DE2800074C2

DE2800074C2 -

Info

Publication number: DE2800074C2
Application number: DE2800074A
Authority: DE
Inventors: Nathan Canton Mass. Us Slawsby
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1977-01-03
Filing date: 1978-01-02
Publication date: 1988-03-10
Also published as: DE2800074A1; GB1540950A; JPS5385192A; CA1083695A; FR2376420B1; JPS6249590B2; IT7847507A0; IT1103462B; FR2376420A1; US4084158A

Description

Die Erfindung betrifft ein kohärentes Seitensicht-Pulsdopplerradargerät mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1. Radargeräte dieser Art sind aus der US-Patentschrift 37 68 096 bekannt.

Der apparative Umfang einer digitalen Signalverarbeitungseinheit, welche zur Informationsverarbeitung für die Erzeugung der Radar-Kartendarstellung vorgesehen werden muß, ist größer, wenn es sich bei dem die künstliche Apertur aufweisenden Radarsystem um ein seitlich blickendes und nicht um ein gerad blickendes Radarsystem oder Breitseitenradarsystem handelt. In einem System der letztgenannten Art wird die Mittellinie des Richtstrahles des Radarsystems mit künstlicher Apertur in einer Vertikalebene gehalten, die senkrecht auf der Flugbahn des das Radarsystem tragenden Flugzeugs steht. In dem System der erstgenannten Art wird die Mittellinie des genannten Richtstrahls in einer Vertikalebene gehalten, welche gegenüber der Flugbahn einen spitzen Winkel von beispielsweise 45° bildet. Die Orientierung des Richtstrahles bei einem Breitseitenradarsystem führt in fast allen praktischen Fällen zu einer Verminderung der Einflüsse einer Dopplerbeschleunigung aufgrund einer Relativbewegung zwischen dem Flugzeug und einem bestimmten Punkt auf der auf der Karte darzustellenden Bodenfläche, so daß diese Einflüsse vernachlässigbar werden.

Handelt es sich aber um ein seitlich blickendes Radarsystem, so sind die Einflüsse der Dopplerbeschleunigung aufgrund einer Relativbewegung zwischen dem Flugzeug und einem bestimmten Punkt der als Karte darzustellenden Bodenfläche nicht mehr vernachlässigbar, wenn eine größere Bodenfläche dargestellt werden soll.

Zur Kompensation der Dopplerverschiebungen in Echosignalen, die von dem seitlich blickenden Radarsystem verarbeitet werden, wird bei dem bekannten Radargerät eine Kompensations-Phasenverschiebung der Echosignale bei ihrer Verarbeitung vorgenommen, wobei die Phasenverschiebung von der Flugzeuggeschwindigkeit und der Pulswiederholungsfrequenz des Radarsystems abhängig ist. Auf diese Weise wird die Fokussierung der künstlichen Apertur auf bestimmte Entfernungen aufrechterhalten.

Es zeigt sich aber, daß eine azimutale Fokussierung bei dem bekannten Radargerät etwa bei Änderungen der Fluggeschwindigkeit in einem großen Bereich darzustellender Bodenflächen nicht aufrechterhalten werden kann.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Seitensicht-Pulsdopplerradargerät der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß eine Echtzeit-Kartendarstellung hoher Auflösung in einem großen Bereich von Änderungen der Fluggeschwindigkeit sowie bei großen darzustellenden Bodenflächen erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal von Anspruch 1 gelöst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines derartigen Radargerätes ist in Anspruch 2 gekennzeichnet.

Es zeigt sich, daß auch dann, wenn es sich bei dem Radarsystem um ein seitlich blickendes Radarsystem zur Echtzeiterzeugung einer Kartendarstellung hoher Auflösung handelt, eine hervorragende Qualität der Darstellung erhalten wird, ohne daß praktisch die Größe der darzustellenden Bodenfläche beschränkt wird.

Für eine ordnungsgemäße Wirkungsweise des hier vorgeschlagenen Radarsystems ist es auch nicht notwendig, daß das Flugzeug eine bestimmte Flugbahn genau einhält.

