DE4042329B3 - Radarsystem - Google Patents

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Abstract

Ein Radarsystem zur Erzeugung eines elektromagnetischen Informationsfeldes innerhalb eines zu verteidigenden Luftraums enthält ein Netz aus drei oder mehr Radareinheiten zur Lieferung von Informationssignalen innerhalb des Raums. Das System enthält ferner einen Flugkörper mit einem Empfänger zum Erfassen der von den Radareinheiten gelieferten Informationssignale, wobei der Flugkörper Verarbeitungsmittel zum Berechnen seiner Position innerhalb des Raums durch Bestimmung seiner Entfernung von jeder Radareinheit enthält. Die Radareinheiten enthalten Mittel zum Verfolgen eines oder mehrerer Ziele innerhalb des Raums anhand der von den Radareinheiten ausgesendeten und von den Zielen reflektierten Informationssignale, und sie enthalten ferner Mittel zum Übertragen von Informationen zu dem Flugkörper, die diesen in die Lage versetzen, gegen das ausgewählte Ziel gelenkt zu werden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Radarsystem zum Lenken von Flugkörpern zu Zielen innerhalb eines großen Luftraums.
  • In einer derzeit üblichen Luftverteidigungsumgebung wird ein Luftraum durch Verwendung eines Überwachungsradars verteidigt, das eindringenden Luftverkehr erfaßt. Das Überwachungsradar wird dann dazu benutzt, ein Verfolgungsradar auf die Bedrohung zu positionieren. Das Verfolgungsradar wird dazu benutzt, einen Flugkörper zu der bedrohten Position zu lenken.
  • Ein Beispiel eines solchen herkömmlichen Radarsystems ist in GB 2142201A beschrieben. Bei diesem System sind eine oder mehrere Bojen in Richtung eines erwarteten Angriffs vor einer Basisstation angeordnet, wobei diese Bojen Radarimpulse nach der Reflexion von einem Ziel empfangen und ein das Erfassen eines Radarsignals anzeigendes Informationssignal zu der Basisstation übertragen können. Die Basisstation kann die Signale empfangen und eine Anzeige bezüglich der Anwesenheit eines Ziels liefern. Bei wenigstens drei vorhandenen Bojen kann eine Positionsanzeige des Ziels durch Triangulation erhalten werden. Die von der Basisstation empfangene Information kann dann zum Auslösen eines Angriffs auf das erfaßte Ziel benutzt werden.
  • Vergleichbare Systeme sind in US 4 806 936 und US 4 499 468 beschrieben. In jedem Fall werden dabei Daten von mehreren Radareinheiten in einer zentralen Basisstation verarbeitet, und die Daten werden dazu benutzt, einen Angriff auf das erfaßte Ziel zu programmieren.
  • Diese herkömmlichen Systeme haben die folgenden Nachteile:
    • 1. Es ergibt sich eine Verzögerung zwischen der Erfassung eines Ziels und dem Beschuß des Ziels, der durch Einstellen eines Verfolgungsradars auf das Ziel ausgelöst wird.
    • 2. Das Verfolgungsradar muß für die gesamte Operationsdauer auf das Ziel positioniert bleiben und kann daher nicht für andere Zwecke benutzt werden.
    • 3. Zur Behandlung mehrerer gleichzeitig auftretender Ziele müssen Vielfachverfolgungsradargeräte und Mehrfachflugkörperabschußgeräte verwendet werden.
    • 4. Ziele, die sich in geringer Höhe befinden, in der Mehrwegeffekte auftreten können, können von einem Radargerät erkannt und von dem anderen Radargerät nicht erkannt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Probleme zu reduzieren.
