DE2951694A1 - Radargeraet - Google Patents

Radargeraet

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DE2951694A1
DE2951694A1 DE19792951694 DE2951694A DE2951694A1 DE 2951694 A1 DE2951694 A1 DE 2951694A1 DE 19792951694 DE19792951694 DE 19792951694 DE 2951694 A DE2951694 A DE 2951694A DE 2951694 A1 DE2951694 A1 DE 2951694A1
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DE
Germany
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optical
frequency
pulse
signal
radar device
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Withdrawn
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DE19792951694
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English (en)
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Arnold Milton Levine
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International Standard Electric Corp
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International Standard Electric Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2676Optically controlled phased array
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/10Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • G01S13/26Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave
    • G01S13/28Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency- or phase-modulated carrier wave with time compression of received pulses

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Description

A.M.Levine-50
Radargerät
Die Erfindung betrifft ein Radargerät wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben.
Radargeräte mit Frequenzmodulation und Impulskompression sind bekannt. Sie sind beispielsweise im Kapitel 10.9 des Buches "Introduction to Radar Systems" von M.I.Skolnik, Mc Graw Hill Verlag, 1962 (Library of Congress Catalog Nr. 61-17675) beschrieben. Dort wird auch auf weitere Literatürstellen verwiesen.
Es ist also bekannt, sendeseitig die abzustrahlenden Impulse zu frequenzmodulieren und empfangsseitig eine Kompression der empfangenen Impulse durchzuführen. Eine solche Impulskompression erzielt man beispielsweise durch "angepaßte Filter", mittels dispersiver Verzögerungsleitungen oder mit anderen entsprechenden Mitteln. Es ist weiter bekannt, den Verlauf der Frequenzmodulation (linear oder nach einer anderen Funktion) innerhalb eines Impulses durch eine schrittweise Frequenzmodulation, bei der die Frequenz in diskreten Schritten verändert wird, anzunähern. Durch die Verwendung einer hinreichenden Zahl von Frequenzschritten innerhalb eines Impulses kann der analoge Verlauf sehr gut angenähert werden und wegen der Anwendung von diskreten Schritten eignet sich ein solches System besonders zur digitalen Ausführung.
Die sogenannte Bragg-Zelle, die bei der neuen Lösung verwendet wird, ist ebenfalls an sich bekannt. Sie wird u.a. zur Spektrums-Analyse und zur gleichzeitigen breitbandigen
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Frequenzüberwachung verwendet. In der technischen Literatur sind die Eigenschaften und zahlreiche Anwendungen der Bragg-Zelle beschrieben. Der Bericht "Acousto-Optics Light the Path to Broadband ESM Receiver Design", erschienen in der Zeitschrift "Microwaves", September 1977, ist eine solche Veröffentlichung. Diese Zeitschrift wird veröffentlicht durch Hayden Publishing Company, Rochelle Park, New Jersey.
Ein weiterer zusammenfassender Bericht über Bragg-Zellen ist in der Juli/August-Ausgabe 1976 von E.W. (Electronic Warfare), veröffentlicht von E.W. Communications, Inc., 3975 East Bayshore Road, Palo Alto, Kalifornien, erschienen, Dem Fachmann ist bekannt, wie die Steuerschaltung für eine solche Bragg-Zelle ausgestaltet sein muß.
Die Bragg-Zelle ist eine Einrichtung, die einen Lichtstrahl direkt als Funktion der Frequenz eines ihr zugeführten Signals ablenken kann. Die Frequenz kann auch im GHz-Bereich liegen. Dadurch können Radar-Echosignale (nach Verstärkung) direkt verarbeitet werden. Der Bragg-Zelle können natürlich auch niedrigere ZF-Frequenzen zugeführt werden.
