DE4122108A1 - Coherent pulse Doppler radar - simultaneously radiates two different carrier frequencies and evaluates difference in received Doppler shifts - Google Patents

Coherent pulse Doppler radar - simultaneously radiates two different carrier frequencies and evaluates difference in received Doppler shifts

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Abstract

The coherent pulse Doppler radar includes a carrier frequency generator circuit (1), a transmitter amplifier (2), a transmission/reception antenna (4) fed via a circulator (3), and a pulse control circuit (5). The receiver (6) includes a mixer (7). A phase detector (8) is connected to a Doppler evaluation circuit (9) for evaluation of reflected signals. The carrier frequency generator includes a reference oscillator (10) and two local oscillators (13,14), for two different frequencies for use in the transmitter amplifier. In the receiver (6), the difference between the Doppler frequencies for each carrier frequency is calculated. The signal is pref. transmitted from a pulse amplifier. ADVANTAGE - Allows acquisition of targets moving with high radial speeds, with low pulse rate without varying pulse separation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Pulsdopplerradar gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a pulse Doppler radar according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges Radar wird zur Erfassung von sich bewegenden Zielen wie z. B. Flugzeugen eingesetzt und erlaubt, deren Positionen und Geschwindigkeiten innerhalb eines bestimmten Entfernungsbereiches zu bestimmen. Reflexionen von ruhenden Zielen werden dabei in der Regel ausgeblendet. Ein einfaches Blockschaltbild eines solchen Radars ist im "Radar Handbook" von M. I. SKOLNIK, erschienen 1970 bei McGraw-Hill Book Company, auf Seite 17-5 wiedergegeben.Such a radar is used to detect moving targets such as B. aircraft used and allowed, their positions and Speeds within a certain distance range to determine. Reflections of resting targets are thereby in the Usually hidden. A simple block diagram of one Radars is in the "Radar Handbook" by M. I. SKOLNIK, published in 1970 at McGraw-Hill Book Company, pp. 17-5.

Die Ausblendung der von ruhenden Zielen reflektierten Radarsignale wird dadurch erreicht, daß nur solche Signale ausgewertet werden, die eine Dopplerverschiebung erfahren haben, deren Phasenlage sich mithin von der des jeweils zuvor empfangenen Signals unterscheidet.Suppression of the radar signals reflected by stationary targets is achieved by evaluating only those signals who have undergone a Doppler shift, the phase relationship of which therefore differs from that of the previously received signal.

Die Positionen der Ziele werden durch Messung der Signallaufzeiten - diese liefert die radialen Entfernungen - und eine gleichzeitige Erfassung der jeweiligen Antennenausrichtung ermittelt. The positions of the targets are determined by measuring the signal propagation times - This provides the radial distances - and a simultaneous one Detection of the respective antenna orientation determined.  

Die Erfassung eines bewegten Zieles versagt aber bei einem solchen Radar, wenn die Radialgeschwindigkeit des Zieles gerade so hoch ist, daß dieses in der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Radarpulsen eine Strecke zurücklegt, die genau der halben Wellenlänge des Radarsignals oder einem Vielfachen dieser Wellenlänge entspricht, da dann die Phasenverschiebung zwischen aufeinanderfolgenden, von diesem Ziel zurückgestrahlten Signalen 360° oder ein Mehrfaches von 360° beträgt und die Phase damit, wie bei ruhenden Zielen, unverschoben erscheint. Diese Geschwindigkeiten, für die das Radar "blind" ist, heißen Blindgeschwindigkeiten. Ihr Betrag ist proportional zur Wellenlänge der Radar-Trägerfrequenz und zur Pulswiederholfrequenz.However, capturing a moving target fails Radar when the target's radial speed is just as high is that this is in the time between two successive ones Radar pulses cover a distance that is exactly half Wavelength of the radar signal or a multiple thereof Wavelength corresponds, because then the phase shift between successive signals retroreflected from this target 360 ° or a multiple of 360 ° and the phase with how when the targets are at rest, appears unmoved. These Speeds for which the radar is "blind" are called Blind speeds. Their amount is proportional to the wavelength the radar carrier frequency and the pulse repetition frequency.

