DE3341889C1

DE3341889C1 - Method and device for testing a radar device

Info

Publication number: DE3341889C1
Application number: DE3341889A
Authority: DE
Inventors: Gerard Thouvenel; D Echallens Bernard Favre
Original assignee: Dassault Electronique SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1982-11-22
Filing date: 1983-11-19
Publication date: 1995-04-06
Anticipated expiration: 2003-11-20
Also published as: FR2709183B1; FR2709183A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prüfen eines Radargerätes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. Anspruch 11.The invention relates to a method and an apparatus for testing a Radar device according to the preamble of claim 1 or claim 11.

Für die Prüfung von Radargeräten kommen solche in Betracht, die mit einer Antenne zum Auffangen von elektromagnetischer Strahlung und zur Verarbeitung der empfangenen Strahlsignale ausgerüstet sind. Dabei kann es sich sowohl um aktive Radars, die in der Lage sind, elektromagnetische Wellen auszusenden und die entsprechenden Echos aufzufangen, als auch um passive Radars handeln, wie beispielsweise Selbstlenkungseinrichtungen, die allein für den Empfang von Signalen ausgerüstet sind, welche durch Ziele erzeugt werden, die durch einen Sender auf einem Flugkörper bestrahlt werden, bei dem es sich nicht um den handelt, auf dem der Empfänger angebracht ist. Ebenso kann die Erfindung für die Prüfung von Radars Verwendung finden, welche an Bord eines Flugkörpers in einer Trägerplattform vorgesehen sind. Die Prüfung gestattet das Verhalten eines solchen Radars in einer elektromagnetischen Umgebung zu testen, die der Realität sehr nahekommt. Ein Bordradar empfängt im allgemeinen Nutzsignale, die von Zielen stammen, deren Abmessungen relativ klein sind, wenn es sich um andere Luftfahrzeuge oder um Flugkörper handelt. Es empfängt außerdem störende Signale, die aus dem Bodeneffekt resultieren. Es kann schließlich Störsignale aufnehmen, die absichtlich ausgesendet worden sind, um zu stören oder den Betrieb der Radarschaltungen zu verfälschen.For the testing of radar devices, those with a Antenna for collecting electromagnetic radiation and for processing of the received beam signals are equipped. It can be both around active radars capable of emitting electromagnetic waves and pick up the corresponding echoes, as well as passive radars, such as self-steering devices that are for reception only are equipped with signals generated by targets generated by a transmitter is irradiated on a missile that is not is the one on which the receiver is mounted. The invention can also be used for testing radars used on board a Missile are provided in a carrier platform. The check allows the behavior of such a radar in an electromagnetic environment test that comes very close to reality. An on-board radar generally receives Useful signals originating from targets whose dimensions are relatively small, if it is other aircraft or missiles. It receives also disruptive signals that result from the ground effect. It can finally pick up interference signals that have been intentionally emitted, to disrupt or distort the operation of the radar circuits.

Es sind bereits Anlagen vorgeschlagen worden, die in der Lage sind, Signale abzustrahlen, welche die Wellen simulieren, die durch ein Radar im Verlaufe der normalen Benutzung empfangen werden können. Ein bekanntes System (US-PS 3 110 026) enthält eine Strahlungsquelle, die in der Visierlinie des Radars angeordnet ist. Die gesendete Strahlung wird in der Impulsfolgefrequenz und ggf. in der Impulsfolgephase gesteuert, um die Bewegung eines Zieles zu simulieren, das sich mit einer in bezug auf das Radar festgelegten radialen Geschwindigkeit in einer bestimmten Entfernung von diesem bewegt. Zur Synchronisation ist das zu prüfende Radargerät über eine Leitung mit der Simulationsanlage verbunden. Es ist auch bereits eine Anlage bekannt (NTZ 1971, Seite 244 und 245), bei der eine Radarzielsimulation durch eine Phasenfrontsteuerung der von Strahlern ausgesendeten elektromagnetischen Welle erfolgt. Dabei werden die Strahler mittels Dämpfungsgliedern sowohl phasen- als auch amplitudengesteuert und sind auf einer Kreisbahn oder Kugelfläche angeordnet. In allen Fällen werden Wellen erzeugt, die als ebene Wellen betrachtet werden können, wenn sie auf die Radarantenne auftreffen und wenn das getestete Radargerät in einer ausreichenden Entfernung von der Pulssignalquelle angeordnet ist. Plants capable of sending signals have already been proposed to emit, which simulate the waves passing through a radar normal use can be received. A well-known system (US-PS 3 110 026) contains a radiation source which is in the line of sight of the Radars is arranged. The radiation emitted is in the pulse repetition frequency and, if necessary, controlled in the pulse train phase to the movement of a To simulate a target that is fixed with respect to the radar radial velocity moved a certain distance from this. For synchronization, the radar device to be tested is connected via a line connected to the simulation system. A system is already known (NTZ 1971, pages 244 and 245), in which a radar target simulation by a Phase front control of those emitted by radiators electromagnetic wave occurs. The spotlights by means of attenuators both phase and amplitude controlled and are arranged on a circular path or spherical surface. In all cases Waves are generated that can be considered as plane waves when on hit the radar antenna and if the tested radar device is in sufficient Distance from the pulse signal source is arranged.

Im praktischen Fall der Benutzung eines Radars empfängt dieses jedoch nicht immer ebene Wellen. Häufig resultiert nämlich die Wellenfront, die zu der Antenne des Radars gelangt, aus der Überlagerung von mehreren elektromagnetischen Strahlungen, die aus getrennten und häufig nahe benachbarten Quellen stammen. Das gilt insbesondere, wenn das Radar Signale von einem Ziel, wie beispielsweise einem Flugzeug, empfängt, das zahlreiche reflektierende Oberflächen besitzt, die in unterschiedlichen Richtungen ausgerichtet sind. Manche Teile der Oberfläche des Ziels sind dann so, daß sie die elektromagnetische Energie, die auf sie auftrifft, in Richtung des Radars direkt reflektieren, und zwar mit einer Leistung, die viel größer ist als diejenige, die bei der Rückstreuung derselben Signale durch andere Teile der Oberfläche im Spiel ist. Daraus folgt, daß die durch ein Radar von einem wirklichen Ziel her aufgefangenen Signale häufig der Überlagerung von Signalen gleichgesetzt werden können, welche durch eine definierte und im allgemeinen begrenzte Anzahl von hellen oder strahlenden Punkten ausgesendet worden sind. Diese Punkte bilden jeweils eine fest mit dem Ziel verbundene Elementarquelle. Die Wellenfront, die durch das zu prüfende Gerät wahrgenommen wird, resultiert dann aus der vektoriellen Zusammensetzung der von diesen Punkten stammenden Strahlungen, wobei sich die Amplitude dieser Front von einem Punkt der Antenne zum anderen dann beträchtlich verändern kann. Darüber hinaus genügen geringfügige Modifizierungen der Relativpositionen der hellen Punkte und der Antenne, um die empfangene Wellenfront sehr wesentlich zu modifizieren. Daraus ergeben sich für die durch das Radar aufgefangenen und verarbeiteten Signale zeitliche Amplituden- und Phasenschwankungserscheinungen sowie in dem Fall von Radars, die mit Vorrichtungen zur Messung des Fehlrichtwinkels zwischen der Radarsichtlinie und der Richtung eines Ziels ausgerüstet sind, Winkelszintillationserscheinungen.In the practical case of using a radar this, however, not always flat waves. Often results namely the wavefront leading to the antenna of the Radars come from the superposition of several electromagnetic Radiations coming from separate and often come from nearby sources. This is especially true when the radar signals from a target like for example, an aircraft that receives numerous reflective Has different surfaces Directions are aligned. Some parts of the The surface of the target are then such that they are electromagnetic Energy that strikes them towards of the radar directly, with a power which is much larger than the one at the Backscattering of the same signals by other parts of the Surface is in play. It follows that the through a radar caught from a real target Signals are often equated with the superposition of signals which can be defined by a generally limited number of bright or radiant Points have been sent out. Form these points one elementary source permanently linked to the target. The wavefront through the device under test is perceived, then results from the vectorial Composition of the originating from these points Radiations, the amplitude of this front of one point of the antenna to another then considerably can change. Minor modifications are also sufficient the relative positions of the bright spots and the antenna to the received wavefront very significantly to modify. This results in those caught by the radar and processed signals with amplitude and phase fluctuations over time as well as in the case of radars equipped with devices for Measurement of the misalignment angle between the radar line of sight and the direction of a target, signs of angular scintillation.

Es ist auch bereits versucht worden (US-PS 3 760 481), in Prüfanlagen Strahlungen zu erzeugen, die diese Szintillations- oder Schwankungserscheinungen simulieren. Die Einrichtungen, die dafür geschaffen worden sind, sind jedoch wenig wirksam und spezifisch, weil sie nicht gestatten, alle Arten von Erscheinungen zu produzieren, die aus komplexen Zielen resultieren, d. h. in der Praxis, von Zielen, die einer Kombination von mehreren Reflexionspunkten, welche gleichzeitig senden, äquivalent sind. Sie gestatten nicht, die verschiedenen Bedingungen, unter denen diese Erscheinungen sich ergeben können, ohne weiteres zu variieren, sei es im Bereich der Sendefrequenz, der Doppler-Änderungsbereiche oder der vorgesehenen Bewegungen von Zielen. Diese Prüfanlage arbeitet als Transponder und moduliert empfangene Radarsignale sowohl nach Phase als auch Amplitude, bevor die Signale zurückgesendet werden. Da mehrere Radarempfangs- und Sendegeräte verwendet werden, kann durch Phasenumkehr auch das Auswandern eines Ziels nach einer Seite simuliert werden.It has also been tried (US Pat. No. 3,760,481) in radiation test systems to generate these scintillation or fluctuation phenomena simulate. However, the facilities that have been created for this are little effective and specific because they do not allow all types of appearances produce that result from complex goals, d. H. in the Practice, of goals that are a combination of multiple reflection points, which send at the same time are equivalent. They do not allow the different Conditions under which these phenomena can arise to vary easily, be it in the range of the transmission frequency, the Doppler change ranges or the intended movements of targets. This testing facility works as a transponder and modulates received radar signals both phase and amplitude before the signals are sent back. There multiple radar receiving and transmitting devices can be used by Phase reversal can also be used to simulate the migration of a target to one side.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Prüfen eines Radargerätes ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage sind, eine sehr große Vielfalt von Strahlungserscheinungen zu reproduzieren, denen sich ein Radar unter wirklichen Einsatzbedingungen gegenübersehen kann, und zwar insbesondere für ein Radar zur Verwendung auf einer Luft- oder Seeplattform.The invention has for its object to test a radar Methods and apparatus to create a very capable reproduce large variety of radiation phenomena, which one Can face radar under real operating conditions, and indeed especially for a radar for use on an air or sea platform.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit einem Verfahren nach Anspruch 1. The invention solves this problem with a method according to claim 1.

Gemäß diesem Aspekt basiert die Erfindung auf der Tatsache, daß aus mehreren benachbarten miteinander kombinierten Strahlern eine Wellenfront erzielt werden kann, die der Wellenfront entspricht, welche durch eine einzige komplexe Quelle oder durch eine vorbestimmte Gesamtanordnung von Quellen ausgesendet würde, die einen Strahlungsschwerpunkt besitzt, dessen Position in bezug auf das getestete Gerät bekannt ist. Durch die individuelle Veränderung der Amplituden der Strahlungen ist es möglich, die Richtung der Visierlinie der simulierten Quelle oder, in dem Fall mehrerer Quellen, des Strahlungsschwerpunktes dieser Quellen im Innern des durch die Gruppe gleichzeitig gespeister Strahler definierten Raumteils zu verändern. Dadurch, daß die Phase der ausgesandten Strahlungen individuell variiert wird, gelangt darüber hinaus eine Wellenfront zu der Antenne des getesteten Gerätes, die nicht eben ist. Dadurch, daß sich die Gruppe gleichzeitig gespeister Strahler in der Gesamtanordnung solcher Strahler, die dem Gerät gegenüber angeordnet sind, entwickelt, kann schließlich eine Entwicklung der so hergestellten komplexen Strahlungsquelle in der zu der Visierlinie des Gerätes transversalen Richtung simuliert werden, indem von einer Strahlergruppe auf eine benachbarte Strahlergruppe übergegangen wird, und das nach und nach innerhalb des Beobachtungsfeldes dieses Gerätes.In this aspect, the invention is based on the fact that from several neighboring radiators combined to form a wavefront can be achieved which corresponds to the wavefront which by a single complex source or by one predetermined overall arrangement of sources would be broadcast, which has a center of radiation, its position is known in relation to the device tested. Through the individual change in the amplitudes of the radiation it is possible to change the direction of the line of sight the simulated source or, in the case of multiple sources, the radiation center of gravity of these sources inside the defined by the group of emitters fed simultaneously To change part of the room. In that the phase of emitted radiation individually is varied, there is also a wavefront the antenna of the device under test, which is not level. The fact that the group is fed at the same time in the overall arrangement of such spotlights that the device opposed, developed, can eventually a development of the complex radiation source thus produced in the direction transverse to the line of sight of the device Direction can be simulated by a spotlight group transferred to an adjacent radiator group gradually within the field of observation of this device.

