DE3414159A1 - Radargeraet - Google Patents

Description

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Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-ÜL/Bl/hä

Theodor-Stern-Kai 1 UL 84/l6

D-6OOO Frankfurt 70

Radargerät

Die Erfindung betrifft ein Radargerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Radargeräte, die Entfernung und Geschwindigkeit eines Ziels gleichzeitig mit guter Genauigkeit messen können, erfordern im allgemeinen einigen Aufwand. Reine Pulsradargeräte müssen z. B. kohärent ausgelegt sein, um innerhalb des Pulses die Dopplerfrequenz bestimmen zu können. Ein kohärentes Pulsradar setzt jedoch eine aufwendige und damit teure Frequenzaufbereitung voraus.

Reine Geschwindigkeitsmessungen sind mit relativ einfachen Doppler-Radars möglich, die jedoch wiederum keine Entfernungsinformation liefern. Ein möglicher Lösungsweg besteht in einem FM-CW-Radar mit dreieckförmiger Frequenz -iiber-Zeit-Abhängigkeit. Für eine saubere, ausreichend

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genaue Auswertung ist hier jedoch eine hohe Linearität der Frequenz-Zeit-Abhängigkeit mit ebenfalls hohem Aufwand nötig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Radargerät der eingangs genannten Art anzugeben, das beide Meßgrößen erfaßt, jedoch nur einen wenig größeren Aufwand erfordert als ein inkohärentes Pulsradar.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen bzw. Ausbildungen der Erfindung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung ist in FIG. 1 gezeichnet. Die Signale eines Pulsoszillators und eines CW-Oszillators werden über einen HF-Diplexer zusammengeführt und gemeinsam ausgesandt. Der CW-Oszillator ist gleichzeitig Mischeroszillator (Lokaloszillator), so daß die Anzahl der benötigten Oszillatoren gegenüber einem Pulsradar gleich bleibt; d. h., der im Pulsradar ohnehin nötige Mxscheroszillator muß lediglich etwas leistungsstärker ausgelegt werden« Das von einem Ziel reflektierte Signal wird im Mischer auf zwei verschiedene Zwischenfrequenzen herabgemischt: Das Pulssignal auf eine ZF-Frequenz entsprechend dem Frequenzabstand von Puls- und CW-Oszillator-Frequenz, das reflektierte CW-Signal aufgrund der Bewegung des Ziels auf die Dopplerfrequenz. Zur Eingrenzung der Rauschbandbreite wird das herabgemischte Pulssignal ohnehin bandbegrenzt, während das Dopplersignal niederfrequent weiterverarbeitet wird.

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Dadurch ist auch in der Weiterverarbeitung und Auswertung der ZF-Diplexer-Aufwand gering.

Wie bei einem einfachen Dopplerradar ist die Geschwindigkeitsmessung auf Einzelziele beschränkt. Die Anwesenheit mehrerer gleich schneller Ziele in unterschiedlicher Entfernung ist jedoch mit Hilfe des Pulsteils feststellbar.

Aufgrund der geringen Bandbreite des Dopplersignals ist für gleiche Systemempfindlichkeit wie beim Pulsteil eine wesentlich geringere Leistung erforderlich, so daß die Leistungserhöhung des CW-Oszillators im Vergleich zum Mischeroszillator eines üblichen Pulsradars in Grenzen bleibt; oft stellt ein Mischeroszillator sogar mehr Leistung zur Verfügung als für den Mischer nötig ist

(z. B. bei einem Eintaktmischer mit LO-Einkopplung über Richtkoppler).

FIG. 2 zeigt eine einfache Ausführung des HF-Diplexers mit Hilfe eines ersten Zirkulators und eines einzigen Bandpasses. Puls- und CW-Oszillator können in dieser Anordnung prinzipiell auch vertauscht werden. Die Sende/Empfangsweiche der gemeinsamen Antenne ist wie in FIG. 1 als zweiter Zirkulator ausgebildet.

Werden der erste Zirkulator des Diplexers und der zweite Zirkulator der Sende/Empfangsweiche zu einem Viertorzirkulator vereinigt, so entsteht eine Anordnung nach FIG. 3· Ein Viertorzirkulator ist weniger aufwendig als zwei Dreitorzirkulatoren.

Ist die Antenne nicht zu aufwendig, läßt sich der HF-Diplexer vollständig einsparen und das Pulssignal über

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eincä /,weite Antenne abstrahlen. Eine solche alternative Ausführung der Erfindung ist in FIG. 4 dargestellt. Der Empfang beider reflektierter Signale erfolgt jedoch über den CW-Zwe:i.g. Die weitere Verarbeitung erfolgt genau wie anhand der FIG. 1 beschrieben.

Die Lokaloszillatorleistung für den Mischer wird entweder über einen Koppler dem CW-Oszillator entnommen, wie in den Figuren dargestellt, und auf ein separates LO-Tor des Mischers geführt (Gegentaktmischer), oder die nicht ideale Entkopplung des Zirkulators der Sende/Empfangsweiche genutzt, zur Einkopplung in ein gemeinsames Signal/LO-Tor des Mischers (Eintaktmischer).

Claims (6)

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   Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-UL/Bl/hä

   Theodor-Stern-Kai 1 UL 6

   D-6000 Frankfurt 70

   Patentansprüche

   Radargerät, vorzugsweise im mni-Wellen-Bereich, zur gleichzeitigen Bestimmung von Entfernung und Geschwindigkeit eines Ziels, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   Das Radargerät sendet sowohl ein Pulssignal als auch ein CW-Signal aus.

   Das CW-Signal wird von einem Oszillator erzeugt, der gleichzeitig als Lokaloszillator für den Empfangsmischer dient.

   Die beiden Signale sind gegeneinander frequenzversetzt.

   - Die von einem Ziel reflektierten Signale werden auf den Empfangsmischer gegeben, in welchem die reflektierten Pulse auf eine Zwischenfrequenz entsprechend der Differenzfrequenz der beiden Sendesignale herabgesetzt werden, während das reflektierte CW-Signal auf eine Dopplerfrequenz entsprechend der Zielbewegung herabgesetzt wird.

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   Aus der Pulslaufzeit wird die Entfernung, aus der Dopplerfrequenz die relative Geschwindigkeit des Ziels bestimmt (FIG. l).
2. 2. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulssignal und das CW-Signal überfeinen HF-Diplexer zusammengeführt und über eine Sende/Empfangsweiche auf eine gemeinsame Antenne geführt sind (FIG. 1).
3. 3. Radargerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der HF-Diplexer aus einem ersten Zirkulator und einem Bandpaß im Zweig des Pulsoszillators oder des CW-Oszillators besteht, und daß die Sende/Empfangsweiche ein zweiter Zirkulator ist (FIG. 2).
4. 4. Radargerät nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Zirkulator zu einem Viertorzirkulator zusammengefaßt sind (FIG. 3).
5. 5. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulssignal und das CW-Signal über zwei getrennte Antennen abgestrahlt werden, und daß beide reflektierten Signale über die Antenne des CW-Kanals empfangen werden (FIG. 4).
6. 6. Radargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Leistung des CW-Oszillators über einen Koppler ausgekoppelt und auf einen separaten Mischereingang geführt ist.

   7· Radargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Leistung des CW-Oszillators durch Überkopplung aufgrund endlicher Isolation der Zirkulatoren in dasselbe Tor wie die Empfangssignalleistung in den Mischer gelangt.