DE69218305T2

DE69218305T2 - Ultrabreitband-Radar mit kurzen, synthetisierten Pulsen

Info

Publication number: DE69218305T2
Application number: DE69218305T
Authority: DE
Inventors: James G Small; Raymond Tang
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1991-06-27
Filing date: 1992-06-15
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2012-06-16
Also published as: US5239309A; DE69218305D1; EP0520666B1; EP0520666A1

Description

Hintergrund

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Radarsender und -empfänger und insbesondere auf die Übertragung und den Empfang von Spektralkomponenten einer vorbestimmten Folge von kurzen Pulsen.
Es besteht ein Bedürfnis dahingehend, Schiffe gegen tieffliegende Seeabschirmraketen, beispielsweise derjenigen, die als "Exocet" oder "Silkworm" oder dergleichen bekannt sind, zu schützen. Herkömmliche Radare haben Schwierigkeiten, derartige Flugkörper nachzuweisen, da die Bilder oder Reflexionen, welche den Signalrücklauf von dem Flugkörper veranlassen, ein- und ausgeblendet zu werden, wenn die Direktweg- und Mehrwegsignale sich verstärken oder auslöschen. Herkömmliche Radare verwenden eine lange Pulsbreite und haben typischerweise eine Momentan-Bandbreite in der Größenordnung von 100 MHz. Ein Radar jedoch, das eine Folge von kurzen Pulsen in der Größenordnung von 200 Pikosekunden verwendet, welche eine Momentanbandbreite in der Größenordnung von 5 GHz aufweisen, ist in der Lage, den Direktrücklaufweg von den Mehrwegrückläufen zu trennen, wodurch der Nachweis von tieffliegenden Seeabschirmraketen ermöglicht wird. Ferner kann das Breitbandsignal die Signalrücklauf von einem Ziel erhöhen, das einen geringen Radarquerschnitt wegen der Resonanzstreuungscharakteristik des Zieles über ein breites Frequenzband aufweist. Dadurch kann ein derartiges Kurzpulsradar ebenso ein Verwendungspotential als ein Hilfsradar zu bestehenden Schiffluftabwehrradaren haben.
Impulsradare, welche eine Folge von kurzen Pulsen verwenden, sind kürzlich in Forschungslaboratorien erforscht worden. Diese bestehenden Experimentalradare verwenden den Ansatz des An- und Ausschaltens des RF-Übertragungssignals pikosekundenweise, um eine Folge von extrem kurzen Pulsen zu erzeugen. Derartige Radare erfordern von dem Impulsgenerator, eine Spitzenleistung in der Größenordnung von einigen Megawatts aufgrund des Umstands zu haben, daß er eine geringe Relativeinschaltdauer dadurch hat, daß die Pulsbreite des Impulsgenerators extrem klein im Vergleich zu der erforderlichen Zwischenpulsperiode ist. Im Falle des Empfangens ist ein extremer Breitbandempfänger erforderlich, um die gesamte Bandbreite der Impulse nachzuweisen. Somit wird es schwierig, eine zufriedenstellende Verstärkung in dem Empfangsverstärker bereitzustellen. Dementsprechend besteht ein Bedürfnis für ein verbessertes Impulsradarsystem.

