DE2641689C2 - Pulsradargerät mit Einrichtungen zur Integration der Empfangssignale - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Pulsradargerät mit Einrichtungen zur Integration der Empfangssignale, bei

>o dem gleichfrequente Sendeimpulse ausgestrahlt werden und die Trägerfrequenz der Sendeimpulse zeitabhängig geändert wird.

Ein Radargerät dieser Art ist aus der DE-AS 14 66 036 bekannt. Sendeseitig werden dabei innerhalb

2^r> einer Radarperiode jeweils zwei gleichfrequente, als Zwillingsimpulse bezeichnete Sendeimpuke erzeugt, die einen bezogen auf die Dauer der Radarperiode sehr geringen zeitlichen Abstand haben. Die Zwillingsimpulse ändern von Radarperiode zu Radarperiode ihre Trägerfrequenz. Der Zweck dieser Maßnahme besteht darin, Festziele und langsam bewegte Ziele (Düppel) von echten (schnellen) Bewegtzielen zu unterscheiden. Erreicht wird dies dadurch, daß infolge der Änderung der Trägerfrequenz die im Zeitabstand der Zwillingsimpulse eintreffenden Echosignale in aufeinanderfolgenden Folgeperioden nicht in Korrelation sind. Beim Empfänger ist eine Verzögerungsleitung vorgesehen, welche die Empfangssignale um den zeitlichen Abstand der Zwillingsimpulse verzögert. Die Zwillings-Emp-

4IJ fangssignale gelangen einmal unverzögert und einmal verzögert (also jeweils gleichzeitig) einerseits zu einem Phascndiskriminator und andererseits über zwei Detektoren zu einer Kleinstsignalschaltung. Letztere liefert das jeweils kleinste der zugeführten Videosignale über eine Schwellenschaltung an ein UND-Gatter, dessen zweiter Eingang vom Ausgang des Phasendiskriminators über eine weitere Schwellenschaltung angesteuert wird. Die von der UND-Schaltung abgegebenen Impulse werden einer Integrationsschaltung zugeführt,

5« an deren Ausgang eine weitere Schwellenschaltung vorgesehen ist. Es erfolgt somit in zwei parallelen Kanälen einerseits eine Art kohärente (beim Phasendiskriminator) und andererseits (bei den Detektoren vor der Kleinstsignalschaltung) eine inkohärente Verarbeitung der Zwillingsimpulse und beide Signalwege sind auf eine UND-Schaltung mit einer nachfolgenden Integrationsschaltung zusammengeführt. Der Nachteil dieser Anordnung besteht vor allem in der Festlegung auf nur zwei stets sehr eng benachbarte gleichfrequente

*>o Zwillingsimpulse innerhalb der Radarperiode, so daß die thermische Belastung der Sender wegen der dichten Sendeimpulsfolge (Zwillingsimpulse in jeder Folgeperiode) sehr hoch wird. Darüber hinaus entstehen durch die Zwillingsimpulse störende neue Blindgeschwindig-

f>5 keitsbereiche und die Genauigkeit der Phasenmessung ist nicht allzu hoch, weil anstelle der Verwendung eines Referenzoszillators die beiden gleichfrequenten Zwillingsimpulse direkt miteinander gemischt werden, so

daß nur im weiteren Sinn von einer Art von kohärenter Viischung gesprochen werden kann.

Bei Impulskompressions-Radargeräten z. B. nach der GB-PS 10 66 074 ist es ebenfalls bekannt, Sendeimpulse auszusenden, die aus unterschiedlichen Trägerfrequen- -, zen zusammengesetzt sind. Wegen der benötigten Kompressionsnetzwerke bleibt die Frequenzfolge im allgemeinen konstant und die Auswertung sowie die Frequenzwahl sind allein durch die Forderungen des Kompressioiwverfahrens festgelegt κι

Weiterhin sind sogenannte Frequenzdiversity-Pulsradargeräte bekannt, z. B. durch die US-PS 33 74 478, bei denen sendeseitig Frequenzfolgen ausgestrahlt werden und empfangsseitig eine getrennte Verarbeitung und spektrale Korrelation der Echosignale erfolgt.