Bei bekannten Radargeräten sind üblicherweise eine erste Einrichtung zur Erzeugung der Einhüllenden der Frequenzmodulation des Sendeimpulses und eine zweite Einrichtung (mit z.B., angepaßten Filtern oder dispersiven Verzögerungseinrichtungen) zur Korrelation der empfangenen Echosignale vorgesehen. Hierbei ist es ein Nachteil, daß sowohl bei einer analogen als auch bei einer digitalen Ausführung
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getrennte Einrichtung zur sende- und empfangsseitigen Frequenzmodulation und Impulskompression notwendig sind. Die exakte Einhaltung einer festen Zeit/Frequenz-Zuordnung zwischen den sende- und empfangsseitigen Frequenzzuordnungen ist für die einwandfreie Funktion eines solchen Gerätes außerordentlich wichtig. Bei Systemen mit linearer Frequenzmodulation innerhalb eines Impulses ist es außerordentlich schwierig, die sendeseitige FM-Funktion der empfangenen Korrelationsfunktion so anzupassen, daß die benötigte Stabilität erzielt wird.
Bei dem neuen Radargerät wird dieselbe Anordnung mit hochstabilen faseroptischen Verzögerungsleitungen sowohl bei der Frequenzmodulation des Sendeimpulses als auch bei der empfangsseitigen Korrelation mittels frequenzdispersiver Verzögerungen verwendet.
Änderungen der Verzögerungseigenschaften, sei es infolge von Temperaturschwankungen oder anderer Umwelteinflüsse, verursachen keine unterschiedlichen Änderungen zwischen Sende- und Empfangs-Charakteristika.
Zur Erzeugung der gewünschten Frequenz folge eines Sendeimpulses wird den Eingängen der faseroptischen Verzögerungsleitungen ein erster Lichtstrahl (vorzugsweise von einem Laser erzeugt) über einen Lichtmodulator zugeführt. Jede der einzelnen faseroptischen Verzögerungsleitungen ist einem bestimmten Schritt der schrittweisen Frequenzänderung infolge der Frequenzmodulation zugeordnet. Sie erzeugt deshalb eine solche Verzögerung, daß sie bei ihrer Einfügung in eine Oszillator-Rückkopplungsschleife die Erzeugung der bestimmten gewünschten Frequenz
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ermöglicht. Das Ausgangssignal einer jeden faseroptischen Verzögerungsleitung wird jeweils einem
optisch/elektrischen Wandler zugeführt und die sich
dabei ergebenden elektrischen Ausgangssignale werden nacheinander weitergeschaltet und verstärkt und sind dann für den bereits erwähnten Lichtmodulator eine
Folge von verzögerten rückgekoppelten Signalen. Jede der aufeinanderfolgenden Verzögerungen stellt eine
diskrete Oszillatorfrequenz zur Verfügung. Es ist eine Torschaltung vorgesehen, durch die erreicht wird, daß die erste optische Strahlungsquelle nur während der
Zeit, während der ein Impuls erzeugt wird, wirksam ist. Eine zweite Laser-Lichtstrahlungquelle (sie kann bei dem ersten Ausführungsbeispiel von dem ersten Laser
abgeleitet werden) leitet das von ihr erzeugte Licht durch eine Bragg-Zelle, die von den empfangenen Echosignalen gesteuert wird, so daß die von ihr bewirkte Strahlablenkung eine Funktion der jeweils empfangenen Frequenz ist. Der abgelenkte Strahl nimmt deshalb eine Folge von augenblicklichen Winkelpositionen ein, wobei die einzelnen Winkelpositionen jeweils einem Eingang der optischen Verzögerungsleitungen zugeordnet sind.
Es wird ein Summensignal der bereits erwähnten optisch/ elektrischen Wandler gebildet. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel erreicht man mittels einer Torschaltung, daß dieses Summensignal während der Impulserzeugungszeit nicht weitergeleitet wird.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig.2) erzeugen die beiden Laser Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Farben. In diesem Fall werden am Ausgang der Verzögerungs-
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leitungen die beiden Farben ausgefiltert und es ist die doppelte Anzahl von optisch/elektrischen Wandlern vorgesehen. Die Torschaltungen werden bei diesem Ausführungsbeispiel nicht mehr benötigt.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:
Fig.1 und 2 Blockschaltbilder von Ausführungsbeispielen der für die Erfindung wesentlichen Teile des neuen Radargerätes,
Fig.3 ein Blockschaltbild eines weiteren Teils
des Radargerätes, und
Fig.4 eine graphische Darstellung des Frequenz/
Zeitverhaltens der abzustrahlenden Signale.