Vornehmlich wird also bei einem Pulsradarsystem zur Echtzeiterzeugung einer Kartendarstellung die Pulswiederholungsfrequenz des seitlich blickenden, eine künstliche Apertur besitzenden Radarsystems während jedes Zeitintervalls zum Einsammeln der zur Bildung der gewünschten Radar-Kartenaufzeichnung erforderlichen Informationen in geeigneter Weise geändert. Im einzelnen geschieht diese Änderung der Pulswiederholungsfrequenz des Radarsystems nach einem Programm solchermaßen, daß die Wirkung einer Dopplerbeschleunigung zwischen dem mit dem Radarsystem ausgerüsteten Flugzeug und Punkten auf der darzustellenden Bodenfläche für fast sämtliche praktischen Fälle in den durch eine digitale Signalverarbeitungseinheit zu verarbeitenden Informationen unterdrückt wird. Dies führt zu dem Ergebnis, daß die Signalverarbeitungseinheit nicht so groß ausgelegt zu werden braucht, daß sie auch die Dopplerbeschleunigungseinflüsse kompensiert, wenn eine Radar-Kartenaufzeichnung beträchtlicher Bodenflächen hergestellt werden soll.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung beschrieben. Es stellt dar:

Fig. 1 eine stark vereinfachte Skizze zur Erläuterung der geometrischen Verhältnisse zwischen einem Flugzeug und dem darunter befindlichen Gelände bei der Herstellung einer Kartendarstellung in der vorliegend angegebenen Art,

Fig. 2A eine ebenfalls stark vereinfachte Skizze, welche einen Teil des von einem Richtstrahl beleuchteten Geländes wiedergibt, wobei dieser Richtstrahl von dem in Fig. 1 dargestellten Flugzeug ausgesendet wird,

Fig. 2B eine qualitative graphische Darstellung des Dopplerfrequenzverhaltens einer Anzahl nicht fokussierter Azimut-Bereichszellen entsprechend Teilen einer Radar-Kartenaufzeichnung und

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Dopplerradarsystems der hier vorgeschlagenen Art, bei welchem nach einem bestimmten Programm eine Veränderung der Pulswiederholungsfrequenz zur Kompensation von Dopplerbeschleunigungen stattfindet.

Es soll nun eine mathematische Untersuchung aufgrund der geometrischen Verhältnisse, welche in Fig. 1 gezeigt sind, und eine Untersuchung der Änderungen der Geometrie in Abhängigkeit von der Zeit durchgeführt werden, um aufzuzeigen, warum eine Defokussierung auftreten kann und um gleichzeitig in eine Erläuterung der Schaltkreise nach Fig. 3 überzuleiten, welche zur Kompensation des Defokussierungseffektes dienen. Aus Fig. 1 erkennt man, daß die Diagonalentfernung R _s zwischen dem Flugzeug 10 und einem Punkt P (x, y, h) der Bodenebene 11 folgendermaßen angeschrieben werden kann:

R _s = [(x-v _x t-a _x t/2)² + (y-a _y t/2)² + (z-v _z t-a _z t/2)²]^1/2 (1)

worin z=h ist, t die Zeit ist, welche das Flugzeug 10 zur Bewegung von dem Punkt P _o zu dem Punkt P′ benötigt und die übrigen Größen und Faktoren in Fig. 1 eingezeichnet sind.

Die rechte Seite der Gleichung (1) kann im Punkte t=0 in eine Taylor'sche Reihe entwickelt werden, so daß die zweite Ableitung der Gleichung (1) im Punkte t=0 gebildet werden kann. Es ergibt sich also:

R _s = R _so - (V _x cos A cos B + V _z sin B)t + V _x² t² (1 - cos² A cos² B)/2R _so
+ V _z² t² (cos² B)/2R _so - V _x V _z t² (cos A sin B cos B)/R _so
- t² (a _x cos A cos B + a _y sin A cos B + a _z sin B)/2 (2)

Hierin ist R _so die Diagonalentfernung zu dem Punkt P (x, y, h) zur Zeit t=0. Die übrigen Faktoren bzw. Größen sind in Fig. 1 eingezeichnet.