Frequenzänderungen der Sendesignale erfolgen auch bei Frequenzsprung-Pulsradargeräten, z. B. nach der US-PS 31 10 897. Dabei hat jeder Sendeimpuls eine andere Trägerfrequenz.

Aus dem Buch von Skolnik »Introduction to Radar ;ί> Systems« 1962, S. 560 ist es bekannt, daß durch eine rasche Änderung der Sendefrequenz (Frequenzabilität) gegnerischen Störungen begegnet werden kann.

Aus dem genannten Buch, und zwar durch die S. 35 bis 40 ist es auch bekannt, daß bei Radargeräten zwei Arten >ί von Integration durchgeführt werden können. Die sogenannte kohärente Integration wird in der Zwischenfrequenzlage durchgeführt, d. h. vor dem jeweiligen Gleichrichter, weshalb sie auch im englischen Sprachgebrauch als »predetection« bezeichnet wird. Sis jn ergibt normalerweise günstigere Werte; dem steht allerdings der Nachteil gegenüber, daß hier der Aufwand im Filterbereich relativ hoch ist. Weiterhin ist die nichtkohärente Integration bekannt, bei welcher die Integrationseinrichtung nach dem Detektor angeordnet j5 ist. Diese Integrationsart wird deshalb auch als »postdetection« bezeichnet. Sie ist nicht so wirkungsvoll wie die kohärente Integration. Dafür hat sich aber den Vorteil, daß sie mit geringerem Aufwand realisiert werden kann. In der Praxis findet deshalb bevorzugt die nichtkohärente Integration Anwendung.

Wenn Radarziele, von denen nur sehr schwache Echosignale empfangen werden können, geortet werden sollen, so müssen sehr viele Einzelechosignale aufintegriert werden. Bei nichtkohärenter Imegration sehr vieler Einzelechos ist die erzielbare Entdeckungswahrscheinlichkeit aber wesentlich geringer als bei kohärenter Integration. Dagegen erfordert die ohnehin bereits aufwendige kohärente Integration vieler Echosignale einen sehr hohen technischen Aufwand.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine höhere Entdeckungswahrscheinlichkeit als bei nichtkohärenter Integration bei gleichzeitiger Verringerung des Aufwandes im Vergleich zur kohärenten Integration zu erzielen. Gemäß der Erfindung, y-, welche sich auf ein Pulsradargerät der eingangs genannten Art bezieht, wird dies dadurch erreicht, daß in einer Abtastperiode / verschiedenfrequente Gruppen von jeweils k aufeinanderfolgenden gleichfrequenten Sendeimpulsen, deren Abstand durch die Pulsfolgefre- to quenz und die damit festgelegte Periodendauer bestimmt ist, ausgestrahlt sind und für die Gesamtzahl N der Impulse die Beziehung N = i ■ k sowie / > 1 und k > 2 gilt, daß für die jeweils k gleichfrequenten Sendeimpulse empfangsseitig in einer ersten Integrationseinrichtung mit Bandpaßverhalten in Verbindung mit einem kohärenten Überlagerungsoszillator eine kohärente Integration durchgeführt wird, und daß die / verschiedenen Integrationssignale der jeweils k gleichfrequenten Sendeimpulse von der ersten Integrationseinrichtung zu einer zweiten Integrationseinrichtung übertragen werden, weiche eine inkohärente Integration durchführt

Bei der Ortung fluktuierender Ziele und kohärenter Integration weniger Echosignale und durch den anschließenden Frequenzwechsei der Sendeimpulse sowie durch die weitere inkohärente Integration der Teilergebnisse aus der kohärenten Integration läßt sich eine höhere Entdeckungswahrscheinlichkeit erzielen als bei kohärenter Integration ohne Frequenzwechsel. Durch die Erfindung wird somit erreicht, daß die Vorteile des Frequenzwechsels auch bei der Integration vieler Echos nutzbar gemacht werden können. Wegen der relativ geringen Zahl von Ar-Impulsen, welche der kohärenten Integration unterworfen werden müssen, läßt sich der Aufwand relativ niedrig halten.