Das Verfahren nach der Erfindung gestattet insbesondere, Strahlungen zu simulieren, die durch ein komplexes Ziel ausgesandt werden, das aus mehreren Reflexionspunkten besteht. Durch geeignete Wahl der relativen Amplituden und der relativen Phasen der durch jeden Strahler der gewählten Gruppe ausgesandten Strahlungen gelingt es nämlich, eine komplexe Wellenfront zu bilden, die der Überlagerung der Wellenfront entspricht, welche durch jeden der hellen Punkte, aus denen dieses Ziel besteht, ausgesandt würden.The method according to the invention in particular allows Simulate radiation through a complex target be sent out, which consists of several reflection points. By appropriate choice of the relative amplitudes and the relative Phases of through each radiator in the selected group emitted radiation is successful, a complex one To form wavefront that of the superimposition of the Corresponding wavefront through each of the bright ones Points that make up this goal would be sent.

Die Strahler der Gruppe, die in einem bestimmten Zeitpunkt betrachtet wird, werden vorzugsweise durch einen Höchstfrequenzgenerator gespeist, dessen Signal sich verändert, beispielsweise in der Doppler-Verschiebung und in der Impulsphase, und zwar in Abhängigkeit von einer Entwicklung des Strahlungsschwerpunktes des getesteten Ziels in der Tiefe, d. h. in der Beobachtungsrichtung des geprüften Gerätes. Die Modulationen jedes Strahlers, die den Eigenentwicklungen jedes Reflexionspunktes in bezug auf den Strahlungsschwerpunkt des komplexen Ziels entsprechen, sind dann den Speisesignalen dieser Strahler, die aus dem Höchstfrequenzgenerator stammen, überlagert.The spotlights of the group at a certain time is preferably considered by a Fed maximum frequency generator, the signal of which changes, for example in the Doppler shift and in the impulse phase, depending on one Development of the center of radiation of the tested target in depth, d. H. in the direction of observation of the tested Device. The modulations of each Spotlight, the own developments of each reflection point in relation to the center of radiation of the complex target correspond to the feed signals of these emitters, which come from the maximum frequency generator, superimposed.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann diese Überlagerung erfolgen, indem jeder Strahler mit Einrichtungen zum individuellen Einstellen der Amplitude und der Phasenverschiebung der gesendeten Welle ausgerüstet wird. Die Veränderungen der Relativamplitude der Strahlungen der gleichzeitig erregten Strahler der Gruppe entsprechen dann den Entwicklungen der Visierlinie des Strahlungsschwerpunktes des komplexen Ziels in bezug auf diese Strahler. Die Entwicklung der differentiellen Phasenverschiebungen jedes Strahlers in bezug auf das gemeinsame Speisesignal dieses Strahlers entspricht ihrerseits dem differentiellen Doppler-Effekt jedes Reflexionspunktes in bezug auf den Strahlungsschwerpunkt des komplexen Ziels.According to a preferred embodiment, this overlay can be done by providing each spotlight with facilities for individually adjusting the amplitude and the phase shift the transmitted wave is equipped. The changes in the relative amplitude of the radiation the simultaneously excited spotlights of the group then the developments of the line of sight of the center of radiation of the complex target in relation to these emitters. The development of differential phase shifts each radiator with respect to the common feed signal this emitter in turn corresponds to the differential Doppler effect of each reflection point with respect to the center of radiation of the complex target.

Auf diese Weise gelingt es, an der Antenne des getesteten Radargerätes eine Wellenfront zu erzeugen, die auf physikalische Weise die aus einer komplexen Quelle und insbesondere von einem komplexen Ziel stammenden Signale wiedergibt. Diese Wellenfront kann mit allen Erscheinungen behaftet sein, die bei komplexen Zielen üblicherweise beobachtet werden. Die Erzeugung dieser Erscheinungen hängt von den Entwicklungen des komplexen Ziels in bezug auf das Radar ab. Dadurch, daß man das Ziel sich gemäß allen unter Berücksichtigung des für das Radar vorgesehenen Einsatzes vorstellbaren oder wahrscheinlichen Konfigurationen entwickeln läßt, wird gewährleistet, daß das Radar mit allen Typen von Wellenfronten konfrontiert wird, die es antreffen kann. Daraus folgt, daß das Prüfverfahren nach der Erfindung viel leistungsfähiger und infolgedessen viel wirksamer als die Methoden ist, die auf der Reproduktion jeder der besonderen Erscheinungen basieren, welche beim Zusammentreffen einer komplexen Wellenfront und einer Radarantenne beobachtet werden.In this way it is possible to work on the antenna of the tested Radar device to generate a wavefront that is based on physical Way that from a complex source and in particular signals originating from a complex target reproduces. This wavefront can with all appearances be afflicted, which is usually the case with complex targets to be watched. The creation of these phenomena depends on the developments of the complex target with respect to the radar. By making the goal themselves according to everyone considering the for the radar intended use imaginable or probable Allows configurations to be developed, that the radar with all types of wave fronts is confronted that it can encounter. Out of it follows that the test method according to the invention much more efficient and consequently much more effective than the methods is based on the reproduction of each of the special phenomena, which occur when they meet a complex wavefront and a radar antenna to be watched.

Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung ist daher vorgesehen, in einer vorteilhaften Ausführungsform ein komplexes Ziel durch die Kombination einer vorbestimmten Anzahl von Reflexionspunkten zu definieren, diesem Ziel vorbestimmte Entwicklungen zu geben und daraus die Steuersignale für die entsprechenden Strahler bei der Erzeugung einer Wellenfront, die die Echos dieses Ziels simuliert, abzuleiten. Die Modulation jedes Strahlers der zu diesem Zweck ausgewählten Gruppe erfolgt individuell durch selektives Einstellen der Amplitude und der Phasenverschiebung der gesendeten Signale. Dieselbe Gesamtanordnung solcher Strahler, die mit ihren Einrichtungen zur Einstellung der Amplitude und der Phasenverschiebung versehen sind, ist somit für die Erzeugung von Wellenfronten geeignet, die einer sehr großen Vielfalt von komplexen Zielen und von entsprechenden Entwicklungen der letzeren entsprechen. Diese Technik wird insbesondere bei komplexen Zielen angewandt, welche durch Reflexionspunkte dargestellt werden, deren reflektierende Oberflächen unterschiedliche Gewichte oder Massen haben.According to the method according to the invention it is therefore provided in an advantageous embodiment, a complex Target by combining a predetermined Define number of reflection points, predetermined this target To give developments and from them the control signals for the corresponding radiators during production a wavefront that simulates the echoes of that target, to derive. The modulation of each emitter to this Purpose selected group is done individually by selective Setting the amplitude and phase shift of the signals sent. The same overall arrangement such spotlights with their adjustment facilities the amplitude and phase shift are for the generation of wave fronts suited to a very wide variety of complex Objectives and corresponding developments of the correspond to the latter. This technique in particular applied to complex targets by reflection points are shown, their reflective surfaces have different weights or masses.

Die Beobachtungen der Anmelderin haben zu zeigen gestattet, daß ein Luftziel im allgemeinen durch lediglich drei Reflexionspunkte dargestellt werden kann. Zum Erzeugen einer Wellenfront, die der Strahlung eines Reflexionspunktes entspricht, genügt eine Gruppe von drei benachbarten Strahlern, die an den Ecken eines Dreiecks angeordnet sind. In der Praxis ist festgestellt worden, daß es möglich ist, gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform die einem komplexen Ziel aus drei Reflexionspunkten entsprechende Wellenfront mit Hilfe von lediglich vier Strahlern zu erzeugen, von denen drei für jeden hellen Elementarpunkt erregt werden und die in den Knotenpunkten einer Masche in einem Netz von Strahlern angeordnet sind. Dieses Ergebnis kann selbst dann erzielt werden, wenn die Visierlinie von einem der Punkte bestrebt ist, diese Masche zu verlassen. In diesem Fall ist vorgesehen, die Polarität des durch einen der Sender gesendeten Signals umzukehren, damit es zur Simulation dieses Reflexionspunktes beiträgt. The applicant's observations have shown that that an air target generally by just three reflection points can be represented. To create a wavefront that reflects the radiation from a reflection point corresponds, a group of three neighboring ones is sufficient Spotlights arranged at the corners of a triangle are. In practice it has been found that it is possible, according to a particularly advantageous embodiment a complex target from three reflection points corresponding wavefront using only generate four emitters, three for each bright elementary point are excited and those in the nodes a mesh arranged in a network of spotlights are. This result can be achieved even then if the line of sight strives from one of the points is to leave that stitch. In this case the polarity is provided by one of the transmitters the signal sent to reverse it for simulation contributes to this point of reflection.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Entwicklung eines komplexen Ziels durch eine Reihe oder Folge von Daten bestimmt, die sich schrittweise entwickelt und, insbesondere am Anfang jedes Schrittes, die Parameter enthalten kann, die die Position, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Strahlungsschwerpunktes des komplexen Ziels bestimmen, sowie die Parameter, die die relative Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung der Reflexionspunkte in bezug auf den Strahlungsschwerpunkt mit ihren betreffenden Massen bestimmen.According to a preferred embodiment, the development a complex target through a series or Sequence of data determined that develops gradually and, especially at the beginning of each step, the Parameters can include the position, the speed and the acceleration of the center of radiation determine the complex goal, as well as the parameters, which the relative position, speed and Acceleration of the reflection points in relation to the center of radiation determine with their respective masses.

Mit Hilfe dieser Daten, die mit einer relativ niedrigen Taktfrequenz geliefert werden können, welche mit der Rechenleistung einer die Simulation steuernden Datenverarbeitungseinrichtung kompatibel ist, wird die Gruppe von Strahlern bestimmt, beispielsweise vier Strahlern, die der Position des Strahlungsschwerpunktes der Quelle oder des komplexen Ziels entspricht, und diese Gruppe wird mit Hilfe des Höchstfrequenzgenerators gespeist. Innerhalb jedes Schrittes wird durch eine Extrapolationsprozedur die Entwicklung nach Amplitude und Phase der durch jeden Strahler zu erzeugenden Strahlung bestimmt, um eine Wellenfront zu erzeugen, die der Entwicklung des anfänglich festgelegten komplexen Ziels entspricht. Diese Prozedur beinhaltet, in jedem Zeitpunkt den die Strahlung darstellenden Vektor zu bestimmen, der aus den Elementarstrahlungsvektoren resultiert, welche dem Beitrag jedes Strahlers zu der Simulation der Gesamtheit der Reflexionspunkte entsprechen. Die Amplitude und die Phasenverschiebung jedes Strahlers werden in Abhängigkeit von den Parametern dieses resultierenden Vektors eingestellt. Diese Operation kann diskontinuierlich mit relativ hoher Taktfrequenz innerhalb jedes Schrittes ausgeführt werden. Diese Taktfrequenz wird auf einen Wert festgelegt, der über der maximalen differentiellen Doppler-Verschiebung liegt, die zwischen den Reflexionspunkten und dem Strahlungsschwerpunkt des Ziels vorgesehen wird.Using this data with a relatively low Clock frequency can be delivered, which with the Computing power of a data processing device controlling the simulation the group is compatible determined by emitters, for example four emitters, the position of the radiation center of gravity of the source or corresponds to the complex goal, and this group will fed with the help of the maximum frequency generator. Within each step is through an extrapolation procedure the development by amplitude and phase of by each radiator to be generated determines a To generate wavefront that is developing initially set complex target. This procedure contains, at any time the radiation to determine the representative vector from the elementary radiation vectors which results in the contribution of each Spotlight to simulate the entirety of the reflection points correspond. The amplitude and phase shift each radiator are dependent on the Parameters of this resulting vector. This operation can be discontinuous at a relatively high rate Clock frequency can be executed within each step. This clock frequency is set to a value the one above the maximum differential Doppler shift lies between the reflection points and the center of radiation of the target is provided.

