DE2839727C2

DE2839727C2 - Impulsradar-Verfahren

Info

Publication number: DE2839727C2
Application number: DE2839727A
Authority: DE
Inventors: Leon Encino Calif. Chernick
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1977-09-21
Filing date: 1978-09-13
Publication date: 1984-07-26
Also published as: GB2005106B; FR2404232A1; GB2005106A; IT1105967B; IT7851179A0; NL185104C; US4143373A; JPH0551865B2; CH634417A5; IL55467A; DE2839727A1; JPS5456793A; FR2404232B1; NL7809610A

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 30 spricht man dann davon, daß sich das Ziel in einer

zeichnet, daß zur Messung der Radialgeschwindigkeit nacheinander mehrere Impulszüge mit verschiedenen hohen Impr.lsfolgt-Vequenzen verwendet werden.

3. Verfahren nach Ansprud 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Messung der Radialgeschwindigkeit verwendete hohe Impulsfolgefrequenz als Funktion der aufgrund vorhergehender Messungen zu erwartenden Entfernung so bestimmt wird, daß die entsprechenden Echosignale in die Zeitintervalle zwischen die ausgesendeten Impulse hoher Energie fallen.

»Blindentfernung« befindet. Aus der Notwendigkeit, für die Geschwindigkeitsmessung hohe Impulsfolgefrequcnzen und für die Entfernungsmessung niedrige Impulsfolgefrequenzen zu verwenden, ergeben sich in Verbindung mit den zugeordneten Blindentfernungen und -gcschwindigkeiten Probleme, für die eine befriedigende Lösung bisher nicht gefunden worden ist.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Impulsradar-Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es in der Lage ist, in einer einzigen Beobachtungsperiode sowohl genaue Angaben über die Entfernung als auch die Radialgeschwindigkeit eines Zieles zu liefern, ohne daß die Gefahr besteht, daß ein Ziel nicht erfaßt wird, weil es sich gerade mit einer Blindgeschwindigkeit bewegt oder in einer Blindentfernung befindet.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Impulszüge mit hoher und niedriger Impulsfolgcfrequenr. im Wechsel ausgesendet werden und

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Die Erfindung betrifft ein Impulsradar-Verfahren zur
eindeiitigen Messung der Entfernung und der Radialgeschwindigkeit von Zielen, die sich in einer Störsignale, pgq

insbesondere Festzeichenechos, erzeugenden Umge- 50 die niedrige Impulsfolgefrequenz als Funktion der mitbung befinden, unter Verwendung von Impulszügen ho- tels der Impulszüge hoher !mpulsfolgefrequenz bestimmten Radialgeschwindigkeit erfaßter Ziele auf eikllii d

her Energie mit huher Impulsfoigefrequenz zur Bestimmung der Radialgeschwindigkeit und mit niedriger Impulsfoigefrequenz zur Bestimmung der Entfernung, wobei die Impulsfolgefrequenzen so gewählt sind, daß es nicht zur Signalunterdrückung infolge von »Blindgeschwindigkeiten« und »Blindentfernungen« kommt.

Wie in dem »Radar Handbook« von Skolnik. McGraw-Hill 1079, Seiten 19-2 bis 19-28 ausgeführt, bildet die Bestimmung einer optimalen Form für das Sendesignal eines Radarsystenis. das in Gegenwart von Störsignalcn, insbesondere von Land- und/oder Sccclutter. Ziele feststellen und verfolgen soll, ein grundsätzliches Problem. Dieses Problem konnte bis heute noch nicht befriedigend gelöst werden. Zwar erlaubt die Verwendung von Impulsziigen hoher Energie mit hoher Impulsfoigefrequenz eine eindeutige Bestimmung der Radialgeschwindigkeit, jedoch kann das dadurch defi-

nen Wen eingestellt wird, bei dem die Spektrallinien der am gleichen Ziel reflektieren Echosignale mit niedriger Impulsfoigefrequenz infolge ihrer Dopplerverschiebung annähernd in die Mitte zwischen die Spektrallinien von Störsignalen fallen, die von dem gleichen Impulszug mit niedriger Impulsfolgefrequenz hervorgerufen werden, der die Echosignale mit niedriger Impulsfolgefre-

W) qucnz erzeugt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also die niedrige Inipiilsfolgefrcqucn/. als Funklion der millcls der Imptils/üge mit hoher Impulsfoigefrequenz ermittelten Kndiiilgcschwindigkcii des Zieles so gewühlt, daß die von dem bewegten Ziel stammenden Echosignale ein Freqtienzspektrum haben, das zwischen die Spektiallinien von .Störsignalen fälll, so daß die Echosignale stets einwandfrei erkennbar sind. Die Berechnung der

niedrigen Impuisfolgefrequenz kann für jedes Ziel individuell erfolgen und sich auch wechselnden Geschwindigkeiten des Zieles anpassen. Dadurch isl gewährleistet, daß ein Verschwinden der Ziele infolge von Blindgeschwindigkeiten ausgeschaltet ist.

Die Gefahr, daß Ziele bei der Messung der Radialgeöchwindigkeit nicht erfaßt werden, weil sie sich in einer Blindentfernung befinden, kann leicht dadurch vermieden werden, daß Is weiterer Ausgestaltung der Erfindung zur Messung der Radialgeschwindigkeit nacheinander mehrere Impulszüge mit verschieden hohen Impulsfolgefrequenzen verwandet werden. Durch die Wahl der verschiedenen hohen Impulsfolgefrequenzen kann gewährleistet werden, daß bei in beliebiger Entfernung vorliegenden Zielen das Echosignal bei wenigstens einem der Impulszüge während des Intervalles zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sendeimpulsen eintrifft und daher einwandfrei empfangen wird. Die Anwendung von mehreren Impulszügen verschiedener Impulsfolgefrequenz ist insbesondere zum Auffassen von neuen Zielen zweckmäßig, ist bereits ein Ziel erfaßt, so kann die zur Messung der Radialgeschwindigkeit verwendete hohe Impulsfolgefrequenz als Funktion der aufgrund vorhergehender Messungen zu erwartenden Entfernung des Zieles so bestimmt werden, daß die entsprechenden Echosignale in die Zeitintervalle zwischen die ausgesendeten Impulse hoher Energie fallen. Damit reicht auch hier eine einzige Impulsfoigefrequenz aus, um die Zielentfernung zu bestimmen, wodurch die Meßsicherheit des Systems noch weiter gefördert wird.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Systems besteht nicht nur darin, daß eine einwandfreie Erfassung von Zielen sowohl nach Entfernung als auch nach Geschwindigkeit möglich ist, sondern daß das erfindungsgemäße Verfahren eine automatische Anpassung an die jeweils herrschenden Verhältnisse gewährleistet. Weiterhin gestattet das erfindungsgcmäße Verfahren eine nahezu gleichzeitige Messung von Zielentfernung und Radialgeschwindigkeit, welche für die Weiterverarbeitung dieser Daten von Vorteil ist, wie beispielsweise bei Anreicherungs-Verfahren zur Auflösung von Mehrfachzielen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielcs einer Radaranlage erläutert, die Einrichtungen zur Durchführung des erlindungsgemäßen Verfahrens umfaßt. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Radarsystems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig.2 und 3 Zeitdiagramme von Signalen, die zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen,

Fig.4 ein Frequenzdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 5 ein Flußdiagramm eines zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildeten Rechners,

F i g. 6 und 7 Flußdiagramme zur Erläuterung von Abschnitten des Flußdiagrammes nach F i g. 5.

