DE3435295C1

DE3435295C1 - Method and arrangement for detecting and identifying target objects

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Publication number: DE3435295C1
Application number: DE19843435295
Authority: DE
Inventors: Ludger Dipl-Ing Grage; Wolfgang Dipl-Ing Kranz; Gerhard Dipl-Phys Dr Brumme
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1984-09-26
Filing date: 1984-09-26
Publication date: 1990-05-17
Anticipated expiration: 2004-09-27
Also published as: GB2229882A; GB2229882B; FR2646926A1; FR2646926B1

Abstract

The use of radar devices for detecting and identifying target objects is based on the finding that the radar echo signals contain characteristic Doppler frequencies which are produced on moving parts of the propulsion units. A laser sensor operating in accordance with the radar principle, comprising a laser transmitter and an optical heterodyne receiver, detects characteristic surface vibrations of the target objects and derives from the laser echo signals, after frequency conversion and demodulation, low-frequency oscillations having the frequencies of the vibration spectrum, from which detection and identification results are determined by comparison with patterns of known target objects. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein nach dem Doppler-Radarprinzip arbeitendes Verfahren sowie auf eine Anordnung zum Erkennen und Identifizieren von Zielobjekten.The invention relates to a Doppler radar principle working method and an arrangement for recognition and identifying targets.

Zum Erkennen und Identifizieren militärischer Ziele im Gefechtsfeld sind verschiedene aktiv und passiv arbeitende Verfahren bekannt. Als Anordnungen zur Durchführung dieser Verfahren gelangen z. B. Radargeräte, wärmeempfindliche Sensoren und Wärmebildgeräte zum Einsatz. Die besonderen Eigenschaften der verschiedenen Einrichtungen erweisen sich beim erschwerten Einsatz im Gefechtsfeld in Abhängigkeit von seiner großen Anzahl von Begleitumständen als Vor- oder Nachteil.To recognize and identify military targets in the Battlefield are different active and passive working Process known. As instructions for implementation this method z. B. radars, heat sensitive Sensors and thermal imagers for use. The special characteristics of the different facilities prove themselves in difficult use in the battlefield depending on its large number of Concomitant circumstances as an advantage or disadvantage.

Beim Einsatz von Radargeräten werden vorwiegend die Dopplerfrequenzanteile der Echosignale von bewegten Zielobjekten oder von bewegten Teilen dieser Objekte für die Erkennung und Identifizierung z. B. durch Spektralanalyse ausgewertet. Aus der DE-OS 29 28 907 ist es bereits bekannt, Echosignale auf periodische Nebenlinien des Doppler-Frequenzspektrums zu untersuchen und für die Identifizierung charakteristische Nebenlinien mit gespeicherten Bestimmungsmerkmalen bekannter Zielobjekte zu vergleichen. Nach einer Grobauswertung zur Unterscheidung verschiedener Zielarten, wie z. B. bei Luftfahrzeugen, Düsen-, Propellermaschinen, Hubschrauber kann eine Feinauswertung zur Einordnung in ein Typenschema durchgeführt werden.When using radar devices, mainly the Doppler frequency components of the echo signals from moving Target objects or moving parts of these objects for the detection and identification z. B. by spectral analysis evaluated. From DE-OS 29 28 907 it is already known, echo signals on periodic secondary lines to investigate the Doppler frequency spectrum and for the Identification of characteristic secondary lines with saved Determinants of known target objects to compare. After a rough evaluation for distinction different target types, such as B. at Aircraft, jet, propeller machines, helicopters can do a fine evaluation for classification in a type scheme be performed.