Dopplerverschiebungen, die in ihrer Frequenz größer als die halbe Pulswiederholfrequenz sind, führen überdies zu Mehrdeutigkeiten bei der Geschwindigkeitsauswertung, wenn, wie üblich, bei der Verarbeitung des Radarsignals eine Abtastung im Takt der Pulswiederholfrequenz erfolgt.Doppler shifts greater in frequency than half Pulse repetition frequency also lead to ambiguities the speed evaluation if, as usual, at the Processing of the radar signal one sample in time with the Pulse repetition rate occurs.

Um alle Ziele zu erfassen, wird man bemüht sein, Trägerfrequenz und Pulswiederholfrequenz so zu wählen, daß die niedrigste Blindgeschwindigkeit bereits höher liegt als die Obergrenze des Geschwindigkeitsbereichs, in dem Ziele erfaßt werden sollen. Man wird demnach bei vorgegebener Radar-Trägerfrequenz die Pulswiederholfrequenz möglichst hoch wählen.In order to grasp all goals, one will endeavor to find carrier frequency and Select pulse repetition rate so that the lowest Blind speed is already higher than the upper limit of Speed range in which targets are to be recorded. Man is accordingly at a given radar carrier frequency Select a pulse repetition rate that is as high as possible.

Dies läßt sich jedoch nicht beliebig weit treiben, da eine zu hohe Pulswiederholfrequenz den Entfernungsbereich, in dem das Radar eindeutige Meßergebnisse liefert, einschränkt. Eine eindeutige Entfernungsmessung setzt nämlich eine eindeutige Zuordnung eines empfangenen, reflektierten Signals zu einem zuvor ausgesendeten Radarpuls voraus. Diese ist nicht mehr gegeben, wenn vor Empfang des reflektierten Signals bereits der nächste Radarpuls gesendet wurde. However, this cannot be carried out at will because it is too high Pulse repetition rate the range in which the radar provides clear measurement results, limits. A clear one Distance measurement sets a clear assignment of one received, reflected signal to a previously transmitted Radar pulse ahead. This is no longer given if received of the reflected signal is already sent to the next radar pulse has been.  

Der Bereich, in dem eine eindeutige Entfernungsmessung möglich ist, endet damit in einer Entfernung von der Radarantenne, die der Hälfte des Weges entspricht, die das Radarsignal in der Zeit zwischen zwei Radarpulsen zurücklegt.The area in which a clear distance measurement is possible ends at a distance from the radar antenna that the Half of the way corresponds to the radar signal in time covered between two radar pulses.

Eine Veränderung der Pulswiederholfrequenz darf, sofern man nicht eine Faltung des Entfernungsmeßbereichs und damit Mehrdeutigkeiten der Meßwerte inkaufnehmen will, somit nur innerhalb eines Bereiches erfolgen, dessen Grenzen einerseits durch die Höchstgeschwindigkeit der Ziele, die sicher erkannt werden sollen, andererseits durch die räumliche Ausdehnung des Bereichs, in dem eindeutige Entfernungsmessungen möglich sein sollen, vorgegeben sind.A change in the pulse repetition rate is allowed, provided one is not a convolution of the distance measuring range and thus ambiguities who wants to accept measured values, therefore only within a range take place, the limits on the one hand by the maximum speed of the goals that are to be surely recognized, on the other hand by the spatial extent of the area in which unique Distance measurements should be possible.