Die optimale Aufteilung der Gesamtzahl N von Impulsen in die Werte / und k läßt sich einfach durchführen, weil lediglich die Beziehung N = i ■ k eingehalten werden muß. Diese optimale Aufteilung kann vorteilhaft in einem Festwertspeicher enthalten sein und bei Bedarf jeweils entnommen werden. Der Wert von k wird zweckmäßig zu Jt > 2 gewählt.

In vielen Fällen ist es zweckmäßig, einen zur Zielentdeckung erforderlichen Schwellenvergleich bereits nach dem Empfang jeder Gruppe von k Impulsen durchzuführen, was zu einer Verringerung der mittleren Zielbeleuchtungsdauer führen kann. Dementsprechend ist am Ausgang der kohärenten Integrationseinrichtung eine entsprechende Schwellschaltung vorzusehen. Bei Überschreiten eines oberen Schwellwertes dieser Schaltung wird ein Zielimpuls erzeugt, weil dann bereits eindeutig feststeht, daß ein echtes Ziel erfaßt worden ist. Eine weitere inkohärente Integration ist nicht mehr nötig und auch die restlichen Sendeimpulse brauchen nicht mehr ausgesandt werden. Ist zusätzlich ein unterer Schwellwert vorgesehen, so werden die kohärenten Integrationswerte, die zwischen oberer und unterer Schwelle liegen, vorteilhaft für die weitere Auswertung in der nichtkohärenten Integration weitergeleitet (eine Art Folgeentdeckung — »sequential detection«). Kohärente Integrationswerte, die unter dem unteren Schwellwert liegen, werden zweckmäßig für die weitere Auswertung in der nichtkohärenten Integrationseinrichtung gesperrt.

Die Erfindung sowie deren Vorteile und die Weiterbildungen sind anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Pulsradargerätes nach der Erfindung,

Fig. 2 das Signal-Rauschverhältnis in Abhängigkeit von der Zahl der integrierten Impulse bei einer Entdeckungswahrscheinlichkeit von 0,9,

Fig. 3 das Signal/Rauschverhältnis in Abhängigkeit von der Zahl der integrierten Impulse bei einer Entdeckungswahrscheinlichkeit vcn 0,7,

Fig. 4 das Signal-Rauschverhältnis in Abhängigkeit von der Zahl der integrierten Impulse bei einer Entdeckungswahrscheinlichkeit von 0,5,

Fi™. 5 die Entdeckungswahrscheinlichkeit in Abhängigkeit vom Signal/Rauschverhältnis für verschiedene Integra tion;, verfahren,

Fig. 6 die Entdeckungswahrscheinlichkeit in Abhängigkeit von der Zahl der integrierten Impulse.

In Fig. 1 ist der Sender eines Pulsradargerätes, bevorzugt eines Pulsdopplerradargerätes mit SE be-