F ι g. 8 bis 11 Flußdiagramme zur Verwirklichung verschiedener Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die in F i g. 1 dargestellte Radaranlage ist zur Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Abgesehen von den Einrichtungen zur Auswahl und zum Aussenden angepaßter Signale und zur Verarbeitung der empfangenen Energie zum Zweck einer .solchen Auswahl, können die in Fi β. 1 dareestellten Einheiten von bekannter Bauart sein. Eine Antenne 12 spricht auf Signale an, die ihr von einer Antennensteuerung 14 zugeführt werden, und erzeugt einen den zu beobachtenden Raum abtastenden Strahl, der beispielsweise ein sich über 360° erstrcckendes spiralförmiges oder rasterförmiges Muster beschreiben kann. Die von einem Sender 16 erzeugten Hochleistungssignale werden der Antenne 12 über eine Sende-Empfangs-Weiche 18 zugeführt.

Die Frequenz der ausgesendeten Signale werden von

ίο einem Hauptoszillator 20 bestimmt. Die Impulsfolgefrequenz (PRF) und die Impulsbreite der ausgesendeten Signale werden von einem Synchronisator 22 in Abhängigkeit von Steuersignalen bestimmt, die ihm von einem programmierbaren Signalprozessor 24 zugeführt werden. Das Programm, nach dem der Prozessor 24 arbeitet, wird später anhand der F i g. 5 bis 7 im einzelnen behandelt. Bei Betrieb mit hoher Impulsfolgefrequenz (HPRF) werden beispielsweise Impulse mit einer Länge in der Größenordnung von 1 bis 2 μ5 und mit Impulsfolgefrequenzen >n der Größenordnung von 250 000 Hz ausgesendet. Beim Betrieb mit niedrigerer !mpulsfolgefrequenz (LPRF) können Impulse mit einer Dauer von 32 μ5 und einer Impuisfolgefrequenz von weniger als 10 000 Hz verwendet werden. Diese Impulse können zum Zweck der Pulskompression empfangener Echosignale frequenzmoduliert sein. Wie später erläutert wird, kann die Fähigkeit zum Aussenden von Impulsen mit mittlerer PRF, nämlich zwischen 10 000 und 50 000 Hz, zur Erhöhung der Flexibilität des Systems erwünscht sein. Um die Erläuterung der Anordnung nach F i g. 1 zu vereinfachen, werden zunächst die Betriebsarten mit hoher und niedriger PRF beschrieben.

Die von der Antenne 12 empfangenen HF-Signale werden über die Sende-Empfangs-Weiche einem Doppler-Empfänger 26 zugeführt, der von bekanntem Aufbau sein kann. Bei der Betriebsart mit hoher PRF können bekannte Methoden zur analogen Störsignal-Unterdrückung und analoge Teilbandfilter oder auch geeignete digitale Einrichtungen benutzt werden.

Der Hauptosziliator 20 und der Synchronisator 22 wirke.! bei der Erzeugung kohärenter, frequenzmodulierter Signale mit einer Anzahl verschiedener niedriger Pulsfolgefrcquenzen zusammen. Beispielsweise können !0 bis 20 verschiedene Impulsfolgefrequenzen im Bereich zwischen 2000 und 5000 Hz vorgesehen sein. Die Kombination aus Hauptosziliator, Synchronisator und Sender muß für ein schnelles Umschalten von hoher zu niedriger (oder mittlerer) PRF und zurück zur hohen PRF eingerichtet sein. Die Schaltzeit soll beispielsweise im Bereich von I ms liegen. Die digitalisierten Zwischenfrequenz-Daten, die von dem Analog-Digital-Umsetzer 29 geliefert werden und beispielsweise zur Berücksichtigung der Phasenlage reelle und imaginäre Anteile enthalten können, werden von dem programrnierbaren Signalprozesscv 24 zur automatischen Feststellung beweglicher Ziele gemäß bekannter Methoden zur Zielfeststellung verwendet. Beim Betrieb mit hoher PRF wird die Radialgeschwindigkeit jedes Zieles als Funktion der Doppierfrequenz der empfangenen Energie in

Übereinstimmung mit bekannten Filtermethoden ermittelt. Bei der Verarbeitung der Signale mit niedriger (oder mittlerer) PRF wird die Entfernung jedes Zieles bestimmt. Außerdem werden diese Daten einem Zentralrechner 30 zugeführt, der die vorausgesagte Entfernung berechnet, die das Ziel voraussichtlich haben wird, wenn die Antenne 12 erneut den vorausgesagten Zielort überstreicht.

Daten, welche festgestellte Ziele betreffen, beispiels-

weise die Zielrichtung, die Entfernung R und die Radialgeschwindigkeit R werden vom Zentralrechner 30 einem Sichtgerät 28 zur visuellen Anzeige zugeführt. Das Sichtgerät 28 enthält auch das analoge Videosignal vom Empfänger 26.

Eine Navigationseinheit 34 liefert Daten, welche die Größe und Richtung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges angeben, welches die Radaranlage trägt. Der Zentralrechner 30 berechnet aus diesen Daten die Doppler-Verschiebung Fj_n welche von einem stationären Objekt stammende Echosignale aufweisen, also diejenige Doppler-Verschiebung, die den Signalen infolge der Fahrzeugbewegung aufgeprägt wird. Das Signal /*· wird dem Empfänger 26 zugeführt, indem es zur Steuerung eines nicht dargestellten spannungsgesteuerten Oszillators 10. dessen Ausgangssignal mit den empfangenen Signalen gemischt wird, so daß die Fahrzeugbewegung gemäß den bekannten Bewegungs-Kompensationsmethoden kompensiert wird. Als Ergebnis dieser Bewegungs-Kompensation haben die von dem Empfänger gelieferten Signale eine Frequenz, die eine durch die Zielbewegung bedingte Doppler-Verschiebung aufweisen. Dagegen sind Doppler-Verschiebungen, die durch eine Bewegung der Radaranlage bedingt sind, sowohl aus Zielsignalen als auch aus Festzeichen-Echos eliminiert.