In der Fig.1 sind eine erste optische Strahlungsquelle mit einem Laser I und eine zweite optische Strahlungsquelle 10 mit einem Laser II dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel erzeugen die beiden Laser Licht derselben Farbe. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es deshalb auch möglich, nur eine optische Strahlungsquelle vorzusehen, aus der die beiden Lichtstrahlen abgeleitet werden. Es müssen dann jedoch Spiegel oder andere Strahlteiler und Schalter zum Schalten der einzelnen Lichtstrahlen vorgesehen werden. Die optischen Verzögerungsleitungen 21, 22, 23, 24, 25 und 26 sind unterschiedlich lang dargestellt. Damit sollen die sich fortschreitend
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verändernden Verzögerungen verdeutlicht werden, die sowohl für die empfangsseitige Korrelation als auch für die schrittweise Frequenzänderung bei der Frequenzmodulation benötigt werden.
Diese Verzögerungseinrichtungen (dies sind vorzugsweise faseroptische Verzögerungsleitungen) sind an sich bekannt. Der Ausdruck "optische Verzögerungseinrichtungen" beinhaltet auch faseroptische Lichtleitelemente. Faseroptische Lichtleiter sind flexibel und können auf Spulen aufgewickelt werden. Die erzeugte Verzögerung ist proportional zur Laufzeit des Lichts in dem optischen Leiter.
Wenn die zu erzeugenden Frequenzen im Mikrowellenbereich liegen, dann sind die Verzögerungselemente 21 bis 26 recht kurz. Um jedoch die verwendeten Komponenten wie z.B. der Lichtmodulator 41 im optimalen Frequenzbereich betreiben zu können, ist es wünschenswert, den auf einer Leitung vorhandenen schrittweise frequenzmodulierten Impuls in einem etwas niederfrequenten Bereich zu erzeugen und anschließend (bevor das Signal einem Leistungsverstärker (43 in Fig.3) zugeführt wird, eine Frequenzvervielfachung durchzuführen. In diesem Fall werden die optischen Verzögerungsleitungen etwas länger. Um den räumlichen Platzbedarf bei der gewünschten Verzögerung möglichst klein zu halten, werden vorzugsweise faseroptische Elemente auf eine Spule oder eine Spindel aufgewickelt.
Ein Teil des in Fig.1 dargestellten Blockschaltbildes ist im Wesentlichen ein Oszillator zur Erzeugung einer schrittweise geänderten Frequenz, der während der Impulssendezeit aktiv ist. Die Impulssendezeit ist
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die Zeit t innerhalb einer Impulswiederholungsdauer
—, wobei fD die Impulswiederholungsfrequenz ist. Dies fR R
ist in Fig.4 dargestellt. Der Fig. 4 ist zu entnehmen, daß die Frequenz des abzustrahlenden Impulses schrittweise zunimmt, wobei jeder Schritt im wesentlichen dieselbe Länge hat. Es ist jedoch nicht unbedingt notwendig, daß die Schrittlängen konstant und gleich sind.
Zur Annäherung eines nichtlinearen Verlaufs der Frequenzmodulation beispielsweise können die Schrittlängen nach einem bestimmten Programm variabel gewählt werden. Dies ist mit der beschriebenen Einrichtung ebenfalls möglich.
Die in der Fig.4 dargestellte Schrittzahl ist nur zur übersichtlichen Darstellung und wegen der Übereinstimmung mit der Zahl der Verzögerungsleitungen in Fig. 1 und 2 so gewählt worden. Zur besseren Annäherung an einen linearen Verlauf der Einhüllenden der Frequenzmodulation kann eine größere Schrittzahl gewählt werden.
