Sägezahnsignal zur Bestimmung der zeitlichen Position für die Abtastung der aus dem Echosignal abgeleiteten Zwischenfrequenz sowie den zeitlichen Verlauf der Torimpulse zur Steuerung dieser Abtastung, und

F i g. 6 veranschaulicht die Wirkungsweise der Demodulation durch Abtastung gemäß der Erfindung.

Der in dem Blockschaltbild nach F i g. 4 vorhandene Mikrowellenkopf 2, der durch die von der Referenzimpulsgeneratorschaltung 1 erzeugten Referenzimpulse gesteuert wird, erzeugt Mikrowellen, die durch eine Sendeempfangsantenne 3 in den Raum ausgestrahlt werden. Ein Teil der ausgestrahlten Mikrowellen wird von dem Ziel reflektiert. Die reflektierte Welle wird von der Sendeempfangsantenne 3 empfangen und dem Mikrowellenkopf 2 zugeführt. Dieser unterwirft das von dem Ziel reflektierte Echosignal einer Frequenzumwandlung und liefert an seinem Ausgang ein entsprechendes Zwischenfrequenzsignal. Das Zwischenfrequenzsignal wird in dem Zwischenfrequenzsignalverstärker 4 verstärkt und der Torschaltung Ί4 als Eingangssignal zugeführt.

Die von der Referenzimpulsgeneratorschaltung I erzeugten Referenzimpulse steuern eine Sägezahngeneratorschaltung 7 an, deren Ausgangssignal dem ersten Eingang einer Spannungsvergleicherschaltung 12 zugeführt wird.

Die in der Referenzimpulsgeneratorschaltung 1 erzeugten Referenzimpulse werden außerdem einer Frequenzteilerschaltung 10 zugeführt. Diese teilt die Impulsfrequenz im Verhältnis 1 : N. Die Ausgangsimpulse des Frequenzteilers 10 steuern eine weitere Sägezahngeneratorschaltung 11, die eine zweite Sägezahnspannung erzeugt.

Diese zweite Sägezahnspannung wird einem weiteren Eingang der Spannungsvergleicherstufo 12 sowie der Kippschaltung 17 für die Horizontalablenkung der Kathodenstrahlröhre 18 zugeführt.

F i g. 5a zeigt den zeitlichen Verlauf der an den beiden Eingängen der Spannungsvergleicherstufe 12 anliegenden Sägezahnspannungen.

Die Spannungsvergleicherstufe 12 erzeugt dann ein Ausgangssignal, wenn die Spannungsdifferenz zwischen der ersten Sägezahnspannung des Sägezahngenerators 7 und der zweiten Sägezahnspannung des Sägezahngenerators il ihr Vorzeichen wechselt. Die Ausgangssignale der Spannungsvergleichersiufe 12 werden der Torimpulsgeneratorschaltung 13 zugeführt, die aus ihnen geeignete Torimpulse ab.tuet.

Oicse Tor'mpulse die in F i g. 5b dargestellt sind, werden einem F.ingang der Torschaltung 14 z^efilh: ί. Sie bewirken die Abtastung des /wiselienfrequenzsignals indem sie die Torschaltung 14 jeweils vorübergehend öffne".

In F i g '>b isi der zeitliche Vcrlaul eier von der Sch;iltungsstufe 13 abgegebenen Tonmptilse dargestellt Die Zeil ist in horizontaler Achsenrichtung aufgetragen.

Die Impulslänge der Torimpulse ist sehr klein und liegt in der Größenordnung von 10 ns.

Wenn die Impulslänge der von dem Sägezahngenerator 7 erzeugten ersten Sägezahnimpulse 71 und ihre Wiederholperiode 7o ist, und wenn die Frequenz der Referenzimpulse durch den Frequenzteiler IQ im Verhältnis 1 : N geteilt wird, werden die von der Torimpuisgeneratorschaltung 13 abgegebenen Torimpulse fortlaufend um die Zeitspanne T\IN zeitverschoben. (Bezugspunkt ist dabei der Ursprungspunkt der von dem Sägezahngenerator 11 erzeugten Sägezahnspannung.)

Dementsprechend wird der n-te Torimpuls in einem Zeitpunkt erzeugt, der um die Zeitspanne nT\IN gegenüber dem Beginn des n-ten Impuls der zweiten Sägezahn-Impulsreihe versetzt ist.