Der Verarbeitungs-Algorithmus für den programmierbaren Signalprozessor 24 ist von üblicher Art, abgesehen von den Teilen, die zur Wahl der angepaßten Sendesignale dienen. Beispielsweise werden die Ausgangssignale des Analog-Digital-Umsetzers 29 gewichtet, einer schnellen Fourier-Transformation unterworfen (gefiltert) und unter Verwendung üblicher Methoden bezüglich der Überschreitung von Schwellenwerten geprüft. Bei der Betriebsart mit hoher PRF werden digitale Daten, die für die Radialgeschwindigkeit R festgestellter Ziele charakteristisch sind, vom Signalprozessor 24 dem Zentrairechner 3ö zugeführt. Bei der Betriebsart mit niedriger PRF. werden Daten, die für die Entfernung und die Radialgeschwindigkeit des Zieles charakteristisch sind, dem Zentralrechner 30 zugeführt. Die Antenne 12 liefert die gemessene Raumstellung des Zieles, also Azimut- und Elevationssignale AZ,,, bzw. El_n,. dem Zentralrechner 30. In Abhängigkeit von der gemessenen Radialgeschwindigkeit und der räumlichen Stellung eines bestimmten Zieles macht der Rechner 30 eine Voraussage über die Entfernung R_n und die Radialgeschwindigkeit R₁, sowie die Raumstellung AZ_P und El₁, des Zieles während der nächsten Periode, während der die Antenne dieses Ziel überstreicht.

Beim Betrieb mit niedriger PRF kann die Feststellung von Zielen auf der Basis einer Abschätzung ihrer Störeigenschaften aufgrund der gemessenen Doppler-Frequenzen (Radialgeschwindigkeit) gesperrt werden. Beispielsweise haben bewegliche Bodenziele, welche sich einer im X-Band arbeitenden Radaranlage nähern, eine Doppier-Verschiebung von etwa (200/3 m) R, so daß bewegliche Bodenziele, die sich mit einer Geschwindigkeit von weniger als beispielsweise 12 m/s bewegen, von einer Feststellung während der Betriebsphase mit niedriger PRF ausgeschlossen werden können, indem alle Echosignale unterdrückt werden, deren Doppler-Verschiebung weniger als 800 Hz beträgt.

Bevor die Flußdiagramme nach den F i g. 5 bis 7 betrachtet werden, welche die Einzelheiten des Verfahrens zur adapuven Auswahl einer Signaiform olfenbaren, das von dem programmierbaren Signalprozessor 24 durchgeführt wird, erscheint eine kurze Betrachtung der Arbeitsweise des Verfahrens zweckmäßig.

In dem Diagramm nach F i g. 2 umfassen die Intervalle 41 bis 43 des Sendesignals 40 das Aussenden von Impulsen mit hoher PRF. In jedem der drei Intervalle wird eine andere Impulsfolgefrequenz verwendet. Beispielsweise sind in F i g. 2 von links nach rechts die Signale mit hoher PRF als Gruppen Nr. 2, Nr. 3 und Nr. 1 bezeichnet. Die Anwendung verschiedener Impulsfolgefrequenzen während des Suchbetriebes mit hoher PRF hat den Zweck, eine Auslöschung von Zielen aufgrund der Tatsache zu vermeiden, daß die Anlage nicht in der Lage ist, während Sendeperioden Echosignale zu empfangen. Wenn beispielsweise Impulse von 1,6 μβ Dauer mit einer Folgefrequenz von 250 000 Hz, also mit einem Abstand von 4 μ5 ausgesendet werden, dann ist der Empfänger während 40 Prozent der Zeit blockiert und es besteht bei einer gegebenen Impulsfolgefrequenz eine Wahrscheinlichkeit von 40%, daß ein Ziel in Abhängigkeit von seiner Entfernung wenigstens partiell »ausgetastet« ist. Durch Anwendung einer Anzahl verschiedener Impulsfolgefrequenzen während des Suchbetriebes mit hoher PRF kann die Wahrscheinlichkeit daß ein Echosignal unterdrückt wird oder sich in einer »Blindentfernung« befindet, reduziert werden.
Das soeben behandelte Problem der »Blindentfernung« wird durch die Kurve 71 in Fig.3 veranschaulicht. Wie dort dargestellt, besteht bei einer PRF von 250 000 Hz ein Abstand von 4 μ$ zwischen den Vorderflankeis der Sendeimpuise, so daß für Impulse mit einer Dauer r von 1,6 με der Empfänger 40% der Zeit ausgetastet ist. Für den durch die Kurve 71 dargestellten Fall werden die Echosignale 72 und 72' unterdrückt, weil sie während Sendeperioden eintreffen, während denen der Empfänger gesperrt ist. Das Echosignal 72 kann beispielsweise durch den Sendeimpuls 65 und das Echosignal 72' von dem Sendeimpuls 65 hervorgerufen sein. Bei der durch die Kurve 73 dargestellten Situation befindet sich das Ziel noch in der gleichen Entfernung wie zuvor, jedoch wurde eine PRF von 275 000 Hz gewählt, -to Hierdurch wird eine »Blindentfernung« vermieden. Umgekehrt könnte ein sich in einer anderen Entfernung befindendes Ziel bei einem Sendesigna! gemäß Kurve 73 in F i g. 3 unterdrückt werden, jedoch nicht durch ein Sendesignal gemäß Kurve 71. Daher wird während des Suchbetriebes, während dem die Entfernung möglicher Ziele noch unbekannt ist, eine Anzahl sorgfältiger gewählter verschiedener hoher Impulsfolgefrequenzen angewendet, um die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, daß Echosignale unterdrückt werden.
Wie in F i g. 2 weiterhin dargestellt, werden während eines Intervalls 51 die Daten, die auf das Af senden eines Zuges von Impulsen hoher Energie mit hoher PRF während des Intervalles 41 zurückgehen, von dem programmierbaren Signalprozessor 24 analysiert Während dieses im Zeitpunkt 61 endenden Intervalls ist bei dem dargestellten Beispiel kein Ziel festgestellt worden. In gleicher Weise wurde während des im Zeitpunkt 62 endenden Intervalls kein Ziel ermittelt. Jedoch wurde in dem Entfernungsintervall, das im Zeitpunkt 63 endet. W) ein Ziel mit der gemessenen Radialgeschwindigkeit R festgestellt. Da ein Sendeintervall 44 mit hoher PRF vor der Feststellung eines Zieles begonnen hat, werden die darauf zurückzuführenden Daten während eines Intervalles 54 verarbeitet, auch wenn eine solche Verarbeib5 tung nicht erforderlich ist. Inzwischen wird ein Zug von Impulsen hoher Energie, jedoch mit niedriger PRF ausgesendet, deren Impulsfolgefrequenz in Abhängigkeit von der gemessenen Radialgeschwindigkeit R adaptiv

derart gewählt wurde, daß die Doppler-Frequenz des Zieles nicht durch Slörsignale im empfangenen Signal abgeschattet wird. Zur Erläuterung dieses Effektes wird auf F i g. 4 Bezug genommen, die das Spektrum 70 eines Signals wiedergibt, das aufgrund von Sendesignalen mit niedriger PRF, nämlich von 2000 Hz bei dem angenommenen Beispiel, empfangen wurde. In dem Spektrum 70 ist ein Ec'^-signal 72 enthalten, das eine (echie) Doppier-Frequenz von beispielsweise 6000 Hz aufweist. Außerdem ist das Spektrum 74 eines Störsignals dargestellt, dessen Linien einen Abstand von 250 Hz aufweisen. Wie das Spektrum 70 zeigt, werden die von dem Ziel empfangenen Echosignale 72 von den Störsignalcn überdeckt. Das Spektrum 76 zeigt die gleichen Bedingungen, wie sie für das Spektrum 70 beschrieben worden sind, abgesehen davon, daß hier eine Impulsfolgcfrequenz von 2250 Hz gewählt worden ist. Das Spektrum 76 zeigt deutlich, daß die Echosignale, deren Doppler-Frequenz tiuch liViiVicf GvXK) ! i/. beträgt, Γιϊϊϊϊ 7WiSCuCu den Spck trallinien des Störsignales liegen und infolgedessen nicht durch die Energie der Störsignale beeinträchtigt werden.