Vorzugsweise erfolgt die Steuerung der Parameter der Strahlung, die die Modulation der Strahlung bestimmen, welche durch jeden Strahler ausgesandt wird, kontinuierlich, und zwar selbst dann, wenn die Berechnung diskontinuierlich erfolgt. Das kann insbesondere bei der Steuerung von Dämpfungsgliedern der Fall sein, die die in jedem Zeitpunkt durch jeden Strahler abgestrahlte Amplitude bestimmen. Wenn eine kontinuierliche Steuerung dieser Parameter wenig erwünscht oder schwierig realisierbar istt, dann erfolgt ihre Einstellung mit einer Frequenz, die mit der Umschaltfrequenz der Schaltungen des getesteten Radargerätes synchron ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß parasitäre Spektrallinien, die die Strahler aufgrund dieser Umschaltungen nachteilig beeinflussen, den Betrieb des geprüften Radars stören. Durch die Wahl einer Synchronumschaltung sind die Einstellschritte für das Radar maskiert. Das ist insbesondere der Fall, wenn Phasenschieber mit digitaler Steuerung zum Einstellen der Phase der Strahler benutzt werden.The parameters of the are preferably controlled Radiation that determine the modulation of the radiation which is emitted by each radiator, continuously, even if the calculation is discontinuous he follows. This can be particularly the case with Control of attenuators that are the case amplitude radiated by each radiator at any time determine. If continuous control this parameter is less desirable or difficult to implement then it is set with a Frequency, which is the switching frequency of the circuits of the radar device under test is synchronous. In this way prevents parasitic spectral lines that the Spotlights due to these switches adversely affect the operation of the tested radar to disturb. By choosing a synchronous switch masked the setting steps for the radar. This is especially the case when phase shifters with digital Control used to adjust the phase of the spotlights become.

Der Übergang der Visierlinie des Strahlungsschwerpunktes des komplexen Ziels von einer Zone, die eine Gruppe von Strahlern enthält, auf eine benachbarte Zone, die eine andere Gruppe von Strahlern enthält, wird durch die Umschaltung des Höchstfrequenzgenerators auf diese benachbarte Gruppe simuliert. Dieser Übergang kann im Verlauf eines Schrittes erfolgen, der die Erneuerung der Informationen über die Entwicklung des Ziels trennt, oder, wenn die Taktfrequenz dieser Erneuerung ausreichend ist, am Anfang jedes Schrittes, je nach Lage des Falles. Wegen der Kontinuität der Entwicklung des Ziels in einer zu der Visierlinie transversalen Richtung erfolgt diese Umschaltung von einer Gruppe von Strahlern auf eine benachbarte Gruppe jedesmal durch das Abschalten eines einzelnen Strahlers und das gleichzeitige Inbetriebsetzen eines anderen Strahlers. Die transversale Entwicklung des Ziels wird daher durch eine fortschreitende Verschiebung der Gruppen von Strahlern in einer in bezug auf die Visierachse des Strahlungsschwerpunktes des Ziels transversalen Fläche markiert.The transition of the line of sight of the center of radiation of the complex target of a zone that a group of Emitters, on an adjacent zone, the one contains another group of emitters, by switching of the maximum frequency generator on this neighboring Group simulated. This transition can take place in The course of a step is done, the renewal the information about the development of the target separates, or if the clock frequency of this renewal is sufficient, at the beginning of each step, depending on the location of the case. Because of the continuity of development of the target in a direction transverse to the line of sight This switching takes place from a group of Spotlight on a neighboring group each time through the Switching off a single radiator and the simultaneous Start up another radiator. The transverse The development of the goal is therefore progressive Shift of the groups of emitters in one with respect to the sight axis of the center of radiation marked the target's transverse area.

Gemäß einem weiteren Aspekt beinhaltet die Erfindung das Verfahren zum Prüfen eines Radargerätes, welches für elektromagnetische Signale empfindlich ist, bei dem die Amplitude und die Phase der durch wenigstens drei Strahler gesendeten Signale verändert wird, um die Strahlung eines komplexen Ziels zu simulieren, die aus der Überlagerung der Strahlungen von mehreren Reflexionspunkten resultiert, wobei die relative Phase der durch die Strahler gesendeten Signale von dem Differenz-Doppler-Effekt zwischen den Reflexionspunkten und dem Strahlungsschwerpunkt des komplexen Ziels, das simuliert werden soll, abhängig ist.In another aspect, the invention includes that Method for testing a radar device, which for electromagnetic Signals is sensitive at which the amplitude and the phase of by at least three emitters transmitted signals is changed to the radiation of a to simulate complex target resulting from the overlay which results in radiation from several reflection points, being the relative phase of that by the emitter sent signals from the difference Doppler effect between the reflection points and the radiation center of the complex target that is to be simulated is.

Gemäß einer Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe schafft die Erfindung eine Prüfvorrichtung zur Durchführung des oben angegebenen Verfahrens. Eine solche Vorrichtung ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Anspruchs 11. According to a solution to the problem on which the invention is based creates the invention a test device for performing the above specified procedure. One such device is characterized by the features of claim 11.

Die Erfindung gestattet so, Prüfungen von Radargeräten auszuführen, bei denen die wirklichen Einsatzbedingungen mit großer Vielseitigkeit simuliert werden. Mit der Erfindung können, ohne daß Modifikationen des Gerätes erforderlich sind, Radars mit hoher, niedriger oder mittlerer Folgefrequenz und sogar Radars mit kontinuierlichen Wellen geprüft werden. Sie gestattet, in Echtzeit ein komplexes Ziel zu simulieren, indem eine physikalische Erscheinung erzeugt wird, die einem solchen Ziel äquivalent ist. Sie vermeidet die Erzeugung von parasitären Spektrallinien, die den Betrieb des getesteten Geräts stören könnten, oder hält sie außerhalb des Nutzbetriebsbereiches.The invention thus permits tests of radar devices execute where the real Operating conditions simulated with great versatility become. With the invention can without modifications of the device are required using radars high, low or medium repetition rate and even Radars with continuous waves can be checked. she allows to simulate a complex target in real time, by creating a physical appearance that is equivalent to such a goal. She avoids the generation of parasitic spectral lines that could interfere with the operation of the device under test, or keeps them outside the utility area.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are as follows explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

Fig. 1 ein Gesamtschema einer Vorrichtung nach der Erfindung zum Prüfen eines Radargerätes; Fig. 1 is an overall diagram of a device according to the invention for testing a radar system;

Fig. 2 ein Schema, das die Simulation der Emissionen eines komplexen Ziels veranschaulicht; Fig. 2 is a diagram illustrating the simulation of emissions illustrates a complex objective;

die Fig. 3A-3C verschiedene Arten der Simulation einer Gruppe von Reflexionspunkten mit Hilfe von Strahlern, die in einem Feld verteilt sind; FIGS. 3A-3C show different types of simulation of a group of reflection points with the aid of radiators which are distributed in a field;

die Fig. 4A und 4B ein Funktionsschaltbild von Schaltungen zur Bildung einer Amplituden- und Phasensteuerung für die Strahler der Vorrichtung nach Fig. 1; Figures 4A and 4B is a functional diagram of circuitry for forming an amplitude and phase control for the radiator of the device according to Fig. 1.

Fig. 5 die Steuerung der Amplitude und der Phasenverschiebung für jeden der aktiven Strahler in einer solchen Vorrichtung; Figure 5 shows the control of the amplitude and the phase shift for each of the active emitter in such a device.

Fig. 6 ein Blockschaltbild sämtlicher Funktionen, die bei der Steuerung einer Gruppe von vier Strahlern, welche ein komplexes Ziel simulieren, benutzt werden. Fig. 6 is a block diagram of all functions that are used in the control of a group of four emitters that simulate a complex target.

Eine Vorrichtung 10 (Fig. 1) zur Prüfung eines Radargerätes 12 enthält ein Feld 14, das die Form einer Kugelkalotte hat, in deren Mittelpunkt O die Antenne 16 des zu testenden Gerätes angeordnet ist. Das Feld ist durch vier Seiten begrenzt, die ihm eine insgesamt rechteckige, krummlinige Gesamtform geben. In diesem Feld sind mehrere Strahler 18 (von denen nur vier dargestellt sind) angeordnet, die in seiner Fläche regelmäßig verteilt sind und die Knotenpunkte der Maschen eines Netzes bilden. Alle diese Strahler sind in der Richtung des optischen Mittelpunktes O der Anlage 10 ausgereichtet. Der Abstand zwischen dem Feld 14 und dem Befestigungspunkt des getesteten Gerätes, der ein Mehrfaches von zehn Metern betragen kann, wird in Abhängigkeit von dem Bereich der Längen der durch die Strahler 18 abgestrahlten Höchstfrequenzwelle so festgelegt, daß die zu der Antenne 16 gelangenden Wellen in Anbetracht der Abmessung der Antenne praktisch als ebene Wellen angesehen werden können. Das getestete Gerät kann ein aktives oder ein passives Radar sein. In allen Fällen ist eine Antenne 16 mit einer Schaltungsanordnung 20 zur Verarbeitung der empfangenen Signale verbunden.A device 10 ( FIG. 1) for testing a radar device 12 contains a field 14 which has the shape of a spherical cap, in the center O of which the antenna 16 of the device to be tested is arranged. The field is delimited by four sides, which give it an overall rectangular, curvilinear overall shape. In this field, a plurality of emitters 18 (only four of which are shown) are arranged, which are regularly distributed in their area and form the nodes of the mesh of a network. All of these emitters are aligned in the direction of the optical center O of the system 10 . The distance between the field 14 and the attachment point of the device under test, which can be a multiple of ten meters, is determined depending on the range of lengths of the maximum frequency wave emitted by the radiators 18 so that the waves reaching the antenna 16 are taken into account the dimension of the antenna can practically be considered as plane waves. The device under test can be an active or a passive radar. In all cases, an antenna 16 is connected to a circuit arrangement 20 for processing the received signals.

Im Prinzip ist die Vorrichtung dafür bestimmt, den Test einer großen Vielfalt von Radars zu gestatten, und zwar einschließlich Impulsradars, deren Impulse mit einer Folgefrequenz f_R gesendet werden, wobei die Empfangsschaltungen des Radars während der Sendedauer dieser Impulse gesperrt sind. Das Radar 12 hat einen Ausgang 22, über den ein Signal, das mit der Folgefrequenz synchron ist, in Richtung der Schaltungen der Steueranlage des Feldes 14 gesendet werden kann. Die Anlage eignet sich für den Test von Radars, die mit irgendeiner Art von Antenne ausgerüstet sind, wobei die empfangenen Signale analysiert und so verknüpft werden, daß sie Informationen nicht nur über die Entfernung und die Geschwindigkeit des Ziels zu dem Ursprung des Echos, sondern auch über seine Winkelabweichung in bezug auf die Visierachse der Antenne liefern.In principle, the device is designed to allow the testing of a wide variety of radars, including pulse radars, the pulses of which are transmitted at a repetition frequency f _R , the reception circuits of the radar being blocked during the transmission period of these pulses. The radar 12 has an output 22 , via which a signal which is synchronous with the repetition frequency can be sent in the direction of the circuits of the control system of the field 14 . The system is suitable for testing radars equipped with any type of antenna, analyzing the signals received and combining them to provide information not only about the range and speed of the target to the origin of the echo, but also about its angular deviation with respect to the sighting axis of the antenna.

