DE3637655C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Rundsuchradarverfahren,
bei dem außer dem Azimutwinkel und der radialen Entfernung
auch noch die Höhe eines Zieles und zwar unter Anwendung des
interferometrischen Prinzips festgestellt wird.
Übliche Rundsuchradargeräte liefern von einem Ziel als Meßwerte
lediglich den Azimutwinkel und die radiale Entfernung.
Die Forderung, auch eine Höheninformation hinsichtlich des
jeweiligen Zieles zu erhalten, gewinnt aber mehr und mehr an
Bedeutung.
Zur Erzielung einer zusätzlichen Höheninformation sind 3D-
Radarverfahren mit zweifach bündelnden Antennen bekannt, z.
B. den sogenannten Stacked-Beam-Antennensystemen. In diesem
Zusammenhang wird auf das "Radar Handbook", von M. I. Skolnik,
McGraw-Hill Book Company, 1970, Seiten 22-1 bis 22-5
hingewiesen. Bei derartigen 3D-Radarverfahren wird der gesamte
interessierende Elevationsbereich von mehreren stark
gebündelten Antennendiagrammen abgedeckt. Dies bedingt zunächst
neben der horizontalen Antennenausdehnung zur Bündelung
im Azimut auch eine entsprechende Antennenausdehnung in
der Vertikalen zur Erzielung der Elevationsbündelung. Darüber
hinaus wird für jede Antennenkeule auch eine eigene Auswertung
erforderlich, um den gesamten Elevationsbereich abzudecken.
Neben einem hohen Flächenbedarf und einem großen
mechanischen Aufwand für das Antennensystem hat ein solches
mehrkeuliges 3D-Radarverfahren somit auch den Nachteil langer
Datenerneuerungsraten wegen der hohen Zahl der abzutastenden
Raumelemente.
Zur Höhenfindung läßt sich grundsätzlich auch das sogenannte
Interferometerverfahren anwenden, bei dem die Empfangssignale
zweier in der Höhe versetzt zueinander angeordneter Antennen
Laufzeitunterschiede aufweisen, die in den beiden Empfangskanälen
zu elektrischen Phasendifferenzen führen, aus denen dann
der Elevationswinkel des Zieles bestimmt werden kann. Sind die
beiden Empfangskanalsignale gleichphasig, so ist das Antennensystem
auf das Ziel ausgerichtet. Im Zusammenhang mit einem
derartigen Phasenvergleich wird auf die Seiten 22-16 bis 22-18
des bereits erwähnten Buches von M. I. Skolnik hingewiesen.
Die Elevationsbestimmung nach dem Interferometerprinzip wird
jedoch durch verschiedene Fehlerquellen beeinflußt. Dies sind
zunächst Gleichlauf- und Linearitätsfehler zwischen den beiden
Empfangskanälen. Diese Fehler können durch exakte Auslegung und
Eichung reduziert werden. Die Meßfehler durch das Empfängerrauschen
lassen sich durch die Sendeleistung und durch die Beobachtungszeit
beeinflussen. An externen Fehlern treten das sogenannte
Winkelrauschen (Glint) und Mehrwegeausbreitungen auf.
Einen großen Einfluß auf die Mehrwegeausbreitungen hat die Wahl
des Standortes. Abgesehen davon aber, daß ein hinsichtlich der
Vermeidung von Mehrwegeausbreitungen optimaler Standort für ein
Radargerät nicht immer möglich ist, entstehen auch bei diesbezüglich
günstigen Standorten aufgrund von Mehrwegeausbreitungen
noch immer Fehler bei der Höhenfindung eines Zieles.
Aus DE 23 58 585 B2 ist ein passives Peilverfahren bekannt, mit
welchem der Einfallswinkel einer elektromagnetischen Welle auch
bei zusätzlichem Vorliegen einer z. B durch Reflexion am Boden
zustandegekommenen Störwelle bestimmt werden kann. Hierfür werden
drei auf einer Zeile äquidistant angeordnete Einzelantennen
verwendet, wobei das Bestimmen des Einfallswinkels durch Messen
der Amplituden der Einzelantennensignale sowie der Phasenwinkel
zwischen den von den Einzelantennen eines jeweils benachbarten
Antennenpaares (obere und mittlere bzw. mittlere und untere
Antenne) und Berechnung des Nutzwellenphasenwinkels im Wege
über Quadrat- und Cosinusbildungen gemessener Werte im Rahmen
zweier Linearkombinationen erfolgt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rundsuchradarverfahren mit
Höhenfindung zu schaffen, bei dem zum einen die Nachteile der
3D-Radarverfahren mit zweifach bündelnden Antennensystemen
vermieden und zum anderen unter der Voraussetzung einer unkomplizierten
Höhenwinkelermittlung die Auswirkungen der Mehrwegeausbreitungen
bei der interferometrischen Messung stark
reduziert sind.