In F i g. 4 bezeichnen die Spcktrallinien 75 das Spektrum des Impulssignals mit der niedrigen PRF. Infolge der Bewegungs-Kompensation, die oben unter Bezugnahme auf die Navigationseinheit 34 erläutert wurde, sind die Störsignale 74 zu den Spektrallinien 75 des LPRF-Signales zentriert. Wenn eine solche Bewegungs-Kompensation nicht vorgesehen wäre, würden die Störsignale gegenüber den Spektrallinien des LPRF-Signales in fege der Bewegung der Radaranlage um die Doppier-Verschiebung der Störsignale verschoben sein, die hier als von festen Objekten stammenden Echos angenommen werden.

Normalerweise ist der Signalprozessor 24 so programmiert, daß er die niedrige PRF für ein bestimmtes Ziel derart auswählt, daß die Frequenz des empfangenen Echosignals außerhalb des Spektralbereichs der Störsignale liegt, und es ist das Aussenden eines derartigen Impulszuges durch das Intervall 45 in F i g. 2 angegeben. Ein Intervall 55 in Fig.2 veranschaulicht die Verarbeitung der Echosignale, die von den Sendesignalen mit niedriger PRF hervorgerufen worden sind, zur Messung der Zielentfernung. Der Zeitabstand zwischen den mit niedriger PRF aufeinanderfolgenden Impulsen ist ausreichend, um die Zielentfernung unzweideutig zu messen, jedoch muß die Impulsfolgefrequenz so ausgewählt oder »zugeschnitten« sein, daß die Frequenz der Echosignale genügend weit gegenüber der Frequenz der Störsignale verschoben ist, so daß keine Abschattung durch die Störsignale stattfindet. Demnach ist die Radaranlage in der Zeit zwischen den Perioden 42 und 46 (Fig.2) in der Lage, in einer gestörten Umgebung Daten aufzunehmen und anhand dieser Daten die Entfernung und die Radialgeschwindigkeit eines zuvor unbekannten Zieles unzweideutig zu bestimmen.

Wie aus F i g. 2 weiter ersichtlich, wird im Zeitpunkt 39 die Blickrichtung der Antennen verändert und es wird eine hohe Impulsfolgefrequenz (HPRF) als Funktion der vorhergesagten Entfernung eines erwarteten Zieles bestimmt Die Entfernungs-Voraussage wird von dem Zentralrechner 30 in Abhängigkeit von aufgezeichneten Daten für die neue Antennenstellung geliefert Die angepaßte hohe PRF ist so gewählt, daß eine »Blinder.tferr.ung« für die zu erwartenden Echosignale vermieden ist

Zur Zeit 66 findet eine Messung der Radialgeschwindigkeit R anhand der Echosignale statt die auf die Signale mit der angepaßten HPRF zurückgehen, und es wird der gemessene /?-Wert dazu benutzt, die richtige angepaßte LPRF für die Sendesignale im Intervall 47 zu bestimmen. In einem Intervall 57 werden die aufgrund der Scndesignale mit der niedrigen PRF erhaltenen Echosignale verarbeitet und es findet eine Entfernungs-Messung zur Zeil 67 statt.

Die Fig. 5 bis 7 geben die Flußdiagramme für den Programmteil wieder, nach dem der Signalprozessor 24 ίο eine adaptive Wahl der Pulsfolgefiequenzen trifft. Im Sehritt 100 wird geprüft, ob der Betriebsart-Zeiger »HOCH« den Wert 1 hat. Wenn der Zeiger den Wert 1 aufweist, wird das System von dem programmierbaren Signalprozessor (PSP) 24 im Schritt 102 auf die Ber > triebsart mit hoher PRF eingestellt. Die Daten, die dem Signalprozessor 24 von der Antenne 12 (Fig. 1) zugeführt werden, werden dann gemäß dem normalen Verfahren bei hoher PRF verarbeitet, wie es oben behandelt wurde Für jedes f2st^oeste!Hc Zlei wird die ^ernessene Radialgeschwindigkeit R_1n der Zielliste im Zentralrechner 30 zugeführt, in die auch die zugeordneten Daten über die Zielrichtung (Winkelstellung) ergänzt werden, die von der Antenne 12 abgeleitet sind. Außerdem wird die Anzahl i der festgestellten Ziele als Operator im Schritt 104 gespeichert.

Wenn im Schritt 106 festgestellt wird, daß die Zahl i gleich Null ist, also kein Ziel festgestellt wurde, verzweigt das Programm zu einer Stelle 109 zur Fortsetzung des Suchbetriebes mit hoher PRF, wie es in F i g. 2 durch die Intervalle 41 bis 44 und 46 dargestellt ist. Wenn jedoch im Schritt 107 festgestellt wird, daß der Operator /den Wert 1 oder mehr aufweist, also ein oder mehrere Ziele festgestellt worden sind, dann wird im Schritt 108 das Programm für die adaptive Wahl einer niedrigen oder mittleren PRF nach F i g. 6 aufgerufen.