Die an der Oberfläche des Feldes 14 verteilten Strahler sind Hornstrahler, die irgendeinen Aufbau haben können, der für die Übertragung der für die Tests bestimmten Wellen geeignet ist. Sie sind für die Ansteuerung durch Wellenleiter 24 mit einem Höchstfrequenzgenerator 26 über eine Umschaltmatrix 28 und einen Block 30 zum individuellen Einstellen der Amplitude und der Phase der gesendeten Strahlung verbunden. In dem hier beschriebenen Beispiel enthält die Umschaltmatrix vier Umschaltblöcke 32-1, 32-2, 32-3 und 32-4. Jeder Hornstrahler 18 ist durch einen Wellenleiter mit einem der Umschaltblöcke 32-1 bis 32-4 verbunden. In jedem Zeitpunkt kann ein Hornstrahler 18 von einem der Umschaltblöcke 32-1 bis 32-4 aus wahlweise erregt werden, und zwar durch einen geeigneten Steuerbefehl, der über eine Steuerleitung 36 geliefert wird. Auf diese Weise ist es in jedem Zeitpunkt möglich, eine Kombination aus vier Hornstrahlern 18 durch über den Ausgang 38 des Generators 26 abgegebene Höchstfrequenzsignale zu erregen, wobei jeder Hornstrahler 18 dieser Gruppe von Strahlern über den entsprechenden Umschaltblock 32 erregt wird.The radiators distributed on the surface of the field 14 are horn radiators, which can have any structure which is suitable for the transmission of the waves intended for the tests. For the control by waveguides 24, they are connected to a maximum frequency generator 26 via a switching matrix 28 and a block 30 for individually adjusting the amplitude and the phase of the transmitted radiation. In the example described here, the switch matrix contains four switch blocks 32-1 , 32-2 , 32-3 and 32-4 . Each horn 18 is connected by a waveguide to one of the switch blocks 32-1 to 32-4 . At any time, a horn 18 can be selectively energized from one of the switch blocks 32-1 through 32-4 by an appropriate control command provided via a control line 36 . In this way it is possible at any time to excite a combination of four horns 18 by means of maximum frequency signals emitted via the output 38 of the generator 26 , each horn 18 of this group of radiators being excited via the corresponding switch block 32 .

Der Test eines Radargerätes 12 beruht auf der Bildung einer Wellenfront, die an der Antenne 16 aufgrund einer geeigneten Erregung einer Gruppe von Hornstrahlern 18 empfangen wird. Die Erregung dieser Hornstrahler und die Wahl der Gruppe von erregten Hornstrahlern gestatten, die Entwicklungen oder Evolutionen einer Quelle S zu simulieren, die eine durch die Antenne 16 empfangene Wellenfront erzeugt. Diese Entwicklung oder Evolution wird sowohl in der Tiefe simuliert, und zwar durch geeignete Steuerung der Frequenz des Höchstfrequenzgenerators und der Schwingungskenndaten, nämlich der Amplitude, der durch letzteren gesendeten Welle, als auch in Form einer Verschiebung in einer Richtung, die zu der Visierlinie 40, welche den Mittelpunkt der Antenne 16 mit dieser Quelle S verbindet, transversal ist. Diese Verschiebung kann durch die Modulation der relativen Amplituden erfolgen, welche durch die Hornstrahler 18 einer gewählten Gruppe von Hornstrahlern abgestrahlt werden, die in Fig. 1 von einer gestrichelten Linie 42 umgeben sind.The test of a radar device 12 is based on the formation of a wavefront which is received on the antenna 16 due to a suitable excitation of a group of horn radiators 18 . The excitation of these horns and the choice of the group of excited horns allow to simulate the developments or evolutions of a source S which generates a wavefront received by the antenna 16 . This development or evolution is simulated both in depth, by appropriately controlling the frequency of the ultra-high frequency generator and the vibration characteristics, namely the amplitude, of the wave transmitted by the latter, and in the form of a displacement in a direction that leads to the line of sight 40 , which connects the center of the antenna 16 with this source S, is transverse. This shift can take place by modulating the relative amplitudes which are emitted by the horn radiators 18 of a selected group of horn radiators, which are surrounded by a dashed line 42 in FIG. 1.

Das kann außerhalb der Linie 42 fortgesetzt werden, indem ein oder weitere Hornstrahler mittels der Umschaltmatrix 28 erregt werden. Die Entwicklung erfolgt nach und nach von einer Gruppe von Hornstrahlern zu einer benachbarten Gruppe von Hornstrahlern, so daß sich die Gruppe von erregten Hornstrahlern in der Oberfläche des Feldes 14 innerhalb des Beobachtungsfeldes der Antenne 16 verschiebt, das schematisch durch zwei gestrichelte Linien 43 und 44 begrenzt ist.This can be continued outside the line 42 by one or more horns being excited by means of the switch matrix 28 . The development takes place gradually from a group of horn radiators to an adjacent group of horn radiators, so that the group of excited horn radiators shifts in the surface of the field 14 within the observation field of the antenna 16 , which is schematically delimited by two dashed lines 43 and 44 is.

Schließlich erfolgt die Entwicklung der simulierten Quelle S für die bei dem Test des Radars benutzten Signale, indem nicht nur die durch die Hornstrahler 18 einer Gruppe 42 abgestrahlten relativen Amplituden verändert werden, sondern auch deren relative Phasen. Es wird so erreicht, daß an der Antenne 16 eine nichtebene Wellenfront erzeugt wird, die so ist wie die, die eine komplexe Quelle aussenden würde, wobei eine solche Wellenfront im allgemeinen aus der Überlagerung von mehreren Elementarstrahlungen besteht, deren Gangunterschiede in bezug auf jeden Punkt der Antenne 16 verschieden sein können und sich zeitlich verändern können.Finally, the development of the simulated source S for the signals used in the test of the radar takes place in that not only the relative amplitudes emitted by the horn radiators 18 of a group 42 are changed, but also their relative phases. It is thus achieved that a non-planar wavefront is produced on the antenna 16 which is like that which would emit a complex source, such a wavefront generally consisting of the superposition of several elementary radiations, the path differences of which with respect to each point the antenna 16 can be different and can change over time.

Solche komplexen Quellen stellen Luftziele dar, die relativ unregelmäßige Formen und Oberflächen mit großen Krümmungsradien haben, wie beispielsweise die Triebwerke, die Tragflächen oder der Rumpf. Wenn solche Ziele durch eine Radarstrahlung getroffen werden, senden manche Punkte in der Richtung des Erfassungsradars eine viel größere Energie als andere Punkte zurück. Im Falle eines reinen Empfangsradars handelt es sich um Punkte, die zu diesem Empfänger direkt die Energie reflektieren, mit der das Ziel von einem anderen Strahler aus bestrahlt worden ist. Diese Reflexionspunkte verhalten sich, allgemein ausgedrückt, wie Elementarstrahler, welche mit dem Ziel fest verbunden sind. Untersuchungen und Tests, die durch die Anmelderin ausgeführt worden sind, haben gezeigt, daß Luftziele im allgemeinen mit hoher Genauigkeit einer Kombination von drei Reflexionspunkten gleichgesetzt werden können. Die von jedem dieser Reflexionspunkte ausgehenden Strahlungen bilden gemeinsam eine Wellenfront, die auf die Radarantenne auftrifft und im allgemeinen nicht die Eigenschaften einer ebenen Welle aufweist. Darüber hinaus drückt sich die Entwicklung des Ziels durch Modifizierungen der Positionen der Reflexionspunkte und der Relativgeschwindigkeit derselben aus. Diese Entwicklungen haben ihren Ursprung in zeitlichen Modifizierungen der durch die Antenne aufgefangenen Wellen sowohl hinsichtlich der Amplitude als auch hinsichtlich der Phase. Diese Veränderungen überlagern sich bei der Entwicklung der Parameter der aufgefangenen Wellenfront, die aus der Verschiebung des Ziels resultiert, das in dieser Hinsicht durch seinen Strahlungsschwerpunkt gekennzeichnet werden kann, in der Beobachtungsrichtung des getesteten Gerätes.Such complex sources pose Aerial targets that relative irregular shapes and surfaces with large radii of curvature have, such as the engines that Wings or the fuselage. If such goals are supported by a Radar radiation hit some points a much larger one in the direction of the detection radar Energy back than other points. in case of an Pure reception radar is about points that too reflect this energy directly with this receiver the target has been irradiated from another emitter is. These reflection points behave, generally speaking, how Elementary emitters, which are aimed at the target are connected. Examinations and tests by the Have shown that Air targets in general with high accuracy one Combination of three reflection points can be equated can. The originating from each of these reflection points Radiations together form a wavefront, that strikes the radar antenna and generally does not has the properties of a plane wave. About that the development of the goal is also evident Modifications of the positions of the reflection points and the relative speed of the same. These developments have their origin in temporal modifications of the waves caught by the antenna both in terms of amplitude as well as in terms of Phase. These changes overlap during development the parameter of the captured wavefront, which results from the displacement of the target, which in characterized in this respect by its radiation center can be in the direction of observation of the tested device.

In Fig. 2 ist ein komplexes Ziel 50 drei Reflexionspunkten PB₁, PB₂, PB₃ gleichgestellt, die um seinen Strahlungsschwerpunkt G verteilt sind. Die Visierlinien zu diesen Reflexionspunkten von dem Mittelpunkt O der Antenne 16 aus sind mit 51, 52 bzw. 53 bezeichnet; ferner ist die Visierlinie OG des Strahlungsschwerpunktes mit der Bezugszahl 54 bezeichnet. Die Position des Strahlungsschwerpunktes G kann durch seine Koordinaten nach Höhe und Richtung in bezug auf das getestete Radargerät markiert werden. Die Position der Reflexionspunkte kann ihrerseits in einem Trieder GX_B, Y_B, Z_B definiert werden, der mit dem Ziel verbunden ist. Die durch den Reflexionspunkt PB₁ gesendete Welle kann mit Hilfe einer Kombination aus drei Strahlern 18₁, 18₂, 18₃ simuliert werden, die sich in den Knotenpunkten einer dreieckigen Masche in dem Feld 14 befinden. Diese Simulation wird erzielt, indem die Amplitude der Emissionen dieser Strahler 18₁, 18₂ und 18₃ so festgelegt wird, daß der Punkt b₁, in welchem sich die Visierlinie 51 und das Feld 14 schneiden, den Schwerpunkt der Masche 18₁, 18₂, 18₃ bildet, wenn deren Knotenpunkte mit Gewichten behaftet sind, welche den festgelegten Amplituden entsprechen. Auf diese Weise kann die durch den Reflexionspunkt PB₁ erzeugte Welle einer Welle gleichgesetzt werden, die durch einen Reflexionspunkt b₁ in dem Feld 14 erzeugt wird und aus der Überlagerung der Strahlung der drei Strahler 18₁, 18₂, 18₃ resultiert, welche passend gewählte Amplituden haben. Dieselbe Überlegung gilt für die Reflexionspunkte b₂ und b₃ des Feldes 14, die den Reflexionspunkten PB₂ bzw. PB₃ entsprechen.In Fig. 2 is a complex target 50 three reflection points PB₁, PB₂, PB₃ equated, which are distributed around its center of radiation G. The lines of sight to these reflection points from the center O of the antenna 16 are denoted by 51, 52 and 53 ; the line of sight OG of the center of radiation is also designated by the reference number 54 . The position of the center of radiation G can be marked by its coordinates according to height and direction with respect to the radar device under test. The position of the reflection points can in turn be defined in a triad GX _B , Y _B , Z _B , which is connected to the target. The wave transmitted by the reflection point PB 1 can be simulated with the aid of a combination of three radiators 18 1, 18 2, 18 3, which are located in the nodes 14 of a triangular mesh in the field 14 . This simulation is achieved by the amplitude of the emissions of these emitters 18 ₁, 18 ₂ and 18 ₃ is determined so that the point b₁, in which the line of sight 51 and the field 14 intersect, the center of gravity of the mesh 18 ₁, 18 ₂ , 18 ₃ forms when their nodes are afflicted with weights that correspond to the specified amplitudes. In this way, the wave generated by the reflection point PB₁ can be equated to a wave which is generated by a reflection point b₁ in the field 14 and results from the superposition of the radiation from the three emitters 18 ₁, 18 ₂, 18 ₃, which suitably chosen amplitudes to have. The same consideration applies to the reflection points b₂ and b₃ of the field 14 , which correspond to the reflection points PB₂ and PB₃.

In dem Fall des Reflexionspunktes b₃, der sich außerhalb des Dreiecks 18₁, 18₂, 18₃ gegenüber dem Strahler 18₂ in bezug auf die Linie der beiden Knotenpunkte 18₁, 18₂ befindet, ist es möglich, eine äquivalente Welle zu erzielen, und zwar unter der Bedingung, daß der Strahler 18₂ mit negativer Amplitude sendet, was erreicht wird, indem die Phase der durch diesen Strahler gesendeten Welle in bezug auf die von den Strahlern 18₁ und 18₃ gesendete umgekehrt wird.In the case of the reflection point b₃, which is outside the triangle 18 ₁, 18 ₂, 18 ₃ with respect to the radiator 18 ₂ with respect to the line of the two nodes 18 ₁, 18 ₂, it is possible to achieve an equivalent wave, on the condition that the radiator 18 ₂ transmits with a negative amplitude, which is achieved by reversing the phase of the wave transmitted by this radiator with respect to that transmitted by the radiators 18 ₁ and 18 ₃.