Nach der Erzeugung von N Torimpulsen wird eine Rückstellschaltung wirksam. Diese bewirkt, daß die vorangehend beschriebenen Vorgänge mit dem Beginn des nächsten Impulses wiederholt werden.

Die Torschaltung 14 wird — wie erwähnt — durch die von der TorirnpulsgcncrBtorschalinnp Π orypngirn Torimpulse gesteuert. Sie ist dementsprechend nur dann für das Zwischenfrequenzsigna! durchlässig, wenn ein solcher Torimpuls anliegt. Anschließend wird die Ausgangsspannung so lange gehalten, bis der nächste Torimpuls erscheint.

Die Zeitpunkte für die Abtastung des Zwischenfrequenzsignals verschieben sich dementsprechend fortlaufend um die Zeitspanne TJN, und die am Ende jedes Torimpulses vorhandene Ausgangsspannung wird jeweils gehalten. Auf diese Weise wird die Zwischenfrequenz durch /VTorimpulse abgetastet.

Am Ausgang der Torschaltung 14 tritt infolgedessen eine Ausgangsspannung in Form einer Treppenkurve mit einer Stufenlänge von

7„

7,

auf. wie sie in F i g. 6a dargestellt ist. Diese Treppenkurve durchläuft eine Impulsformerschaltung. In dem Niederfrequenzverstärker 15 werden lediglich die niederfrequenten Komponenten verstärkt, so daß an ihrem Ausgang eine Signalspannung der in Fig.6b dargestellten Form auftritt. Diese Ausgangsspannung wird in der Videosignalverstärkerscnaltung 16 verstärkt und dem Vertikal-Ablenkteil der Kathodenstrahlröhre 18 zugeführt.

Das Ausgangssignal der Ablenkschaltung 17 wire dem Horizontal-Ablenkteil der Kathodenstrahlröhre If zugeführt. Diese zeigt dementsprechend auf ihrerr Bildschirm die von dem Ziel reflektierten Echosignale.

In dem Mikrowellenkopf 2 sind eine Gunn-Diode zui Schwingungserzeugung und eine Varaktordiode zui Frequenzumwandlung vorgesehen. Der Mikrowellen kopf 2 umfaßt ferner ein Substrat aus Aluminiumoxyc mit einem Zirkulator und einer Mischdiode.

Die Gunn-Diode schwingt bei Anlegen einer Gleich

spannung, die etwa 10 V beträgt, in dem Hohlraumresonator. Ihre Schwingfrequenz f» beträcht etwa IGGHz. Die in dcir, Muhlraunire.,.."'::ie-' angeordnete Varaktordiode rinden die Resonanzfrequenz des Hohlraumresonator.·;, wenn ihr von der Rcfeicn/impulsoszillatorschal- ■> Hing 1 Impulsspannungen von ciw-i —3 bis —12V .■■!geführt werden, und zwar ändert sich die SchwingfretjL'cnz /(ι der Gunn-Diode um etwa 30 MII/. Die geändert" Schwmglrequenz sei mii f\ bezeichnet. Das Signal mit dieser Frequenz A gelangt durch den in Zirkulator /ti der Sendccmpfaiigsamenne 3 und wird von dieser ausgestrahlt.

Wenn die Gunn-Diode mit der Frequenz f» schwingt, wird auch diese Schwingung übet den Zirkulator der StriidüeiVipiüngSänteriMe 3 Zugeführt und Von ihi ; ausgestrahlt. Ein Teil der Schwingungen dieser Frequenz fu wird der Mischdiode zugeführt.

Die Zwischenfrequenz wird durch die Mischung der von dem Ziel reflektierten Welle, die das Eingangssignal für die Mischdiode bildet, und die Schwingfrequenz f_u der Gunn-Diode erzeugt. Das Zwischenfrequenzsignal wird dem Zwischenfrequenzverstärker 4 zugeführt, dessen Bandmittenfrequenz /i/etwa 30 MHz beträgt und der eine Bandbreite von etwa 30MHz besitzen soll, damit die Entfernungsauflösung des Radargerätes >-> kleiner als 15 m ist.