zeichnet. Er ist ausgangsseitig mit einem Sende-Empfangsschalter SES verbunden, der zu einer Antenne AN geführt ist. Die Steuerung des Sendeempfangsschalters SES und die Tastung des Senders SE erfolgt von dem zentralen Taktgeber TG, welcher somit die Pulsfrequenz fp des Radargerätes festlegt. Die Sendefrequenz wird von einem Sendeoszillator SO erzeugt, welcher in seiner Frequenz in / Stufen zwischen der Frequenz fo und der Frequenz //'umschaltbar ist. Insgesamt können somit nacheinander /' verschiedene Sendefrequenzen von dem Radarsender SE ausgesandt werden. Zur Steuerung der verschiedenen Vorgänge ist eine Steuereinrichtung STvorgesehen, welche /verschiedene Steuerbefehle an den Sendeoszillator SO geben kann und dadurch die verschiedenen Frequenzen zwischen fo und fi einzustellen gestattet. Diese Frequenzwerte können als Festprogramm in der Steuereinrichtung enthalten sein (Festwertspeicher) oder von einem Rechner in einer den jeweiligen Gegebenheiten angepaßten Strategie von Fall zu Fall bereitgestellt werden. Dabei kann sowohl die Zahl / der in einer Abtastperiode auszusendenden Frequenzen als auch die Zahl k der gleichfrequenten Einzelimpulse (k > 2) einer Gruppe variiert werden. Zur Festlegung des Wertes von k kann zweckmäßig zwischen dem Taktgeber TG und der Steuereinrichtung ST ein Zähler vorgesehen sein, welcher von Null bis k zählt. Nimmt man an, daß k — 20 gewählt ist, so erzeugt dieser Zähler ZL nach 20 Taktimpulsen des Taktgebers TG, d. h. also nach 20 ausgesandten, gleichfrequenten Sendeimpulsen an seinem Ausgang einen Steuerimpuls, welcher der Steuereinrichtung 57" zugeführt wird und beispielsweise veranlaßt, daß von der zunächst ausgesandten Frequenz fo auf die Frequenz fi umgeschaltet wird. Dieser Vorgang wiederholt sich, ggf. unter Einschaltung eines hier nicht dargestellten Rechners solange, bis nacheinander die Frequenzen von fo bis fi in einer entsprechenden Zahl von jeweils k Impulsen ausgesandt worden sind. Dann beginnt der Vorgang mit fo oder auch einer anderen Frequenz (je nach der jeweiligen Strategie) wieder von neuem. Insgesamt folgen somit bei einer Abtastperiode, d. h. z. B. bei der Ausrichtung der vorzugsweise elektronisch gesteuerten Antenne AN auf ein bestimmtes Zielgebiet die Aussendung von N — i ■ k Impulsen, wobei jeweils k Impulse einer Impulsgruppe die gleiche Frequenz haben und nacheinander ausgesandt werden. Es ist noch darauf hinzuweisen, daß auch die Reihenfolge der Frequenzwerte fo bis //bei den verschiedenen Abtastperioden unterschiedlich gewählt sein kann.

Im Empfangsteil ist eine Filter- und Verstärkerschaltung bekannten Aufbaus vorgesehen, welche mit EFV bezeichnet ist. Nachgeschaltet ist ein Empfangsmischer EM, dessen vorzugsweise kohärenter Überlagerungsoszillator mit EO bezeichnet ist Damit unabhängig von der jeweils gewählten Sendefrequenz zwischen den Werten fo und //die Zwischenfrequenz ZFam Ausgang des Empfangsmischers EM den gleichen Wert aufweist, ist es zweckmäßig, auch den Oberlagerungsoszillator EO im Empfangsteil entsprechend der Änderung der Sendefrequenz mit umzuschalten. Hierzu erhält der Oberlagerungsoszillator EO Steuerbefehle von der Steuereinrichtung 57; sobald beim Sendeoszillator SO ein Frequenzwechsel vorgenommen wird. Entsprechend der gewählten Stufung beim Sendeoszillator SO wird der Oberlagerungsoszillator EO in seiner Frequenz zwischen den Werten fo bis fi durchgesteuert, wobei zwischen den Werten fo und fo bzw. /7 und fi ein fester Frequenzversatz entsprechend der gewünschten Lage der Zwischenfrequenz ZFvorgesehen ist.

Es ist auch möglich, die Umsetzung bereits hier in die Videolage vorzunehmen, wobei dann in bekannter Weise zur Erhaltung der Phaseninformation mit Quadraturkanälen zu arbeiten ist. Einzelheiten hierzu sind dem eingangs genannten Buch von Skolnik, Seiten 433 bis 439 entnehmbar.

Die so gewonnenen kohärenten Zwischenfrequenz- oder Videosignale werden einer ersten Integrationseinrichtung /Zzugeführt, welche die kohärente Integration durchführt und zwar für die jeweils k Impulse einer gleichfrequenten Impulsgruppe. Der Aufbau dieser kohärenten Integrationseinrichtung kann in bekannter

is Weise erfolgen. Ein Beispiel hierfür ist in Skoinik »Radar Handbook« 1970, Seiten 17-55 und 17-56 beschrieben. Im Fall einer ZF-Verarbeitung hat die kohärente Integrationseinrichtung IZ Bandpaßverhalten, während bei Videoverarbeitung eine Tiefpaßcharakteristik vorzusehen ist.