Passiv arbeitende Einrichtungen nutzen z. B. die Wärmestrahlung der Zielobjekte aus und leiten aus der Modulation der Wärmestrahlung, wie sie durch den Rotor eines Hubschraubers bewirkt wird, eigentümliche Merkmale für die Erkennung oder Identifizierung ab.Passive working institutions use e.g. B. heat radiation the target objects and derive from the modulation the heat radiation as generated by the rotor Helicopter is causing peculiar features for detection or identification.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Erkennung und Identifizierung von Zielobjekten durch ein Verfahren weiter zu verbessern, das von der Erkenntnis ausgeht, daß Antriebsaggregate aller zum Einsatz gelangenden Objekte entsprechende Vibrationserscheinungen auf deren Oberfläche hervorrufen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die aus den Bewegungen der Antriebsaggregate resultierenden Vibrationen der Oberfläche der Zielobjekte bzw. das daraus resultierende Doppler-Spektrum zur Identifizierung herangezogen werden.The invention has for its object the detection and identification of target objects by a method continue to improve based on the knowledge that Drive units of all objects used corresponding vibrations on their surface cause. According to the invention, this object solved in that from the movements of the drive units resulting vibrations of the surface of the Target objects or the resulting Doppler spectrum be used for identification.

Das an der Oberfläche der Objekte entstehende charakteristische Vibrationsspektrum moduliert den auf das Objekt gerichteten Laserstrahl in der Frequenz bzw. in der Phase. Das reflektierte Echosignal enthält somit einen Dopplerfrequenzanteil, der ausschließlich auf die Vibrationen der Oberfläche zurückgeht. Da alle Oberflächenteile eines Objekts Schwingungen mit der Vibrationsfrequenz ausführen, ist es unerheblich, welcher Teil vom Laserstrahl beleuchtet wird. Daraus ergibt sich gegenüber anderen bekannten Verfahren der Vorteil, daß Erkennung und Identifizierung vom Aspektwinkel unabhängig sind.The characteristic that arises on the surface of the objects Vibration spectrum modulates the on the object directed laser beam in frequency or in the phase. The reflected echo signal thus contains a Doppler frequency component that only applies to the Surface vibrations decrease. Because all surface parts an object's vibrations with the vibration frequency it doesn't matter which one Part is illuminated by the laser beam. This results in the advantage over other known methods that Detection and identification regardless of the aspect angle are.

Aus der Literaturstelle Proceedings IEE, Vol. 120, No. 9, Sept. 1973, Seiten 1017 bis 1023, ist es bereits bekannt, das Vibrationsspektrum von Turbinenschaufeln mittels eines Laser-Doppler-Radargerätes zu messen, wobei die rotationsbedingte Doppler-Komponente der Turbinenschaufeln durch Beeinflussung der Überlagerungs-Oszillatorfrequenz eliminiert wird.From the literature reference Proceedings IEE, Vol. 120, No. 9, Sept. 1973, pages 1017 to 1023, it is already known the vibration spectrum of turbine blades to measure using a laser Doppler radar device, where the rotation-related Doppler component of the Turbine blades by influencing the local oscillator frequency is eliminated.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird zur Durchführung des Verfahrens ein Laser mit einer Wellenlänge im Infrarotbereich verwendet, z. G. ein CO₂-Laser. Diese Wellenlänge ist sehr viel kleiner als die Vibrationsamplitude an der Oberfläche eines Objektes. Es ist somit eine gute Modulationstiefe gewährleistet und damit die Auswertung auch sehr niedriger Vibrationsfrequenzen bis hinab zu einem Hz sichergestellt.According to an advantageous development of the invention is a laser with a Wavelength used in the infrared range, e.g. G. a CO₂ laser. This wavelength is much smaller than the vibration amplitude on the surface of a Property. A good depth of modulation is thus guaranteed and thus the evaluation is also very low Vibration frequencies down to one Hz ensured.

Weist das vom Laserstrahl beleuchtete Zielobjekt eine Eigenbewegung auf, so ist die auf die Vibrationsschwingungen zurückzuführende Dopplerfrequenz des Echosignales mit einer geschwindigkeitsabhängigen zweiten Dopplerfrequenz überlagert. Die automatische Anpassung des Demodulators im Überlagerungsempfänger an die Frequenzverschiebung kann vorteilhafterweise mit Hilfe einer PLL-(Phase-Locked-Loop)Schaltung erzielt werden.Assigns the target object illuminated by the laser beam Self-movement on, so is the vibration vibrations Doppler frequency of the Echo signal with a speed-dependent second Doppler frequency superimposed. The automatic Adaptation of the demodulator in the overlay receiver to the frequency shift can advantageously using a PLL (phase locked loop) circuit be achieved.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 7 näher erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 7. Show it

Fig. 1 die Entstehung der Frequenzmodulation des Laserstrahls durch Oberflächenvibration eines Hubschraubers, Fig. 1, the origin of the frequency modulation of the laser beam due to surface vibration of a helicopter,

Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau eines optischen Überlagerungsempfängers. Fig. 2 shows the basic structure of an optical overlay receiver.