In dem in F i g. 6 dargestellten Unterprogramm befassen sich die durch eine Klammer 112 zusammengefaßten Schritte mit dem Zustand, daß mehr als ein Doppier-Filter ein Ausgangssignal geliefert hat, das den Schwellenwert überschreitet Die Schritte innerhalb der Klammer 112 bilden eine Logik zur Auswahl desjenigen Zieles, dessen Doppler-Frequenz bei dem dargestellten Beispiel innerhalb eines Bereiches von ±3000 Hz in bezug auf die vorausgesagte Doppler-Frequenz eines bereits verfolgten Zieles liegi, dessen Daten von dem Zentralrechner 30 zugeführt werden und das sich etwa in der Winkelstellung befindet die gegenwärtig von der Antenne 12 (Fig. 1) abgetastet wird. Das Doppler- »Fenster« von ±3000 Hz ist ein willkürlich gewählter Wert, die auf einer angenommenen maximalen Manövrierfähigkeit eines Zieles in einer vorgegebenen Zeitspanne beruht. Im Schritt 114(Fi g. 6) wird die vorausgesagte Radialgeschwindigkeit R_P eines verfolgten Zieles, das mit der gegenwärtigen räumlichen Stellung der Antenne 12 übereinstimmt, von der Zielliste des Zentralrechners 30 zugeführt, und es wird die vorausgesagte Ziel-Doppler-Frequenz zu TD_P = 2 RpIÄ berechnet, wobei λ die Wellenlänge der ausgesendeten Energie ist. Im Schritt 116 wird der Operator j auf 1 gestellt, und es wird die Doppler-Frequenz TDj des ersten festgestellten Zieles im Schritt 118 berechnet zu N ■ 150 + 75 für sich entfernende Ziele (Vorzeichen » + «) und zu (127 - N) - 150 + 75 für sich annähernde Ziele (Vorzeichen »—«). In diesen Gleichungen ist A/die Nummer des Filters, von welchem das Ziel im Schritt 102 in F i g. 5 festgestellt wurde. Die Zahl 150 ist beispielsweise der Frequenzabstand zwischen den Filtern, während die Zahl 75 die Annahme ausdrückt, daß sich das Ziel in der

Mitte zwischen benachbarten Filtern befindet.

Im Schritt 120 wird die Differenz i) zwischen der gemessenen Doppler· Frequenz TO, und der im Schritt 114 berechneten, vorausgesagten Doppler-Frequenz TD₁, bestimmt. Im Schritt 122 wird festgestellt, ob der absolute Betrag der Differenz δ kleiner ist als 3000 Hz. Ist diese Feststellung bejahend, dann wird der Wert der Zieldopplerfrequenz im Block 124 auf den berechneten Wert TD, gesetzt und es setzt das Unterprogramm seine Tätigkeit mit der Berechnung der adaptiven niedrigen PRF fort, d. h., daß das Unterprogramm zum Schritt 130 gelangt. 1st der Absolutwert der Differenz δ jedoch nicht kleiner als 3000 Hz, wird der Operator j im Schritt 126 um Eins erhöht. Im Schritt 128 wird geprüft, ob der Operator j größer ist als der Operator /, wobei / die Anzahl der festgestellten Ziele angibt, also die Anzahl der in einer bestimmten Beobachtiingsstellung erregten Filter. Wenn der Operator j größer ist als /, dann verzweigt das Programm an einer Stelle 123 zum Schritt Ί24. ist dagegen j nicht größer ais /, wird die zuvor beschriebene Folge für das nächste festgestellte Ziel wiederholt, ausgenommen, wenn im Schritt 116/auf den gleichen Wert gesetzt wird wie der vom Schritt 126 zugeführte Wert. Wenn beispielsweise zwei Ziele festgestellt worden sind und wenn die vorhergesagte Doppler-Frequenz TD_P nicht innerhalb von 3000 Hz der Doppler-Frequenz jedes Zieles lag, überschreitet nach der zweiten Verarbeitungsfolge der Wert von j den Wert von /, so daß im Schritt 128 das Programm zum Schritt 124 verzweigt. Ähnlich würde, wenn nur ein Ziel vorlage, nach nur einer Operationsfolge vom Schritt 128 ein Sprung zum Schritt 124 stattfinden. Wären keine Ziele in der Zielliste, die dem Ort der festgestellten Ziele entsprechen, dann würde für die vorhergesagte Radialgeschwindigkeit R_p der Wert 0 eingegeben und es würde die Schleife 112 in der beschriebenen Weise arbeiten, mit dem Ergebnis, daß vom Schritt 128 eine Sprung zum Schritt 124 stattfinden würde. In allen beschriebenen Fällen würde der Wert von TD auf die letzte Doppler-Frequenz TDj eingestellt, die im Schritt 118 berechnet worden ist.

Wenn sich mehr als ein Ziel in der Zielliste des Zentralrechners 30 befindet, das der gegenwärtigen Stellung der Antenne 12 entspricht, werden die Werte von Rp im Schritt 114 nacheinander in der gleichen Weise benutzt, wie es vorstehend für eine Mehrzahl festgestellter Ziele bezüglich der Schritte in der (112) beschrieben wurde. Um die Übersichtlichkeit der Zeichnungen zu wahren, wurde der Fall einer Mehrfach-Korrelation mit der Zielliste in den Figuren nicht dargestellt.

Die gerade beschriebene Methode der Verarbeitung mehrfacher Zielfesteilungen wurde als Beispiel gewählt und es versteht sich, daß viele geeignete Programme zur Verarbeitung mehrerer Ziele verwendet werden können. Anstatt die durch die Klammer 112 zusammengefaßten Schritte zu verwenden, könnte beispielsweise jede Zielfeststellung /dazu benutzt werden, eine zugeordnete niedrige PRF zu berechnen, die ausgesendet würde und deren Echosignale dann verarbeitet wurden. Statt dessen könnten auch alle Zielfeststellungen / dazu benutzt werden, eine zugeordnete einzige niedrige PRF zu berechnen, die einen störungsfreien Dopplerbereich für eine maximale Anzahl von Zielen gewährleistet.

Für erwartete Radialgeschwindigkeiten wird im Schritt 130 nach F i g. 6 festgestellt, ob die Ziel-Dopplerfrequenz TD sich zwischen zwei vorbestimmten Werten befindet, für die beispielsweise die Frequenzen 6675 Hz und 7425 Hz angegeben sind. 1st die Antwort bejahend.

dann wird die niedrige PRF gemäß einer Tabelle 132 in der Weise gewählt, daß die der PRF in der Tabelle zugeordnete Doppler-Frequenz der Doppler-Frequenz des festgstellten Zieles am nächsten ist.

Verläuft die Prüfung im Schritt 130 negativ, dann wird die niedrige PRF mittels der Schritte 134 bis 137 gewählt. Im Schritt 134 wird der Operator k auf Eins gestellt und für die niedrige PRF der Wert TD/(k + ¹Z₂) gewählt. Im Schritt 136 wird festgestellt, ob der gerade berechnete Wert für die LPRF kleiner ist als 4400 Hz, was einem unzweideutigen Mindesi-Entfernungsbcreich von etwa 30 km entspricht. Ist dies der Fall, wird die niedrige PRF gewählt. Wenn jedoch die niedrige PRF nicht geringer ist als 4400 Hz, dann wird der Berechnungsschritt 135 unter Erhöhung des Operators k um Eins wiederholt. Das Unterprogramm 108 nach F i g. 6 geht über in den Schritt 110 nach F i g. 5, in v. clchem der Betriebsart-Zeiger »HOCH« auf Null gesetzt wird.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform ist die Impulsbreite r(siehe Fig. 3) sowohl über die Betriebsart mit hoher als auch für die Betriebsart mit niedriger PRF fest vorgewählt. Ebenso ist die Dauer der Impulszüge T(siehe Fig.2) für die beiden Betriebsarten fest vorgegeben.