Um diese Einschränkung zu überwinden, wurde ein Radar entwickelt, dessen Pulsfrequenz variabel ist, so daß sich der Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden Pulsen ständig ändert. Ein solches Radar ist in dem oben angegebenen Radar Handbook, auf Seite 17-38, Abs. 17.10 beschrieben. Infolge ständigen Verschiebens der Blindgeschwindigkeiten werden hier auch Ziele erkannt, deren Geschwindigkeiten sonst mit einer Blindgeschwindigkeit zusammenfallen könnten. Ein gelegentliches Zusammenfallen einer Zielgeschwindigkeit mit einer Blindgeschwindigkeit tritt hier immer nur für die Dauer eines Pulsintervalls auf und beeinträchtigt damit das Erkennen des jeweiligen Zieles nicht wesentlich. Da mit einem solchen Radar auch Geschwindigkeitsbereiche oberhalb der niedrigsten Blindgeschwindigkeit, häufig bis zur vierten Blindgeschwindigkeit, lückenlos erfaßt werden können, kann die niedrigste Blindgeschwindigkeit niedrig liegen, d. h. die Pulswiederholfrequenz kann im Interesse eines großen Entfernungsbereichs, niedrig gewählt werden.To overcome this limitation, a radar was developed whose pulse frequency is variable, so that the time interval constantly changes between successive pulses. Such one Radar is in the Radar Handbook above, on pages 17-38, Paragraph 17.10. As a result of constant movement of the Blind speeds are also recognized here Speeds otherwise at a blind speed could coincide. An occasional collapse of one Target speed with a blind speed always occurs here only for the duration of a pulse interval and thus affects the recognition of the respective goal is not essential. There with one such radar also speed ranges above lowest blind speed, often up to the fourth Blindspeed, can be recorded without gaps, the lowest blind speed is low, d. H. the Pulse repetition rate can be in the interest of a large Range, be selected low.

Radargeräte mit definiert verändertem Pulsabstand erfordern jedoch einen hohen Schaltungsaufwand und sind aufgrund ihrer komplizierten Technik empfindlich und störungsanfällig.However, radars with a defined change in pulse spacing require a lot of circuitry and are complicated due to their Technology sensitive and prone to failure.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Pulsdopplerradar anzugeben, das ohne den Pulsabstand zu verändern, bei niedriger Pulsfolgefrequenz, sich mit hoher Radialgeschwindigkeit bewegende Ziele erfassen und deren Entfernungen und Geschwindigkeiten eindeutig messen kann.The invention is therefore based on the object Specify pulse Doppler radar that without changing the pulse interval, at low pulse repetition frequency, with high Detect targets moving at radial speed and their targets Can measure distances and speeds clearly.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the specified in claim 1 Features solved.

Infolge der simultanen Abstrahlung zweier unterschiedlicher, jedoch noch von einer gemeinsamen Antenne abstrahlbarer Trägerfrequenzen werden von jedem bewegten Ziel Rückstrahlsignale empfangen, die unterschiedliche Dopplerfrequenzen aufweisen. Wird dann anstelle der einzelnen Dopplerfrequenzen deren Differenz ausgewertet, so treten Mehrdeutigkeiten erst bei Geschwindigkeiten auf, die im gleichen Verhältnis höher liegen, wie die Differenz der beiden Dopplerfrequenzen zu einer einzelnen Dopplerfrequenz niedriger liegt. Diese Geschwindigkeiten werden von den zu erfassenden Zielen nicht erreicht. Die Pulswiederholfrequenz kann somit niedrig gewählt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Geschwindigkeit eines zu erfassenden Ziels mit einer Blindgeschwindigkeit zusammenfällt.As a result of the simultaneous radiation of two different, however carrier frequencies that can be radiated from a common antenna retroreflective signals are received from each moving target have different Doppler frequencies. Then instead the difference of the individual Doppler frequencies evaluated, so ambiguities only occur at speeds that are in the same ratio as the difference between the two Doppler frequencies lower to a single Doppler frequency lies. These speeds are determined by the targets to be captured not reached. The pulse repetition rate can thus be low can be chosen without the risk that the Speed of a target to be captured with a Blind speed coincides.

Ausgestaltungen des Pulsdopplerradars nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Embodiments of the pulse Doppler radar according to the invention are in described the subclaims.

