DE2714365A1

DE2714365A1 - Doppler-radargeraet mit ermittlung der bewegungsrichtung

Info

Publication number: DE2714365A1
Application number: DE19772714365
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Lindner; Werner Dr Ing Wiesbeck
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1977-03-31
Filing date: 1977-03-31
Publication date: 1978-10-05
Also published as: DE2714365C2

Description

WDoppler-Radargerät mit Ermittlung der Bewegungsrichtung"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppler-Radargerät mit einer Schaltung zur Ermittlung seiner relativen Bewegungsrichtung gegenüber seinem Zielobjekt. Hierbei kann das Doppler-Radargerät stationär und das Zielobjekt bewegt oder umgekehrt das Zielobjekt stationär und das Doppler-Radargerät bewegt sein; auch ist es möglich, daß sowohl das Radargerät als auch sein ZielobJekt bewegt sind. Berücksichtigt wird immer die gegenseitige Abstandsänderung in radialer Richtung.
Bekannte Doppler-Radargeräte besitzen zur Gewinnung der Richtungsinformation beispielsweise zwei zum Sendeoszillator zusätzliche Diodenmischer, die z. B. über ein "magisches T" (vgl. Skolnik: "Introduction to RADER SYSTEM5", McGraw-Hill, 1962, SEC 3.t oder im Hohlleiter (vgl. D?-PS 1 119 024) angeordnet sind. Diodenmischer bei Mikrowellen und speziell bei Millimeterwellen gehen sehr stark in den Preis des Gesamtgerätes ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen wirtschartlichen aufwand zur Gewinnung der Richtungsinformation bei einem Doppler-Radargerät mit einer selbstschwingenden Mischstufe zum Erzeugen der Sende- und Dopplerfrequenzen zu vermindern.
Die Merkmale der Erfindung und ihrer Weiterbildungen sind den Patentansprüchen und der nun folgenden Beschreibung entnehmbar.
bls selbstschwingende Mischstufe kommen beim Erfindungsgegenstand an sich bekannte Mischstufen mit Halbleiteroszillatoren in Betracht, die beispielsweise Gunn-Elemente, Avalanche-Dioden oder Baritt-Dioden als aktive Elemente enthalten. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß die gewünschte Richtungs trennung bzw. Richtungsinformat ion dadurch einfach mit geringem wirtschaftlichen Aufwand erhältlich ist, wenn man einer solchen selbstschwingenden Mischstufe, die die Sende- und Dopplerschwingungen im Radargerät erzeugt, über ein Koppelelement (beispielsweise einen Zirkulator, einen Richtkoppler, eine T-Verzweigung oder in Xquivalenz dazu durch Verwendung einer Radarantenne mit Transmissionscharakter) eine zusätzliche Mischstufe, insbesondere einen Diodenmischer, hinzufügt und die Phasen der an den beiden Mischstufen ausgangsseitig anstehenden Dopplersignale ggf. nach Vorverstärkung miteinander vergleicht, wozu ein Phasendiskriminator benutzbar ist. In an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Wahl der Hohlleiterlängen, ist lediglich sicherzustellen, daß die Dopplersignale bei kommendem oder gehendem Zielobjekt gleichphasig oder um 90° phasenverschoben sind.
Gemäß dem Blockschaltbild der Fig. 1, die ein Prinzipschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung darstellt, werden die Bendeschwingungen in einer selbstschwingenden Mischstufe 1 erzeugt und gelangen sie über einen Richtkoppler 2 mit einer einstellbaren Richtdämpfung zu einem Hornstrahler 3, der als 8ende/Empfangs-Radarantenne dient. Mit 8 ist das Zielobjekt bezeichnet. Ein vorgegebener Anteil der Empiangeenergie und der Sendeenergie gelangt über den Richtkoppler 2 zu einer zusätzlichen Nischstufe 4, während der restliche Teil der Empfangsenergie über den Richtkoppler 2 