Zum Erzeugen einer Wellenfront, die aus der Überlagerung der Strahlung resultiert, welche von den Reflexionspunkten PB₁, PB₂, PB₃ ausgeht, ist es außerdem notwendig, die Gangunterschiede zu berücksichtigen, die zwischen diesen Strahlungen bei deren Ausbreitung zu dem getesteten Radargerät 12 vorhanden sind. Zu diesem Zweck werden die Gangunterschiede in bezug auf den fiktiven Ausbreitungsweg zwischen dem Strahlungsschwerpunkt G des Ziels und dem Punkt O ausgewertet und daraus Phasenverschiebungen Δϕ₁, Δϕ₂ bzw. Δϕ₃ zwischen den Strahlungen, die von den drei Reflexionspunkten ausgehen, und einer fiktiven Strahlung, die von dem Strahlungsschwerpunkt G ausgeht, gewonnen.To generate a wavefront that results from the superposition of the radiation emanating from the reflection points PB₁, PB₂, PB₃, it is also necessary to take into account the path differences that exist between these radiations when they propagate to the radar device 12 under test. For this purpose, the path differences in relation to the fictitious propagation path between the radiation center of gravity G of the target and the point O are evaluated and phase shifts Δϕ₁, Δϕ₂ and Δϕ₃ between the radiation emanating from the three reflection points and a fictional radiation emitted by the center of radiation G, won.

Die Simulation der komplexen Welle, die aus den Emissionen der drei Reflexionspunkte PB₁, PB₂ und PB₃ resultiert, wird erzielt, indem eine Strahlung in jedem Strahler 18₁, 18₂, 18₃ erzeugt wird, deren vektorielle Darstellung der Summe der Vektoren entspricht, die den Amplitudenbeitrag A_i und den Phasenbeitrag Δϕ_i jedes Strahlers zu der Simulation jedes Reflexionspunktes darstellen.The simulation of the complex wave, which results from the emissions of the three reflection points PB₁, PB₂ and PB₃, is achieved by generating radiation in each radiator 18 ₁, 18 ₂, 18 ₃, whose vector representation corresponds to the sum of the vectors represent the amplitude contribution A _i and the phase contribution Δϕ _{i of} each radiator to the simulation of each reflection point.

Die unterschiedliche Bedeutung der strahlenden Oberfläche in den Punkten PB₁, PB₂ und PB₃ und eventuell ihre zeitliche Veränderung können berücksichtigt werden. Wenn M₁, M₂ und M₃ die relativen Strahlungsschwerpunkte der reflektierenden Oberflächen in den betrachteten Reflexionspunkten darstellen, kann die durch einen Strahler 18 _i gesendete Strahlung in folgender Form dargestellt werden:The different meaning of the radiating surface in the points PB₁, PB₂ and PB₃ and possibly their change over time can be taken into account. If M₁, M₂ and M₃ represent the relative centers of radiation of the reflecting surfaces in the reflection points under consideration, the radiation emitted by an emitter 18 _i can be represented in the following form:

wofür auch geschrieben werden kann:which can also be written for:

wobei in diesen Gleichungen
Sl dem Signal in komplexer Form entspricht, das durch den Hornstrahler mit dem Index l abgestrahlt wird;
i den Index eines Reflexionspunktes darstellt, wobei sich i von 1 bis 3 verändert;
M_i die Schwerpunktstrahlung ist, mit der dieser Reflexionspunkt behaftet ist;
a_li den Amplitudenbeitrag des Hornstrahlers l für die Simulation der Strahlung, die von dem Reflexionspunkt mit dem Index i ausgeht, darstellt; und
ϕ_G+Δϕ_i der Phasendrehung der resultierenden Strahlung entspricht, die durch die Überlagerung der Relativbewegung des Strahlungsschwerpunktes in bezug auf das getestete Gerät und der Phasendifferenzen aufgrund der Bewegung der Reflexionspunkte in bezug auf diesen Strahlungsschwerpunkt erzeugt wird.being in these equations
Sl corresponds to the signal in complex form, which is emitted by the horn with the index l;
i represents the index of a reflection point, where i changes from 1 to 3;
M _{i is} the focus radiation with which this reflection point is afflicted;
a _{li represents} the amplitude contribution of the horn 10 for the simulation of the radiation emanating from the reflection point with the index i; and
ϕ _G + Δϕ _i corresponds to the phase rotation of the resulting radiation, which is generated by superimposing the relative movement of the center of radiation with respect to the device under test and the phase differences due to the movement of the reflection points with respect to this center of radiation.

In der Gleichung (2) beeinflußt die Phasendrehung aufgrund der Bewegung des Strahlungsschwerpunktes alle Hornstrahler auf gleiche Weise. Sie kann daher bei der Höchstfrequenzspeisung der Gesamtheit der Hornstrahler berücksichtigt werden (Simulation des Doppler-Effekts, der durch die Bewegung des Ziels längs der Beobachtungslinie verursacht wird).In equation (2) affects the phase shift due to the movement of the radiation center of gravity all horns in the same way. You can therefore at Maximum frequency supply of the entire horn array are taken into account (simulation of the Doppler effect, by moving the target along the observation line is caused).

Für jeden Hornstrahler mit dem Index l entspricht die gesendete Strahlung der Summe aus drei komplexen Strahlungen, die jeweils den Beitrag dieses Hornstrahlers zur Simulation eines der Reflexionspunkte darstellen.For every horn with the index l this corresponds to emitted radiation of the sum of three complex radiations, each the contribution of this horn represent one of the reflection points for simulation.

Nachdem die Reflexionspunkte, die einem bestimmten Ziel äquivalent sind, und deren Entwicklung bekannt sind, werden für das getestete Radargerät die von diesem Ziel empfangenen Wellenfronten simuliert, indem einerseits die Höchstfrequenzspeisung der an der Simulation beteiligten Hornstrahler in Abhängigkeit von der radialen Entwicklung des Strahlungsschwerpunktes eingestellt wird und indem andererseits die von den Hornstrahlern einer benachbarten Gruppe ausgehenden Strahlungen nach Amplitude und Phase angepaßt werden. Diese Amplitude und diese Phasenverschiebung können entsprechend der Entwicklung der Reflexionspunkte des Ziels in Abhängigkeit von der entsprechenden Verschiebung der äquivalenten Punkte b₁, b₂, b₃ in dem Feld 14 und der Gangunterschiede der Punkte PB₁, PB₂, PB₃ in bezug auf den Strahlungsschwerpunkt G und ihre Entwicklung bestimmt werden.After the reflection points, which are equivalent to a specific target, and whose development is known, the wavefronts received by this target are simulated for the radar device tested, on the one hand by setting the maximum frequency feed of the horn radiators involved in the simulation depending on the radial development of the radiation center of gravity and, on the other hand, by adapting the radiations from the horn radiators of a neighboring group in terms of amplitude and phase. This amplitude and this phase shift can correspond to the development of the reflection points of the target depending on the corresponding shift of the equivalent points b₁, b₂, b₃ in the field 14 and the path differences of the points PB₁, PB₂, PB₃ with respect to the radiation center G and their development be determined.

Im Prinzip erfordert in jedem Zeitpunkt die gleichzeitige Berücksichtigung einer Gruppe von drei Reflexionspunkten b₁, b₂ und b₃ in dem Feld 14 (Fig. 3A) in dem hier betrachteten Fall, in welchem die Abmessungen der dreieckigen Maschen, welche durch die Hornstrahler in dem Feld 14 festgelegt sind, gegenüber denen der zu simulierenden komplexen Ziele relativ groß sind, sieben Hornstrahler. Es ist nämlich ein Fall dargestellt, in welchem sich jeder äquivalente Reflexionspunkt b₁, b₂ und b₃ in dem Feld 14 innerhalb einer anderen dreieckigen Masche befindet, wobei diese Maschen für den Reflexionspunkt b₁ durch die Hornstrahler 18-1, 18-2, 18-3, für den Reflexionspunkt b₂ durch die Hornstrahler 18-1, 18-4, 18-5 und für den Reflexionspunkt b₃ durch die Hornstrahler 18-1, 18-6, 18-7 begrenzt sind. Zum Darstellen eines komplexen Zieles, das drei Reflexionspunkten äquivalent ist, ist es somit im Prinzip notwendig, die Emissionen von sieben Strahlerelementen in der Amplitude und in der Phase zu steuern.In principle, the simultaneous consideration of a group of three reflection points b 1, b 2 and b 3 in the field 14 ( FIG. 3A) in the case considered here at any point in time, in which the dimensions of the triangular meshes created by the horns in the field 14 seven horns are set against which the complex targets to be simulated are relatively large. A case is shown in which each equivalent reflection point b 1, b 2 and b 3 in the field 14 is within another triangular mesh, these meshes for the reflection point b 1 by the horns 18-1 , 18-2 , 18-3 , for the reflection point b₂ are limited by the horns 18-1 , 18-4 , 18-5 and for the reflection point b₃ by the horns 18-1 , 18-6 , 18-7 . In principle, in order to represent a complex target that is equivalent to three reflection points, it is necessary to control the emissions of seven emitter elements in terms of amplitude and phase.

In der Praxis wird diese Simulation mit Hilfe von vier Hornstrahlern realisiert, die sich in den Knotenpunkten einer viereckigen Masche befinden, wie es in Fig. 3B dargestellt ist (in dem hier beschriebenen Feld 14 befinden sich die Hornstrahler in den Maschen in den Ecken von im wesentlichen gleichseitigen Dreiecken). In dem Fall von Fig. 3B tragen die Emissionen der Hornstrahler 18-1, 18-2, 18-3 zur Simulation der Strahlungen von b₁ und b₃ bei, während die Simulation von b₂ aus den Emissionen der Hornstrahler 18-1, 18-3 und 18-4 resultiert.In practice, this simulation is implemented with the aid of four horn radiators, which are located in the nodes of a square mesh, as shown in FIG. 3B (in the field 14 described here, the horn radiators are located in the mesh in the corners of im essential equilateral triangles). In the case of Fig. 3B, the emissions of the horn 18-1 , 18-2 , 18-3 contribute to the simulation of the radiations of b₁ and b₃, while the simulation of b₂ from the emissions of the horn 18-1 , 18-3 and 18-4 results.

Wenn das durch die Hornstrahler 18-1, 18-2, 18-3, 18-4 festgelegte Viereck nicht alle Reflexionspunkte b₁, b₂, b₃ in einem bestimmten Zeitpunkt enthält, wird von der oben angegebenen und in Fig. 3C dargestellten Anmerkung Gebrauch gemacht: ein Reflexionspunkt b₂, der sich außerhalb des Dreiecks mit den Ecken 18-1, 18-3, 18-4 befindet, kann durch eine derartige Emission simuliert werden, daß sich b₂ in dem Schwerpunkt dieser Punkte befindet, wobei der Amplitudenbeitrag des Strahlers 18-3 negativ ist, d. h., daß seine Phase um 180° verschoben ist.If the quadrangle defined by the horns 18-1 , 18-2 , 18-3 , 18-4 does not contain all reflection points b 1, b 2, b 3 at a certain point in time, use is made of the note given above and shown in FIG. 3C : a reflection point b₂, which is outside the triangle with the corners 18-1 , 18-3 , 18-4 , can be simulated by such an emission that b₂ is in the center of gravity of these points, the amplitude contribution of the radiator 18th -3 is negative, which means that its phase is shifted by 180 °.

Auf diese Weise kann in jedem Augenblick die Gesamtheit der drei Reflexionspunkte durch die konjugierten Emissionen der Hornstrahler in den Knotenpunkten einer vierseitigen Masche dargestellt werden.In this way the whole can be at any moment of the three reflection points from the conjugate emissions the horn in the nodes of a four-sided Mesh.