So betrifft Anspruch 2 eine Lösung mit zwei getrennten, jedoch kohärent betriebenen Lokaloszillatoren, welche unterschiedliche Trägerfrequenzen erzeugen. Im Empfangsteil müssen dann zwei getrennte Empfangskanäle zur Gewinnung der den beiden Trägerfrequenzen zugeordneten Dopplerfrequenzen und deren Differenz vorgesehen werden. So claim 2 relates to a solution with two separate, however coherently operated local oscillators, which are different Generate carrier frequencies. Two must then be in the receiving section separate reception channels for the acquisition of the two Carrier frequencies assigned Doppler frequencies and their difference be provided.  

Eine weitgehend einkanalige und damit mit weniger Schaltungsaufwand verbundene Auswertung der Empfangssignale erlaubt die in Patentanspruch 3 beschriebene Ausgestaltung, bei der nur ein Lokaloszillator verwendet und die beiden Trägerfrequenzen durch Zumischen zweier unterschiedlicher Zwischenfrequenzen hergestellt werden.A largely single-channel and therefore with less circuitry connected evaluation of the received signals allows the in Claim 3 embodiment described, in which only one Local oscillator used and the two carrier frequencies through Mixing two different intermediate frequencies will.

Die Ansprüche 4, 5 und 6 betreffen alternativ Möglichkeiten zur Pulsmodulation der Trägerfrequenzen.The claims 4, 5 and 6 relate alternatively to possibilities Pulse modulation of the carrier frequencies.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel des Pulsdopplerradars nach der Erfindung anhand eines Blockschaltbildes ausführlich beschrieben und seine Funktion erklärt werden.In the following an embodiment of the pulse Doppler radar according to the invention with reference to a block diagram described and its function explained.

Fig. 1 zeigt ein kohärentes Pulsdopplerradar, bei dem ein gepulstes, hochfrequentes Sendesignal von einer Antenne 4 abgestrahlt wird, um bewegte Ziele innerhalb eines Entfernungsbereiches anhand von ihnen reflektierter Rückstrahlsignale zu erkennen und ihre Entfernungen und Radialgeschwindigkeiten zu messen. Die Grenze, bis zu der eine eindeutige Entfernungsmessung möglich ist, wird dabei durch den zeitlichen Abstand der aufeinander folgenden Radarpulse bestimmt. Fig. 1 shows a coherent pulse Doppler radar, wherein a pulsed, high-frequency transmission signal radiated from an antenna 4 to moving targets within a distance range based on them reflected return beam signals to detect and measure their distances and radial velocities. The limit up to which a clear distance measurement is possible is determined by the time interval between the successive radar pulses.

Die Antenne 4 wird von einem gepulsten Sendeverstärker 2 über einen Zirkulator 3 gespeist. Die Hochfrequenz (Trägerfrequenz) für das Sendesignal wird in einer Trägerfrequenzerzeugungsschaltung 1 aufbereitet und dem gepulsten Sendeverstärker zugeführt. Die über die Antenne 4 empfangenen Rückstrahlsignale werden über den Zirkulator ausgekoppelt und in einem Empfangsteil 6 einem eingangsseitigen Empfangsmischer 7 zugeführt. Die Pulswiederholfrequenz wird in einer Pulssteuerschaltung 5 durch Teilung der Frequenz eines in der Trägerfrequenzerzeugungsschaltung angeordneten Referenzoszillators 10 gewonnen und dem gepulsten Sendeverstärker als Steuersignal zugeführt. The antenna 4 is fed by a pulsed transmitter amplifier 2 via a circulator 3 . The radio frequency (carrier frequency) for the transmission signal is processed in a carrier frequency generation circuit 1 and fed to the pulsed transmission amplifier. The retroreflective signals received via the antenna 4 are decoupled via the circulator and fed in a receiving section 6 to an input mixer 7 on the input side. The pulse repetition frequency is obtained in a pulse control circuit 5 by dividing the frequency of a reference oscillator 10 arranged in the carrier frequency generation circuit and is supplied to the pulsed transmission amplifier as a control signal.