Beschreibung des in Bezug genommenen Standes der Technik

Im U.S.-Patent Nr. 3,500,404 für J.O. Anderson et al. ist ein Radarsystem beschrieben, das ein verbessertes Ansprechverhalten auf kleine Ziele aufweist. Es beschäftigt sich mit dem Problem, das Ansprechverhalten eines Radars auf kleine Ziele, die in einem Störflecken produzierenden Hintergrund vorhanden sind, zu erhöhen. Die vorgeschlagene Lösung besteht in der gepulsten Übertragung einer Vielzahl von diskreten Trägerfrequenzen, wobei die Frequenzdifferenz zwischen den nachfolgenden zumindest der Frequenz ist, welche durch das Reziproke der Systempulsbreite dargestellt wird. In einer in Fig. 5 des Patents gezeigten Ausführungsform, weisen eine Vielzahl von CW-Magnetrons auf, welche bei diskreten Trägerfrequenzen arbeiten, deren Ausgänge an eine Antenne über Impulsleistungsmodulatoren 31a-31d nacheinander multiplexiert werden, die in Konjunktion mit Richtungsfilter 30a-30d arbeiten. In einer zweiten, in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform des Patents hat eine Einzel- Mikrowellenquelle seine Ausgangsfrequenz variiert, während ein Impulsleistungsmodulator Pulse bei diskreten Frequenzen nacheinander den Antennen auferlegt. Es sollte hervorgehoben werden, daß das Radar des Patents Nr. 3,500,404 die diskreten Frequenzpulse vielmehr nacheinander als simultan überträgt, daß die übertragenen Pulse nicht phasenkohärent (zumindest in Fig. 5) sind, daß der Empfänger nicht phasenkohärent ist, und daß die Antenne nicht all die Spektralkomponenten einer vorbestimmten Pulsfolge über ein gemeinsames Phasenzentrum ausstrahlt oder empfängt.
Das U.S.-Patent Nr. 3,745,578 von Barrett, Jr. et al. stellt eine Verbesserung gegenüber der Erfindung von Anderson et al. dar und ist dem gleichen Anmelder zugeordnet. Das 578-Patent hebt hervor, daß das 404-Patent separate Frequenzquellen für jede der diskreten Frequenzen verwendet, was es schwierig macht, derartige Frequenzen zu Beginn jedes Pulses gegenseitig phasenzusynchronisieren. Mit anderen Worten, die übertragenen Pulse sind nicht phasenkohärent. Das 578-Patent verwendet einen gepulsten Sender, der eine Einzel-Seitenband-Modulationseinheit mit Rückführung aufweist, die mit einer Quelle für Radiofrequenzenergie und mit einer Quelle zum Modulieren und Trennen von Frequenzen gekoppelt ist, wodurch eine Einzelradiofrequenzquelle verwendet wird, um die übertragenen diskreten Frequenzen bereitzustellen. Jedoch sollte hervorgehoben werden, daß das Patent Nr. 3,745,578 die diskreten Frequenzpulse zusammen als simultan übertragen werden, so daß der Empfänger nicht phasenkohärent ist und daß die Antenne nicht alle Spektralkomponenten einer vorbestimmten Pulsfolge um ein gemeinsames Phasenzentrum ausstrahlt oder empfängt. Das Patent Nr. 3,745,578 bezieht die Verwendung einer Vielzahl von Sendern und Empfängern, jeder für jede Fourier-Spektralkomponente einer vorbestimmten, im Raum synthetisierten Pulsfolge, nicht ein.
Das U.S.-Patent Nr. 3,945,012 für Cooper stellt eine Verbesserung gegenüber beiden oben erwähnten Patenten dar, und ist dem gleichen Anmelder zugeordnet. Das 012-Patent hebt hervor, daß das 578-Patent eine gemeinsame vorselektierte Abstandsfrequenz zwischen benachbarten der diskreten Frequenzen verwendet, welche zu einer übermäßig großen Systembandbreite führen, die zu Verschlechterungen des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses des Empfängers führt. Das 012- Patent hebt ebenso hervor, daß sich das 578-Patent mit dem ungünstigen Spitzenleistungs- zu Mittelwert-Leistungs-Verhältnis befaßt, welches dahin tendiert, die maximale Systembereichsleistungsfähigkeit aufgrund der Sendersättigung zu begrenzen. Die Erfindung gemäß Patent Nr. 3,945,012 verwendet eine Anordnung, in der ein Chip-Puls oder frequenzmodulierter Puls ebenso amplitudenmoduliert ist. Allerdings überträgt die Erfindung des Patents Nr. 3,945,012 nicht diskrete Frequenz-Spektralkomponenten gleichzeitig, weist keinen phasenkohärenten Empfänger auf, und hat keine Antenne, welche alle Spektralkomponenten einer vorgegebenen Pulsfolge um ein gemeinsames Phasenzentrum abstrahlt oder empfängt. Das Patent Nr. 3,945,012 bezieht die Verwendung einer Vielzahl von Sendern und Empfängern, jeder für jede Fourier-Spektralkomponente einer vorgegebenen Pulsfolge, welche im Raum synthetisiert ist, nicht ein.