Es wird nun die Beschreibung des in F i g. 5 dargestellten Programmes fortgesetzt. Bisher wurde der Weg betrachtet, der sich bei der Anwort »Ja« auf die Frage im Schritt 100 ergibt, ob eine Betriebsart mit hoher PRF vorlag, jetzt soll der Fall betrachtet werden, daß der Betriebsart-Zeiger »HOCH« den Wert Null hat. In diesem Fall erfolgt ein Sprung im Schritt 150, in welchem der programmierbare Signalprozcssor 24 auf die Verarbeitung von Daten eingestellt wird, die bei einem Betrieb mit niedriger PRF anfallen, bei dem Ziele festgestellt und unzweideutige Daten über die Zielentfernung sowie zweideutige Daten über die Radialgeschwindigkcit des Zieles der Zieüiste des Zentralrschners 30 züge führt werden. Ein Schritt 151 bewirkt, daß die Antenrte in die Position für das nächste Beobachtungsintervall gebracht wird. Im Schritt 152 wird festgestellt, ob ein Ziel in der Zielliste des Zentralrechners 3G räumlich mit der gegenwärtigen Antennenstellung übereinstimmt. Die Operation 152 besieht in einem Vergleich der gegenwärtig gemessenen Winkelstellung der Antenne (A/.„, und EI_m) mit den vorausgesagten Stellungen (Az₁, und EIp) für die verfolgten Ziele aus der Zielliste des Zentralrechners 30. Wenn ein solcher Korrelationszustand vorliegt, schreitet das Programm zu dem Unterprogramm 154 fort, das in F i g. 7 gesondert dargestellt ist, um adaptiv eine hohe Impulsfolgefrequenz auszuwählen. 1st dagegen die Korrelationsprüfung im Schritt 152 negativ, dann wird das Programm mit einem Schritt 156 fortgesetzt, bei dem eine vorbestimmte Gruppe von Signalen mit hoher PRF erzeugt wird (siehe Intervalle 41 bis 43 in F i g. 2). Nach der Auswahl der hohen Impulsfolgefrequenz durch entweder das adaptive Unterprogramm des Schrittes 154 oder durch die freie Wahl vorbestimmter Impulsfoigefrequenzen im Schritt wird der Betriebsart-Zeiger »HOCH« im Schritt bzw. 160 auf den Wert »1« gesetzt und das Programm kehrt zum Ausgangspunkt A zurück.

Das Unterprogramm des Schrittes 154, das in Fig.7 im einzelnen dargestellt ist, dient zur Berechnung einer

h5 adaptiven hohen PRF als Funktion der Entfernung Rp, die anhand der von früheren Antennen-Abtasizyklen stammenden Daten in der Zielliste für die gegenwärtige Beobachtungsperiode berechnet worden sind. Die

adaptive iiohc PRP ist so gewählt, daß Echosignale nicht dadurch verlorengehen, daß der Empfänger während der Scndcpcri'Klcn blockiert ist. Wie aus F i g. 7 ersteht- ! h, wird der Operator »MIN« im Schritt 164 auf 0,9999 gesetzt. Im Schritt 166 wird der Operator »q« euf 1 gesetzt, während im Schritt 168 ein Operator »X« auf den Absolutwert des gebrochenen Teiles des Ausdrukkes (2 RpIc) PRF_n — 0,5 gesetzt wird. In diesem soeben angegebenen Ausdruck ist R_n gleich der Entfernung, die für ein Ziel in der durch die gegenwärtige Antennenstellung gegebenen Richtung aufgrund der vorliegenden Liste vom Zentralrechner 30 vorausgesagt wird. Die Entfernung R_p wird vom Zentralrechner 30 als Funktion der gemessenen Enfernung /?,„, der gemessenen Radialgeschwindigkeit R_n, sowie der Richtung gemäß bekannten Zielverfolgungs-Methoden berechnet. Der Parameter c ist gleich der Lichtgeschwindigkeit, wie sie für die Entfernungsrechnung benutzt wird, nämlich 299.78 m/»s. Der Parameter PRF₁. ist chnrnkierisiisch und 51 bis 54 in F i g. 2 und der Schritte 102 und 156 in F i g. 5 beschrieben worden ist. In einem Schritt 184 wird die im Schritt 182 gemessene Radialgeschwindigkeit R dazu benutzt, eine niedrige Impulsfolgefrequenz zu berechnen, die zur Erzeugung von Echosignalen in vorgewählten relativen Frequenzbereichen innerhalb des Spektrums des Signales mit der niedrigen PRF führt (siehe F i g. 4, Schritt 108 in F i g. 5 und das Unterprogramm nach F i g. 6). Das Unterprogramm nach F i g. 6 bestimmt eine niedrige Impulsfolgefrequenz, die bewirkt, daß die Frequenzen der Echosignale annähernd zwischen die Frequenzen der Spektrallinien des Signals mil der niedrigen PRF fallen. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit einer Doppler-Finsternis für die Echosignale reduziert. Im Schritt 186 wird die berechnete niedrige Impulsfolgefrequenz dazu benutzt, um die Zielentfernung unzweideutig zu messen (siehe Intervalle 45 und 55 in F i g. 2 und den Schritt 150 in F i g. 5).

Der Fall, bei dem die Zielliste im Zentralrechner 30

für eine von mehreren in einer Tabelle vorhandenen 20 (Fig. 1) die vorausgesagte Entfernung R_n eines Zieles

lmpulsfolgefre.^enzen. Bei dem in Fig.7 veranschaulichten Ausführungsbeispiel enthält die Tabelle sechs vorgewählte Impulsfolgefrequenzen. Die Werte der Impulsfolgefrequenzen in der Tabelle sind derart gewählt, daß die Wahrscheinlichkeit für den Fall, daß für alle in der Tabelle vorhandenen Impulsfolgefrequenzen kein Ziel ausgelöscht wird, ein Maximum annimmt. Es versteht sich, daß Tabellen beliebigen Umfanges eingerichtet werden können.

Das Unterprogramm nach Fig./ wählt diejenige Im- jo pulsfolgefrequenz aus, für welche das Ziel am besten zwischen ausgesandten Impulsen zentriert ist (siehe F i g. 3). Wenn sich beispielsweise ergibt, daß der Operator Xden Wert 0 annimmt, dann ist für die zugeordnete PRF die vorausgesagte Zielentfernung zwischen zwei Sendeimpulsen zentriert. Im Schritt 170 wird festgestellt, ob der berechnete Wert X kleiner ist als der Operator MlN. Ergibt die Feststellung ein Ja, dann wird der Operator »j« im Schritt 172 gleich dem Operator »q« gesetzt, während der Operator MIN gleich dem zuletzt berechneten Wert X gesetzt wird.