Die Trägerfrequenzerzeugungsschaltung 1 enthält, im Gegensatz zu herkömmlichen kohärenten Pulsdopplerradars, zwei Trägerfrequenzquellen, in diesem Falle einen ersten Einseitenbandmischer 15 und einen zweiten Einseitenbandmischer 16. Diese Einseitenbandmischer unterscheiden sich in ihrer Ausgangsfrequenz, jedoch nicht so stark, daß eine simultane Abstrahlung beider Frequenzen über Senderverstärker 2, Zirkulator 3 und Antenne 4 infolge Fehlanpassung dieser Bauelemente Probleme bereiten würde. Die Einseitenbandmischer erzeugen ihre Ausgangsfrequenzen jeweils durch Mischen einer in einem Lokaloszillator 11 erzeugten Hochfrequenz mit einer Zwischenfrequenz, die für den ersten Einseitenbandmischer in einem diesem vorgeschalteten ersten Zwischenfrequenzoszillator 13 und für den zweiten Einseitenbandmischer in einem diesem vorgeschalteten zweiten Zwischenfrequenzoszillator 14 erzeugt wird. Von beiden Einseitenbandmischern wird dann entweder das obere oder das untere Seitenband über eine Addierschaltung 17 auf den Sendeverstärker 2 ausgegeben.In contrast to conventional coherent pulse Doppler radars, the carrier frequency generation circuit 1 contains two carrier frequency sources, in this case a first single sideband mixer 15 and a second single sideband mixer 16 . These single-sideband mixers differ in their output frequency, but not so much that a simultaneous emission of both frequencies via transmitter amplifier 2 , circulator 3 and antenna 4 would cause problems due to mismatching of these components. The single-sideband mixers each generate their output frequencies by mixing a high frequency generated in a local oscillator 11 with an intermediate frequency which is generated for the first single-sideband mixer in a first intermediate frequency oscillator 13 connected upstream thereof and for the second single-sideband mixer in a second intermediate frequency oscillator 14 connected upstream thereof. From both single-sideband mixers, either the upper or the lower sideband is then output to the transmit amplifier 2 via an adder circuit 17 .

Da die Auswertung der Rückstrahlsignale hinsichtlich der Geschwindigkeiten der erfaßten Ziele einen Phasenvergleich erfordert, müssen die sendeseitigen Trägerfrequenzen und alle empfangsseitig benötigten Vergleichsfrequenzen streng phasenkohärent sein.Since the evaluation of the retroreflective signals in terms of Velocities of the acquired targets a phase comparison required, the transmitter-side carrier frequencies and all comparison frequencies required at the receiving end are strict be phase coherent.

Um dies sicherzustellen, werden sowohl der Lokaloszillator 11 als auch die beiden Zwischenfrequenzoszillatoren 13 und 14 aus der Ausgangsfrequenz des Referenzoszillators 10 gebildet. Hierzu werden Frequenzaufbereitungsstufen 18, 19 und 20 eingesetzt, die im wesentlichen Frequenzteiler oder Frequenzvervielfacher enthalten. Da als Vergleichsfrequenz für den Empfangsmischer 7 die Ausgangsfrequenz des Lokaloszillators und als Vergleichsfrequenz für einen zur Dopplerfrequenzabtrennung notwendigen Phasendetektor 8 die Ausgangsfrequenz des Referenzoszillators dient, ist die Phasenkohärenz auch auf der Empfangsseite gewährleistet. To ensure this, both the local oscillator 11 and the two intermediate frequency oscillators 13 and 14 are formed from the output frequency of the reference oscillator 10 . For this purpose, frequency processing stages 18 , 19 and 20 are used, which essentially contain frequency dividers or frequency multipliers. Since the output frequency of the local oscillator is used as the comparison frequency for the reception mixer 7 and the output frequency of the reference oscillator is used as the comparison frequency for a phase detector 8 required for Doppler frequency separation, the phase coherence is also ensured on the reception side.