Wird der Punkt P _o als Koordinatenursprung behandelt, so beschreibt die Gleichung (2), in welcher Weise sich die Diagonalentfernung während irgendeines Datensammlungsintervalls ändert. Berücksichtigt man, daß die Diagonalentfernung zu irgendeinem Augenblick durch eine Phasenverschiebung zwischen einem ausgesendeten und einem entsprechenden empfangenen Radarsignal ausgedrückt werden kann und daß die erste Ableitung einer Phasenverschiebung nach der Zeit eine Frequenz ist, so ergibt sich als Dopplerverschiebungsfrequenz f _d während eines Datensammlungsintervalls folgender Ausdruck:

f _d = 2{ - [V _x cos A cos B + V _z sin B]
+ t [V _x² (1 - cos² A cos² B) + V _z² cos² B - 2V _x V _z cos A sin B cos B]/R _so
- t [a _x cos A cos B - a _y sin A cos B - a _z sin B]}/L (3)

Hierin ist L die Wellenlänge der ausgesendeten Signale.

Aus Gleichung (3) erkennt man, daß der zeitliche Dopplerfrequenzverlauf der Echosignale von irgendeinem Punkt der Bodenebene 11 während eines Datensammlungsintervalls eine Funktion der Horizontalgeschwindigkeitskomponente und der Vertikalgeschwindigkeitskomponente V _x bzw. V _z des Flugzeugs, der Winkel A und B, der Beschleunigungen a _x, a _y und a _z, ferner der Diagonalentfernung R _so und schließlich der Zeit ist. Nachdem der Unterschied zwischen den Dopplerfrequenzen von Echosignalen, die von Punkten gleicher Diagonalentfernung der Bodenebene 11 herrühren, nicht nur von den Winkeln A und B abhängig ist, kann die azimutale Lage eines bestimmten Punktes nicht ganz genau unter Verwendung derselben digitalen Verarbeitungstechniken bestimmt werden, welche bei einem Breitseitenradarsystem eingesetzt werden. Das bedeutet, daß dann, wenn die azimutale Lage eines bestimmten Punktes unter der Annahme bestimmt wird, daß die Dopplerfrequenz der Echosignale von einem gegebenen Punkt der Bodenebene 11 sich linear in Abhängigkeit von der Zeit mit einer Geschwindigkeit ändert, welche unabhängig von dem Azimut ist (was für Echosignale bei einem seitwärts blickenden Radarsystem mit künstlicher Apertur angenommen werden kann), so wirkt die tatsächlich eintretende azimutale Veränderung in der Änderungsgeschwindigkeit der Dopplerfrequenz der Echosignale des seitwärts blickenden Radarsystems künstlicher Apertur eine Verschlechterung, nämlich eine Defokussierung der erzeugten Radar-Kartenaufzeichnung.

In Fig. 2A ist ein Bereich 20 der Bodenebene 11 dargestellt, welcher durch das Radarsystem kartographisch aufgezeichnet werden soll. Die linearen Abmessungen des Bereiches 20 in Entfernungsrichtung und in azimutaler Richtung sind mit S _r bzw. S _a bezeichnet. Die einzelnen Aufzeichnungszellen oder Auflösungszellen sind mit R _m und a _n gekennzeichnet.

In Fig. 2B ist eine Gruppe idealisierter Frequenzverläufe (nicht näher bezeichnet) für Punkte eingezeichnet, welche in den Bereichszellen gleicher Entfernung gelegen sind, jedoch jeweils unterschiedlichen azimutalen Bereichszellen a₁ . . . a₅ angehören, wobei die Frequenzverläufe ein Feld gerader Linien (ebenfalls nicht näher bezeichnet) bilden, welche zeitlich auf den Bereich