  • Demgemäß betrifft die Erfindung ein Radarsystem zur Erzeugung eines elektromagnetischen Informationsfeldes innerhalb eines zu verteidigenden Luftraums, mit einem Netz aus drei oder mehr Radareinheiten zur Erzeugung von Informationssignalen innerhalb des Raums, einem Flugkörper mit einem Empfänger zum Erfassen der von den Radareinheiten gelieferten Informationssignale, wobei der Flugkörper Verarbeitungsmittel zum Berechnen seiner Position innerhalb des Raums durch Bestimmen seines Abstandes von jeder Radareinheit enthält, und wobei die Radareinheiten Mittel zum Verfolgen eines oder mehrerer Ziele innerhalb des Raums mittels der von den Radareinheiten ausgesendeten und von den Zielen reflektierten Informationssignale und ferner Mittel zum Übertragen von Informationen zu dem Flugkörper enthalten, die den Flugkörper in die Lage versetzen, gegen das ausgewählte Ziel gelenkt zu werden.
  • Nach der Erfindung wird somit das Problem des Verfolgens eines Ziels und des Lenkens eines Flugkörpers zu dem Ziel stark vereinfacht, da die gleichen Signale, die zum Verfolgen des Ziels benutzt werden, auch für das Lenken des Flugkörpers Anwendung finden. Es ist daher nicht notwendig, ge trennte Überwachungs-Radargeräte und Verfolgungs-Radargeräte vorzusehen.
  • Vorzugsweise wird die die erfaßte Position eines Ziels betreffende Information zum Flugkörper durch eine geeignete Verschlüsselung der Informationssignale übertragen.
  • Jede Form von Informationssignalen kann verwendet werden; beispielsweise kann jede Radareinheit Impulse mit einer bestimmten Frequenz oder Impulse mit einer Phasencodierung des Dauerstrichsignals aussenden, damit eine Unterscheidung zwischen den Signalen von den verschiedenen Radareinheiten ermöglicht wird.
  • Vorzugsweise senden die Radareinheiten Signale mit gespreiztem Spektrum in Form einer direkten Codefolge mit pseudozufälligen Zweiphasenübergängen aus. Solche Sendungen ermöglichen es dem Flugkörper in bekannter Weise, seine Position innerhalb des Luftraums sehr genau zu bestimmen. Der Empfänger innerhalb des Flugkörpers enthält eine Aufzeichnung der von den einzelnen Einheiten ausgesendeten Codes, und er vergleicht die aufgezeichneten Codes mit den ausgesendeten Codes, um die Zeitverzögerung zwischen dem empfangenen Code und dem aufgezeichneten Code zu ermitteln und dadurch die Entfernung des Flugkörpers von jeder Einheit herauszuarbeiten.
  • Was die Ziele anbelangt, werden die von den Radareinheiten ausgesendeten Signale von den Zielen reflektiert, und die reflektierte Version der Signale wird von der betreffenden Radareinheit oder von mehr als einer Einheit empfangen und verarbeitet, damit die Zielposition innerhalb des verteidigten Luftraums berechnet wird.
  • Zum Informieren des Flugkörpers über die Position des für den jeweiligen Flugkörper ausgewählten Ziels können irgendwelche geeigneten Mittel eingesetzt werden. Beispielsweise kann eine Aussendung auf einer von den Spektrumaussendungen getrennten Wellenlänge mit einer Information über die Position des Ziels durchgeführt werden, damit der Flugkörper seine notwendige Bewegungsrichtung berechnen kann. Das Vorsehen einer Aussendung mit einer unterschiedlichen Wellenlänge ist natürlich eine teure Möglichkeit, und es wird vorgezogen, einen Teil der Bandbreite der Spektrumaussendung zum Übertragen der Zielpositionsinformation zu benutzen. In einem bevorzugten Merkmal der Erfindung erfolgt dies durch Verschieben des Nullpunkts oder des Koordinatensystems des Netzes aus Radareinheiten in der Weise, daß der Nullpunkt mit dem Ziel zusammenfällt. Normalerweise würde der Null- oder Bezugspunkt des Koordinatensystems auf eine der Radareinheiten (die Haupteinheit) gelegt, wobei die anderen Radareinheiten definierte Positionen relativ zu dem Bezugspunkt haben. Durch Auswählen des Bezugspunkts als die Position des Ziels, so daß sich der Null- oder Bezugspunkt kontinuierlich mit dem Ziel bewegt, werden die von den getrennten Radareinheiten durchgeführten Aussendungen kontinuierlich hinsichtlich der Phasenverzögerung modifiziert, so daß dem Flugkörper Entfernungsmeßwerte geliefert werden, die auf die momentane Koordinatennullposition bezogen sind. Der Vorteil dieses Systems besteht darin, daß das Flugkörperleitsystem vereinfacht wird, da der Flugkörper so gesteuert werden kann, als ziele er ständig gegen den Nullpunkt des Koordinatensystems, indem ein Prozeß durchgeführt wird, der das Suchen eines Minimums in den Positionskoordinaten beinhaltet.
