DE3414159C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem 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 Pulsradar­ geräte müssen z. B. kohärent ausgelegt sein, um innerhalb des geträgerten 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 Ent­ fernungsinformation liefern. Ein möglicher Lösungsweg besteht in einem FM-CW-Radar (FM-Dauerstrich-Radar) mit dreieckförmiger Frequenz- über-Zeit-Abhängigkeit. Für eine saubere, ausreichend genaue Auswertung ist hier jedoch eine hohe Linearität der Frequenz- Zeit-Abhängigkeit mit ebenfalls hohem Aufwand nötig.

Solche Radargeräte sind bekannt aus dem Buch SKOLNIK, Merrill, Ivan: Introduction to Radar Systems, New York: 1980, McGraw-Hill Book Comp., Seiten 81-84, 101-103.

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.

Diese Aufgabe wird gemäß Erfindung mit den im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen 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 Pulsoszilla­ tors und eines CW-Oszillators werden über einen HF- Diplexer zusammengeführt und gemeinsam ausgesandt. Der CW-Oszillator ist gleichzeitig Mischeroszillator (Lokal­ oszillator), so daß die Anzahl der benötigten Oszillatoren gegenüber einem Pulsradar gleich bleibt; d. h., der im Pulsradar ohnehin nötige Mischeroszillator muß lediglich etwas leistungsstärker ausgelegt werden. Das von einem Ziel reflektierte Signal wird im Mischer auf zwei ver­ schiedene 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 Doppler­ frequenz. Zur Eingrenzung der Rauschbandbreite wird das herabgemischte Pulssignal ohnehin bandbegrenzt, während das Dopplersignal niederfrequent weiterverarbeitet wird.

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

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

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 Mischerosziliator 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/Empfangs­ weiche 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 Viertorzirku­ lator 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 eine zweite Antenne abstrahlen. Eine solche alternative Ausführung der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Der Empfang beider reflektierter Signale erfolgt jedoch über den CW-Zweig. 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/Empfangs­ weiche genutzt, zur Einkopplung in ein gemeinsames Signal/LO-Tor des Mischers (Eintaktmischer).

Claims (7)

1. Radargerät im mm-Wellen-Bereich zur gleichzeitigen Bestimmung von Entfernung und Geschwindig­ keit eines Ziels, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - das Radargerät sendet sowohl ein geträgertes Pulssignal als auch ein Dauerstrichsignal (CW-Signal) aus,
• - das geträgerte Pulssignal und das Dauerstrichsignal (CW-Signal) wird von einem Oszillator erzeugt, der gleichzeitig als Lokaloszillator für den Empfangsmischer dient,
• - das geträgerte Pulssignal und das Dauerstrichsignal (CW-Signal) sind gegeneinander frequenzversetzt, die von einem Ziel reflektierten Signale werden auf den Empfangsmischer gegeben, in welchem die reflektierten Pulse auf eine Zwischenfrequenz entsprechend der Diffe­ renzfrequenz der beiden Sendesignale herabgesetzt werden, während das reflektierte Dauerstrichsignal (CW-Signal) auf eine Dopplerfre­ quenz entsprechend der Zielbewegung herabgesetzt wird,
• - aus der Pulslaufzeit wird die Entfernung, aus der Dopplerfrequenz die relative Geschwindigkeit des Ziels bestimmt (Fig. 1).

2. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geträgerte Pulssignal und das Dauerstrichsignal (CW-Signal) über einen HF- Diplexer zusammengeführt und über eine Sende/Empfangs­ weiche auf eine gemeinsame Antenne geführt sind (Fig. 1).

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-Oszilla­ tors besteht, und daß die Sende/Empfangsweiche ein zweiter Zirkulator ist (Fig. 2).

4. Radargerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Zirkulator zu einem Viertorzirku­ lator zusammengefaßt sind (Fig. 3).

5. Radargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geträgerte Pulssignal und das Dauerstrichsignal (CW-Signal) über zwei getrennte Antennen abgestrahlt werden, und daß beide reflektierten Signale über die Antenne des CW-Zweiges empfangen werden (Fig. 4).

6. Radargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Leistung des CW-Oszilla­ tors über einen Koppler ausgekoppelt und auf einen separa­ ten Mischereingang geführt ist.

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