Gemäß der Erfindung, die sich auf ein Rundsuchradarverfahren
der eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe
dadurch gelöst, daß zur Höhenfindung mittels dreier äquidistant
übereinander angeordneter Empfangseinzelantennen
drei von einem Sendefächerstrahl räumlich überdeckte Fächerstrahlen
mit jeweils scharfer Azimutbündelung und schwächerer
Elevationsbündelung erzeugt werden, daß aus den Empfangssignalen
U₁ und U₂ der oberen und der mittleren Einzelantenne
eine erste Linearkombination U₁-U₂ · e-j Δϕ m′ und aus den
Empfangssignalen U₂ und U₃ der mittleren und der unteren Einzelantenne
eine zweite Linearkombination U₂-U₃ · e-j Δϕ m′
gebildet wird, daß die betragsmäßige Gleichheit dieser beiden
Linearkombination als Kriterium der Elimination eines Umwegesignals
verwendet und dazu die Phasendifferenz Δϕm′ entsprechend
bemessen wird, und daß zwischen den beiden Linearkombinationen
dann die Phasendifferenz Δϕd gemessen wird, aus
der dann der Elevationswinkel des Zieles bestimmt wird.
Die Erfindung und weitere Einzelheiten werden im folgenden
anhand einer Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt schematisch eine Interferometeranordnung, wie
sie beim Rundsuchradarverfahren nach der Erfindung angewandt
wird. Die dargestellte Anordnung besteht aus drei äquidistant
übereinander angeordneten Einzelantennen 1, 2 und 3, die jeweils
einen vom Sendefächerstrahl räumlich überdeckten Fächerstrahl
mit jeweils scharfer Azimutbündelung und schwächerer
Elevationsbündelung erzeugen. Die von den drei übereinander
angeordneten Fächerstrahlantennen 1, 2 und 3 empfangenen
Radarechosignale weisen elevationsabhängige Laufzeitunterschiede
auf, die zu elektrischen Phasenwinkeldifferenzen
am Ausgang der jeweiligen Empfangskanäle führen. Die durch
das direkte Echosignal E d und das über einen Umweg empfangene
Echosignal E m erzeugten Antennenspannungen U₁, U₂ und U₃
ergeben sich zu:
U₁ = E d · e-j Δϕ d + E m · e-j Δϕ m′ (1)
U₂ = E d + E m (2)
U₃ = E d · e-j Δϕ d + E m · e-j Δϕ m′ (3)
Abhängig von dem Elevationswinkel εd, unter dem das direkte
Echosignal auf die drei Antennen 1, 2 und 3 trifft, entsteht
ein geringer Laufzeitunterschied, der in einen entsprechenden
Phasenunterschied Δϕd zwischen den beiden Antennenspannungen
U₁ und U₂ bzw. U₂ und U₃ umgesetzt wird. Hierbei gilt:
wobei d der Abstand zwischen den Antennen 1, 2 und 3 und λ
die Wellenlänge ist. Abhängig vom Elevationswinkel εm, unter
dem das Umwegechosignal auf die drei Antennen 1, 2 und 3
trifft, entsteht ebenfalls ein geringer Laufzeitunterschied,
der in einem entsprechenden Phasenunterschied Δϕm zwischen
den beiden Antennenspannungen U₁ und U₂ bzw. U₂ und U₃
umgesetzt wird. Hierbei gilt:
Durch geeignete Elimination in den Gleichungen (1) bis (3)
erhält man:
Da die linke Seite dieser Gleichung betragsmäßig =1 ist,
müssen also auf der rechten Seite Zähler und Nenner betragsmäßig
gleich sein. Aus dieser Bedingung ergibt sich der
Phasenunterschied Δϕm′ und damit auch der Elevationswinkel
εm, aus welchem der Mehrwege-Empfang erfolgt. Bei bekanntem
Phasenunterschied Δϕm′ läßt sich der Phasenunterschied Δϕd
und damit der Elevationswinkel εd bestimmen, aus dem das
direkte Echosignal empfangen wird.