  • Die Erfindung eignet sich für mehrere Ziele und eine entsprechende Vielzahl von Flugkörpern durch Verwendung eines Zeitmultiplexsystems, in dem getrennte Zeitschlitze den jeweiligen Kombinationen aus Flugkörper und Ziel zugeordnet sind.
  • Von den einzelnen Radareinheiten können zwar Dauerstrich-Radarsendungen ausgestrahlt werden, doch werden bevorzugt impulsförmige Radarsendungen abgestrahlt, wobei die Impulse vorzugsweise eine hohe Auflösung bis zu 10 Nanosekunden haben. Jeder Impuls ist dabei mit dem entsprechenden Teil des am Zeitpunkt der Aussendung des Impulses auftretenden Teils des Pseudozufallscodes phasencodiert, was ein eigenes Mittel zum Bestimmen der Entfernung eines Ziels vom Sender mit hoher Genauigkeit darstellt. Falls ein Zeitmultiplexsystem erforderlich ist, kann jeder benachbarte Impuls einer anderen Ziel/Flugkörper-Kombination zugeordnet werden; es kann jedoch bevorzugt sein, die Impulse in Ströme von Impulsen aufzuteilen, wobei jeder Strom etwa 1000 Impulse enthält und einer bestimmten Flugkörper/Ziel-Kombination zugeordnet ist. Somit wird mit Hilfe der Erfindung ein elektromagnetisches Informationsfeld innerhalb eines zu verteidigenden Luftraums erzeugt, das von einem Flugkörper zum Ansteuern der Bedrohungsposition benutzt werden kann, ohne daß ein kontinuierlicher Zielverfolger oder individuelle Steuereingangssignale für den Flugkörper benötigt werden. Durch Verschieben des Ursprungs des Informationsfeldes zum Ziel wird den Flugkörpern innerhalb des Feldes ein einzigartiger Zielpunkt zur Verfügung gestellt. Die Sender des Systems erzeugen das Informationsfeld, während sie gleichzeitig das Ziel innerhalb des Raums erfassen und verfolgen. In einer Weiterbildung kann das erfindungsgemäße System auf der Basis eines großräumigen Grobinformationsfeldes arbeiten, das durch Verfolgungsinformationsfelder mit sehr hohem Auflösungsvermögen unterstützt wird und zum Verfolgen des Ziels benutzt wird. Dies kann die Verwendung eines halbaktiven Zielanflugs für die Endphase des Einsatzes ermöglichen.
  • Ein solches System hat die folgenden Vorteiles
    • 1. Der Flugkörper kann im Prinzip von jeder Position aus in jeder Richtung innerhalb des Feldes abgeschossen werden und sich selbst zum Ziel lenken (d.h., daß keine Verzögerung beim Einüben eines Verfolgers auf das Ziel vorhanden ist).
    • 2. Es können mehrere Flugkörper gegen mehrere Bedrohungspositionen unter Verwendung eines gemeinsamen Informationsfeldes gelenkt werden.
    • 3. Es können Flugkörper abgeschossen werden, sobald die Bedrohung festgestellt worden ist. Sie können dann in eine angenäherte Position geführt werden, während die mit höherer Auflösung arbeitende Verfolgung auf das Ziel trainiert wird.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht eines Radarsystems nach der Erfindung mit drei getrennten Radarsendern, die die Durchführung eines Dreieckverfahrens zur Bestimmung von Zielpositionen innerhalb des Radarfeldes ermöglichen,
  • 2 ein schematisches Blockschaltbild eines Radarsenders nach der Erfindung und
  • 3 ein schematisches Blockschaltbild eines Empfängers in einem Flugkörper nach der Erfindung.