beschränkt sind, worin T _I die Integrationszeit über die Apertur bedeutet. Die nominelle Dopplerauflösung, welche einer Wellenform dieser Dauer entspricht, ist 1/T _I. Sämtliche praktisch ausgeführten Radarsysteme nehmen jedoch eine Modulation des Empfangssignals während der Verweilzeit mit einer Amplitudengewichtungsfunktion vor, um die Frequenznebenmaxima des Ausgangs der Signalverarbeitungseinheit abzuschwächen, und dies verschlechtert die verfügbare Frequenzauflösung. Der Verschlechterungsfaktor wird vorliegend mit K _w bezeichnet, und sein Wert hängt von der Art der vorgenommenen Gewichtung ab. Da die Breite der Auflösungsbereichszellen K _w/T _I ist, sollten die Frequenzcharakteristiken nebeneinanderliegender azimutaler Auflösungsbereichszellen voneinander um diesen Betrag getrennt sein. Dies ist jedoch, wie aus Fig. 2B zu ersehen, nur zur Zeit t=0 der Fall, denn der Frequenzabfall für die azimutalen Bereichszellen A₁ . . . A₅ ändert sich in Abhängigkeit von der Bereichszellenlage. Wie oben erklärt, ist es diese Erscheinung, welche eine azimutale Defokussierung hervorruft. Die Vorgänge, welche diese Defokussierung verursachen, werden nachfolgend genauer untersucht.

Die azimutale Geschwindigkeit der Änderung der Dopplerfrequenzen von Echosignalen, die von einem bestimmten Punkt der Bodenebene 11 herrühren (wobei P _o als der Punkt angenommen sei, an welchem sich die Antenne des Radarsystems des Flugzeugs 10 befindet), erhält man durch Differentiation die Gleichung (3) nach der Größe A. Dies ergibt:

2f _d/2A = - 2 cos B {V _x sin A + t [2 sin A (V _x² cos A cos B + V _x V _z sin B)/R _so + a _x sin A - a _y cos A]}/L (4)

Für Antennensysteme mit künstlicher Apertur und Breitseitenblickrichtung gilt:

V _z = a _x = a _y = 0 A = 90°

Werden diese Bedingungen in Gleichung (4) eingesetzt, erhält man für die Breitseiten-Blickrichtung

2f _d/2A = 2V _x(cos B)/L (5)

Die Tatsache, daß Gleichung (5) von der Zeit unabhängig ist, während Gleichung (4) eine lineare Zeitabhängigkeit aufweist, verdeutlicht den wesentlichen Unterschied zwischen den Radarsystemen mit künstlicher Apertur bei Breitseitenblickrichtung und seitlicher Blickrichtung. Bei Betrachtung von Gleichung (4) erkennt man, daß die Zeitabhängigkeit in dieser Gleichung für die seitliche Blickrichtung ebenfalls beseitigt werden könnte, wenn die Horizontalgeschwindigkeit V _x des Flugzeugs 10 genau gesteuert werden könnte. Dies bedeutet, daß die Flugbahn des Flugzeugs 10 oder seine Geschwindigkeit geändert werden könnten, so daß sich entsprechende Beschleunigungen mit Bezug auf einen Punkt der Bodenebene 11 ergäben, was wiederum eine entsprechende Änderung der Geschwindigkeit der Dopplerfrequenzänderung ergäbe. Theoretisch könnte man also das Flugzeug 10 auf einem gekrümmten Weg fliegen, wobei die Pulswiederholungsfrequenz des Radarsystems konstant gehalten wird, um die unerwünschten Beschleunigungskomponenten zu vermindern und das entsprechende Gefälle des Dopplerfrequenzganges der Echosignale klein zu halten.

Unter Beachtung der hier angegebenen Lehre kann jedoch die Wirkung der unerwünschten Beschleunigungskomponenten und die resultierende Änderung der Neigung des Dopplerfrequenzganges der Echosignale vermindert werden, ohne daß Geschwindigkeitsänderungen vorgenommen werden müssen.