zur selbstschwingenden Mischsture 1 geleitet wird. An den Ausgängen der Mischsturen 1 und 4 stehen mit NFI bzw. NF2 bezeichnete niederfrequente Dopplersignale an. Der Koppelfaktor des Richtkopplers 2 wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß die Amplituden von NFI und NF2 annähernd miteinander übereinstimmen. In an sich bekannter Weise ist weiterhin erreicht, daß die Dopplersignale NFI und NF2 gleichphasig oder um 90° gegeneinander phasenverschoben sind, Je nachdem ob sich der Abstand der Radarantenne 3 zumindest bis 8 vergrößert oder verkleinert. Die Verstärker 5 und 6 dienen im gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung lediglich zur Signalverstärkung. Die verstärkten Dopplersignale werden einem Phasendiskriminator 7 zugeführt, an dessem Ausgang die Erfindungsinformation unmittelbar entnehmbar ist.
Besonders vorteilhaft in Verbindung mit dem Erfindungsgegenstand ist als Radarantenne eine solche nach Art der in der D?-OS 22 37 139 beschriebenen Schlitzantenne in Form eines Rechtec-Hoh1eiters 11, in einer dessen Breitseiten unsymmetrisch zur Breitseitenlängsachse Längsschlitze angeordnet sind. Gemäß Fig. 2 sind an diesen Hohlleiter an das dem Hohlleiter-Speißeanschluß, an welchem die selbstschwingende Nischstufe 10 liegt, gegenüberliegende Ende die zusätzliche Mischstute angeschlossen, die in Fig. 2 mit 12 bezeichnet ist. Die Sendeleistung läuft im Hohlleiter 2 nur in Richtung zur MischstuSe12. Der größte Energieanteil der Sendeleistung wird in Pfeilrichtung zun Zielobjekt, das in Fig. 2 mit 9 bezeichnet ist, abgestrahlt und von dort in entgegengesetzter Pfeilrichtung zurückgestrahlt. Der Rest der Sendeenergie im Hohlleiter gelangt als Referenz zur Nischstufe 12.
Die durch die Hohlleiterschlitze in den Hohlleiter 11 eingekoppelte Eipfangsenergie gelangt, wie durch unterbrochene Pfeile des Hohlleiters längs dargestellt, teilweise zur selbstschvingenden flischstute 10 und teilweise zur Mischstufe 12. Durch geeignete Wahl der Antennenlänge, d. h. der Intennenlänge 11 werden die Dopplersignale NF1 und NF2 um 90° gegeneinander phasenverschoben oder gleichphasig je nach Maßgabe der relativen Bewegungsrichtung. Diese Dopplersignale sind wiederum mittels eines Phasendiskriminators wie anhand der P4g. 1 beschrieben auswertbar.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche Doppler-Radargerät mit einer Schaltung zur Ermittlung seiner relativen Bewegungsrichtung gegenüber seinem Zielobjekt, dadurch gekennzeichnet, daß - bei einer selbstschwingenden Nischstufe zup Erzeugen der 8ende- und der Dopplerfrequenzen -zwischen der Mischstufe und der Radarantenne ein Koppelelement, z. B. ein Richtkoppler (2), eingefügt ist, mittels dessen ein vorgegebener Anteil der Sende- und Empfangsenergie einer zusätzlichen Nischstufe (4) zuführbar ist, und daß ein Phasendiskriminator (7) vorgesehen ist, der die Richtungsinformation aus den von der selbst schwingenden und der zusätzlichen flischstufe abgegebenen Dopplersignalen ermittelt.
2. Radargerät nach Anspruch 1 mit einer Schlitzantenne in Form eines Rechteck-Hohlleiters, in einer dessen Breitseiten unsymmetrisch zur flreitseitenlängsachse Längsschlitze angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Nischstufe 12 an das den Hohlleiter-Speiseanschluß, an dem die selbstschwingende Mischstufe liegt, gegenüber liegende Ende des Eohlleiters angeschlossen ist und daß die Hohlleiterlänge derart gewählt ist, daß bei an die beiden Nischstufen angeschlossenem Phasendiskriminator derselbe die Richtungsintormation gewinnt.