  • Nach 1, in der die grundlegende Systemkonfiguration dargestellt ist, enthält jede Radareinheit 2 eine einfache Richtantenne mit niedrigem Gewinn, wobei die Radareinheiten 2 so miteinander kombiniert sind, daß sie in einem zu schützenden Luftraum 4 ein Radarinformationsfeld erzeugen. Jede Radareinheit 2 enthält einen Sender/Empfänger-Knoten, der einen phasencodierten Hochfrequenzimpuls mit hoher Auflösung (etwa 10 ns) aussendet und auf ein Rückkehrsignal von einem Ziel 6 hört.
  • Die Rückkehrsignale vom Ziel sind zeitlich mit den Bezugscodes korreliert, damit bei dem in 2 dargestellten Radar empfänger genaue Entfernungsmessungen ermöglicht werden. Die Größe der Auflösungszelle ist durch die Coderate eingestellt, jedoch ist es mit einem guten Signal/Rausch-Verhältnis möglich, die Korrelationshüllkurve zur Erzielung einer Entfernungsmessung mit viel höherer Genauigkeit als einer Auflösungszelle auszunutzen. Mehrfachwinkelmessungen zwischen den verschiedenen Sende/Empfangs-Knoten 2 ergeben eine Zielposition mit einer Genauigkeit, die vom Abstand zwischen den Knoten abhängt.
  • In 2 ist eine impulsförmig arbeitende HF-Energiequelle 20 dargestellt, wobei die Hochfrequenz eine Mikrowellenfrequenz mit beispielsweise 5 GHz ist, während die Impulsdauer etwa 10 ns beträgt. Jeder Impuls wird bei 22 mit einem Pseudozufallscode mit geeigneter Länge (beispielsweise 1023 Bits) codiert, wobei der Code in einem Pseudozufalls-Codegenerator 24 erzeugt wird, der ein Schieberegister 25 enthält, das mit einer in einer Rückkopplungsschleife 30 liegenden Antivalenz-Schaltung 28 verbunden ist, wobei der Codegenerator 24 über ein variables Verzögerungselement 32 mit dem Modulator 22 gekoppelt ist. Der Modulator 22 ist über einen Sende/Empfangs-Schalter 34 und ein selektives Bandpaßfilter 36 an ein Antennensystem 38 angeschlossen. Der Empfangskanal enthält einen Vorverstärker 40, einen Überlagerungsoszillator 42 zum Mischen eines Überlagerungsoszillatorsignals mit dem empfangenen Signal in einem Mischer 44, damit ein Signal im Grundband oder ein Signal bei einer geeigneten Zwischenfrequenz erhalten wird, das in einem Analog/Digital-Umsetzer 46 digitalisiert wird, damit der Verlauf der Impulshüllkurve in digitaler Form zusammen mit den zweiphasigen Übergängen, die auf den Impuls aufmoduliert sind, erhalten wird. Zum Korrelieren des vom Codegenerator 24 erzeugten Signalverlaufs mit dem empfangenen Signalverlauf ist ein variables Verzögerungselement 50 vorgesehen, das unter der Steuerung durch ein Suchelement 52 steht, das die vom Verzögerungselement 50 eingeführte Verzögerung so steuert, daß eine Prozessorkorrelation durchgeführt werden kann. Wenn die maximale Korrela tion gefunden worden ist, repräsentiert die durch das Verzögerungselement 50 eingeführte Verzögerung die Entfernung des Ziels ausgedrückt durch die Zeit, die der vom Ziel zu