In Fig. 3 ist demgemäß ein kohärentes Pulsdopplerradarsystem gezeigt, welches zur Erzeugung einer künstlichen Apertur betrieben wird und bei welchem eine Echtzeitsignalverarbeitung durchgeführt wird. Die nicht näher bezeichnete Sende- und Empfangseinheit des Radarsystems enthält eine Antenne 41, welche über einen Zirkulator 43 mit einem Verstärker 45, im vorliegenden Falle einem Klystron, einem Impulsgenerator 47 und einer Taktgeber- und Steuereinheit 49 in an sich bekannter Weise gekoppelt ist, so daß eine Folge von hochfrequenten Impulsen mit einer bestimmten Pulswiederholungsfrequenz ausgesendet werden kann. Jeder der Impulse in einer ausgesendeten Impulsfolge wird an verschiedenen Objekten reflektiert, welche über einen Bereich in verschiedenen Abständen von der Antenne 41 verstreut sind. Ein Teil der entsprechend den Sendeimpulsen auftretenden, reflektierten Energie wird von der Antenne 41 empfangen. Die Empfangssignale der Antenne 41 durchlaufen den Zirkulator 43 und werden nach Verlassen des Ausganges des Zirkulators 43 in an sich bekannter Weise in einem Mischer 51 mit einem Signal heterodyn überlagert, das von einem stabilen Lokaloszillator 53 erzeugt wird. Das Ausgangssignal des stabilen Lokaloszillators 53 erfährt außerdem eine Heterodynüberlagerung mit einem von einem Kohärenzoszillator 55 erzeugten Signal in einem Mischer 57, dessen Ausgangssignal in einem Verstärker 45 in an sich bekannter Weise verstärkt wird. Das Ausgangssignal des zuvor erwähnten Mischers 51 durchläuft einen Zwischenfrequenzverstärker 59 und gelangt von dort aus zu einem Phasendetektor 61. Der Phasendetektor 61 wird in an sich bekannter Weise von dem Signal des Kohärenzoszillators 55 gespeist, so daß der Ausgang des Phasendetektors 61 ein videofrequentes Signal ist. Das videofrequente Signal wird von dem Analog-/Digitalumsetzer 63 in digitale Form gebracht, was in Abhängigkeit von Steuersignalen geschieht, die dem Analog-/Digitalumsetzer 63 von der Taktgeber- und Steuereinheit 49 zugeführt werden. Bevor in der Beschreibung fortgefahren wird, sei bemerkt, daß die logischen Schaltungskreise, welche zur Erzeugung der Taktgebersignale und der Steuersignale erforderlich sind, sowie die Betriebsweise der verschiedenen Recheneinrichtungen und Signalverarbeitungseinrichtungen dem Fachmann auf diesem Gebiete geläufig sind, so daß sich eine ins einzelne gehende Beschreibung diesbezüglich erübrigt.

Die Taktgeber- und Steuereinheit 49 und die zur Bewegungskompensation dienende Recheneinheit 65 werden von dem Radar-Steuerungsrechner 67 gesteuert. Der Radar-Steuerungsrechner 67 empfängt Eingangsdaten, beispielsweise die gewünschte azimutale Auflösung der Kartenaufzeichnung und die für den Kartenaufzeichnungsvorgang zu verwendenden Frequenzen von einer Bedienungsperson. Es sei nebenbei bemerkt, daß es oft wünschenswert ist, mehr als eine einzige Frequenz für den Radar-Kartenaufzeichnungsvorgang zu verwenden, um ein Verschwimmen von Objekten zu vermeiden, welches bei Phasenfehlern entsteht, die bei einer einzigen Frequenz auftreten. Der Radar-Steuerungsrechner 67 setzt die gewünschten Frequenzwerte in entsprechende analoge Spannungen um, die zur Steuerung der Frequenz des stabilen Lokaloszillators 53 dienen.