Eine hinsichtlich des Schaltungsaufwandes besonders günstige Ausgestaltung ergibt sich, wenn, wie dem in der Fig. dargestellten Blockschaltbild zugrundegelegt, die beiden Trägerfrequenzen so gewählt werden, daß ihre Differenz der Frequenz des Referenzoszillators entspricht und außerdem beide Trägerfrequenzen höher oder beide niedriger sind als die Ausgangsfrequenz FL des Lokaloszillators 11. Erreicht wird dies z. B. durch die folgende Frequenzaufteilung:A configuration which is particularly favorable in terms of circuit complexity is obtained if, as a basis for the block diagram shown in the figure , the two carrier frequencies are chosen so that their difference corresponds to the frequency of the reference oscillator and, in addition, both carrier frequencies are higher or both lower than the output frequency F L of the local oscillator 11 . This is achieved e.g. B. by the following frequency division:

Der Referenzoszillator liefert eine stabilisierte Referenzfrequenz F. Die Frequenzaufbereitungsstufe 19 multipliziert diese Frequenz F mit einem Faktor, um eine Steuerfrequenz für den Lokaloszillator 11 zu gewinnen. Der Ausgang des Lokaloszillators wird über einen Leistungsteiler 27 beiden Einseitenbandmischern 15 und 16 und außerdem dem Empfangsmischer 7 zugeführt.The reference oscillator supplies a stabilized reference frequency F. The frequency processing stage 19 multiplies this frequency F by a factor in order to obtain a control frequency for the local oscillator 11 . The output of the local oscillator is fed via a power divider 27 to both single-sideband mixers 15 and 16 and also to the receiving mixer 7 .

Die Frequenzaufbereitungsstufe 18 teilt die Referenzfrequenz F zur Steuerung des Zwischenfrequenzoszillators 13 z. B. durch den Faktor 3, so daß der Zwischenfrequenzoszillator 13 mit der Frequenz F/3 schwingt und der erste Seitenbandmischer 15, z. B. bei Aufwärtsmischen, die Trägerfrequenz FL+F/3 an die Addierschaltung 17 liefert. Die Frequenzaufbereitungsstufe 20 multipliziert die Referenzfrequenz mit dem Faktor 4/3. Dies kann z. B. auch durch Addition der Referenzfrequenz F und der Frequenz F/3 des Zwischenfrequenzoszillators 13 geschehen. Der Zwischenfrequenzoszillator 14 schwingt dann mit der Frequenz 4/3 F und der nachgeschaltete zweite Einseitenbandmischer gilbt die Trägerfrequenz FL+4/3 F auf die Addierschaltung 17 aus. Die addierten Frequenzen der Einseitenbandmischer werden im Sendeverstärker verstärkt und mit einer niedrigen Pulswiederholfrequenz gepulst auf die Antenne ausgegeben. The frequency processing stage 18 divides the reference frequency F for controlling the intermediate frequency oscillator 13 z. B. by the factor 3, so that the intermediate frequency oscillator 13 oscillates at the frequency F / 3 and the first sideband mixer 15 , for. B. with upward mixing, the carrier frequency F L + F / 3 to the adder 17 supplies. The frequency processing stage 20 multiplies the reference frequency by a factor of 4/3. This can e.g. B. also happen by adding the reference frequency F and the frequency F / 3 of the intermediate frequency oscillator 13 . The intermediate frequency oscillator 14 then oscillates at the frequency 4/3 F and the downstream second single-sideband mixer yellows the carrier frequency F L +4/3 F onto the adder circuit 17 . The added frequencies of the single-sideband mixers are amplified in the transmitter amplifier and pulsed onto the antenna at a low pulse repetition frequency.

Da der Empfangsmischer 7 empfangene Rückstrahlsignale mit der Frequenz des Lokaloszillators mischt, entstehen am Ausgang des Empfangsmischers, durch Dopplerverschiebung geringfügig geändert, die beiden dem Ausgangssignal des Lokaloszillators zugemischten Zwischenfrequenzen F/3 und 4/3 F.Since the reception mixer 7 mixes received retroreflective signals with the frequency of the local oscillator, at the output of the reception mixer, slightly changed by Doppler shift, the two intermediate frequencies F / 3 and 4/3 F added to the output signal of the local oscillator arise.