reflektierende Radarimpuls für die Rückkehr zur Antenne benötigt. Dieser Zeitwert wird in der Einheit 54 in einen Entfernungswert umgesetzt und an einen zentralen Prozessor 56 angelegt. Der zentrale Prozessor empfängt auch Entfernungswerte R2, R3, die Entfernungswerte von den Zielen entsprechend der Berechnung durch die anderen Radareinheiten repräsentieren. In dieser Ausführungsform ist eine eigene VHF-Übertragungsverbindung zwischen den einzelnen Radareinheiten 2 vorgesehen, wobei diese Verbindung als Antenne 60 zusammen mit einem Sende/Empfangsgerät 62 dargestellt ist; die Radareinheiten 2 stehen über die VHF-Verbindung ständig für einen Informationsaustausch betreffend die Entfernungswerte des Ziels miteinander in Verbindung. Der zentrale Prozessor enthält auch einen Speicher 64, der Informationen über die absoluten Positionen der anderen Radareinheiten 2 bezüglich der jeweils betroffenen Radareinheit enthält. Der zentrale Prozessor verschiebt mittels eines geeigneten Algorithmus mit Hilfe von Informationen aus den anderen Entfernungswerten R2, R3 und den Knotenpositionen aus dem Speicher 64 das Koordinatensystem so, daß sein Nullpunkt mit dem Ziel zusammenfällt. Dies geschieht durch Einführen einer Phasenverzögerung in der Einheit 32, die vom Prozessor 56 so gesteuert wird, daß für einen Beobachter, der den erzeugten Pseudozufallscode (beispielsweise eines Flugkörpers 8) kennt, die Aussendungen so erscheinen, als würden sie vom Ziel selbst stammen. Der Prozessor 56 informiert mittels der VHF-Verbindung 60, 62 die anderen Knoten 2 über geeignete einzuführende Zeitverzögerungen, so daß die anderen Radareinheiten diese geeigneten Zeitverzögerungen in die Codeerzeugung einbeziehen können.
  • In einer vorbereitenden Operation wird vor dem Betrieb der Radareinheiten ein Lokalisierungsvorgang durchgeführt, bei dem die Radareinheiten exakt in einem Koordinatenrahmen in bezug zueinander lokalisiert werden. Dies kann beispielsweise durch Anwendung des globalen Positionierungssystems (GPS) durchgeführt werden, bei welchem jede Radareinheit 2 mit einem GPS-Empfänger ausgestattet ist, so daß sie ihre absolute globale Position berechnen kann, wobei diese absoluten globalen Positionen dann über die VHF-Verbindung 60, 62 zu der als Haupt- oder Kontrolleinheit ausgewählten Radareinheit übertragen werden. Die Radareinheiten könnten als Alternative aber auch einen Prozeß der relativen Lokalisierung auslösen, bei welchem die Radarsysteme jeder Einheit dazu benutzt werden, von einer Einheit erzeugte Signale auszusenden, d.h. daß von einer Einheit erzeugte Signale empfangen und unmittelbar wieder von einer anderen Einheit ausgesendet werden, damit die erforderliche Entfernungslokalisierung und die Synchronisierung zwischen den verschiedenen Radareinheiten erfolgen können. Dies ist eine bekannte Technik; sie wird hier nicht näher beschrieben.