Für eine bestimmte Prüfung kann die Entwicklung des Ziels mit Hilfe eines Systeminformationsrechners 60 (Fig. 1) schrittweise vorgezeichnet werden, der mit einer relativ niedrigen Taktfrequenz, beispielsweise 50 Hz, Parameter liefert, die die kinematische Entwicklung des Ziels definieren, nämlich die Positionen, die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und die Oberfläche der Reflexionspunkte des Ziels. Diese Parameter werden über eine Steuersignalbildungseinrichtung 62 (Fig. 1 und 4) übertragen, die innerhalb jedes Schrittes von 20 ms bestimmt:For a particular test, the development of the target can be gradually sketched using a system information calculator 60 ( FIG. 1) which, at a relatively low clock frequency, e.g. 50 Hz, provides parameters that define the kinematic development of the target, namely the positions that Speed, the acceleration and the surface of the target's reflection points. These parameters are transmitted via a control signal generator 62 ( FIGS. 1 and 4) which determines within each 20 ms step:

the development of the maximum frequency emission of the generator 26 by the control signal 63 as a function of the radial movements of the center of radiation of the target;
the group of horn radiators 18 which must be excited in the field 14 in order to represent the development of the reflection points and their radiation; the control signal 36 of the switching matrix 28 is provided for this purpose by a mesh selection circuit 65 which is contained in the circuit 62 ;
the value of the amplitude and phase parameters of the radiation which is emitted by each horn which is controlled by an amplitude and phase control circuit 66 via a connection 67 . Circuit 66 has four phase control output signals, indicated generally at 70 in FIG. 1, and four amplitude control output signals, indicated generally at 72 , which are applied to the inputs of circuit 30 for individually adjusting the emissions of the excited horns, which is explained in greater detail below.

Alle Steuersignale, die von der Schaltung 62 abgegeben werden, werden mit einer relativ hohen Taktfrequenz innerhalb jedes Schrittes von 20 ms übertragen. In der hier dargestellten Ausführungsform sind diese Steuersignale diskontinuierlich und können zu den verschiedenen Schaltungen übertragen werden, die mit einer Taktfrequenz von beispielsweise 6 kHz gesteuert werden. Jede Steuerinformation wird durch die Schaltung 62 aufgrund einer Extrapolation der Position des Ziels oder der Reflexionspunkte, aus denen es besteht, im Verlaufe des Schrittes von 20 ms auf der Basis der übertragenen Geschwindigkeits- und Beschleunigungsparameter bestimmt. Die Schaltung 62 empfängt außerdem ein Signal zum Synchronisieren des Sendens der Impulse durch das getestete Gerät von dem Ausgang 22. Ein entsprechendes Signal wird durch die Schaltung 62 über eine Leitung 68 zu der Steuerschaltung 66 übertragen.All control signals that are output by the circuit 62 are transmitted with a relatively high clock frequency within each step of 20 ms. In the embodiment shown here, these control signals are discontinuous and can be transmitted to the various circuits which are controlled with a clock frequency of 6 kHz, for example. Any control information is determined by the circuit 62 based on extrapolation of the position of the target or the reflection points that make it up over the 20 ms step based on the transmitted speed and acceleration parameters. Circuit 62 also receives a signal to synchronize the transmission of the pulses by the device under test from output 22 . A corresponding signal is transmitted by the circuit 62 to the control circuit 66 via a line 68 .

In Fig. 4 speist der Rechner 60 innerhalb der Steuersignalbildungsschaltung 62 vier Pufferspeicher 100-103.In FIG. 4, the computer input 60 within the control signal forming circuit 62, four buffer memories 100-103.

Der Pufferspeicher 100 empfängt Informationen über die Höhe (Ψ) und die Richtung (R) des Strahlungsschwerpunktes in bezug auf das getestete Gerät sowie die ersten Ableitungen () und () sowie die zweiten Ableitungen () und () dieser Bewegung. Sein Abstand d und seine radiale Geschwindigkeit werden über den Eingang 63 in den Höchsfrequenzgenerator 26 eingegeben.The buffer memory 100 receives information about the height (Ψ) and the direction (R) of the center of radiation with respect to the device under test and the first derivatives () and () and the second derivatives () and () of this movement. Its distance d and its radial speed are input into the high frequency generator 26 via the input 63 .

Die drei Pufferspeicher 101, 102 und 103 empfangen Informationen über die Reflexionspunkte PB₁, PB₂ und PB₃ und über die Höhe und die Richtung jedes Reflexionspunktes in bezug auf ein passendes Trieder, das mit dem Strahlungsschwerpunkt ihrer ersten und zweiten Ableitungen (Ψ₁, R₁, ₁ und ₁ sowie ₁ und ₁ für den Reflexionspunkt PB₁) verknüpft ist. Darüber hinaus wird die Information über die Schwerpunktstrahlung M₁, M₂ und M₃ der Reflexionspunkte in den Speichern 101, 102 und 103 ebenso wie die Information über den Gangunterschied Δϕ₁, Δϕ₂, Δϕ₃ zwischen jedem Reflexionspunkt PB₁, PB₂, PB₃ und dem Strahlungsschwerpunkt G gespeichert (für die Dauer jedes Schrittes von 20 ms).The three buffer memories 101 , 102 and 103 receive information about the reflection points PB₁, PB₂ and PB₃ and about the height and the direction of each reflection point with respect to a suitable element which is associated with the radiation center of gravity of its first and second derivatives (Ψ₁, R₁, ₁ and ₁ and ₁ and ₁ for the reflection point PB₁) is linked. In addition, the information about the focus radiation M₁, M₂ and M₃ of the reflection points in the memories 101, 102 and 103 as well as the information about the path difference Δϕ₁, Δϕ₂, Δϕ₃ between each reflection point PB₁, PB₂, PB₃ and the radiation center G is stored (for the duration of each step of 20 ms).

Die Schaltung 62 enthält einen Extrapolationsrechner 110, dessen Ausgänge mit 6 kHz arbeiten und der 120mal pro Schritt digitale Ausgangsanzeigen über die geometrische Entwicklung und über die differentiellen Phasen der Reflexionspunkte erzeugt. Die Impulsphase und die Frequenzverschiebung des Höchstfrequenzgenerators 26 werden über seinen Eingang 63 mit dieser Taktfrequenz in Abhängigkeit von der radialen Entwicklung des Strahlungsschwerpunktes eingestellt, um an dem Ausgang 38 ein impulsförmiges Steuersignal zu erzeugen, das dazu bestimmt ist, das Hautecho zu simulieren, das mittels der Hornstrahler 18 nach der individuellen Einstellung ihrer Phase und ihrer Amplitude übertragen wird, was im folgenden erläutert ist.The circuit 62 contains an extrapolation computer 110 , the outputs of which operate at 6 kHz and which generates digital output displays 120 times per step about the geometric development and about the differential phases of the reflection points. The pulse phase and the frequency shift of the maximum frequency generator 26 are adjusted via its input 63 at this clock frequency as a function of the radial development of the center of radiation, in order to generate a pulse-shaped control signal at the output 38 which is intended to simulate the skin echo which is generated by means of the Horn radiator 18 is transmitted after the individual adjustment of its phase and its amplitude, which is explained below.

Die Schaltung 110 gibt die Elementarkoordinaten Ψ_(n) und R_(n) des Strahlungsschwerpunktes mit dem Elementarschritt n an den Eingang 112 der Schaltung 65 ab. Diese Schaltung bestimmt die Position der vierseitigen Masche, die von der Visierlinie des Strahlungsschwerpunktes durchdrungen wird, um eine Steuerinformation über die Leitung 36 zu der Schaltung oder der Umschaltmatrix 28 zu übertragen. Die Steuerinformation 36 wird so erzeugt, daß, wenn die Visierlinie des Strahlungsschwerpunktes eine Maschengrenze überschreitet, diese Umschaltung sich durch das Abschalten eines einzelnen Hornstrahlers und durch das Erregen eines Hornstrahlers ausdrückt, der den drei Hornstrahlern benachbart ist, die erregt bleiben. Die transversale Bewegung des Ziels wird somit dadurch simuliert, daß die erregten Maschen nach und nach verschoben werden.The circuit 110 outputs the elementary coordinates Ψ _(n) and R _{(n) of} the radiation center of gravity with the elementary step n to the input 112 of the circuit 65 . This circuit determines the position of the quadrilateral mesh penetrated by the line of sight of the center of radiation to transmit control information over line 36 to the circuit or switch matrix 28 . The control information 36 is generated so that when the line of sight of the radiation center of gravity exceeds a mesh limit, this switching is expressed by switching off a single horn emitter and by energizing a horn emitter that is adjacent to the three horn emitters that remain excited. The transverse movement of the target is thus simulated by gradually shifting the excited stitches.

Die Information über die durchquerte Masche wird von dem Ausgang 114 der Schaltung 65 zu drei Schaltungen 121, 122 bzw. 123 übertragen, die jeweils einem Reflexionspunkt PB₁, PB₂ bzw. PB₃ entsprechen. Diese Schaltungen wandeln die Koordinaten des Reflexionspunktes in schiefe kartesische Koordinaten auf zwei Seiten der ausgewählten Masche unter der Steuerung der Schaltung 65 um. Zu diesem Zweck empfängt die Schaltung 121 120mal pro Schritt aus dem Extrapolator 110 die Höhen- und Winkelkoordinaten Ψ_1(n) bzw. R_1(n) des Reflexionspunktes PB₁. Dasselbe gilt für die beiden anderen Reflexionspunkte.The information about the crossed mesh is transmitted from the output 114 of the circuit 65 to three circuits 121 , 122 and 123 , each of which corresponds to a reflection point PB₁, PB₂ or PB₃. These circuits convert the coordinates of the reflection point to oblique Cartesian coordinates on two sides of the selected mesh under the control of circuit 65 . For this purpose, the circuit 121 receives 120 times per step from the extrapolator 110 the height and angle coordinates Ψ _{1 (n)} and R _{1 (n) of} the reflection point PB₁. The same applies to the other two reflection points.

Die Extrapolationsschaltung 110 gibt außerdem an eine Schaltung 131 zur Berechnung der differentiellen Phasenverschiebung Δϕ_1(n) die Informationen ab, die dem Gangunterschied des Punktes PB₁ in bezug auf den Strahlungsschwerpunkt am Anfang des Elementarschrittes n entsprechen. Der Wert des entsprechenden Gangunterschiedes wird benutzt, um daraus, nachdem die abgestrahlte Wellenlänge γ bekannt ist, die differentielle Phasenverschiebung Δϕ_1(n) zu bestimmen, die der Simulation des Reflexionspunktes PB₁ entspricht und an eine Schaltung 141-151 angelegt wird. Schaltungen 132 und 133 bestimmen auf dieselbe Weise die Phasenverschiebungen Δϕ_2(n) bzw. Δϕ_3(n).The extrapolation circuit 110 also outputs to a circuit 131 for calculating the differential phase shift Δϕ _{1 (n)} the information which corresponds to the path difference of the point PB 1 with respect to the center of radiation at the beginning of the elementary step n. The value of the corresponding path difference is used to determine therefrom, after the emitted wavelength γ is known, the differential phase shift Δϕ _{1 (n)} , which corresponds to the simulation of the reflection point PB₁ and is applied to a circuit 141-151 . Circuits 132 and 133 determine the phase shifts Δϕ _{2 (n)} and Δϕ _{3 (n)} in the same way.