Die Gleichung (6) zeigt den mathematischen Lösungsweg, mit
welchem die Elimination des Mehrwege-Empfangs erfolgt. Demgegenüber
gibt die Erfindung ein Verfahren an, wie sich
diese Elimination durchführen läßt. Es wird von den beiden
oberen Antennen 1 und 2 ein Summendiagramm gebildet, welches
eine Nullstelle in Richtung des reflektierten Echosignals
besitzt. Dieses Summensignal entspricht dem Ausdruck im Zähler
der Gleichung (6). Von den beiden Empfangssignalen in den
unteren Antennen 2 und 3 wird ein gleichartiges Summendiagramm
gebildet, welches ebenfalls eine Nullstelle in Richtung
des umgelenkten Echos aufweist. Dieses Summensignal entspricht
dem Ausdruck im Nenner der Gleichung (6). Die zwischen
den beiden Summendiagrammen gemessene Phasendifferenz
wird dann zur Bestimmung des Elevationswinkels εd des
Zieles verwendet. Der effektive Abstand der Summendiagramme
entspricht dem einfachen Antennenabstand d. Aus der Breite
der Nullstelle läßt sich die Unterdrückungswirkung dieser
Anordnung abschätzen, falls keine spiegelnde, sondern eine
verteilte Reflexion auf dem Umweg erfolgt.
Claims (1)
- Rundsuchradarverfahren, bei dem außer dem Azimutwinkel und der radialen Entfernung auch noch die Höhe eines Zieles und zwar unter Anwendung des interferometrischen Prinzips festgestellt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Höhenfindung mittels dreier äquidistant übereinander angeordneter Empfangseinzelantennen (1, 2, 3) drei von einem Sendefächerstrahl räumlich überdeckte Fächerstrahlen mit jeweils scharfer Azimutbündelung und schwächerer Elevationsbündelung erzeugt werden,
daß aus den Empfangssignalen U₁ und U₂ der oberen und der mittleren Einzelantenne (1, 2) eine erste Linearkombination U₁-U₂ · e-j Δϕ m′ und aus den Empfangssignalen U₂ und U₃ der mittleren und der unteren Einzelantenne (2, 3) eine zweite Linearkombination U₂-U₃ · e-j Δϕ m′ gebildet wird,
daß die betragsmäßige Gleichheit dieser beiden Linearkombinationen als Kriterium der Elimination eines Umwegsignals verwendet und dazu die Phasendifferenz Δϕm′ entsprechend bemessen wird, und
daß zwischen den beiden Linearkombinationen dann die Phasendifferenz Δϕd gemessen wird, aus der dann der Elevationswinkel (εd) des Zieles bestimmt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863637655 DE3637655A1 (de) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | Rundsuchradarverfahren mit hoehenfindung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863637655 DE3637655A1 (de) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | Rundsuchradarverfahren mit hoehenfindung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3637655A1 DE3637655A1 (de) | 1988-05-19 |
DE3637655C2 true DE3637655C2 (de) | 1992-05-21 |
Family
ID=6313206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863637655 Granted DE3637655A1 (de) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | Rundsuchradarverfahren mit hoehenfindung |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3637655A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19757042A1 (de) * | 1997-12-20 | 1999-06-24 | Cit Alcatel | Monitor für parallele Landebahnen |
Families Citing this family (4)
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DE19526448A1 (de) * | 1995-07-20 | 1997-01-30 | Bosch Gmbh Robert | Radarsystem, insbesondere Kraftfahrzeug-Radarsystem |
DE102005007917A1 (de) * | 2004-12-20 | 2006-06-22 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Kraftfahrzeug-Radarsystem und Auswerteverfahren |
US10459075B2 (en) | 2013-07-10 | 2019-10-29 | Bae Systems Plc | Radar |
EP2824477A1 (de) * | 2013-07-10 | 2015-01-14 | BAE Systems PLC | Interferenzunterdrückung von Mehrwegesignalen durch Nullstellenerzeugung in einem Staffelkeulen-Puls-Radar |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2358585C3 (de) * | 1973-11-24 | 1979-11-15 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Funkpeiler und nach dem Reziprozitätsgesetz arbeitendes Funkfeuer |
-
1986
- 1986-11-05 DE DE19863637655 patent/DE3637655A1/de active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19757042A1 (de) * | 1997-12-20 | 1999-06-24 | Cit Alcatel | Monitor für parallele Landebahnen |
Also Published As
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---|---|
DE3637655A1 (de) | 1988-05-19 |
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