  • Der in 3 dargestellte Flugkörperempfänger enthält eine Antenne 70, die über einen Vorverstärker und ein Bandpaßfilter 72 mit einem Mischer 74 gekoppelt ist, in dem das empfangene Signal mit dem Ausgangssignal eines Überlagerungsoszillators 76 gemischt wird, damit einem Analog/Digital-Umsetzer 78 ein Grundbandsignal zugeführt wird, der die Hüllkurve des Impulssignals der empfangenen Sendungen mit der überlagerten zweiphasigen Modulation in einem digitalen Format erzeugt. Ein Korrelator 80 korreliert die empfangenen codierten Impulse mit gespeicherten Versionen des Codes, die in jeder Radareinheit vorhanden sind, wobei eine Gruppe von Codegeneratoren 82i vorgesehen ist: i geht dabei von 1 bis n, wobei n die Gesamtzahl der Radareinheiten 2 innerhalb des Netzes ist. Es finden somit parallel n Korrelationsprozesse statt, damit der empfangene Impuls bezüglich des sendenden Radars korrekt identifiziert wird. Jeder Codegenerator 82i enthält ein Schieberegister 84, das mit einer Antivalenz-Schaltung 86 in einer Rückkopplungsscheife 88 verbunden ist, sowie eine variable Verzögerungseinheit 90, die von einer Maximum-Suchzeitverzögerungseinheit 92 gesteuert wird, die eine Gruppe verschiedener Zeitverzögerungen einführt und diejenige Zeitverzögerung auswählt, die die beste Korrelation ergibt. Diese Zeitverzögerung ΔT wird an einen Umsetzer 94 angelegt, der diese Zeitverzögerung in einen entsprechenden Entfernungsmeßwert für den Abstand des Flugkörpers von der empfangenden Radareinheit umsetzt. Nachdem eine Anzahl von Impulsen von den verschiedenen Radareinheiten empfangen worden ist, steht eine Gruppe von Entfernungsfestwerten R1, R2, R3 zur Verfügung, die an einen Prozessor 96 zusammen mit Knotenpositionen angelegt werden, die die Positionen der verschiedenen Einheiten repräsentieren, die in einem Speicher 98 gespeichert sind. Diese Positionen können entweder im Speicher 98 vorprogrammiert sein, bevor der Flugkörper abgeschossen wird, oder sie können in dem im Flug befindlichen Flugkörper mittels einer VHF-Verbindung eingespeist werden. Der Prozessor 96 ist mit einer Flugkörperlenkeinheit 100 verbunden, die den Flugkörper so lenkt, daß die Koordinaten der Flugkörperposition gemäß der Berechnung durch den Prozessor auf ein Minimum verringert werden, so daß damit der Flugkörper gegen den Koordinatenursprung gelenkt wird. Da, wie oben erläutert wurde, die Flugkörperkoordinaten mit Hilfe der Radareinheiten so eingestellt worden sind, daß die Nullkoordinatenposition die Zielposition repräsentiert, wird der Flugkörper automatisch gegen das Ziel gelenkt.
  • Nach der Erfindung wird also ein Radarsystem geschaffen, mit dessen Hilfe Flugkörper gegen Ziele innerhalb eines großen Luftraums gelenkt werden, der ein Radarinformationsfeld enthält. Das Radarinformationsfeld wird von einem Netz aus Radareinheiten oder Knoten gebildet. Einer der Knoten ist als Hauptknoten oder Kontrollknoten ausgewählt, und der darin befindliche Prozessor steuert das Netz.
  • Die Position jedes Knotens innerhalb des Netzes muß sowohl dem zentralen Prozessor als auch den Flugkörpern bekannt sein. Dies wird durch einen Signalaustausch zwischen den Knoten ermöglicht, damit der Abstand zwischen ihnen bestimmt wird. Die Bodenverbindungen zwischen den Knoten werden durch Verwendung von VHF/UHF-Frequenzen stark verbessert.
  • Wenn eine geeignete autonom arbeitende Vermessungstechnik nicht angewendet wird, kann zur Bestimmung der Position jedes Knotens ein globales Positionierungssystem (GPS) angewendet werden. Durch Verwendung der im Militär üblichen P-Codes und einer geeigneten Mittelung wird die gewünschte Genauigkeit ermöglicht.
  • Der Flugkörper kann durch das Informationsfeld mit vorprogrammierten Sender/Empfänger-Knotenpositionen gelenkt werden, damit innerhalb des Flugkörpers die Dreiecksnavigation durchgeführt werden kann. Beim Anflug auf ein manövrierendes Ziel muß der Flugkörper jeweils mit den neuesten Zielkoordinaten aktualisiert werden.
  • Die Maßnahme zum Beseitigen dieses Erfordernisses besteht darin, den Ursprung des Feldes auf das Ziel zu legen. Der Flugkörper bestimmt seinen Abstand von jedem Knoten, und er berechnet damit seine absolute Position in bezug auf einen vorbestimmten Ursprung innerhalb des Feldes. Durch künstliches Ändern der vorliegenden Entfernung von jedem Knoten kann der Flugkörper veranlaßt werden, seine Position bezüglich eines neuen Ursprungs zu bestimmen. Das gesamte Netz aus Sende/Empfangs-Knoten wird so gesteuert, daß der Ursprung des Informationsfeldes auf dem Ziel liegt. Der Flugkörper wird dann so programmiert, daß er zum Ursprung fliegt. Da das System auf einer Zeitmessung mit Synchronisierung durch stabile Taktfrequenzen über die Flugzeit des Flugkörpers basiert, ist es möglich, die Codes von jedem Knoten aus zu verzögern oder früher zu senden, so daß die gewünschte Ursprungsverschiebung erzielt wird.