Im Schritt 174 wird festgestellt, ob der Indikator »q« bis zur Maximalzahl der in der Tabelle enthaltenen Impulsfolgefrequenzen, nämlich bis auf 6, erhöht worden ist. Im Schritt 176 wird der Operator q um 1 erhöht und es wird die Rechnung gemäß Schritt 168 mit der zweiten der in der Tabelle enthaltenen Impulsfolgefrequenzen wiederholt, nämlich mit PRF₂. Nach dieser Berechnung wird die oben beschriebene Operationsfolge wiederholt, liefert, das in der vorliegenden Beobachtungsperiode, also bei der gegenwäritgen Ausrichtung des Antennen-Strahles, erwartet wird, ist in Fig.9 dargestellt. Im Schritt 188 wird die anhand der Zielliste vorausgesagte Entfernung R_p dazu benutzt, die hohe PRF zu berechnen, die eine Entfernungs-Finsternis verhindert, wie es anhand der F i g. 3, des Schrittes 154 in F i g. 5 und des Unterprogrammes nach Fig.7 erläutert worden ist. Das spezielle Unterprogramm nach F i g. 7 bestimmt die hohe Impulsfolgefrequenz, die gewährleistet, daß das vorn Ziel empfangene Echosignal angenähert zwischen den Sendeimpulsen hoher Energie zentriert ist.

Im Schritt 190 wird die im Schritt 188 berechnete HPRF dazu benutzt, die Radialgeschwindigkeit R zu berechnen (siehe Intervalle 46 und 56 in Fig.2). Im Schritt 192 wird dann die gemessene Radialgeschwindigkeit dazu benutzt, die niedrige Impulsfolgefrequenz zu berechnen, durch welche eine sog. Blindgeschwindigkeit für das Ziel vermieden wird (siehe F i g. 4, Schritt 108 der F i g. 5 und das Unterprogramm nach F i g. 6). Im Schritt 194 wird die berechnete niedrige PRF zu einer unzweideutigen Messung der Zielentfernung R benutzt (siehe Intervalle 47 und 57 in F i g. 2 und den Schritt 150 in F i g. 5).

Der Ausdruck hohe Impulsfolgefrequenz (H PRF), der hier verwendet wird, bezeichnet den Bereich von Impulsfolgefrequenzen, der unzweideutige Informationen über die Radialgeschwindigkeit aus den Echosignalen ermöglicht, die aufgrund eines einzigen Zuges von Sen

bis alle in der Tabelle enthaltenen Impulsfolgefrequen- 50 deimpulsen mit einer einzigen solchen Impulsfolgefrezen geprüft worden sind, d. h„ bis bei dem vorliegenden quenz erhalten werden. Diese Impulsfolgefrequenzen Beispiel der Operator q den Wert 6 erreicht hat. Dann sind größer als 50 000 Hz.

liefert der Vergleich im Schritt 174 ein Ja und es wird die Der hier benutzte Ausdruck niedrige impulsfolgefre-

hohe Impulsfolgefrequenz auf einen Wert PRFj einge- quenz (LPRF), der hier verwendet wird, umfaßt denjenistellt, der der Impulsfolgefrequenz PRF₁, aus der Liste 55 gen Bereich von !mpulsfoigefrequenzen, der eine unentspricht, bei dem die Berechnung im Schritt 168 die zweideutige Entfernungsmessung anhand der Echosignale ermöglicht, die aufgrund eines Zuges von Sendeimpulsen mit einer einzigen solchen Impulsfolgefrequenz erhalten werden. Diese Impulsfolgefrequenzen 60 sind beispielsweise kleiner als 10 000 Hz.

Der hier benutzte Ausdruck mittlere Impulsfoigefrequenzen (MPRF) bezeichnet denjenigen Bereich von Impulsfolgefrequenzen, der dazu benutzt werden kann, um unzweideutige Entfernungsdaten und, bei Bedarf,

dargestellt, auf die nunmehr Bezug genommen wird. Im b5 Radialgeschwindigkeitsdaten aus Echosignalen zu geSchritt 182 werden mehrere vorgewählte hohe Impuls- winnen, die aus der aufeinanderfolgenden Aussendung folgefrequenzen zur Messung der Radialgeschwindig- von Impulszügen mit mehreren solchen Impulsfolgefrekeit benutzt, wie es bezüglich der Intervalle 41 bis 44 quenzen resultieren, die beispielsweise im Bereich zwi-

kleinste Größe des gebrochenen Teiles ergeben hat. Nach dem Schritt 178 ist das Unterprogramm beendet und es wird das Hauptprogramm mit dem Schritt 160 in F i g. 5 fortgesetzt

Die Schritte zur unzweideutigen Messung der Zielentfernung und der Radialgeschwindigkeit in dem Fall, daß keine vorhergesagten Entfernungsdaten R_p von der Zielliste im Zentralrechner 30 vorliegen, sind in F i g.

13 14

sehen IO 000 und 50 000 Hz liegen können. wird die im Schritt 204 gemessene Radialgeschwindig- W

Es sei bemerkt daß die Bereiche der hohen, niedrigen keit dazu benutzt, wenigstens eine MPRF zu bestitn- |: und mittleren PRF von der Entfernung und der Radial- men. durch weiche eine Blindgeschwindigkeit vermiegeschwindigkeit abhängen, welche bei der jeweiligen den wird. In einem Schritt 208 werden die im Schritt 206 ;

Anwendung für die ZeIe erwartet werden. 5 und wenigstens eine weitere MPRF dazu benutzt, die i¹;

Der Begriff »niedrigere« PRF soll, die vorstehend ge- Zielentferrcung R zu messen. ^;; ·

nannten Bereiche der niedrigen und mittleren PRF um- Der hier verwendete Ausdruck Störsignale bezeich- ■:■ ■

fassen. net empfangene, unerwünschte Signale, wie solche, die _;i

Obwohl vorstehend vorwiegend die Verwendung ho- durch Reflexionen am Boden, an Wellen, an Regen. 2η Ψί her und niedriger Impulsfolgefrequenzen beschrieben 10 stationären Objekten und an Düppeli· hervorgerufen Ss worden ist, ist es offentsichtlich, daß sowohl die Entfer- werden. ft·

nung als auch die Radialgeschwindigkeit von Zielen un- Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Verfahrens η