Das U.S.-Patent Nr. 3,896,434 für J. Sirven betrifft ein Radar, welches eine Serie von Pulsen von diskreten Frequenzen nacheinander mittels einer multiplexierenden Anordnung überträgt. Beim Empfang werden die Rückführsignale mit Gleichphasen- und Gegenphasen-Detektoren nachgewiesen, in digitale Signale umgewandelt und in einem Digitalsignalprozessor verarbeitet. Diese Signale werden unter Verwendung eines schnellen Fourier-Transformations-Algorithmus verarbeitet. Es soll hervorgehoben werden, daß das Radar von Patent Nr. 3,896,434 keine diskreten Spektralkomponenten gleichzeitig überträgt, und daß die Antenne nicht alle Spektralkomponenten einer vorgegebenen Pulsfolge um ein gemeinsamen Phasenzentrum ausstrahlt oder empfängt. Patent Nr. 3,896,434 strahlt nicht ein Ultra-Breitband-Signal aus, um eine Folge von extrem kurzen Pulsen räumlich zu synthetisieren. Das Patent Nr. 3,896,434 bezieht nicht die Verwendung einer Vielzahl von Sendern und Empfängern, jeder für jede Fourier-Spektralkomponente einer vorbestimmten Pulsfolge um ein gemeinsames Phasenzentrum herum, ein.
Das U.S.-Patent Nr. 4,218,676 für Fowler et al. betrifft ein Pulsradarsystem, welches einen synthetischen Puls verwendet, der aus einem Fourier-Spektrum von Frequenzen gebildet ist, welche durch digital gesteuerte Sender- und Empfängerschaltungen erzeugt werden. Allerdings werden die individuellen Spektralkomponenten separat, eine nach der anderen, nacheinander übertragen. Beim Empfang wird das zurückgekehrte bzw. -gelaufene Signal sowohl in Phase als auch in Amplitude für beide, sowohl der gleichphasigen Komponente und der gegenphasigen Komponente, nachgewiesen. Alle der gleichphasigen- und gegenphasigen Werte für jede Spektralkomponente des synthetisierten Pulses werden aufgenommen. Nachdem die letzte Frequenzkomponente übertragen wurde, wird das Echo empfangen und die I- und Q-Werte werden aufgenommen, die Zeitspur des synthetischen Pulses wird unter Verwendung der inversen Fourier-Transform rekonstruiert. Es wird hervorgehoben, daß das Radar des Patents Nr. 4,218,678 nicht die Verwendung einer Vielzahl von Sendern und Empfängern, jeder für jede Fourier-Spektralkomponente einer vorbestimmten Pulsfolge, welche räumlich synthetisiert ist, einbezieht, so daß die Spektralkomponenten vielmehr nacheinander als simultan übertragen werden, und daß die Antenne nicht all die Spektralkomponenten einer vorbestimmten Pulsfolge um ein gemeinsames Phasenzentrum herum ausstrahlt oder empfängt.