Aus den Informationen über die Position des Reflexionspunktes b₁, der in dem Feld 14 dem Punkt PB₁ entspricht, werden die Koeffizienten M₁a₁₁(n), M₁a₂₁(n), M₁a₃₁(n) und M₁a₄₁(n) (von denen einer null ist) bestimmt, die dem Amplitudenbeitrag von drei der vier Hornstrahler 18 in den Knotenpunkten der gewählten Masche für die Simulation des Punktes PB₁ entsprechen (Schaltung 141). Diese Werte, verknüpft mit der differentiellen Phasenverschiebung Δϕ_1(n) aus der Schaltung 131, liefern einer Schaltung 151 die Parameter von drei Strahlungsvektoren, die von den drei Hornstrahlern in den Ecken der gewählten dreieckigen Masche ausgehen und gemeinsam die Emissionen des Reflexionspunktes PB₁ in dem Elementarschritt n simulieren. Die Schaltung 151 erzeugt an ihren Ausgängen 161 bzw. 162 die Werte der Komponenten in rechtwinkligen Koordinaten im Fresnel-Raum von jedem dieser Vektoren für diesen Schritt, also:From the information about the position of the reflection point b₁, which corresponds to the point PB₁ in the field 14 , the coefficients M₁a₁₁ (n), M₁a₂₁ (n), M₁a₃₁ (n) and M₁a₄₁ (n) (one of which is zero) are determined , which correspond to the amplitude contribution of three of the four horns 18 in the nodes of the selected mesh for the simulation of the point PB 1 (circuit 141 ). These values, linked to the differential phase shift Δϕ _{1 (n)} from the circuit 131 , provide a circuit 151 with the parameters of three radiation vectors which emanate from the three horn radiators in the corners of the triangular mesh chosen and together the emissions of the reflection point PB 1 in the Simulate elementary step n. The circuit 151 generates at its outputs 161 and 162 the values of the components in rectangular coordinates in the Fresnel space of each of these vectors for this step, that is:

X′_1,1 und Y′_1,1 für den ersten Hornstrahler;
X′_2,1 und Y′_2,1 für den zweiten Hornstrahler;
X′_3,1 und Y′_3,1 für den dritten Hornstrahler;
X′_4,1 und Y′_4,1 für den vierten Hornstrahler;X ′ _1.1 and Y ′ _1.1 for the first horn;
X ′ _2.1 and Y ′ _2.1 for the second horn;
X ′ _3.1 and Y ′ _3.1 for the third horn;
X ′ _4.1 and Y ′ _4.1 for the fourth horn;

wobei eines dieser vier Wertepaare für einen bestimmten Reflexionspunkt null ist.one of these four pairs of values for a particular one Reflection point is zero.

Auf dieselbe Weise liefern Schaltungen 142, 152 und 143, 153 die rechtwinkligen Koordinaten der Strahlungsvektoren, die die Beiträge der Hornstrahler mit den Indizes 1 bis 4 zur Simulation der Reflexionspunkte PB₂ und PB₃ definieren.In the same way, circuits 142, 152 and 143 , 153 provide the right-angled coordinates of the radiation vectors which define the contributions of the horn radiators with the indices 1 to 4 for the simulation of the reflection points PB₂ and PB₃.

Vier Schaltungen 171, 172, 173 und 174 zur vektoriellen Summierung in rechtwinkeligen Koordinaten im Fresnel-Raum sind vorgesehen (Fig. 4B). Die Schaltung 171 bestimmt:Four circuits 171, 172, 173 and 174 for vectorial summation in rectangular coordinates in Fresnel space are provided ( Fig. 4B). Circuit 171 determines:

undand

So sind die Ausgangssignale X_k und Y_k der Schaltung 171 die Komponenten der Resultierenden der Strahlungsvektoren, die in komplexer Schreibweise durch folgenden Ausdruck dargestellt werden:The output signals X _k and Y _{k of} the circuit 171 are the components of the resultants of the radiation vectors, which are represented in complex notation by the following expression:

Aus den Koordinaten X_k und Y_k an dem Ausgang der Schaltung 171 bestimmt eine Schaltung 176 das Augenblicksamplitudensteuersignal A₁ und das Augenblicksphasensteuersignal Φ₁ des von dem Hornstrahler 18₁ (E₁) gesendeten Signals. Die Signale A₁ und Φ₁ werden an ein Dämpfungsglied 177₁ bzw. an einen Phasenschieber 178₁ (in dem Block 30 in Fig. 1) angelegt, die in der Verbindung 179₁ angeordnet sind, welche über einen Koppelblock 32-1 den Ausgangsswellenleiter 38 des Höchstfrequenzgenerators 26 mit dem Hornstrahler 18-1 verbindet. Der Hornstrahler 18-2 bis 18-4 (E₂ bis E₄) werden auf dieselbe Weise gespeist, wobei deren Strahlungsamplitude und deren Strahlungsphase in Abhängigkeit von den Signalen X₂, Y₂, X₃, Y₃ und X₄, Y₄ moduliert werden.From the coordinates X _k and Y _k at the output of the circuit 171 , a circuit 176 determines the instantaneous amplitude control signal A₁ and the instantaneous phase control signal Φ₁ of the signal transmitted by the horn 18 ₁ (E₁). The signals A₁ and Φ₁ are applied to an attenuator 177 ₁ and to a phase shifter 178 ₁ (in the block 30 in Fig. 1), which are arranged in the connection 179 ₁, which via a coupling block 32-1 the output waveguide 38 of Maximum frequency generator 26 connects to the horn 18-1 . The horn radiator 18-2 to 18-4 (E₂ to E₄) are fed in the same way, the radiation amplitude and radiation phase of which are modulated depending on the signals X₂, Y₂, X₃, Y₃ and X₄, Y₄.

Die Schaltungen, die die Steuersignale A_j und Φ_j des Strahlers mit dem Index j in einer Masche aus den Signalen X_j und Y_j bilden, sind ausführlicher in Fig. 5 dargestellt.The circuits which form the control signals A _j and Φ _{j of} the radiator with the index j in one mesh from the signals X _j and Y _j are shown in more detail in FIG. 5.

Die Signale X_j und Y_j werden mit einer Taktfrequenz von 6 kHz digital erzeugt. Sie werden ebenfalls mit der Frequenz von 6 kHz in Analogsignale durch D/A-Wandler 200 _j bzw. 201 _j umgewandelt, deren Ausgangssignale an ein Bandfilter 202 _j bzw. 203 _j der Bandbreite 2 kHz angelegt werden. Am Ausgang dieser Filter werden die Analogsignale X_j und Y_j in Quadrierschaltungen 204 _j bzw. 205 _j quadriert, an deren Ausgang sie durch einen Summierer 206 summiert werden, dessen Ausgangssignal eine Amplitude hat, die gleich dem Quadrat des Betrages des gewünschten Strahlungsvektors ist. Dieses Signal A_j² wird über die von dem Höchstfrequenzgenerator 26 kommende Verbindung 179 _j an den Steuereingang eines Dämpfungsgliedes 177 _j angelegt. An dem Ausgang des Dämpfungsgliedes 177 _j gehen die Signale in einen Phasenschieber 178 _j, der durch ein Phasensignal Φ_j gesteuert wird, bevor sie zu den Umschaltmatrizen der Strahlungselemente geleitet werden. The signals X _j and Y _j are digitally generated with a clock frequency of 6 kHz. They are also converted into analog signals at a frequency of 6 kHz by D / A converters 200 _j or 201 _j , the output signals of which are applied to a band filter 202 _j or 203 _{j with a} bandwidth of 2 kHz. At the output of these filters, the analog signals X _j and Y _j are squared in squaring circuits 204 _j and 205 _j , at the output of which they are summed by a summer 206 , the output signal of which has an amplitude which is equal to the square of the amount of the desired radiation vector. This signal A _j 2 is applied to the control input of an attenuator 177 _j via the connection 179 _j coming from the maximum frequency generator 26 . At the output of the attenuator 177 _j , the signals go into a phase shifter 178 _j , which is controlled by a phase signal Φ _j , before they are passed to the switching matrices of the radiation elements.

Die Abtastfrequenz für die Berechnung der Werte von A_j und Φ_j innerhalb jedes Schrittes der Erneuerung der Daten des Ziels aus dem Rechner 60 wird auf einen ausreichend hohen Wert festgelegt, damit eine maximale Dopplereffektdifferenz berücksichtigt werden kann, die zwischen den Reflexionspunkten und dem Strahlungsschwerpunkt des Ziels vorgeschrieben ist. So gestattet beispielsweise eine Abtastfrequenz von 6 kHz, eine maximale Dopplereffektdifferenz von 2 kHz zu berücksichtigen, die einer Geschwindigkeitsdifferenz eines Reflexionspunktes in bezug auf den Strahlungsschwerpunkt von 16 m/s bei einer Frequenz von 18 GHz entspricht. Die Umwandlung in ein Analogsignal und die anschließende Filterung gestatten, ein Steuersignal für das Dämpfungsglied mit kontinuierlicher Veränderung zu erhalten, das ohne Einfluß auf den Betrieb der Empfangsschaltungen des getesteten Gerätes bleibt, sofern es nicht eine parasitäre Spektrallinie den Spektren der durch dieses Dämpfungsglied übertragenen Signale überlagert.The sampling frequency for the calculation of the values of A _j and Φ _j within each step of the renewal of the data of the target from the computer 60 is set to a sufficiently high value that a maximum Doppler effect difference can be taken into account, which difference between the reflection points and the radiation center of the Target is prescribed. For example, a sampling frequency of 6 kHz allows a maximum Doppler effect difference of 2 kHz to be taken into account, which corresponds to a speed difference of a reflection point with respect to the center of radiation of 16 m / s at a frequency of 18 GHz. The conversion into an analog signal and the subsequent filtering make it possible to obtain a control signal for the attenuator with continuous change, which has no influence on the operation of the receiving circuits of the device under test, unless a parasitic spectral line is superimposed on the spectra of the signals transmitted by this attenuator .

Die Steuerung des Phasenschiebers 178 _j wird durch eine digitale Programmierung an seinem Eingang 211 _j realisiert. Um mit Sicherheit zu verhindern, daß parasitäre Spektrallinien, die aus dieser Quantisierung des Steuersignals des Phasenschiebers für die durch das getestete Radar aufgefangenen Strahlungen resultieren, dessen Betrieb stören, wird für die Frequenz der digitalen Steuerung des Phasenschiebers ein Wert gewählt, der mit der Folgefrequenz der durch das getestete Radar gesendeten Impuls synchron ist. Diese Synchronisierung wird durch die Signale ermöglicht, die durch die Schaltungen 62 von dem Ausgang 22 des getesteten Empfängers (Fig. 1) empfangen werden.The phase shifter 178 _j is controlled by digital programming at its input 211 _j . In order to prevent with certainty that parasitic spectral lines, which result from this quantization of the control signal of the phase shifter for the radiation intercepted by the radar under test, disturb its operation, a value is chosen for the frequency of the digital control of the phase shifter, which corresponds to the repetition frequency of the pulse transmitted by the radar under test is synchronous. This synchronization is enabled by the signals received by the circuits 62 from the output 22 of the receiver under test ( Fig. 1).

Das Phasensteuersignal Φ_j wird aus den Signalen X_j und Y_j durch eine erneute A/D-Umwandlung der Ausgangssignale der Verstärker 220 _j und 221 _j an dem Ausgang der Bandfilter 202 _j und 203 _j durch A/D-Wandler 222 _j und 223 _j gewonnen, die der maximalen Frequenz von 100 kHz unter der Steuerung eines Signals 230 arbeiten, das mit der Impulsfolgefrequenz f_R synchron ist. Die auf diese Weise wieder digitalisierten Signale X_j und Y_j werden in einem Arcustangens-Rechner 232 _j verarbeitet, der an seinem Ausgang 233 _j die abgetasteten digitalen Anzeigen der Phasenverschiebung liefert, die dem Strahlungselement j zu geben ist. Diese Anzeigen werden für die Fehler der Phasenverschiebung der zu dem Phasenschieber 178 _j gelangenden Signale aufgrund der Nichtlinearität des Steuersignals A_j² des Dämpfungsgliedes 177 _j korrigiert. Diese Korrektur erfolgt, indem die Ausgangssignale des Summierers 206 in einem A/D-Wandler 240 digitalisiert werden. Die digitalisierten Signale werden in einem Funktionsgenerator 242 verarbeitet, der an seinem Ausgang ein Korrektursignal δR erzeugt, das zu dem Signal aus dem Ausgang 233 _j in einem Summierer 244 hinzugefügt wird, der die Ausgangssignale für die digitale Steuerung des Phasenschiebers 178 _j erzeugt.The phase control signal Φ _j is obtained from the signals X _j and Y _j by renewed A / D conversion of the output signals of the amplifiers 220 _j and 221 _j at the output of the band filters 202 _j and 203 _j by A / D converters 222 _j and 223 _j that operate at the maximum frequency of 100 kHz under the control of a signal 230 that is synchronous with the pulse repetition frequency f _R. The signals X _j and Y _j digitized in this way are processed in an arctangent computer 232 _j , which provides at its output 233 _j the scanned digital indications of the phase shift to be given to the radiation element j. These indications are corrected for the errors of the phase shift of the signals arriving at the phase shifter 178 _j due to the non-linearity of the control signal A _j 2 of the attenuator 177 _j . This correction is done by digitizing the output signals of summer 206 in an A / D converter 240 . The digitized signals are processed in a function generator 242 , which produces at its output a correction signal δR which is added to the signal from the output 233 _j in a summer 244 , which generates the output signals for the digital control of the phase shifter 178 _j .