Am Ausgang der ersten Integrationseinrichtung /Zist nach einem Gleichrichter DE (nur bei Verarbeitung in der ZF-Lage erforderlich) eine Schwellschaltung SWZ vorgesehen. Sie hat einen derart eingestellten unteren Schwellwert SW2, daß bei Empfang von Rauschsignalen, d. h. ohne überlagerte Zielechoinformation, die weitere Signalauswertung nicht zugelassen wird und diese Signale unterdrückt werden. Dagegen wird bei Überschreiten der unteren Schwellspannung SW2 der

jo Schwellschaltung SWZ die weitere inkohärente Integration durchgeführt. Wird der obere Schwellwert 5Wl bei der kohärenten Integration überschritten, so ist ein Ziel mit ausreichender Sicherheit erkannt. In diesem Fall geht zweckmäßig ein Steuerbefehl an die Steuerschaltung ST, weicher die Aussendung der restlichen Impulsgruppen der jeweiligen Abtastperiode unterbindet. In der so eingesparten Zeit kann bereits eine andere Abtastperiode gestartet werden (z. B. Ausrichtung der Antenne AN auf ein anderes Zielgebiet). Außerdem geht bei Überschreitung von SW1 eine Zielanzeige direkt an die Auswertung, z. B. an den Bildschirm PPI.

Am Ausgang der Schwellschaltung 5IVZ ist zweckmäßig ein Schalter ES vorgesehen, welcher von der Steuerschaltung ST angesteuert wird. Dieser Schalter FS ist geöffnet während die kohärente Integration der k aufeinanderfolgenden gleichfrequenten Echoimpulse einer Impulsgruppe durchgeführt wird. Nach Beendigung der Aufintegration der k Echoimpulse wird der

so Schalter £S für eine kurze Zeit geschlossen und das so erhaltene kohärente integrationsergebnis der k Echoimpulse gelangt in der Videolage zu der nichtkohärenten Integrationseinrichtung IV. Dort werden die aus den i Impulsgruppen jeweils erhaltenen Integrationsimpulse erneut aufaddiert und es ergibt sich je nachdem ob ein Ziel vorhanden war oder nicht ein entsprechend großes oder kleines Ausgangssignal. Über eine weitere nachgeschaltete Schwellstufe SWV in der Videolage wird endgültig entschieden, welche Signalspannungen noch für die Anzeige oder weitere Auswertung, z. B. auf einem Bildschirm PPI zugelassen werden und welche nicht

Da in der kohärenten Integrationseinrichtung IZ nur relativ wenige, nämlich Jt Impulse aufintegriert werden müssen, kann diese Integrationseinrichtung entsprechend einfach aufgebaut werden. Die nichtkohärente Integrationseinrichtung IV ihrerseits braucht lediglich für die Aufintegration von / Echoimpulsen ausgelegt zu

sein, welche bei einem Abtastvorgang mit insgesamt N = i ■ k Impulsen anfallen können. Dadurch läßt sich erreichen, daß die Empfindlichkeil des Radargerätes besonders hoch ist, weil einerseits die Vorteile der kohärenten Integration in der ersten Integrationseinrichtung IZ erhalten werden können und andererseits aber die nichtkohärente Integration in der Integrationseinrichtung /Vmit nur geringem Aufwand durchführbar ist.