Vor der weiteren Erläuterung der Ausführungsbeispiele anhand der Fig.1 und 2 wird zunächst auf die Fig.3 Bezug genommen. Hier sind typische HF-Komponenten eines Impulsradargerätes mit Frequenzmodulation dargestellt. Ein HF-Leistungsverstärker 4 3 erhält von dem Ausgang 42 in Fig.1 oder 2 das zu verstärkende Signal. Abhängig davon, ob das am Ausgang 42 vorhandene Signal mit der Mikro-Wellenfrequenz, mit der es abgestrahlt werden soll, oder mit einem Bruchteil davon erzeugt wurde, wird noch ein Frequenzvervielfacher dazwischengeschaltet. In der Fig.3 wird das Ausgangssignal des HF-Leistungsverstärkers 4
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einem bekannten Duplexer 44 zugefülirt, mit dem auch ein Empfänger/Verstärker 46 verbunden ist. Der Empfänger/ Verstärker 46 kann ein reiner HF-Verstärker sein. Er kann jedoch auch eine Umsetzung in einen niedrigeren Frequenzbereich durchführen. Auf jeden Fall sind die an seinem Ausgang 47 vorhandenen Signale diejenigen Signale, die der Bragg-Zelle in der Fig.1 oder 2 über eine Leitung 14 zugeführt werden.
In den Fig.1 und 2 enthält der Generator zur Erzeugung der abzustrahlenden frequenzmodulierten Impulse eine Rückkopplungsschleife. Zu dieser Schleife gehört zu einer bestimmten Zeit jeweils eine der Verzögerungseinrichtungen 21 bis 26. Ein elektronischer Schalter 38 verbindet nacheinander jeweils eine der Verzögerungseinrichtungen über einen Verstärker 39 mit einem Lichtmodulator 41, so daß das von der Oszillatorschleife erzeugte HF-Signal als Modulation in dem ersten Lichtstrahl des Lasers I enthalten ist. Da alle optischen Verzögerungseinrichtungen und die ihnen nachgeschalteten optisch/elektrischen Wandler (z.B. Photodioden) nacheinander in den Oszillatorkreis geschaltet werden, ändert sich die Modulationsfrequenz, die in dem Lichtsignal, das gleichzeitig alle Eingänge der Verzögerungseinrichtungen 21 bis 26 beleuchtet, enthalten ist, nacheinander und zwar entsprechend dem gewünschten Programm. Jedem Eingang einer optischen Verzögerungseinrichtung 21 bis 26 ist eine Kollektorlinse v 21a bis 26a zugeordnet, so daß der von dem Laser I abgegebene Lichtstrahl 20 alle Eingänge der optischen Verzögerungseinrichtungen gleichzeitig beleuchtet. Eine dem Lichtmodulator 41 nachgeschaltete Linse 19 ist eine bekannte Projektionslinse.
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Dieselben optisch/elektrischen Wandler 27 bis 32 (Fig.1), deren Ausgangssignale dem elektronischen Schalter 38 zugeführt werden, werden auch beim Empfangsbetrieb verwendet. Zur Erzeugung der Impulskompression werden ihre Ausgangssignale in diesem Fall einer Summierschaltung 33 zugeführt. Ein Zeitimpulsgenerator 40 erzeugt die Impulswiederholungsfrequenz, mit der der elektronische Schalter 38 jeweils zum Beginn der Zeit t gestartet wird wie in Fig.4 dargestellt. Der Schalter 38 ist so aufgebaut, daß er zur Erzeugung der FM-Folge innerhalb einer jeden Sendeimpulseinhüllenden entsprechend der Darstellung in Fig.4 die einzelnen Schritte durchläuft und daß er dann bis zum Eintreffen des nächsten Impulses von 40 die Oszillatorschleife öffnet. Es ist daher nicht notwendig, eine Torschaltung 48 vorzusehen, die den Laser I 18 jeweils nach der Zeit t. unwirksam schaltet. Bei der Abwesenheit des Strahls 20 ist jedoch die Funktion des von der Bragg-Zelle gesteuerten Strahls für die empfangsseitige Impulskompression wirkungsvoller (es ist nur ein kleinerer Dynamikbereich erforderlich) . Wenn jedoch die beiden optischen Strahlungsquellen 10 und 18 von einem Laser abgeleitet werden, darf der Lichtstrahl während der Empfangszeit innerhalb der Impulswiederholungsperiode nicht unterbrochen werden. Wenn jedoch voneinander unabhängige Laser 10 und 18 verwendet werden, wird der Laser 18 durch die Torschaltung 48 während der Sendezeit t. wirksam und während der restlichen Zeit einer Impulswiederholungsperiode unwirksam geschaltet. Alternativ hierzu kann die Torschaltung 48 auch dazu
verwendet werden, den Laser 10 nach der tfc für den Empfangsbetrieb wirksam zu schalten.