Ein Eingang des Summierers 244 empfängt ein Phasenkorrektursignal R_CH, das einem Restfehler des elektrischen Weges entspricht, welcher aus einer vorherigen Phaseneichung stammt.An input of summer 244 receives a phase correction signal R _CH which corresponds to a residual error in the electrical path which originates from a previous phase calibration.

In Fig. 6 sind schematisch die Schaltungen zur Phasen- und Amplitudenmodulation (Block 30 nach Fig. 1) der vier Strahler einer Masche über die Umschaltmatrix 28 zusammenfassend schematisch dargestellt, und zwar zusammen mit der Steuerung der Phasenverschiebung und der Dämpfung für den Strahler 18 _j. In FIG. 6, the circuits for phase and amplitude modulation (block 30 of FIG. 1) of the four emitters of a mesh over the switching matrix 28 are schematically summarized schematically, together with control of the phase shift and attenuation for the radiator 18 _j .

Die Modulationsschaltungen I, II, III und IV der vier Strahler werden aus dem Höchstfrequenzgenerator mit einem Hautechosignal gespeist (Leitung 38).The modulation circuits I, II, III and IV of the four emitters are fed from the high frequency generator with a skin echo signal (line 38 ).

Die Signale X_j und Y_j werden in einer Schaltung 250 _j verarbeitet, um das Signal A_j² zu erzeugen, das dem Quadrat des Betrages des abzustrahlenden Signals entspricht. Nach der Linearisierung in einer Schaltung 252 _j wird das linearisierte Signal an den Analogsteuereingang 209 _j des Dämpfungsgliedes 177 _j angelegt. Gleichzeitig wird dieses Signal durch den A/D-Wandler 240 wieder digitalisiert und an eine Phasenkorrekturschaltung 260 _j für das Dämpfungsglied und den Weg angelegt.The signals X _j and Y _j are processed in a circuit 250 _j to produce the signal A _j 2 which corresponds to the square of the amount of the signal to be radiated. After linearization in a circuit 252 _j , the linearized signal is applied to the analog control input 209 _{j of} the attenuator 177 _j . At the same time, this signal is digitized again by the A / D converter 240 and applied to a phase correction circuit 260 _j for the attenuator and the path.

Die Analogsignale X_j und Y_j werden ebenfalls wieder in einem A/D-Wandler 262 _j digitalisiert, dessen Ausgangssignale die weiter oben erläuterte Berechnung der resultierenden Phase in einer Schaltung 264 _j gestatten, die mit der Folgefrequenz f_R (Leitung 270) und durch einen Taktgeber gespeist wird, der mit einem Vielfachen der Folgefrequenz arbeitet (Leitung 272). Die Signale, die zu der Phase der durch den Hornstrahler 18 _j auszusendenden Strahlung proportional sind, werden dann in der Schaltung 260 _j verarbeitet, die die Aufgabe hat, an dem Phasensignal Φ_j Korrekturen für die Steuerung des Phasenschiebers 178 _j vorzunehmen (Leitung 211 _j). Diese Korrekturen gehören neben der oben erwähnten Linearitätskorrektur (Ausgangssignal des Wandlers 240 _j) zu jedem Strahler j und werden durch Eichung vor dem Inbetriebsetzen der Vorrichtung bestimmt, um die Streuung der Kenndaten der Bauelemente zu berücksichtigen und so zu gewährleisten, daß die Gangunterschiede der Strahlungen aus den Hornstrahlern des Feldes 14, die durch den Höchstfrequenzgenerator gleichzeitig gespeist werden, bei Nichtvorhandensein einer absichtlichen Modulation der Phase dieser Signale identisch sind.The analog signals X _j and Y _j are also digitized again in an A / D converter 262 _j , the output signals of which permit the calculation of the resulting phase explained above in a circuit 264 _j with the repetition frequency f _R (line 270 ) and through a clock is fed, which operates at a multiple of the repetition frequency (line 272 ). The signals which are proportional to the phase of the radiation to be emitted by the horn 18 _j are then processed in the circuit 260 _j , which has the task of making corrections to the phase signal Φ _j for the control of the phase shifter 178 _j (line 211 _j ). In addition to the above-mentioned linearity correction (output signal of the converter 240 _j ), these corrections belong to each radiator j and are determined by calibration before the device is started up in order to take into account the scatter in the characteristic data of the components and thus to ensure that the path differences of the radiation are eliminated the horns of the field 14 , which are simultaneously fed by the ultra-high frequency generator, are identical in the absence of an intentional modulation of the phase of these signals.

Mit Hilfe der oben beschriebenen Vorrichtung gelingt es, eine komplexe Wellenfront zu erzeugen, die sich in der Richtung des getesteten Gerätes fortpflanzt und auf sehr realistische Weise die Wellenfronten reproduziert, denen sich Luftradars im wirklichen Einsatzfall gegenübersehen werden. Es gelingt insbesondere, zeitliche Schwankungen der an der Antenne empfangenen Gesamtenergie in der Tiefe zu simulieren, wenn sich das komplexe Ziel in relativ großer Entfernung von dem getesteten Gerät befindet. Diese Schwankungen sind langsam. Wenn das simulierte komplexe Ziel näher bei dem Gerät ist, können Winkelschwankungen des Wertes der empfangenen Energie wahrgenommen werden. Wenn Messungen zur Bestimmung des Fehlrichtwinkels zwischen der Radarsichtlinie und der Richtung eines Ziels vorgenommen werden, ist darüber hinaus deutlich die sogenannte "Clic"-Erscheinung wahrnehmbar, die einer Annullierung der Summe der durch die Antenne empfangenen Amplituden entspricht, während jeder Antennenteil eine von null verschiedene Amplitude wahrnimmt, da die durch einander gegenüberliegende Antennenteile aufgefangenen Amplituden in der Phase entgegengesetzt sind.With the help of the device described above, a to generate complex wavefronts that are in the Propagates towards the device under test and up reproduced the wave fronts very realistically, which air radars face in real use become. In particular, it succeeds in timing Fluctuations in the total energy received at the antenna simulate in depth when the complex Target relatively far from the tested one Device is located. These fluctuations are slow. If the simulated complex target is closer to the device, can cause angular fluctuations in the value of the received Energy can be perceived. If measurements to determine the misalignment angle between the radar line of sight and the direction of a goal is made about it in addition, the so-called "Clic" phenomenon clearly noticeable that a cancellation of the sum of through the antenna corresponds to received amplitudes while each antenna part has a non-zero amplitude perceives because of the opposite antenna parts collected amplitudes in phase opposite are.

Alle diese Erscheinungen können mit Hilfe der Vorrichtung nach der Erfindung simuliert werden, indem komplexe Ziele erzeugt werden, die unterschiedlichen Entwicklungsgesetzen gehorchen und variable Entfernungen haben. Die Anlage ist bei allen Radarkonfigurationen einschließlich aktiven und passiven Radars mit sehr variablen Impulsfolgefrequenzen verwendbar.All of these phenomena can be avoided with the help of the device according to the invention can be simulated by complex objectives are generated, the different development laws obey and have variable distances. The System is included with all radar configurations active and passive radars with very variable pulse repetition frequencies usable.

Claims

1. A method for testing radar devices, a plurality of radiators being arranged at a short distance from the radar antenna, which cooperate in groups and are arranged at substantially the same distance and in a uniform distribution from the radar antenna, and which have signals which can be individually adjusted in terms of amplitude and phase deliver which are synchronized with the radar device in order to simulate a complex, displaceable radar signal, characterized in that
that the radar signal is defined by a multiplicity of reflection points which are simulated by simultaneous excitation of at least three adjacent radiators forming a mesh,
and that in order to simulate any path of movement of the radar target, the excitation of the emitters is changed in groups, starting from input system information such as position, speed, acceleration and target surface, for which purpose a new position of the reflection points is given by shifting by elementary steps, for each reflection point for each neighboring one Radiator amplitude and phase is determined, and by vectorial addition of these signals, the control signals for the amplitude and phase control of the radiators for simulating the position of the radar target are derived.

2. The method according to claim 1, characterized in that
that the phase polarity of at least one of the three emitters is reversed for the reflection point which lies outside the emitter forming a triangular mesh.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that at any time of the wavefront with the help of a group of only four adjacent radiators in the corners of two in the overall arrangement ( 14 ) adjacent triangular meshes is generated.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, in which the signals transmitted by each radiator ( 18 ) in the amplitude and / or in the phase are set discontinuously, characterized in that the frequency of this modulation in synchronism with a switching frequency of the circuits of tested device is done to mask the discontinuous manner of modulation for the latter.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in
that for each reflection point (PB _j ) the relative amplitude of the signal of each emitter of a mesh, which contributes to the simulation of the radiation emanating from this reflection point, and the differential phase of the radiation emanating from this reflection point with respect to the radiation center of gravity of the complex target are determined,
that the sum of the vectors is formed with which the emitters of the mesh contribute to the simulation of the entirety of the reflection points,
and that the amplitude and the phase of the signal emitted by a radiator are determined as a function of the parameters of the sum vector thus determined for each radiator.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized, that all emitters of the mesh are fed from a high frequency generator whose emission is dependent on the simulated movement of the from the tested device from the radiation focus of the complex Target is modulated.

7. The method according to claim 5, characterized, that the temporally successive values of the amplitude and the phase each spotlight for the simulation of every bright point on discontinuous Way depending on the development of the latter and at a frequency can be determined which is greater than the permissible maximum differential Doppler frequency between the reflection points and the center of radiation of the simulated complex target.

8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized, that the amplitude of the signals emitted by each radiator in the group is continuously modulated in time.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized, that defines the development of reflection points from discrete information is gradually delivered with a relatively low clock frequency and that from this information by extrapolation with a higher clock frequency the amplitude and phase parameters of the radiation each emitter can be determined, the development of the reflection points simulate.

10. The method according to any one of claims 1 to 9 for the simulation of a complex target emitted radiation, characterized, that in each stage of the development of the reflection points of this goal one Mesh is determined by the line of sight of the center of radiation of the Target is enforced, and that in the nodes of the particular Meshed spotlights for simulating the development of the target be selected during this simulation phase.

11. A device for testing a radar device which is arranged opposite a field in such a way that it detects a part of at least this field with its electromagnetic observation field, the field containing a plurality of substantially point-shaped radiators which are arranged in the plane of the field, and with a maximum frequency generator to control the radiators
by coupling devices for selectively coupling this generator to a group ( 42 ) of at least three radiators in the nodes of one or more adjacent meshes in the field ( 14 ),
by a circuit for each of the radiators in the group, which contains an attenuator ( 177 _j ) and a phase shifter ( 178 _j ),
and by control means ( 66 ) for the attenuator and the phase shifter of each radiator of the group, which are capable of developing the amplitude and the phase of the radiation of each radiator of this group to produce a complex wavefront which is the displacement of the reflection points of one Target simulated in the observation field of the radar under test within one mesh.

12. The device according to claim 11, featured, through controls for the high frequency generator to simulate the Development of the center of mass of the reflection points of a target, in particular in the distance and in the speed, in the line of sight of the tested Radar.

13. The apparatus according to claim 11 or 12, characterized in
that the means for controlling the attenuators and the phase shifters include means responsive to the development of multiple reflection points which form a complex target, depending on the differential Doppler effect of each of these reflection points with respect to the center of mass of the complex target for determine each of the radiators of the selected group the characteristic data of a radiation vector which corresponds to the amplitude and phase contribution of this radiator to simulate the wave emitted by the corresponding reflection point,
and that means for summing the contribution vectors thus determined are provided for each radiator to determine the signals for controlling the attenuator and the phase shifter associated with each of the radiators of the selected group.

14. Device according to one of claims 11 to 13, marked by Facilities to simulate the parameters that the gradual development determine the complex reflection points of the target, and through facilities for extrapolation with higher frequency within each step of the development the amplitude and phase of the radiation from each of the emitters the selected group.

15. The device according to one of claims 11 to 14, marked by Means for continuously modulating the control of each attenuator assigned radiator as a function of that by the control devices certain amplitude development.

16. The device according to one of claims 11 to 15, characterized, that the control devices of each of the emitters of the selected group assigned phase shifters work discontinuously at a frequency, with the switching frequency of the circuits of the radar device under test is in sync.