Die Frequenzagilität durch den Einsatz der verschiedenen Sendefrequenzen fo bis fi ermöglicht es, Störungen weitgehend zu vermeiden und beispielsweise auch Blindgeschwindigkeiten oder ähnliche unerwünschte Effekte auszuschalten. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Erfindung, wenn es sich um die Erfassung sehr schwacher Echosignale und stark fluktuierender Ziele handelt. Durch den Frequenzwechsel werden nämlich die Echosignale dekorreliert. Außerdem besteht ein besonderer Vorteil der Erfindung darin, daß diese bevorzugt auch bei gegnerischen Störmaßnahmen (ECM) durchführbar ist und die Erfassung von Zielen auch trotz dieser Beeinträchtigung besser ermöglicht. Die Auswahl der auszusendenden Frequenzen kann so gesteuert werden, daß zunächst in einer Horchphase die Frequenzen gegnerischer Störer festgestellt werden und dann die Frequenzauswahl so erfolgt, daß in ungestörten Frequenzbereichen gesendet wird.

In Fig. 2 ist das zur Entdeckung benötigte Signal/ Rauschverhältnis E/N in dB als Funktion der auf der Abszisse aufgetragenen Zahl der ausgesandten Impulse dargestellt. Dabei ist angenommen, daß die Entdekkungswahrschcinlichkeit Pd = 0,9 gewählt ist und die Wahrscheinlichkeit für Fehlanzeigen PZ=OJIO-' beträgt (»False alarm probability«). Unter der Voraussetzung, daß ein fluktuierendes Ziel vorliegt, ergibt sich bei der (alleinigen) inkohärenten Integration die obere ausgezogene Linie. Bei (alleiniger) kohärenter Integration ergibt sich die gestrichelte Linie. Hier liegen somit die Ergebnisse günstiger. Die untere ausgezogene Linie zeigt den Verlauf des Verhältnisses von E/N bei einem Frequenzwechsel (FW) von einem Impuls zum anderen und bei inkohärenter Integration.

Die punktierten Linien geben an, wie bei A.nwendung der Erfindung das Nutz/Störverhältnis E/N bei verschiedenen Werten von k liegt. Die obere Linie zeigt den Verlauf für k = 5. d. h. eine Folge von fünf gleichfrequenten Impulsen, die nächste Linie den Verlauf bei k — 10 und die untere Linie bei k = 50 gleichfrequenten Impulsen.

F i g. 3 zeigi die Verhältnisse wenn eine Enidccküngswahrscheinlichkeit Pd=OJ angesetzt wird und die zulässige Wahrscheinlichkeit für Fehlanzeigen Pf=QJ ■ 10-³ angesetzt wird, wobei ebenfalls ein fluktuierendes Ziel vorausgesetzt wird. Die mit ausgezogenen Linien dargestellten Kurven zeigen wiederum die Verhältnisse bei inkohärenter Integration, die gestrichelte Kurve gilt für kohärente Integration. Daneben ist eine punktierte Linie für einen gruppenweisen Frequenzwechsel und bei kombinierter Integration mit k = 10 angedeutet Während bei den Kurvenscharen nach F i g. 2 bis zu einer Integration von 200 Impulsen die kohärente Integration noch günstiger liegt als die Kurve, welche einen Frequenzwechsel von Puls zu Puls voraussetzt, wird bei der Anordnung nach F i g. 3 dieser Schnittpunkt bereits bei 100 Impulsen erreicht Fordert man nur eine Entdeckungswahrscheinlichkeit von Pd = OA so ist aus F i g. 4 ersichtlich, daß die kohärente Integration dem Puls zu Puls Frequenzwechsel bei inkohärenter Integration sogar generell überlegen ist. Die Wahrscheinlichkeit für Fehlanzeigen ist auch hier mit Pf= 0,7 · 10~³ angenommen. Die eingezeichneten punktierten Kurven bei Anwendung der kombinierten Integration im Sinne der Erfindung entsprechen einer Zahl von gleichfrequenten Impulsen k = 10 bzw. k = 20 und k = 50.