Beide Zwischenfrequenzen können nun, erst gemeinsam und dann getrennt, verstärkt und ausgefiltert werden. Dies geschieht in einem Vorverstärker 21, dem für die einzelnen Frequenzen Bandpaßfilter 22, 23, und weitere Verstärker und Begrenzer 24, 25 nachgeschaltet sind. In einem Zwischenfrequenzmischer 26 wird anschließend das Differenzsignal der beiden Zwischenfrequenzen erzeugt. Da die Differenz zwischen den Zwischenfrequenzen genau gleich der Referenzfrequenz F gewählt wurde, kann nun im nachgeschalteten Phasendetektor 8 direkt der Phasenvergleich zwischen der Referenzfrequenz des Referenzoszillators 10 und der aus den Empfangssignalen ermittelten Differenz der Zwischenfrequenz erfolgen. Dieser führt zur Abtrennung der auf Dopplerverschiebung zurückgehenden Frequenzanteile. Der Dopplerauswerteeinrichtung 9 wird schließlich die Differenz der den beiden Trägerfrequenzen zugeordneten Dopplerfrequenzen zur Geschwindigkeits- und Entfernungsauswertung zugeführt. Diese Differenz ist der Radialgeschwindigkeit des jeweiligen Zieles proportional.Both intermediate frequencies can now be amplified and filtered out, first together and then separately. This is done in a preamplifier 21 which is followed by bandpass filters 22 , 23 and further amplifiers and limiters 24 , 25 for the individual frequencies. The difference signal of the two intermediate frequencies is then generated in an intermediate frequency mixer 26 . Since the difference between the intermediate frequencies was selected to be exactly the same as the reference frequency F, the phase comparison between the reference frequency of the reference oscillator 10 and the difference in the intermediate frequency determined from the received signals can now be carried out directly in the downstream phase detector 8 . This leads to the separation of the frequency components due to Doppler shift. Finally, the difference between the Doppler frequencies assigned to the two carrier frequencies for speed and distance evaluation is fed to the Doppler evaluation device 9 . This difference is proportional to the radial speed of the target.

Da hier nicht direkt Dopplerfrequenzen sondern deren Differenzen ausgewertet werden, treten in dem üblicherweise zu beobachtenden Entfernungs- und Geschwindigkeitsbereich auch bei niedrigen Pulswiederholfrequenzen noch keine Geschwindigkeiten auf, für die das Radar "blind" ist oder die zu Mehrdeutigkeiten in der Auswertung führen.Because here not Doppler frequencies directly but their differences are evaluated, occur in the usually observed Distance and speed range even at low Pulse repetition rates still have no speeds for which the radar is "blind" or which leads to ambiguities in the Conduct evaluation.

Das Pulsdopplerradar nach der Erfindung verhält sich vielmehr wie ein Radar, das mit einer Frequenz arbeitet, die der Differenz der beiden Trägerfrequenzen entspricht.The pulse Doppler radar according to the invention behaves rather like a radar that operates at a frequency that is the difference of the corresponds to both carrier frequencies.

Claims (6)