Das an dem Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers 4 auftretende Zwischenfrequenzsignal wird in der Torschaltung 14 durch die Torimpulse der Torimpulsgeneratorschaltung 13 abgetastet. Die Frequenz der jo PiuCii vjicscr ^-iu/iast-u^crnoviuiStion arn r-vusgang Ger Torschaltung 14 auftretenden Signalspannung sei mit A« bezeichnet.

Falls die Impulsdauer 71 der von der Sägezahngeneratorschaltung 7 erzeugten Sägezahnspannung 10μ5, r, die Wiederholperiodc T_u der ersten Sägezahnspannung 15μ5 und der Kehrwert des Teilerverhältnisses der Frequenzteilerschaltung 10, d. h. die Abtastzahl N den Wert 4000 haben, und falls die meßbare Entfernung des Radargerätes 1,5 km sein soll, ist die Frequenz fs nach der Abtastung durch die folgenden Gleichungen gegeben (F i g. 5 und 6):

= (T₁,+ TJN)

TjN

Jh =

NT₁₁IT+ 1

Da mit N = 4000 der Wert NT₀/ 71 groß gegen 1 ist, ist näherungsweise

■'" - jvwT, ■

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Mit den vorangehend genannten Zahlenwerten wird hieraus

/ - ³⁰"^K)h -5K)³Hz

IH- T?—TK^u — -> ^{1U MZ}·

4000 '⁵^¹-⁰- ^b0

⁴⁰⁰⁰ 10-10 "

Das durch die Torschaltung 14 abgetastete Videosignal hat eine Entfemungsauflösung von weniger als 15 m und ein Frequenzband von 0 bis 5 kHz, der Zeitabstand zweier aufeinanderfolgend auf dem Bildschirm der Röhre dargestellter Bilder beträgt T_nN = 60 ms.

In dem Mikrowellenkopf 2 müssen die Phase der .Schwingung mit der Frequenz /j, die durch das Ausgangssignal des Referenzimpulsgenerators 1 gctriggert und ausgestrahlt wird, und die Phase da Schwingung mit der Frequenz f<> des Mikrowellcnkopfes 2 zur Erzeugung des Zwischenfrequenzsignals und die von dem Ziel reflektierte Welle mit der Frequenz /Ί in vollständiger Koinzidenz sein.

Falls die Phasenbeziehung abweicht, ist das nach dem Abtasten des Zwischenfrequenzsignals an dem Ausgang der Torschaltung 14 auftretende Ausgangssignal unbrauchbar.

Aus diesem Grunde sind im allgemeinen Mittel erforderlich, mit deren Hilfe die Frequenz der zu dem Ziel ausgestrahlten Mikrowcücnirnpulsc und die lokale Schwingfrequenz zur Erzeugung des Zwischenfrequenzsignals in dem Mikrowellenkopf 2 synchronisiert werden können.

Es konnte jedoch experimentell nachgewiesen werden, daß sich derartige Synchronisalionsmittel erübrigen und die Phasenbeziehung zwischen den beiden Frequenzen völlig dauerhaft ist, wenn — wie oben erwähnt — das Zwischenfrequenzsignal aus zwei mit Hilfe von Varaktordioden und einer Gunn-Diode erzeugten verschiedenfrequenten Schwingungen abgeleitet wird. Wenn das Ausgangssignal der Torschaltung

14 in der Niederfrequenzverstärkerschaltung 15 verstärkt wird, werden die Komponenten, deren Frequenz höher als 5 kHz ist, in der Videosignalverstärkerschaltung 16 unterdrückt. Es genügt daher eine Frequenzbandbreite von etwa 5 kHz, wodurch der Aufbau ganz entscheidend vereinfacht wird.

Außerdem kann die zur Anzeige verwendete Kathodenstrahlröhre 18 eine solche sein, die nur auf diese niederen Frequenzen reagiert. (Bei dem eingangs beschriebenen bekannten Radargerät ist hingegen eine sehr breitbandige Anzeigevorrichtung erforderlich.)

Ein weiterer bedeutender Vorteil des erfindungsgemäßen Radargerätes besteht darin, daß die in dem vom Ziel reflektierten Signal enthaltenen Rauschimpulse unterdrückt werden können.