Die US-A-4504833 beschreibt ein synthetisches Pulsradar zum Nachweis von geophysikalischen Phänomenen. Ein Einzelfrequenzoszillator wird verwendet, von dem eine Vielzahl von Harmonischen einer einzigen Frequenz erzeugt werden. Die Ausgewählten von dieser Harmonischen werden dann simultan übertragen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Radar bereitzustellen, das in der Lage ist, tieffliegende Seeabwehrflugkörper nachzuweisen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Radarsystems, welches eine Folge von Pulsen verwendet, welche eine Dauer in der Größenordnung von 200 Pikosekunden mit einer Momentanbandbreite in der Größenordnung von 5 GHz aufweisen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Impulsradar bereitzustellen, welches eine Folge von extrem kurzen Pulsen verwendet, jedoch die Pulse nicht durch An- und Ausschalten der Radiofrequenzübertragungssignale erzeugt.

Erfindungsüberblick:

In Übereinstimmung mit dieser und anderen Aufgaben und Merkmalen der vorliegenden Erfindung, wird ein Impulsradar gemäß Anspruch 1 geschaffen, das eine Vielzahl von Sendern und Empfängern verwendet, jeder für jede Spektralkomponente einer vorbestimmten synthetisierten Pulsfolge. Jeder Sender arbeitet im wesentlichen in einem CW- oder kontinuierlichen Wellenmodus. Die Spektralkomponenten werden nicht separat, eine nach der anderen, nacheinander übertragen. Sie werden alle gemeinsam übertragen. Um Phasenkohärenz in jedem der Sender zu erreichen, ist ein Hauptoszillator mit einem Oberwellengenerator gekoppelt, welcher jede der erforderlichen Spektralkomponenten bereitstellt, um eine Mehrzahl von Endverstärkern anzutreiben. Die Endverstärker sind Filterverstärker, welche phasenstarre spannungsgesteuerte Oszillatoren verwenden. Diese Anordnung gewährleistet die erforderliche Frequenzgenauigkeit, Spektralreinheit, geringes Rauschen und Frequenzstabilität. Die Signale aus den Endverstärkern werden über eine Vielzahl von Sende-Empfangs- Weichen auf eine breitbandmultiplexierende Antenneneinheit gekoppelt. Die multiplexierende Antenneneinheit bildet eine hohe Strahlerhöhung. Die Antenneneinheit weist das gleiche Phasenzentrum für all die Spektralkomponenten auf. Die abgestrahlten Spektralkomponenten resultieren räumlich syntetisiert in der vorbestimmten Folge von kurzen Pulsen. Die erforderliche Anzahl von übertragenen Quellen ist eine Funktion der Pulsdauer und der Pulswiederholfrequenz. Die "ON"-Zeit für jeden Sender ist gleich der Gesamtlänge der synthetisierten vorbestimmten Pulsfolge gemacht, welche der erforderlichen Integrationszeit auf dem Ziel entspricht. Dadurch hat der modulierte Ausgang jedes Senders eine Sinus-x/x-Frequenzverteilung, welche den Spektrallinien der vorbestimmten synthetisierten Pulsfolge entspricht.
In dem Empfangsmodus separiert die breitbandmultiplexierende Antenneneinheit all die Spektralkomponenten der hereinkommenden Pulsfolgen. Die empfangenen Spektralkomponenten werden über eine Vielzahl von Sende-Empfangs-Weichen mit einer Vielzahl von Schmalbandempfängern gekoppelt, wobei das Signal vorverstärkt wird, um das erforderliche Signal-zu-Rausch-Verhältnis festzulegen. Jede Spektralkomponente wird verstärkt und in seinem eigenen individuellen Schmalbandempfänger nachgewiesen. Rauscharme Verstärker mit hohem Leistungsvermögen werden verwendet. Die verstärkten Signale aus den Ausgängen der Empfänger werden in einem Signalprozessor kohärent kombiniert, um ein Ausgangssignal zu bilden, welches auf einem Radarbildschirm geschickt wird.