Die Bewegungs-Kompensationsrecheneinheit 65 tastet periodisch die Trägheitsplattform 69, welcher an sich bekannter Bauart sein kann, um vor dem Beginn eines Radar-Aufzeichnungsintervalls die Stellung des Flugzeugs zu bestimmen. Zunächst führt die Bewegungs-Kompensationsrecheneinheit 65 eine Matrixmultiplikation durch, so daß die von der Trägheitsplattform 69 erhaltenen Daten von dem Geschwindigkeits-Raumkoordinatensystem in ein Bezugs-Raumkoordinatensystem umgesetzt werden. Dann werden die Werte einer künstlichen Verzögerung berechnet, worauf weiter unten genauer eingegangen wird, welche für eine bestimmte Verweilzeit notwendig sind, und schließlich wird eine Gruppe von Stellungen des Richtstrahles festgelegt, in welche Pulse ausgesendet werden sollen. Der Radar-Steuerungsrechner 67 gibt ein Schwellstartkommando über die Leitung 71 an die Taktgeber- und Steuereinheit 49 ab. Diese liefert ein Sendezeit-Befehlswort über die Leitung 73 an die Bewegungs-Kompensationsrecheneinheit 65, und gleichzeitig liefert sie einen Triggerimpuls über die Leitung 75 an den Impulsgenerator 47. Die Bewegungs-Kompensationsrecheneinheit 65 setzt unmittelbar nach Empfang des Sendezeitbefehlswortes ein Register in Lauf, in welchem die von der Trägheitsplattform 69 erhaltenen Daten entsprechend der Flugzeugstellung gespeichert sind. Der Zeitpunkt des Auftretens des nächsten Impulses wird dann auf der Basis der zuvor errechneten räumlichen Lagen und gegenwärtiger Schätzungen der Geschwindigkeit längs der Flugbahn und der Beschleunigung errechnet, welche von der Trägheitsplattform 69 gemeldet wird. Das den genannten Zeitpunkt bestimmende Befehlswort wird in die Taktgeber- und Steuereinheit 49 eingegeben und dort gespeichert und ständig mit dem Stand eines Taktimpulszählers verglichen. Sind das genannte Datenwort und der Zählerstand gleich, so werden das nächste Sendezeitbefehlswort und der nächste Auslöseimpuls erzeugt.

Für jeden ausgesendeten Impuls errechnet die Bewegungs-Kompensationsrecheneinheit 65 eine inkrementelle Entfernungsveränderung, welche die Mitte der Kartenaufzeichnung seit dem Beginn des Aufzeichnungsintervalls erfahren hat. Diese Größe wird in Gestalt einer entsprechenden Anzahl hochfrequenter Taktimpulse kodiert und in die Taktgeber- und Steuereinheit 49 eingegeben, worin diese Anzahl von Impulsen dazu verwendet wird, die Zeit zu steuern, zu welcher der erste Taktimpuls dem Analog-/Digitalumsetzer 63 zugeleitet wird. Die Bewegungs-Kompensationsrecheneinheit 65 verwendet die Impulszahl entsprechend der inkrementellen Entfernungsänderung zur Errechnung eines Phasenrotationsfaktors für jeden Impuls, wodurch eine Entfernungsfokussierung der Aufzeichnungsmitte erhalten wird. Die Phasenrotationsfaktoren erreichen über eine Leitung 77 die eine rasche Fouriertransformation vornehmende Signalverarbeitungseinheit 79, in welcher die Faktoren bewirken, daß die Phase jedes Echoimpulses vor der Signalverarbeitung im Sinne einer raschen Fouriertransformation um einen bestimmten Betrag gedreht wird. Die Ausgangsdaten der Signalverarbeitungseinheit 79 werden zu einem Verbraucher 81 weitergegeben, im vorliegenden Falle einem gebräuchlichen Wiedergabegerät.

Das beschriebene System vermag die erzeugten Kartenaufzeichnungen auch dann fokussiert zu halten, wenn Beschleunigungen des Flugzeugs wirksam sind. Die Gleichung (4) gibt die Geschwindigkeit der Änderung der Dopplerfrequenz in Abhängigkeit vom Azimut für ein seitlich blickendes System an, wobei drei Beschleunigungskomponenten und sowohl eine vertikale als auch eine horizontale Geschwindigkeit enthalten sind. Um diese Abhängigkeiten so weit zu vermindern, daß sich die Gestalt der Gleichung (5) ergibt, die nur für ideale Breitseitensysteme gilt, ist es notwendig, den Koeffizienten von t in Gleichung (4) zu Null zu machen. Nachdem dieser Koeffizient eine Summe von Ausdrücken ist, existieren Gruppen von Parameterwerten, für welche die Ausdrücke sich zu Null aufaddieren. Wenn eine bestimmte, künstlich erzeugte Beschleunigung zu der tatsächlichen Beschleunigung a _x längs der Flugbahn hinzuaddiert wird, welche eine solche Größe besitzt, daß die vorerwähnte Bedingung eingehalten wird, so ergibt sich hierfür:

Aus Vorstehendem wird deutlich, daß die Breite der Fokussierung der künstlichen Apertur eine Funktion der Geometrie ist und daß die Lage der Bodenpunkte, welche aufgezeichnet werden, und der Punkte in der künstlichen Apertur, über welche ausgesendet wird, die Qualität der Fokussierung der erzeugten Kartenaufzeichnung vollständig bestimmt. Weiter ergibt sich, daß ein mit konstanter Pulswiederholungsfrequenz sendendes Radarsystem, welches sich in einem längs einer geraden Linie mit konstanter Geschwindigkeit fliegenden Flugzeug befindet, Sendeimpulse an Punkten abgibt, welche mit gleichem Abstand längs der Flugbahn liegen. Wird eine Verzögerung des durch Gleichung (6) gegebenen Wertes eingeführt und wird das Radarsystem weiterhin mit konstanter Pulswiederholungsfrequenz betrieben, so nimmt der Abstand zwischen den Orten der Impulsaussendung über die künstliche Apertur hin linear ab. Diese Änderung des Abstandes zwischen den Punkten der Impulsaussendung stellt die einzige Wirkung dar, welche eine Verzögerung des Flugzeuges in der Geometrie der Kartenaufzeichnung hervorruft und ist daher die Ursache für die Verbesserung der Fokussierungsbreite. Nachdem dies der Fall ist, bringt jeder Mechanismus, welcher denselben Abstand zwischen den Punkten der Impulsaussendung erzeugt, den gewünschten Effekt hervor. Die Bewegungs-Kompensationsrecheneinheit 65 errechnet die Werte der künstlichen Verzögerung entsprechend der Gleichung (6) und verwendet diese Werte zur Errechnung der räumlichen Lagen oder Punkte, an welchen eine Impulsaussendung vorgenommen wird.

Dem Fachmann bietet sich im Rahmen der hier angegebenen Lehre eine Anzahl von Möglichkeiten der Weiterbildung und Abwandlung. Beispielsweise kann anstelle der in Fig. 3 schematisch gezeigten Antenne eine phasengesteuerte Antennenreihe verwendet werden. In diesem Falle dient ein Richtstrahl-Steuerungsrechner zur Steuerung der Lage des Radar-Richtstrahles relativ zur Mitte des aufzuzeichnenden Bereiches.

Claims

1. Kohärentes Seitensicht-Pulsdopplerradargerät für Flugzeuge mit einer eine rasche Fouriertransformation vornehmenden Signalverarbeitungseinheit (79) zur Echtzeiterzeugung einer Kartendarstellung hoher Auflösung unter Verwendung einer künstlichen Apertur des Radarsystems und mit eine Kompensations-Phasenverschiebung bewirkenden Schaltungseinrichtungen, welche abhängig von der Fluggeschwindigkeit und der Pulswiederholungsfrequenz des Radarsystems gesteuert sind und zur Aufrechterhaltung der Entfernungsfokussierung der Radarempfangsdaten dienen, gekennzeichnet durch Schaltungsmittel (49, 75) zur Veränderung der Pulswiederholungsfrequenz derart, daß die azimutale Fokussierung der Radarempfangsdaten aufrechterhalten wird.

2. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kompensations-Phasenverschiebung bewirkenden Schaltungseinrichtungen (65, 77) eine Kompensations-Recheneinheit (65) enthalten, die mit einer Trägheitsplattform (69) zur Ableitung von der Fluggeschwindigkeit entsprechenden Signalen und mit einer in den Schaltungsmittel zur Veränderung der Pulswiederholungsfrequenz enthaltenen Taktgeber- und Steuereinheit (49) zur Bildung von die Impulswiederholungsfrequenz bestimmenden Signalen gekoppelt ist und Phasenmultiplikationssignale erzeugt, die der Signalverarbeitungseinheit (79) zugeführt werden.