Fig. 3 die Informationsgewinnung mit einem Lasersensor, Fig. 3, the acquisition of information with a laser sensor,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Lasermotors mit Auswerteschaltung für einen im CW-Betrieb arbeitenden Lasersender Fig. 4 shows an embodiment of a laser motor with evaluation circuit for a laser transmitter working in CW mode

Fig. 5 und 6 Abwandlungen des Auswerteteiles für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, Fig. 5 and 6, modifications of the evaluation unit can for the embodiment according to Fig. 4,

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel eines Lasersensors mit einem gepulsten Lasersender. Fig. 7 shows an embodiment of a laser sensor with a pulsed laser transmitter.

Am Beispiel eines Hubschraubers soll anhand der Fig. 1 geklärt werden, welche Modulation die durch das Antriebsaggregat erzeugte Vibration der Hubschrauberzelle in einem Laserstrahl hervorruft. Der schwebende Hubschrauber wird mit einer Frequenz f _s des Lasersenders angestrahlt. Die Schwingung des Sendesignals sei sinusförmig und durch folgende Formeln beschriebenUsing the example of a helicopter, it is to be clarified with reference to FIG. 1 which modulation causes the vibration of the helicopter cell generated by the drive unit in a laser beam. The floating helicopter is illuminated with a frequency f _{s of} the laser transmitter. The oscillation of the transmission signal is sinusoidal and described by the following formulas

A _s = a _s cos Ω _s t A _s = a _s cos Ω _s t

wobei A _s die Amplitude nach Ablauf der Zeit t, a _s die Maximalamplitude und Ω _s = 2 π f _s die Kreisfrequenz bedeutet. Am Hubschrauber wird das Signal reflektiert und kommt nach einer Gesamtlaufzeit T mit der Phase ϕ im Empfänger an:where A _{s is} the amplitude after the time t, a _{s is} the maximum amplitude and Ω _s = 2 π f _{s is} the angular frequency. The signal is reflected on the helicopter and arrives in the receiver after a total running time T with phase ϕ :

Zur Vereinfachung wird angenommen, daß die mechanische Schwingung, die an der Reflexionsstelle der Außenhaut des Hubschraubers auftritt, sinusförmig ist und mit einer einzigen Frequenz f _H abläuft. Sie läßt sich durch die FormelFor simplification, it is assumed that the mechanical vibration that occurs at the reflection point of the outer skin of the helicopter is sinusoidal and takes place at a single frequency f _H. You can use the formula

s(t) = a _H sin W _H t s (t) = a _H sin W _H t

beschreiben, wobei s die Amplitude nach Ablauf der Zeit t, a _H die maximale Amplitude (Hub) und W _H die Kreisfrequenz bedeuten. Es wird weiter angenommen, daß die Auslenkung s der Außenhaut des Hubschraubers genau in Richtung auf den Empfänger erfolgt. Dadurch wird die Laufzeit T im Rhythmus der Vibration moduliert. Mit diesen Voraussetzungen ist es mathematisch auf einfache Weise abzuleiten, daß der reflektierte Laserstrahl eine Frequenzmodulation aufweist.describe, where s is the amplitude after the time t, a _H the maximum amplitude (stroke) and W _H the angular frequency. It is further assumed that the deflection s of the outer skin of the helicopter takes place exactly in the direction of the receiver. This modulates the transit time T in the rhythm of the vibration. With these requirements, it can be derived mathematically in a simple manner that the reflected laser beam has a frequency modulation.