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Da das Ausgangssignal der Summierschaltung 3 3 das dem empfangenen Signal zugeordnete Ausgangssignal ist, wird es von einer Torschaltung 34 während der Zeit des Sendeimpulses, d.h. während t. , nicht zu einer Leitung weitergeschaltet. Um dies zu erreichen, wird die Torschaltung 34 über eine Verzögerungseinrichtung 37, die eine Verzögerung um t. bewirkt, wirksam geschaltet. Das Ausgangssignal der Summierschaltung 33 wird somit nur während des Empfangs teils einer Impulswiederholungsperiode weitergeleitet.
Die empfangenen Signale im HF-Bereich werden über die Leitung 47 in Fig. 3 der Bragg-Zelle 13 in Fig. 1 zugeführt. Es ist, wie bereits erwähnt, eine bekannte Eigenschaft der Bragg-Zellen die sie durchlaufenden Lichtstrahlen als Funktion einer an sie angelegten Frequenz abzulenken. Die genaue Art und Weise, wie dies Bragg-Zellen bewirken, ist allgemein bekannt und in der Literatur beschrieben. Die bereits erwähnten Literaturstellen sind nur einige Beispiele aus der Literatur, in der die Funktion und der Einbau von Bragg-Zellen beschrieben wird.
Der von dem Laser II 10 erzeugte zweite Lichtstrahl wird einer Sammellinse 11, die paralleles Licht 12 erzeugt, zugeführt. Nach der Ablenkung durch die Bragg-Zelle 13 breiten sich diese Lichtstrahlen parallel aus. Der Verlauf der Phasen- oder Wellenfront des Lichtstrahlenbündels hängt jedoch von der Ablenkung ab. Dieses Lichtstrahlenbündel 15 wird einer Projektionslinse 16 zugeführt, die ein konvergierendes Licht- strahlenbündel, das jeweils auf einen Eingang einer optischen Verzögerungseinrichtung ausgerichtet ist,
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erzeugt. In der Fig.1 sind zwei Positionen 17 und 17a dargestellt. Durch die bereits erwähnten Linsen 21a bis 26a wird der Lichtstrahl in die optischen Verzögerungseinrichtungen geleitet.
Als optisch/elektrische Wandler 27 bis 32 können Photo-Dioden verwendet werden. Aus der Literatur sind jedoch auch zahlreiche andere hierfür geeignete Bauelemente bekannt. Die Ausgangssignale der Photo-Dioden 27 bis 32 werden der Suiranierschaltung 33 zugeführt. Die Eingangs-Signale der Sununierschaltung 33 entsprechen jeweils einem Schritt der schrittweisen Frequenzmodulation des empfangenen Echosignals. Diese Schritte wiederum sind den entsprechenden Schritten des Sendesignals zugeordnet. Da diese diskreten Frequenzschritte innerhalb eines Sende- und eines Echoimpulses jeweils ihren bestimmten Platz haben, kann durch geeignete Verzögerung für die einzelnen Schritte erreicht werden, daß alle zeitlich mit dem letzten Frequenzschritt des Summierschaltungs-Ausgangsimpulses zusammenfallen. Dadurch wurde die Impulskompression bewirkt. Die Zeitdauer eines jeden Frequenzschrittes in dem abzustrahlenden FM-Impuls wird abhängig von der gewünschten Entfernungsauflösung gewählt. Dies wiederum bestimmt die Anzahl der Schritte, die für einen Sendeimpuls vorgegebener Dauer notwendig sind. Die bei der Beschreibung und in den Zeichnungen gewählte Stufenzahl sechs diente nur zur Erläuterung. Wegen der Verzögerungseinrichtung und der Torschaltung 34 wird das Ausgangssignal der Summierschaltung 33 nur während der Zeit zwischen zwei Sendeimpulsen weitergeleitet.
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Zwischen den Laser 18 und den Lichtmodulator 41 und zwischen den Laser 10 und die Sammellinse 11 können als äquivalente Lösung hierzu Lichtschalter eingefügt werden. Dies erleichtert den Ersatz der beiden Laser durch einen Laser, was bereits erwähnt wurde.