ter Verwendung von hohen und mittleren Impulsfolge- besteht darin, daß infolge der Möglichkeit die Zielecho- v; frequenzen genau und unzweideutig bestimmt werden signale im Spektrum der empfangenen Energie adaptiv s| können. Beispielsweise ist es gut bekannt daß mehrere 15 zu positionieren, es bei manchen Anwendungen unnötig >y Züge von Sendeimpulsen mit verschiedenen mittleren sein kann, eine Bewegungs-Kompensation für die Stör- |i Impulsfolgefrequenzen nacheinander ausgesendet und signale vorzusehen, wie sie oben mit Bezug auf die Na- _;*'^u wie die dadurch hervorgerufenen Echosignale verarbei- vigationseinheit 34 behandelt worden ist. Wenn bei- Sj tet werden können, um unzweideutige Daten über die spielsweise bei manchen Anwendungen die Radaranla- g Zielentfernung zu erhalten. Um das beschriebene Ver- 20 ge auf Land- oder Wasserfahrzeugen angeordnet ist, so > fahren bei einem HPRF-MPRF-System anzuwenden, können die Zielechos, wenn sie adaptiv zwischen den i wäre es beispielsweise nur erforderlich, die Blocks 130 Spektraiiinien des Signals mit der impuisfoigefrequenz p und 134 bis 137 in F i g. 6 zu streichen und die Tabelle angeordnet sind, von Störsignalen frei sein, selbst wenn .;. 132 mit den geeigneten Datensätzen für mittlere Im- die Zone der Störsignale infolge einer nichtkompensier- '/ pulsfolgefrequenzen zu versehen. Beispielsweise könnte 25 ten Bewegung der Radaranlage gespreizt ist. ■■■

die Tabelle 132 im Falle eines MPRF-Systems zwei oder

mehr mittlere Impulsfolgefrequenzen für jeden TD- Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Wert angeben und es müßten Züge von Sendeimpulsen

mit den mittleren Impulsfolgefrequenzen nacheinander '

während jedes Intervalles ausgesendet werden, das in Fig.2 mit »LPRF« bezeichnet ist, also während der Intervalle 45 und 47. Die M PRF-Werte in der Tabelle 132 wären derart vorberechnet daß eine Doppler-Finsternis für die Echosignale vermieden ist

Statt dessen könnte ein System mit mittlerer Impulsfolgefrequenz in der gleichen Weise arbeiten, wie es das Unterprogramm nach F i g. 6 angibt, abgesehen davon, daß die Impulsfolgefrequenzen zu solchen im mittleren Bereich modifziert werden müßten. Bei einem solchen System würde nur ein MPRF-Wert adaptiv ausgewählt werden. Um das Problem der Entfernungs-Zweideutigkeit zu beseitigen, würde das System eine Anzahl von Signalen verwenden, deren Impuisfoigefrequenz gegenüber dem adaptiv berechneten Wert leicht versetzt ist.

Die Schritte zur Messung der Zielentfernung und der RadiaJgeschwindigkeit in einem HPRF-MPRF-System sind in Fig. 10 dargestellt. Wie aus Fig. 10 ersichtlich, werden in einem Schritt 196 mehrere vorgewählte hohe Impulsfolgefrequenzen zur Messung der Radialgeschwindigkeit R verwendet. In einem Schritt 198 wird die im Schritt 1% gemessene Radialgeschwindigkeit dazu verwendet, wenigstens eine mittlere Impulsfolgefrequenz zu bestimmen, durch die eine Blindgeschwindigkeit vermieden ist. In einem Schritt 200 werden die im Schritt 198 bestimmte MPRF und wenigstens eine weitere MPRF dazu verwendet, die Zielentfernung R zu messen.

Die Situation bei einem HPRF-MPRF-System. bei dem die von dem Zentralrechner 30 aus der Zielliste gelieferten Daten eine vorausgesagte Entfernung R₁, eines Zieles liefern, das in der gegenwärtigen Beobachtungsperiode, also bei der gegenwärtigen Antcnncnstcllung, erwartet wird, ist in F i g. U dargestellt. Im Schritt 202 wird die vorausgesagte Entfernung R_rdazu benutzt, die hohe PRF zu bestimmen, durch welche eine Blindge- b > schwindigkeit vermieden wird. Die im Schritt 202 berechnete HPRF wird im Schritt 204 dazu benutzt, die Radialgeschwindigkeit R zu berechnen. Im Schritt 206

Claims

Patentansprüche: nierte Entfernungsintervall zu klein sein, um eine eindeutige Entfernungsmessung zu ermöglichen. Hierfür ist ein Impulszug mit relativ niedriger Impulsfoigefrequenz erforderlich. Ein Impulszug mit niedriger Impulsfolgefrequenz hat jedoch Spektrallinien mit relativ kleinem Abstand, so daß auch die davon hervorgerufenen Störsignale und Echosignale Spektrallinien mit kleinem Abstand aufweisen. Zwar weisen die Spektrallinien von Echosignalen, die von bewegten Zielen stammen, infolge des Doppler-Effekies eine Frequenzverschiebung gegenüber den Spektrallinien des Störsignals auf, jedoch gibt es wegen des geringen Frequenzabstandes zwischen den Spektrallinien eine Vielzahl von Zielgeschwindigkeiten, bei denen die Spektrallinien der Echo-

1. Impulsradar-Verfahren zur eindeutigen Messung der Entfernung und der Raciialgeschwindigkeit 5
von Zielen, die sich in einer Störsignale, insbesondere Festzeichenechcs, erzeugenden Umgebung befinden, unter Verwendung von Impulszügen hoher
Energie mit hoher Impulsfolgefrequenz zur Bestimmung der Radialgeschwindigkeit und mit niedriger io
Impulsfolgefrequenz zur Bestimmung der Entfernung, wobei die Impulsfolgefrequenzen so gewählt
sind, daß es nicht zur Signalunterdrückung infolge
von »Blindgeschwindigkeiten« und »Blindentfernungen« kommt, dadurch gekennzeichnet, λ5 signale mit den Spektrallinien der Störsignaie zusamdaß die Impulszüge mit hoher und niedriger Impuls- inenfallen. In diesen Fällen kann das Radargerät die folgefrequenz im Wechsel ausgesendet werden und Ziele nicht erkennen, ist also für diese Ziele blind. Man die niedrige Impulsfolgefrequenz als Funktion der spricht deshalb auch davon, daß das Ziel sich mit einer mittels der Impulszüge hoher Impulsfolgefrequenz »Blindgeschwindigkeit« bewegt. Einen ähnlichen Effekt bestimmten Radialgeschwindigkeit erfaßter Ziele 20 gibt es auch bei den Impulszügen mit hoher Impulsfoiauf eine» Wert eingestellt wird, bei dem die Spek- gefrequenz. Hier folgen die Impulse so dicht aufeinantrallinien der am gleichen Ziel reflektierten Echosi- der, daß in das Zeitintervall, in dem Echosignale von gnale mit niedriger Impulsfolgefrequenz infolge ih- einem Ziel zu erwarten sind, eine Mehrzahl von Senrer Dopplerverschicbung annähernd in die Mitte deimpulsen fällt, während deren Dauer der Empfänger zwischen die Spektrallinien von Störsignalen fallen, 25 des Radargerätes gesperrt ist. Hat das Ziel eine Entferdie von dem gleichen Impulszug mit niedriger Im- nung, bei denen die Echosignale zum Zeitpunkt der Sendeimpulse eintreffen, kann das Radargerät wiederum diese Echosignale nicht aufnehmen, ist also für diese Echosignale blind. Analog zu dem Vorhergehenden

pulsfolgefrequenz hervorgs-'ufen werden, der die Echosignale mit niedriger Impulsfolgefrequenz erzeugt.