Der dabei entstehende Modulationsindex m gehorcht der BeziehungThe resulting modulation index m obeys the relationship

wobei λ _s die Wellenlänge der Sendestrahlung ist. Im allgemeinen ist die Vibrationsamplitude a _H des Objekts viel größer als die Wellenlänge λ _s des Lasers.where λ _{s is} the wavelength of the transmitted radiation. In general, the vibration amplitude a _{H of} the object is much larger than the wavelength λ _{s of} the laser.

Aufgrund dessen ist der reflektierte Laserstrahl gut durchmoduliert und führt zu einem großen Frequenzhub. Es ist deshalb ein gutes Signal/Rauschverhältnis zu erwarten, da dieses bei Frequenzmodulation mit wachsendem Frequenzhub steigt.Because of this, the reflected laser beam is good through modulated and leads to a large frequency swing. There is therefore a good signal to noise ratio too expect this to increase with frequency modulation Frequency swing increases.

Weist der Hubschrauber eine Relativ-Geschwindigkeit auf, dann führt diese zu einer zusätzlichen Dopplerverschiebung, die bei der Signalaufbereitung im Empfänger berücksichtigt werden muß.The helicopter has a relative speed then this leads to an additional Doppler shift, the signal processing in the Receiver must be considered.

Zur Aufbereitung der Laser-Echosignale ist ein optischer Überlagerungsempfänger erforderlich. Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, besteht das Empfangssignal aus dem Modulationsspektrum Δ f _H bei einer Trägerfrequenz f _s. Zur Demodulation muß die Trägerfrequenz f _s im Empfänger bekannt sein, d. h. es ist ein Überlagerungsempfänger erforderlich. Den prinzipiellen Aufbau eines optischen Überlagerungsempfängers zeigt Fig. 4. Dem Empfangssignal der Frequenz f _s + Δ f _H wird auf dem Detektor das über einen Strahlteiler ST und einer Optik O eingekoppelte Lokaloszillatorsignal LO mit der Frequenz f _LO überlagert. Am Ausgang des Detektors D entsteht das Mischprodukt der beiden Signale mit der Frequenz f _s-f _LO+Δ f _H. Die Frequenzdifferenz zwischen der Trägerfrequenz und der Lokaloszillatorfrequenz muß die für Überlagerungsempfang erforderliche Konstanz haben. Die beiden Frequenzen sollten daher aus einer kohärenten Quelle abgeleitet werden. Das Mischprodukt am Ausgang des Detektors D wird zur Weiterverarbeitung an einem Verstärker V geführt.An optical heterodyne receiver is required to process the laser echo signals. As can be seen from FIG. 2, the received signal consists of the modulation spectrum Δ f _H at a carrier frequency f _s . For demodulation, the carrier frequency f _s in the receiver must be known, ie an overlay receiver is required. The basic structure of an optical superposition receiver is shown in FIG. 4. The received signal of the frequency f _s + Δ f _H is superimposed on the detector by the local oscillator signal LO coupled in via a beam splitter ST and an optical system O with the frequency f _LO . The mixed product of the two signals with the frequency f _s - f _LO + Δ f _H arises at the output of the detector D. The frequency difference between the carrier frequency and the local oscillator frequency must have the constancy required for heterodyne reception. The two frequencies should therefore be derived from a coherent source. The mixed product at the output of the detector D is passed to an amplifier V for further processing.