Es sollte verständlich sein, daß der Nachweis von sehr kleinen Objekten, beispielsweise Flugkörpern, lediglich eine von vielen möglichen Verwendungen für das Impulsradar der vorliegenden Erfindung ist. Die kurzen Pulse, welche mit der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, stellen eine sehr hohe Auflösung bereit. Mit Lichtgeschwindigkeit ist ein 200-Pikosekundenpuls in der Größenordnung von 5 cm (zwei Inches) lang. Er kann beispielsweise ein Zielflugzeug bereichsweise kartographieren, indem entlang des Flugzeugs abgetastet wird, wobei mit der Nase begonnen wird, zurück auf die Flügel gegangen wird und dann zum Schwanz. Dadurch wird eine Art der Abbildung geschaffen, welche begrifflich als nicht-kooperative bzw. unabhängige Zielerkennung gekennzeichnet werden kann. Ferner ist das System der vorliegenden Erfindung nicht einem Mehrweg-Auslöschungsproblem unterworfen, da die Übertragung eine sehr breite Bandbreite abdeckt und dadurch alle der Signalkomponenten nicht zur gleichen Zeit ausgeblendet werden.
Das Impulsradar der vorliegenden Erfindung strahlt ein breitbandiges Signal mit einer geringen Leistungshöhe aus. Das Signal ist schwer nachzuweisen und abzufangen, wodurch es eine geringe Wahrscheinlichkeit für ein Abhörradar schafft. Eine Vielzahl von Empfänger werden verwendet, um die Vielzahl von übertragenen Frequenzen nachzuweisen. Die Ausgangssignale von jedem Empfänger werden durch den Prozessor kohärent kombiniert. Da die ankommenden Wellen kohärent über bzw. entlang der Kanäle sind, während das Rauschen es nicht ist, ergibt sich ein stark nachgewiesenes Signal.
In jedem Empfängerkanal wird das Signal-zu-Rausch-Verhältnis im Betrieb im wesentlichen unterhalb der Nachweisschwelle für einen einzigen Empfänger gesetzt. In Wirklichkeit stellt dieses Feld von kohärent kombinierten Empfängern einen kartographierten Filter für die übertragenen Wellenformen dar. Ein effizienter Nachweis der Wellenform erfordert eine a-priori-Kenntnis des Senderaufbaus. Verschiedene Wellenformparameter, beispielsweise Frequenzen und Phasen, können schnellstens geändert werden, um einen nicht beabsichtigten bzw. unbeabsichtigten Nachweis schwer zu machen.
Die vorliegende Erfindung kann ebenso verwendet werden für Kommunikationen bzw. Verbindungen, beispielsweise eine Mikrowellenverbindung gemäß Anspruch 5. Der lokale Oszillator in dem Sender kann frequenzmoduliert sein, um Verbindungen bereitzustellen. Er kann ebenso als ein Abschirm- IFF-System verwendet werden, um freundliche Luftfahrzeuge zu identifizieren. Das Radar der vorliegenden Erfindung stellt Signale bereit, welche Sand durchdringen, und welche zur Kartographie verwendet werden und um Landminen, die in dem Sand eingegraben sind, zu lokalisieren. Es kann ebenso verwendet werden, um Landminen zu säubern, indem sie zur Detonation gebracht werden. Wenn die Leistung erhöht wird, liefert das Radar einen direkten bzw. gerichteten Energiestrahl. Das Radar der vorliegenden Erfindung kann so konfiguriert werden, um eine angepaßte geplante Störung durchzuführen und kann dazu gebracht werden, abzutasten oder zu scannen. Die vorliegende Erfindung ist ebenso ein gegen Störungen resistentes Radar. Es ist schwer zu steuern, weil das Empfängerfeld insensitiv gegenüber bzw. nicht sensitiv auf Geräusche mit Frequenzen ist, die außerhalb der schmalen Bandbreite jedes individuellen Empfängers liegen, und ebenso insensitiv bzw. nicht sensitiv auf ein Geräusch, welches nicht kohärent über die Vielzahl der Empfängerkanäle ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die unterschiedlichen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu sehen ist, verständlicher werden, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche strukturelle Elemente bezeichnen, und bei der:
Fig. 1 ist eine Amplitudendarstellung gegenüber der Frequenz für ein Plot eines Spektrums, welches erhalten wird, indem eine Fourier-Reihe für eine Folge von rechtekkigen Pulsen berechnet wird;
Fig. 2 ist eine Amplitudendarstellung gegenüber der Zeit für ein Plot einer Folge von 200-Pikosekunden-pulsen, welche mit 2 Nanosekunden voneinander getrennt sind;
Fig. 3 ist eine Amplitudendarstellung gegenüber der Frequenz für ein Plot einer Spektralkomponente, welche erforderlich ist, um eine Folge von elf 200-Pikosekundenpulsen über eine Zeitdauer von 20 Nanosekunden zu erzeugen;
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Impulsradars gemäß dem vorliegenden Erfindungs prinzip;
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung in einem Blockschaltbild einer phasenkohärenten Senderkette bzw. Sonderfolge, welche in dem Impulsradar von Fig. 4 eingesetzt werden kann;
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer unterschiedlichen Ausführungsform einer phasenkohärenten Senderkette, welche eine Vielzahl von kohärenten Signalwellen zeigt;
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung eines phasenstarren Oszillators, der in der phasenkohärenten Senderkette von Fig. 6 eingesetzt wird;
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines vollständigen Impulsradars gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ist eine Amplitudendarstellung gegenüber der Zeit der gemessenen Impulswellenfunktion, welche durch das Impulsradar von Fig. 8 synthetisiert wird;
Fig. 10 ist eine teilweise aufgerissene Bildansicht einer multiplexierenden Breitband-Speisung, welche in dem Impulsradar der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
Fig. 11 ist eine schematische Darstellung einer anderen Art der Speisung, welche in dem Impulsradar der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann; und
Fig. 12 ist eine Effizienzdarstellung gegenüber der relativen Frequenz zum Vergleich einer unterschiedlichen Antennenbreitband-Speisung.

Detaillierte Beschreibung

Das Spektrum einer kohärenten Pulsfolge von endlicher Länge besteht aus Spektrallinien mit Intervallen, welche gleich der Impulswiederholungsfrequenz ist, die innerhalb der Einhüllenden ist, welche die gleiche Form wie das Spektrum eines einzelnen Pulses hat. Falls die kohärente Pulsfolge nicht unendlich lang ist, haben die individuellen Spektrallinien eine endliche Breite und die gleiche Gestalt wie das Spektrum eines einzelnen Pulses mit der Länge der Folge. Die Linienbreite ist somit umgekehrt proportional mit der Länge der Folge. Ein Beispiel von Spektralkomponenten einer Folge von rechteckigen Pulsen ist in Fig. 1 gezeigt, welche eine Amplitudendarstellung gegenüber der Frequenz ist, wie sie unter Verwendung von den Fourier-Reihen gefunden wird. Fig. 1 stellt dar, wie die individuellen Spektralkomponenten die Pulsfolge innerhalb des Frequenzbereiches enthalten. Gemäß dem vorliegenden Erfindungsprinzip werden vorbestimmte Spektralkomponenten von einer gemeinsamen Antenneneinheit erzeugt und ausgestrahlt, welche das gleiche Phasenzentrum für all die Spektralkomponenten hat. Dies ergibt eine vorbestimmte übertragene Folge von kurzen Pulsen, welche räumlich synthetisiert sind. Die erforderliche Anzahl von übertragenen Quellen ist eine Funktion der Pulsdauer und der Pulswiederholungsfrequenz.