  • Mehrfachziele erfordern eine Zeitteilung der Ursprungsposition.
  • Wenn Frequenzzuordnungsprobleme überwunden werden können, besteht kein Grund, warum ein solches System nicht zusammen mit einem VHF/UHF-Radarsystem eingesetzt werden könnte.
  • Die Verwendung mehrerer Sende/Empfangs-Entfernungsmeßeinheiten erzeugt auch eine Anzahl von Betriebsvorteilen, nämlich insbesondere: Es ist sowohl ein monostatischer als auch ein bistatischer Betrieb möglich, was ein verbessertes Verfolgungs- und Anti-Tarnkappenverhalten ermöglicht.
  • Es ergibt sich ein annehmbares Verhalten bezüglich von Fehlern, die auf die Zuverlässigkeit oder Abnutzung zurückzuführen sind.
  • Auf der Basis einer Mittelung einer Anzahl unabhängiger Ausschauvorgänge wird ein verbessertes Mehrwegverhalten erzielt.
  • Es wird eine Sendervielfalt zur Verwirrung von Antiradar-Flugkörpern erzielt.
  • Es ergeben sich kleinere und mobilere Abschnitte, die in ein Netz mit einer Größe gebracht werden können, die dem geschützten Zielwert angemessen ist.
  • Die Erfindung bezieht sich somit auf die Verwendung eines multistatischen Radarsystems, das in einen Luftraum ein Informationsfeld richten kann. Dieses Feld kann von verteidigenden Flugkörpern zum Lenken zu einer Zielposition benutzt werden.
  • Das vorgeschlagene Verfahren macht von ähnlichen Prinzipien wie das globale Positionierungssystem (GPS) Gebrauch, jedoch ist es bodenbezogen, schneller, genauer und mobil. Ferner kann der Ursprung des Informationsfeldes so bewegt werden, daß er mit dem Ziel zusammenfällt, was ermöglicht, daß die Flugkörper den Ursprung des Feldes selbsttätig ansteuern.

Claims (16)

  1. Radarsystem zur Erzeugung eines elektromagnetischen Informationsfeldes innerhalb eines zu verteidigenden Luftraums, mit einem Netz aus drei oder mehr Radareinheiten zur Erzeugung von Informationssignalen innerhalb des Raums, einem Flugkörper mit einem Empfänger zum Erfassen der von den Radareinheiten gelieferten Informationssignale, wobei der Flugkörper Verarbeitungsmittel zum Berechnen seiner Position innerhalb des Raums durch Bestimmen seines Abstandes von jeder Radareinheit enthält, und wobei die Radareinheiten Mittel zum Verfolgen eines oder mehrerer Ziele innerhalb des Raums mittels der von den Radareinheiten ausgesendeten und von den Zielen reflektierten Informationssignale und ferner Mittel zum Übertragen von Informationen zu dem Flugkörper enthalten, die den Flugkörper in die Lage versetzen, gegen das ausgewählte Ziel gelenkt zu werden.
  2. Radarsystem nach Anspruch 1, bei welchem die von den Radareinheiten ausgesendeten Signale für ihre Unterscheidung frequenz- oder phasencodiert sind.
  3. Radarsystem nach Anspruch 2, bei welchem die Informationssignale in Form von Signalen mit gespreiztem Spektrum vorliegen und eine direkte Pseudozufalls-Codefolge mit Doppelphasenübergängen aufweisen.
  4. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Informationssignale als Impulssignale oder als Dauerstrichsignale vorliegen.