Die eigentliche Wirkung des schnellen Frequenzwechseis ist eine Versteilerung der Entdeckungscharakteristik. Dies ist aus dem Kurvenverlauf nach F i g. 5 ersichtlich, wo die Entdeckungswahrscheinlichkeit Pd in Abhängigkeit von dem Nutz/S'.örsignalverhältnis E/N aufgetragen ist. Die flach verlaufende, dünn ausgezogep.e Kurve gibt die Verhältnisse bei kohärenter Integration wieder. Die etwas steilere Kurve, welche ebenfalls dünn ausgezogen ist, zeigt die Abhängigkeit bei einem Frequenzwechsel von Puls zu Puls und inkohärenter Integration. Die Versteilerung der Entdekkungscharakteristik ist hier deutlich zu erkennen. Die Wahrscheinlichkeit der Falschanzeigen ist hier ebenfalls mit Pf = 0,7 · 10~³ angenommen. Es ist vorausgesetzt, daß N = 50 Impulse insgesamt verarbeitet werden. Bei Puls zu Puls Frequenzwechsel und inkohärenter Integration werden jedoch schwache Echos weniger gut entdeckt als bei kohärenter Integration und ohne einen solchen Frequenzwechsel. Der Kreuzungspunkt der beiden dünn ausgezogenen Kurven verschiebt sich je nach der angenommenen Wahrscheinlichkeit für Fehlanzeigen, d. h. in Abhängigkeit von dem Wert Pf. Die grundsätzlich verschiedene Steilheit der beiden Kurven bleibt jedoch im Prinzip erhalten.

Erstaunlich ist jedoch der Verlauf der stark ausgezogenen Kurve, welche die gleichzeitige Anwendung der inkohärenten und der kohärenten Integration mit gruppenweise gleichfrequenten Sendeimpulsen und Wechsel der Sendefrequenz von Gruppe zu Gruppe also entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 beinhaltet. Wenn die Entdeckungswahrscheinlichkeit über 0,6 liegt, läßt sich durch Frequenzwechsel von Impulsgruppe zu Impulsgruppe eine zusätzliche Signalersparnis bei gleicher Entdeckungswahrscheinlichkeit erreichen. Das dick ausgezogene Entdeckungsverhalten ergibt sich, wenn jeweils 10 Impulse kohärent integriert werden und dann die Frequenz gewechselt wird, im folgenden Beispiel bei insgesamt 50 Impulsen also ein fünfmaliger Wechsel der Sendefrequenz vorgenommen wird (i = 5, k = 10; N = / · k = 50). Der Gewinn gegenüber der üblichen inkohärenten

so Integration ohne Frequenzwechsel, welche durch die gestrichelte Kurve angedeutet ist. beträgt 5 bis 9 dB. Der Aufwand für eine kohärente Integration von nur 10 Impulsen ist jedoch nicht allzu groß, da er zur Clutterunterdrückung ohnehin erforderlich ist.

Ein weiterer Gesichtspunkt, welcher für die Beurteilung der durch die Erfindung erzielten Vorteile von Bedeutung ist, besteht in dem Zusammenhang zwischen Entdeckungswahrscheinlichkeit und Integrationszeit. Im Fall von Störungen (z. B. ECM-Betrieb) ist es nicht sinnvoll, eine Entdeckungswahrscheinlichkeit von 90% zu fordern. Während nämlich bei der üblichen Darstellung die Entdeckungswahrscheinlichkeit über dem Logarithmus des Signal/Rauschverhältnisses E/N dargestel!' wird, ist sie in Fig.6 über der Zahl der integrierten Impulse also über einem linearen 5//V-MaB-stab dargestellt Man erkennt, daß bei der inkohärenten Integration (untere ausgezogene Kurve) eine Steigerung der Entdeckungswahrscheinlichkeit von 70% auf

90% nur bei einer Erhöhung der Zahl der integrierten Impulse und damit der Zielbeleuchtungsdauer um den Faktor 6 möglich ist. Bei kohärenter Integration, ist, wie durch die gestrichelte Kurve angedeutet, der entsprechende Faktor für eine Erhöhung der Entdeckungswahrscheinlichkeit Pd von 70 auf 90% immer noch 4. Auch hier wirkt sich ein Frequenzwechsel von Puls zu Puls günstig aus. Er versteuert die Entdeckungscharakteristik im interessierenden Bereich sehr stark. Die