Fig. 2 ist eine Amplitudendarstellung gegenüber der Zeit für eine Folge von 200-Pikosekunden-Pulse, welche 2 Nanosekunden voneinander getrennt sind. Diese Pulsfolge ist repräsentativ für ein vorbestimmtes erwünschtes Radarsignal, welches räumlich über ein Impulsradarsystem der vorliegenden Erfindung synthetisiert wird. Im Gegensatz zur Erzeugung des Signals von Fig. 2 in Real-Time bzw. Echtzeit, indem ein Radiofrequenzübertragungssignal an- und ausgeschaltet wird, werden statt dessen die individuellen Spektralkomponenten erzeugt und übertragen. Fig. 2 zeigt, daß eine Folge von 200-Pikosekunden-Pulsen mit einer Pulswiederholungsfrequenz von 0,5 GHz erzeugt wird, indem elf Übertragungsquellen über eine 5-GHz-Frequenzbandbreite verwendet werden. Fig. 3 ist eine Amplitudendarstellung gegenüber der Frequenz für ein Plot von Spektralkomponenten, welche erforderlich sind, um eine Folge von elf 200-Pikosekunden-Pulsen mit einer Dauer von 20 Nanosekunden zu erzeugen. Diese elf Spektralkomponenten haben gleichmäßige bzw. gleichförmige Amplituden und sind 0,5 GHz voneinander getrennt.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Impulsradars gemäß dem vorliegenden Erfindungsprinzip. Hierzu werden eine Vielzahl von Sendern 40 bereitgestellt, einer für jede Spektralkomponente einer vorbestimmten Pulsfolge. Die Sender 40 erzeugen das geforderte Leistungs-Öffnungs-Produkt für einen vorbestimmten Nachweisbereich und Signal-zu-Rausch-Verhältnis. Jeder der Sender 40 wird im wesentlichen in einem CW- oder kontinuierlichen Wellenmodus betrieben. Für einen 46-km-(25-nautischen Meilen)-Nachweisbereich und einer 2,44m-(acht-Fuß-)- Antennenöffnung beträgt die erforderliche Leistung lediglich um die 500 Watt. Die Signale von den Sendern 40 werden über eine Vielzahl von Sende-Empfangs-Weichen und einer multiplexierenden Breitband-Antenneneinheit 42 gekoppelt, welche einen hohen leistungsfähigen Strahl bildt. Die multiplexierende Breitband-Antenneneinheit 42 weist ein gemeinsames Phasenzentrum beim Zentrum der Apertur für all die Spektralkomponenten auf.
Die "ON"-Zeit jeder der Sender 40 ist gleich mit der Gesamtlänge der vorbestimmten synthetisierten Pulsfolge gesetzt worden, welche mit der erforderten Integrationszeit auf dem Ziel korrespondiert. Der modulierte Ausgang jeder der Sender 40 weist somit eine Sinus-x/x-Frequenzverteilung auf, welche zu einer der Spektrallinien der vorbestimmten Pulsfolge korrespondiert. Damit wird eine kohärente Aufsummation all der Signale von den Sendern 40 räumlich hergestellt, um die vorbestimmte Folge der kurzen Pulse zu bilden. Für N-Sender 40 ist die gesamte ausgestrahlte mittlere Leistung in der Pulsfolge N-mal der mittleren Leistung in einem der Sender 40. Die Spitzenleistung ist N² mal der Leistung eines der Sender 40.