Nachfolgend wird das Ausführungsbeispiel nach Fig.2 erläutert. Viele Teile der Fig.2 stimmen mit der Fig.1 überein. Dieselben Bauelemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen und hinsichtlich ihrer Beschreibung wird auf die Fig.1 verwiesen, da ihre Funktionen in beiden Fällen gleich sind. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen besteht darin, daß bei der Fig.2 die beiden Laser 10, 18 verschiedenfarbiges Licht abgeben. Dadurch wird eine Beeinflussung der empfangsseitigen Signalverarbeitung durch die sendeseitige Signalerzeugung vermieden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es jedoch notwendig, daß den optischen Verzögerungseinrichtungen jeweils ein Strahlteiler 49 bis 54 nachgeschaltet ist. Die beiden Ausgangs-Signale eines jeden der sechs Strahlteiler werden jeweils einem Filter 27b bis 32b und 27c bis 32c zugeführt.
Die Ausgangssignale der Filter werden jeweils einem optisch/elektrischen Wandler 27 bis 32 und 27a bis 32a zugeführt. Die "b-Filter" lassen das Licht des ersten Lasers I 18 und die "C-Filter" das Licht des zweiten Lasers II 10 durch. Die Ausgangssignale der "b-Filter" werden nach ihrer Umwandlung in elektrische Signale dem elektronischen Schalter 38 und die Ausgangssignale der "C-Filter" werden nach ihrer Umwandlung in elektrische
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Signale der Suinmierschaltung 33 zugeführt. Die weitere sendeseiticje bzw. einpf angsseitigo Signalverarbeitung erfolgt wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.1. Der elektronische Schalter 38 kann so ausgestaltet sein, daß wenn alle Schritte eines Sendeimpulses erzeugt sind eine weitere Strahlablenkung erfolgt und zwar dergestalt, daß die faseroptischen Verzögerungsleitungen solange von diesem Laser kein Eingangssignal mehr erhalten bis der elektronische Schalter 38 durch einen von dem Impulsgenerator 40 abgegebenen Impuls erneut gestartet wird.
Wegen der benötigten Steuersignalleistung für den Lichtmodulator 41 ist der Verstärker 39 vorgesehen, der auch dafür sorgt, daß die Amplitude des Signals am Ausgang 42 einen ausreichend hohen Signalpegel hat, um von dem HF-Leistungsverstärker 4 3 in Fig.3 oder einem diesem vorgeschalteten Frequenzvervielfacher verarbeitet werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 sind die in der Fig.1 vorgesehenen Torschaltungen nicht mehr notwendig. Die sende/empfangsseitige Trennung erzielt man durch die Verwendung verschiedenfarbigen Lichts.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist besonders für die Fälle geeignet, bei denen sehr lange Sendeimpulse erwünscht sind und bei denen das Echosignal vor Beendigung des Sendesignals eintreffen kann.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es weiterhin besonders vorteilhaft, daß es auch an FM-CW-Radargeräte (CW: continuous wave; Dauerstrichsignale) angepaßt werden kann.
Bei dem neuen Radargerät ist das Problem, das Frequenzmodulationsprogramm für exakt der Korrelationscharakteristik für empfangene Impulse nachzuführen,dadurch beseitigt, daß sowohl sendeseitig als auch empfangsseitig dieselben optischen Verzögerungseinrichtungen verwendet werden.
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Claims (8)

  1. Patentanwalt
    Dipl.-Phys.Leo Thul
    Kurze Str.8
    7 Stuttgart 30
    A.M.Levine-50
    INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK
    Patentansprüche
    Radargerät, von dem frequenzmodulierte impulsförmige Signale abgestrahlt werden, wobei die Frequenzänderung in Schritten erfolgt oder die Einhüllende der Frequenzmodulation schrittweise angenähert werden kann, und bei dem empfangsseitig eine Impulskompression durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig eine erste optische Strahlungsquelle (10) vorgesehen ist, daß mehrere optische Verzögerungseinrichtungen (21, ..., 26) vorgesehen sind, daß deren Verzögerungen so gewählt sind, daß sie einzelnen Schritten innerhalb eines Sendeimpulses zugeordnet sind, daß eine erste Einrichtung (11, 13, 16, 21a, ..., 26a) vorgesehen ist, die den Lichtstrahl der ersten optischen Strahlungsquelle entsprechend der jeweiligen Frequenz der Frequenzmodulation eines empfangenen Impulses jeweils der dieser Frequenz zugeordneten optischen Verzögerungsleitung zuführt, daß die optischen Ausgangssignale der Verzögerungseinrichtungen in elektrische Signale umgewandelt werden, und daß diese elektrischen Signale zur Erzeugung des impulskomprimierten Signals einer Summierschaltung (33) zugeführt werden.