  5. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Radareinheiten Mittel zum Synchronisieren jeweiliger örtlicher Taktgeber und zum Feststellen ihrer relativen Positionen enthalten.
  6. Radarsystem nach Anspruch 5, bei welchem die Synchronisierungsmittel Empfänger zum Empfangen von Signalen eines Gesamtpositionierungssystems enthalten.
  7. Radarsystem nach Anspruch 5, bei welchem die Radareinheiten in einer vorbereitenden Operation zur Erzielung der Synchronisation und der Feststellung der relativen Positionen in einen Informationsaustausch treten können.
  8. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Übertragungsverbindung zwischen den Radareinheiten, vorzugsweise einer VHF- oder UHF-Übertragungsverbindung.
  9. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Informationssignale bei Frequenzen im VHF-Bereich, im UHF-Bereich oder im Mikrowellenbereich geliefert werden.
  10. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem einer der Radareinheiten die Funktion als Hauptstation zugeordnet ist, damit sie Berechnungen bezüglich der Entfernung eines Ziels anhand von durch alle Radareinheiten erfaßten Signalen durchführt.
  11. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Anwendung in einem im Zeitmultiplexverfahren arbeitenden System zur Behandlung von Paaren aus Flugkörper/Ziel-Kombinationen.
  12. Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem eine Radareinheit Prozessormittel zum Berechnen der Position eines Ziels anhand von von allen Radareinheiten empfangenen Signalen und anhand der Kenntnis der relativen Positionen der Radareinheiten enthält.
  13. Radarsystem nach Anspruch 12, bei welchem in den Informationssignalen eine Information über die Position eines Ziels bezüglich des Flugkörpers verschlüsselt ist.
  14. Radarsystem nach Anspruch 12 in Abhängigkeit von Anspruch 3, bei welchem die Prozessormittel ein Mittel zum Verschieben des Ursprungs des Koordinatensystems des Netzes zu einem erfaßten Ziel und zum Liefern von Signalen zu den Radareinheiten enthalten, die diese in die Lage versetzen, variable zeitliche Verzögerungen in die Codefolgen einzuführen, damit eine Verschiebung der Koordinate zum erfaßten Ziel durchgeführt wird.
  15. Radarsystem nach Anspruch 3, bei welchem der Empfänger des Flugkörpers eine Aufzeichnung der von den Radareinheiten ausgesendeten Codes enthält und die empfangenen Codesendungen mit den aufgezeichneten Codes vergleicht, um die Entfernung für jede Radareinheit zu bestimmen.
  16. Radarsystem nach Anspruch 13 und 14, bei welchem der Flugkörper Lenkmittel zum Lenken gegen ein Minimum, d.h. zum Ursprung der aus den empfangenen Systemen mit gespreiztem Spektrum festgestellten Koordinaten enthält.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2945636B1 (fr) 2009-05-15 2016-11-11 Thales Sa Systeme de surveillance multistatique optimise
FR2964198B1 (fr) * 2010-08-27 2012-08-31 Thales Sa Procede de pistage multi-cibles

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2142201A (en) * 1983-06-24 1985-01-09 Plessey Co Plc Radar system
US4499468A (en) * 1982-04-21 1985-02-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Range-only multistatic radar system
US4806936A (en) * 1986-06-20 1989-02-21 Hughes Aircraft Company Method of determining the position of multiple targets using bearing-only sensors

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE977804C (de) * 1958-12-06 1970-07-30 Telefunken Patent Verfahren zur Fernlenkung eines Koerpers gegen ein sich bewegendes Ziel
GB1211933A (en) * 1967-02-10 1970-11-11 Telefunken Patent Improvements in or relating to radars
US3975731A (en) * 1974-12-10 1976-08-17 Grumman Aerospace Corporation Airborne positioning system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4499468A (en) * 1982-04-21 1985-02-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Range-only multistatic radar system
GB2142201A (en) * 1983-06-24 1985-01-09 Plessey Co Plc Radar system
US4806936A (en) * 1986-06-20 1989-02-21 Hughes Aircraft Company Method of determining the position of multiple targets using bearing-only sensors

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