Da eine Schwingung des empfangenen Signals mit Hilfe der Torschaltung 14 JV-mal abgetastet wird (es werden ihr also N Proben entnommen), wobei N beim Ausführungsbeispiel gleich 4000 ist, und aus diesen Abtastproben eine Schwingung für die bildliche Anzeige rekonstruiert wird und da die Rauschimpulse üblicherweise eine Impulsdauer τ von einigen Nanosekunden bis zu einigen Microsekunden haben, wird während der Zeit zum Aufbau eines Bildes, die in der Größenordnung von 60 ms liegt, nur eine Abtastung vorgenommen. Dementsprechend haben die Impulse in dem nach der Abtastung vorliegenden Signal eine Impulslänge von (T₀ + T\/N). Das sind mit den obengenannten Zahlenwerten etwa

15 ps. In der Niederfrequenzverstärkerschaltung 15 werden hochfrequente Komponenten der Rauschimpulse, die deren größten Energieanteil bilden, unterdrückt, so daß bei der Anzeige auf dem Bildschirm der Kathodenröhre 18 keine Störungen auftreten.

Im folgenden sei noch kurz die zweite Ausführungsform des Impulsgenerators zur Erzeugung der Torimpulse beschrieben, bei denen die Abtast-Demodulation des Zwischenfrequenzsignals durch mit Hilfe einer Digitalschaltung erzeugte Torimpulse erfolgt.

Der erste Digitalzähler zählt jede Periode T₀ = 15 μ5 der von der Referenzimpulsgeneratorschaltung erzeugten Referenzimpulse. Der zweite Digital zähler zählt Impulse mit der Periodendauer 71/N = 2,5 ns.

Der Zählvergleicher erzeugt jedesmal dann einen Ausgangsimpuls, wenn der Zählstand des ersten und des zweiten Zählers gleich ist. Wie bei dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel verschiebt sich die zeitliche Position der Abtastvorgänge innerhalb eines Zählschrittes des ersten Digitalzählers zur Abzählung der Referenzimpulse fortlaufend um 2,5 ns.

Die Rückstellschaltung wird wirksam, wenn der zweite Digitalzähler die der Abtastzahl N = 4000 entsprechende Zählstellung erreicht. Die Rückstell schaltung schaltet den ersten und den zweiten Digitalzähler auf den Wert Null zurück.

Die Ausgangsimpulse des Zählvergleichers bilden das Eingangssignal für die Torimpulsgeneratorschaltung, die ihrerseits die Abtasttorschaltung zur Abtastung des Zwischenfrequenzsignals ansteuert.

IO

Bei dem erfindungsgemäß gestalteten Radargerät wird die Mikrowelle von dem Mikrowellenkopf ausgestrahlt. Anschließend empfängt der Mikrowellenkopf die von dem Ziel reflektierte Mikrowelle und bildet am Ausgang ein Zwischenfrequen/.signal. Dieses Zwischenfrequenzsignal wird mittels einer Torschaltung abgetastet. Das durch diese Abtastung gewonnene Signal wird als Videosignal auf einer Anzeigeröhre angezeigt.

Die Videosignalverstärkung und die Anzeigeröhre können Niederfrequcnzgeräle sein. Die Demoduüerung mittels Abtastung unterdrückt die Rauschimpulse, so daß das beobachtete Bild klar ist und die Gefahr von Fehlmessungen auf Grund von Rauscherscheinungen entscht. lend verringert wird.

Hierzu 2 Blatt /eichnuimen

Claims

Patentansprüche:

1. Radargerät mit einer Sendeempfangsantenne und mit einer Sende- und Empfangseinrichtung zur Aussendung eines durch Referenzimpulse eines Referenzimpulsgenerators gesteuerten Signals und zum Empfang des von einem Ziel reflektierten Signalanteils und zur Umwandlung desselben in ein Zwischenfrequenzsignal, mit einer Anzeigevorrich- iu tung zur Darstellung eines aus dem Zwischenfrequenzsignal abgeleiteten Videosignals und mit einer Torschaltung für das Zwischenfrequenzsignal, welche durch in ihrer zeitlichen Lage änderbare Torimpulse eines von den Referenzimpulsen gesteuerten Torimpulsgenerators steuerbar ist, d a durch gekennzeichnet, daß der Torimpulsgenerator (13) so ausgebildet 'st, daß die von ihm erzeugten Torimpulse (Fig.5b) kurz im Vergleich zur Schwingungsperiode des Zwischenfrequenzsignals sind und ihre zeitliche Lage zum Referenzimpuls sich in an sich bekannter Weise von Wiederholperiode zu Wiederholperiode des Signals um einen gegen die Zwischenfrequenzperiode kleinen Betrag (T\IN) gleichmäßig ändert, und daß die Torschaltung (14) als die Zwischenfrequenzschwingung (F i g. 6a) in von der zeitlichen Lage der Torimpulse bestimmten Abfragezeitpunkten abtastende Abtasttorschaltung wirkt, indem sie den Abtastwert in an sich bekannter Weise jeweils bis jo zum nächsten Torimpuls hält, derart, daß ihr Ausgangssignal nach Glättung ein niederfrequentes Abbild (Fig.6b) des Zwischenfrequenzsignals ist, welches als Videosignal dient.

2. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- r> zeichnet, daß die Sende- und Empfangseinrichtung (2) ein in einem Hohlraumresonator angeordnetes, als Halbleiterbauteil ausgebildetes, auf einer ersten Frequenz schwingendes Osziliatorelement als Sender sowie Mittel umfaßt, durch welche die Resonanzfrequenz dieses Hohlraumresonators in Abhängigkeit von den Referenzimpulsen derart veränderbar ist, daß die Schwingfrequenz des genannten Oszillatorelementes und damit die Sendefrequenz zwischen der genannten ersten Frequenz und einer zweiten Frequenz wechselt, wobei diese Mittel ebenfalls in dem Hohlraumgenerator angeordnet sind, und daß ein Frequenzmischer vorgesehen ist, der durch Frequenzmischung aus dem vom Ziel reflektierten Signal und der zweiten bzw. ersten Frequenz das Zwischenfrequenzsignal bildet.

3. Radargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impulsgeneratorschaltung vorgesehen ist, die einen ersten und einen zweiten Signalgenerator (7, 11) zur Bestimmung der Abtastpositionen für das Zwischenfrequenzsignal sowie einen Frequenzteiler (10) umfaßt, wobei der erste Signalgenerator (7) durch die Referenzimpulse (von 1) und der zweite Signalgenerator (11) durch w) das Ausgangssignal des Frequenzteilers (10) steuerbar sind, und daß ein Komparator (12) vorgesehen ist, durch den die Ausgangssignale des ersten und des zweiten Signalgenerators (7, 11) miteinander verglichen werden und dessen Ausgangssignal den Torimpulsgenerator (13) zur Erzeugung der Torimpulse für die Abtastung des Zwischenfrequenzsignals steuert.

4. Radargerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Signalgeneratoren (7, 11) Sägezahngeneratoren sind.

5. Radargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine lir.pulsgeneratorschaltung vorgesehen ist, die einen ersten Zähler zur Abzählung der von dem Referenzimpulsgenerator (1) erzeugten Referenzimpulse sowie einen zweiten Zähler umfaßt, durch den ein Teil oder das Ganze des zwischen zwei Referenzimpulsen liegenden Intervalls in eine Mehrzahl von Impulsen unterteilbar und die geteilte Impulszahl abzählbar ist, daß ferner ein Zählvergleicher vorgesehen ist, der bei Gleichstand der von dem ersten und dem zweiten Zähler abgezählten Impulszahlen ein Ausgangssignal abgibt, daß der Torimpulsgenerator (13) zur Erzeugung der Torimpulse für die Abtastung des Zwischenfrequenzsignals durch das Ausgangssignal des Zählvergleichers ansteuerbar ist und daß eine Rückstellvorrichtung vorgesehen ist, mittels derer der erste und der zweite Zähler rückstellbar sind, wenn der Zählstand des ersten Zählers einen vorgegebenen Wert (N) erreicht.

6. Radargerät nach Anspruch 2 oder einem der nachfolgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Hohlraumresonator angeordnete als Halbleiterbauteil ausgebildete Oszillatoreicment eine Gunn-Diode ist, daß die Mittel zur Veränderung der Resonanzfrequenz des Hohlraumresonators in Abhängigkeit von den Referenzimpulsen des Referenzimpulsgenerators (1) aus einer Varaktordiode gebildet sind, daß der Hohlraumresonator mit einem Zirkulator verbunden ist und daß der Frequenzmischer eine Mischdiode ist.

7. Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (18) eine Kathodenstrahlröhre ist.