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punktierte Kurve, welche die kombinierte kohärente und inkohärente Integration unter Einsatz von Frequenzwechsel entsprechend der Erfindung bei k = 10 andeutet, zeigt wieder, daß sich eine Verbesserung gegenüber der kohärenten Integration erzielen läßt. Selbst hier ist jedoch eine Verdoppelung der Zielbeleuchtungszeit erforderlich um die Entdeckungswahrscheinlichkeit von 70% auf 90% zu erhöhen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Pulsradargerät mit Einrichtungen zur Integration der Empfangssignale, bei dem gleichfrequente Sendeimpulse ausgestrahlt werden und die Trägerfrequenz der Sendeimpulse zeitabhängig geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Abtastperiode / verschiedenfrequente Gruppen von jeweils Jt aufeinanderfolgenden gleichfrequenten Sendeimpulsen, deren Abstand durch die Pulsfolgefrequenz und die damit festgelegte Periodendauer bestimmt ist, ausgestrahlt sind und für die Gesamtzahl N der Impulse die Beziehung N = j ■ k sowie i > 1 und k > 2 gilt, daß für die jeweils k gleichfrequenten Sendeimpulse empfangsseitig in einer ersten Integrationseinrichtung (IZ) mit Bandpaßverhahen in Verbindung mit einem kohärenten ÜDerlagerungsoszillator (EO) eine kohärente Integration durchgeführt wird, und daß die / verschiedenen Integrationssignale der jeweils k gleichfrequenten Sendeimpulse von der ersten Integrationseinrichtung (IZ) zu einer zweiten Integrationseinrichtung (IV) übertragen werden, welche eine inkohärente Integration durchführt.

2. Pulsradargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung konstanter Frequenzwerte im Empfänger auch die Überlagerungsfrequenz (fo bis Fi) für den Empfangsmischer (EM) bei einer Änderung der Sendefrequenz (fo bis //^entsprechend mit verändert wird.

3. Pulsradargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Durchführung der verschiedenen Steuervorgänge eine zentrale Steuereinrichtung (ST) vorgesehen ist.

4. Pulsradargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Programm für die Änderung der Sendefrequenz (von fo bis fi) in einem Festwertspeicher enthalten ist und bei Bedarf jeweils entnommen wird.

5. Pulsradargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Frequenzen nach einer die Störungen berücksichtigenden Abtaststrategie erfolgt.

6. Pulsradargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der ersten Integrationseinrichtung (IZ), vorzugsweise nach einem Detektor (DE), eine Schwellschaltung (SWZ)vorgesehen ist.

7. Pulsradargerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellschaltung (SWZ) einen unteren Schwellwert (SW2) aufweist, der darunterliegende durch die kohärente Integration erhaltene Ausgangssignale für die weitere Verarbeitung sperrt, während darüberliegende Signale zur inkohärenten Integrationseinrichtung (IV) durchgelassen werden.

8. Pulsradargerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Schwellschaltung (SWZ) ein oberer Schwellwert (SWl) vorgesehen ist, dessen Überschreitung durch ein Ausgangssignal der kohärenten Integrationseinrichtung (IZ) ein Steuersignal erzeugt, welches sendeseitig die Weiterführung der jeweiligen Abtastperiode unterbricht und eine neue Abtastperiode startet.

9. Pulsradargerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten des oberen Schwellwertes (SW2) durch das Ausgangssignal der ersten Integrationseinrichtung ein Zielanzeigesignal

direkt, d. h. unter Umgehung der nachgeschalteten zweiten Integrationseinrichtung (IV) an die Auswerte- oder Anzeigeeinrichtung (PPI) gegeben wird.

10. Pulsradargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Integrationseinrichtung (IZ) und der zweiten Integrationseinrichtung (IV) ein Schalter (ES) vorgesehen ist, der nur gegen Ende des jeweiligen, k Echoimpulse umfassenden Integrationsvorganges kurzzeitig geschlossen wird und dann die Ausgangssignale der ersten Integrationseinrichtung (IZ) zur zweiten Integrationseinrichtung (IV) weiterleitet