1. Kohärentes Pulsdopplerradar mit einer Trägerfrequenzerzeugungsschaltung (1), einem Sendeverstärker (2) einer über einen Zirkulator (3) gespeisten Sende- und Empfangs-Antenne (4) einer Pulssteuerschaltung (5) und einem Empfangsteil (6) mit einem Empfangsmischer (7), einem mit der Trägerfrequenz synchronisierten Phasendetektor (8) und einer nachgeschalteten Doppler-Auswerteeinrichtung (9) zum Empfang und zur Auswertung von aus dem Zirkulator ausgekoppelten Rückstrahlsignalen, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenzerzeugungsschaltung (1) Quellen (15, 16) für zwei voneinander verschiedene Trägerfrequenzen aufweist und beide Trägerfrequenzen auf den Sendeverstärker (2) ausgibt und daß im Empfangsteil (6) die Differenz zwischen den für die einzelnen Trägerfrequenzen ermittelten Dopplerfrequenzen ausgewertet wird.1. Coherent pulse Doppler radar with a carrier frequency generating circuit ( 1 ), a transmitting amplifier ( 2 ), a transmitting and receiving antenna ( 4 ) fed via a circulator ( 3 ), a pulse control circuit ( 5 ) and a receiving part ( 6 ) with a receiving mixer ( 7 ) , a phase detector ( 8 ) synchronized with the carrier frequency and a downstream Doppler evaluation device ( 9 ) for receiving and evaluating retroreflective signals coupled out from the circulator, characterized in that the carrier frequency generation circuit ( 1 ) sources ( 15 , 16 ) for two different ones Has carrier frequencies and outputs both carrier frequencies to the transmission amplifier ( 2 ) and that in the receiving part ( 6 ) the difference between the Doppler frequencies determined for the individual carrier frequencies is evaluated. 2. Kohärentes Pulsdopplerradar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenzerzeugungsschaltung einen Referenzoszillator (10) und zwei von diesem gesteuerte Lokaloszillatoren aufweist, deren Ausgangssignale dem Sendeverstärker (2) zugeführt werden. 2. Coherent pulse Doppler radar according to claim 1, characterized in that the carrier frequency generating circuit has a reference oscillator ( 10 ) and two local oscillators controlled by it, the output signals of which are supplied to the transmission amplifier ( 2 ). 3. Kohärentes Pulsdopplerradar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenzerzeugungsschaltung (1) einen Referenzoszillator (10), einen von diesem gesteuerten Lokaloszillator (11), zwei vom Referenzoszillator gesteuerte Zwischenfrequenzoszillatoren (13, 14) und zwei Einseitenbandmischer (15, 16) aufweist, daß die Zwischenfrequenzen der Zwischenfrequenzoszillatoren so gewählt sind, daß ihre Differenzfrequenz der Frequenz des Referenzoszillators entspricht und daß die Einseitenbandmischer je eine der Zwischenfrequenzen mit dem Ausgangssignal des Lokaloszillators mischen und beide das obere oder beide das untere Seitenband als Trägerfrequenz auf den Sendeverstärker ausgeben.3. Coherent pulse Doppler radar according to Claim 1, characterized in that the carrier frequency generating circuit ( 1 ) has a reference oscillator ( 10 ), a local oscillator ( 11 ) controlled by this, two intermediate frequency oscillators ( 13 , 14 ) controlled by the reference oscillator and two single-sideband mixers ( 15 , 16 ) has that the intermediate frequencies of the intermediate frequency oscillators are selected so that their difference frequency corresponds to the frequency of the reference oscillator and that the single sideband mixers each mix one of the intermediate frequencies with the output signal of the local oscillator and both output the upper or both the lower sideband as carrier frequency to the transmission amplifier. 4. Kohärentes Pulsdopplerradar nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein gepulster Sendeverstärker verwendet wird.4. Coherent pulse Doppler radar according to one of the above Claims, characterized in that a pulsed Transmitter amplifier is used. 5. Kohärentes Pulsdopplerradar nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Pulsen des Sendesignals Schalter in den Ausgangsleitungen der Einseitenbandmischer oder in den Ausgängen der Zwischenfrequenzoszillatoren (13, 14) vorgesehen sind, die von der Pulssteuerschaltung synchron angesteuert werden.5. Coherent pulse Doppler radar according to claim 3, characterized in that for pulsing the transmission signal switches are provided in the output lines of the single-sideband mixer or in the outputs of the intermediate frequency oscillators ( 13 , 14 ) which are controlled synchronously by the pulse control circuit. 6. Kohärentes Pulsdopplerradar nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Pulsen des Sendesignals ein Schalter in der Ausgangsleitung des Lokaloszillators (11) vorgesehen ist, der von der Pulssteuerschaltung (5) angesteuert wird.6. Coherent pulse Doppler radar according to claim 3, characterized in that a switch is provided in the output line of the local oscillator ( 11 ) for pulsing the transmission signal and is controlled by the pulse control circuit ( 5 ).
DE19914122108 1991-07-04 1991-07-04 Coherent pulse Doppler radar - simultaneously radiates two different carrier frequencies and evaluates difference in received Doppler shifts Withdrawn DE4122108A1 (en)

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