Die Informationsgewinnung wird anhand der Fig. 3 erläutert. Ein Laserstrahl des Lasersenders LS mit der Frequenz f _LO wird mit dem akustooptischen Modulator AOM um eine Zwischenfrequenz f _ZF (im MHz-Bereich) frequenzversetzt. Das Ausgangssignal mit der Frequenz f _LO+f _ZF = f _s beleuchtet das Zielobjekt ZO und wird durch die Vibration an seiner Oberfläche frequenzmoduliert. Das zum Empfänger reflektierte Signal enthält die Frequenzmodulation Δ f _H bei einer Trägerfrequenz f _LO+f _ZF. Am Ausgang einer Mischstufe M des Empfängers wird nach Mischen dieser Frequenz mit der Frequenz f _LO des Lasersenders die Frequenzmodulation Δ f _H bei der Zwischenfrequenz f _ZF erhalten. Diese kann im Demodulator DM auf die eigentliche Vibrationsschwingung f _H demoduliert werden.The information acquisition is explained with reference to FIG. 3. A laser beam from the laser transmitter LS with the frequency f _LO is frequency- _shifted with the acousto-optical modulator AOM by an intermediate frequency f _IF (in the MHz range). The output signal with the frequency f _LO + f _IF = f _s illuminates the target object ZO and is frequency-modulated by the vibration on its surface. The signal reflected to the receiver contains the frequency modulation Δ f _H at a carrier frequency f _LO + f _IF . After mixing this frequency with the frequency f _{LO of} the laser transmitter, the frequency modulation Δ f _H at the intermediate frequency f _{IF is} obtained at the output of a mixer stage M of the receiver. This can be demodulated in the demodulator DM to the actual vibration vibration f _H.

Ein Ausführungsbeispiel eines Lasersensors mit Auswerteschaltung für einen CW-Betrieb arbeitenden Lasersender ist in der Fig. 4 dargestellt. Die in einem z. B. als CO₂-Laser ausgebildeten Sender LS erzeugte Sendefrequenz wird über ein Teleskop TS als Sendesignal abgestrahlt. Die für den als Überlagerungsempfänger ausgebildeten optischen Empfänger erforderliche Frequenzverschiebung um eine Zwischenfrequenz ZF erfolgt in einem akustooptischen Modulator AOM 1. Das LO-Signal wird über einen Strahlverteiler ST 1 zusammen mit dem am Zielobjekt reflektierten Empfangssignal in den optischen Überlagerungsempfänger eingekoppelt. Die beiden Signalanteile gelangen über eine Optik O 1 an den Eingang eines Detektors D 1, dessen Ausgang das Modulationssignal mit einer bei der Zwischenfrequenz liegenden Mittenfrequenz liefert. Dieses Signal wird im Verstärker V 1 verstärkt, im Begrenzer B 1 begrenzt und danach in einem Frequenzdemodulator DM 1 demoduliert, so daß sich die Vibrationsschwingung im Niederfrequenzbereich ergibt. Die Summe aller Vibrationsschwingungen an der Oberfläche des Zielobjektes, welche innerhalb der vom Laser beleuchteten Zielfläche liegen, stellt dann das charakteristische Vibrationsspektrum dar. Neben dem FM-Demodulator ist der Korrelator K ein wichtiger Bestandteil der Auswerteschaltung. Durch Korrelation mit Mustern bekannter Ziele im Zeitbereich, die z. B. einem Musterspeicher MS 1 entnommen werden, kann der Typ eines Zielobjektes bestimmt und in einer Anzeige A angezeigt werden.An embodiment of a laser sensor with evaluation circuit for a laser transmitter operating in CW mode is shown in FIG. 4. The in a z. B. as a CO₂ laser transmitter LS generated transmission frequency is emitted via a telescope TS as a transmission signal. The frequency shift by an intermediate frequency IF required for the optical receiver designed as a superimposed receiver takes place in an acousto-optical modulator AOM 1 . The LO signal is coupled into the optical superimposed receiver via a beam splitter ST 1 together with the received signal reflected at the target object. The two signal components pass through an optical system O 1 to the input of a detector D 1 , the output of which supplies the modulation signal with a center frequency lying at the intermediate frequency. This signal is amplified in the amplifier V 1 , limited in the limiter B 1 and then demodulated in a frequency demodulator DM 1 , so that the vibration oscillation results in the low frequency range. The sum of all vibration vibrations on the surface of the target object, which lie within the target area illuminated by the laser, then represents the characteristic vibration spectrum. In addition to the FM demodulator, the correlator K is an important component of the evaluation circuit. By correlating with patterns of known time domain targets, e.g. B. can be taken from a sample memory MS 1 , the type of a target object can be determined and shown in a display A.