    Sm/Sch
    17.12.1979 030028/0777
    ORIGINAL INSPECTED
    A.M.Levine-50
  2. 2. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sendeseitig ein HF-Oszillator-Kreis (21, ... 26; 27 ... 32; 38, 39, 41) vorgesehen ist, daß jeweils eine der Verzögerungseinrichtungen, einschließlich des ihr nachgeschalteten optisch/ elektrischen Wandlers, in diesen HF-Oszillator-Kreis eingeschaltet ist, daß die Frequenzen für die einzelnen Schritte der Frequenzmodulation durch die optischen Verzögerungseinrichtungen (27, ...,32) festgelegt sind, daß eine modulierbare zweite optische Strahlungsquelle (18, 41), deren Lichtstrahl allen optischen Verzögerungseinrichtungen zugeführt wird, vorgesehen ist, wodurch eine elektro/ optische und eine optisch/elektrische Signalumwandlung durchgeführt wird, und daß in dem HF-Oszillator-Kreis eine Schalteinrichtung (38) enthalten ist, die nach einem vorgegebenen Programm jeweils das einer bestimmten Verzögerungseinrichtung zugeordnete Signal weiterschaltet, und zwar so, daß die für die Frequenzmodulation innerhalb eines Impulses gewünschte schrittweise Frequenzänderung erzeugt wird.
  3. 3. Radargerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltungen (34, 48) vorgesehen sind, die verhindern, daß während der Erzeugung des Sendesignals das Ausgangssignal der Summierschaltung (33) weitergeleitet wird und daß während der Zeit zwischen zwei Sendeimpulsen Licht von der zweiten optischen Strahlungsquelle (18) zu den optischen Verzögerungseinrichtungen gelangt.
  4. 4. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung als strahlablenkendes Element eine Bragg-Zelle (13) enthält, die von den Frequenzen des empfangenen Signals gesteuert wird.
    030028/0777
    2951SS4
    -3-A.M.Levine-50
  5. 5. Radargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden optischen Strahlungsquellen (10, 18) ihr Licht von einer einzigen weiteren Strahlungsquelle erhalten.
  6. 6. Radargerät nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden optischen Strahlungsquellen (10, 18) verschiedenfrequentes Licht erzeugen, daß an den Ausgängen der optischen Verzögerungseinrichtungen jeweils optische Filter (27b, 27c, ... 32b, 32c) für die einzelnen Lichtfrequenzen vorgesehen sind, denen jeweils optisch/ elektrische Wandler (27, 27a, ..., 32, 32a) nachgeschaltet sind, daß entsprechend den beiden optischen Signalgruppen zwei elektrische Signalgruppen erzeugt werden und daß die Signale der einen Gruppe der Schalteinrichtung (38) und die der anderen Gruppe der Summierschaltung (33) zugeführt werden.
  7. 7. Radargerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der zweiten optischen Strahlungsquelle Ϊ18) entsprechend dem HF-Signal in dem HF-Oszillator-Kreis in einem Modulator (41) amplitudenmoduliert werden.
  8. 8. Radargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Verzögerungseinrichtungen Lichtleitfasern sind.
    030028/0777
DE19792951694 1978-12-26 1979-12-21 Radargeraet Withdrawn DE2951694A1 (de)

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US05/972,709 US4216474A (en) 1978-12-26 1978-12-26 Pulse frequency modulator and compressor for staircase FM radar systems

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792951694 Withdrawn DE2951694A1 (de) 1978-12-26 1979-12-21 Radargeraet

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