Der FM-Demodulator DM 1 muß im übrigen so ausgebildet sein, daß außer den durch Vibrationsschwingungen an der Oberfläche eines Zielobjektes entstehenden Dopplerfrequenz eine dieser überlagerte von der Relativgeschwindigkeit des Zielobjektes abhängige weitere Dopplerfrequenz berücksichtigt wird. Um die von der Relativbewegung des Zielobjektes abhängige unerwünschte Dopplerfrequenz unwirksam zu machen, ist es erforderlich, den Demodulator mitlaufend zu machen. Schaltungsmäßig ist dies durch Anwendung einer PLL-Schaltung (Phase-Locked-Loop-Schaltung) möglich.The FM demodulator DM 1 must also be designed in such a way that, in addition to the Doppler frequency resulting from vibrational vibrations on the surface of a target object, another Doppler frequency that is superimposed on the relative speed of the target object is taken into account. In order to render the undesired Doppler frequency, which is dependent on the relative movement of the target object, ineffective, it is necessary to make the demodulator follow. In terms of circuitry, this is possible by using a PLL circuit (phase-locked loop circuit).

Die Auswertung des Vibrationsspektrums kann abweichend von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 durch Verwendung eines zwischen dem FM-Demodulator DM 1 und dem Korrelator K angeordneten Fast-Fourier-Prozessor erfolgen, der die niederfrequenten Vibrationsschwingungen vom Zeitbereich in den Spektralbereich umsetzt. Die Korrelation mit den bekannten Mustern erfolgt dann im Frequenzbereich (Fig. 5).Deviating from the exemplary embodiment according to FIG. 4, the vibration spectrum can be evaluated by using a Fast Fourier processor arranged between the FM demodulator DM 1 and the correlator K , which converts the low-frequency vibration vibrations from the time domain into the spectral domain. The correlation with the known patterns then takes place in the frequency domain ( FIG. 5).

In einem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 wird das Ceptrum der Vibrationsschwingungen durch zweimalige Fouriertransformation zwischen dem Ausgang des Demodulators und dem Eingang des Korrelators K 1 gewonnen, wobei zwischen der ersten und der zweiten Fouriertransformation eine Logarithmierung in der Stufe Log durchgeführt wird. Die Identifizierung des Zielobjektes erfolgt kann in gleicher Weise wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen durch Korrelation und Anzeige.In a further exemplary embodiment according to FIG. 6, the ceptrum of the vibration oscillations is obtained by means of two Fourier transformations between the output of the demodulator and the input of the correlator K 1 , logarithmization in the Log stage being carried out between the first and the second Fourier transformations. The target object can be identified in the same way as in the previous exemplary embodiments by means of correlation and display.

Ein in Fig. 7 dargestelltes Ausführungsbeispiel eines Lasersensors arbeitet mit einem gepulsten Laserstrahl. Der schaltungsmäßige Aufbau entspricht somit dem eines Pulsdopplerradars. Zur Bildung der Zwischenfrequenz im Detektor D 2 wird das Überlagerungssignal, das am Eingang des optischen Empfängers zusammen mit dem Empfangssignal eingekoppelt wird, direkt aus einem CW-Laser zugeführt. Außerdem speist der CW-Laser über einen akustooptischen Modulator AOM 2 einen Laserverstärker LV. Eine Taktzentrale TZ mit einem Taktgenerator erzeugt die Pulsfrequenz, die sowohl die Taktfrequenz für einen ZF-Oszillator ZFO, die Taktfrequenz für eine Entfernungstorbank, als auch die Taktfrequenz für eine Hochspannungs/Hochfrequenzquelle HV/HF liefert. Die an eine Schaltstufe St abgegebene Taktfrequenz entspricht der Pulsfolgefrequenz des gesendeten Laserstrahles. Die in der Schaltstufe ST im Takte der Pulsfolgefrequenz getastete Oszillatorfrequenz verschiebt im akustooptischen Modulator AOM 2 die Laserfrequenz um die Zwischenfrequenz ZF. Der Laserverstärker LV, der die verschobene Laserfrequenz verstärkt, wird zusätzlich im Takt der Pulsfolgefrequenz mit Hochfrequenz oder HV-Anregung gepulst. Die Pulsbreite ist dabei breiter als der vom akustooptischen Modulator AOM 2 eingespeiste Laserpuls. Dadurch trifft der in den Laserverstärker LV eingekoppelte Laserpuls bereits auf ein angeregtes Medium und löst sofort einen verstärkten Laserpuls aus.An exemplary embodiment of a laser sensor shown in FIG. 7 works with a pulsed laser beam. The circuit structure thus corresponds to that of a pulse Doppler radar. To form the intermediate frequency in the detector D 2 , the beat signal, which is coupled in at the input of the optical receiver together with the received signal, is fed directly from a CW laser. In addition, the CW laser feeds a laser amplifier LV via an acousto-optical modulator AOM 2 . A clock center TZ with a clock generator generates the pulse frequency, which delivers both the clock frequency for an IF oscillator ZFO , the clock frequency for a range gate , and the clock frequency for a high-voltage / high-frequency source HV / HF . The clock frequency delivered to a switching stage St corresponds to the pulse repetition frequency of the transmitted laser beam. The oscillator frequency sampled in the switching stage ST in time with the pulse repetition frequency shifts the laser frequency in the acousto-optic modulator AOM 2 by the intermediate frequency ZF . The laser amplifier LV , which amplifies the shifted laser frequency, is additionally pulsed in time with the pulse repetition frequency with high frequency or HV excitation. The pulse width is wider than the laser pulse fed by the acousto-optical modulator AOM 2 . As a result, the laser pulse coupled into the laser amplifier LV already hits an excited medium and immediately triggers an amplified laser pulse.

Die Verarbeitung der Echosignale im Empfangszweig des Lasersensors unterscheidet sich von den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen durch die Verwendung einer am Ausgang des Begrenzers B 2 angeordneten Entfernungstorbank ETB. Infolge der Verwendung der Entfernungstorbank ETB wird jeweils das Tor, in dem sich das Empfangssignal eines Zielobjektes befinde, auf den Demodulator DM 2 durchgeschaltet.The processing of the echo signals in the receiving branch of the laser sensor differs from the previously described exemplary embodiments by the use of a distance gate bank ETB arranged at the output of the limiter B 2 . As a result of the use of the distance gate bank ETB , the gate in which the received signal of a target object is located is switched through to the demodulator DM 2 .

Claims

1. According to the Doppler radar principle working method for recognizing and identifying target objects, characterized in that the vibrations of the surface of the target objects resulting from the movements of the drive units. the resulting Doppler spectrum can be used for identification.

2. Arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that a laser sensor (Sr) consisting of a laser transmitter (LS 1 , AOM, TS) and an optical superimposed receiver (ST, O 1 , D 1 , V) 1 , B 1 ) is used in conjunction with an evaluation circuit (Ag) and that the evaluation circuit (Ag) is connected to the optical receiver via a demodulator (DM 1 ) and that a memory (MS 1 ) with known callable target object patterns for the formation of a recognition or identification result by comparing the stored target object pattern with the demodulated signals.

3. Arrangement for performing the method according to claim 1 or 2, characterized in that the laser signal with the frequency (f _LO ) before the transmission by means of an acousto-optical modulator (AOM) is frequency shifted by the intermediate frequency (f _IF ).

4. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitter (LS) of the laser sensor (Sr) operates in CW mode.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the transmitter (LS) of the laser sensor (Sr) is designed as a pulsed transmitter.

6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitter (LS) is designed as a CO₂ gas laser.

7. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized, that the identification of the target object after the Demodulation of the signal vibrations through correlation with patterns of known goals in the time domain.

8. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the demodulated signal vibrations are converted into the spectral range by a Fast Fourier processor (FFD) and that the correlation is then carried out with patterns of known target objects in the frequency range.

9. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the demodulator (DM) is followed by a first Fast Fourier processor (FFT 1 ), a logarithmic circuit (Log) and a second Fast Fourier processor (FFT 2 ) are whose output spectrum is evaluated by correlation with known patterns for identification.

10. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the demodulator (DM) is designed according to the PLL principle.