Beim Empfang separiert die multiplexierende Breitband- Antenneneinheit 42 all die Spektralkomponenten der hereinkommenden Pulsfolgen. Die Spektralkomponenten werden von der Vielzahl der Sende-Empfangs-Weichen 41 mit einer Vielzahl von Schmalbandempfängern 50 gekoppelt, um die Signale zu verstärken und nachzuweisen. Jede der Spektralkomponenten hat einen eigenen Schmalbandempfänger 50, wobei das Signal vorverstärkt ist, um das erforderliche Signal-zu- Rausch-Verhältnis festzulegen. Da die Bandbreite der Spezialkomponenten relativ klein ist, werden rauscharme Verstärker mit hoher Verstärkungsleitung verwendet, um das Signal- zu-Rausch-Verhältnis zu maximieren. Die Signale der Ausgänge der Empfänger 50 werden kohärent in einem Signalprozessor 51 kombiniert, um ein Ausgangssignal zu bilden, welches auf einen Radarbildschirm 52 aufgelegt bzw. zugeführt wird. Da die Signale an dem Ausgang des Empfängers 50 kohärent sind, wohingegen die Rauschsignale es nicht sind, wird eine Verbesserung in dem Signal-zu-Rausch-Verhältnis, welches mit der Anzahl der Empfangskanäle korrespondiert, erreicht. Somit wird ein Verarbeitungsgewinn bzw. -leistungserhöhung in dem Signal-zu-Rausch-Verhältnis erzeugt, welches mit der Gesamtanzahl der Empfänger 50, welche in dem System verwendet werden, korrespondiert.
Wie es herkömmlicherweise bei Radarsystemen ist, enthält die Ausgestaltung eines in Fig. 4 dargestellten Impulsradars einen Synchronisator 53, welcher die Übertragung von den Sendern 40 zeitlich bestimmt, und einen Modulator 54, welcher die Impulse der Eingangsleistung der Sender 40 liefert. Fig. 5 ist eine schematische Blockdarstellung einer phasenkohärenten Senderkette, welche in dem Impulsradar von Fig. 4 verwendet werden kann. Um eine Phasenkohärenz in jedem der Sender 40 zu erreichen, wird ein gemeinsamer Hauptoszillator 60 verwendet. Der Hauptoszillator 60 ist mit einem Oberwellengenerator verbunden, welcher einen Kammgenerator 61, wie in Fig. 5 gezeigt ist, sein kann, obwohl andere Arten von Oberwellengeneratoren verwendet werden können, falls es erwünscht wird. Der Ausgang des Kammgenerators 61 ist ein Signal, welches all die vorbestimmten Spektralkomponenten aufweist, welche verwendet werden, um die Sender 40 zu betreiben. Der Ausgang des Kammgenerators 61 wird auf einen Spannungs- bzw. Leistungsteiler 62 aufgelegt, welcher das Signal auf eine Vielzahl von End-Filterverstärkern 63 auferlegt. Der Filterverstärker 63 enthält einen spannungsgesteuerten Oszillator 64, einen phasenstarren Verstärker 65 und einen Mischer 66, die als eine phasenstarre VCO-Schaltung verbunden sind. Die phasenstarre VCO-Schaltung liefert die erforderliche Frequenzgenauigkeit, Spektralreinheit, geringes Rauschen und Frequenzstabilität. Der Ausgang der Vielzahl der Filterverstärker 63 wird auf eine Vielzahl von Sende-Empfangs-Weichen 41 über eine Vielzahl von Ausgangslinien 67 aufgelegt.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer leicht unterschiedlichen Ausgestaltung einer phasenkohärenten Senderkette des verbesserten Impulsradars der vorliegenden Erfindung. Die Ausgestaltung von Fig. 6 wurde tatsächlich konstruiert und getestet und stellt die Art der Erzeugung einer Vielzahl von kohärenten Signalquellen dar. Ein Hauptoszillator 80 liefert ein Eingangssignal zu einem 1:11-Leistungsteiler 81. Jeder Ausgang des Leistungsteilers 81 wird individuell mit dem Eingang eines phasenstarren Oszillators 82 gekoppelt. Der Ausgang jedes phasenstarren Oszillators 82 wird über einen Isolator 83 mit einer Gruppenverzögerungseinheit 84 gekoppelt. Der Ausgang der Gruppenverzögerungseinheit 84 ist über einen Phasentrimmer 85 und einer Verstärkungsregelung 86 mit einem Schalter 87 gekoppelt. Der Ausgang jedes Schalters 87 ist mittels des Multiplexers 88 mit der Breitband-Antenneneinheit 100 gekoppelt. Fig. 6 zeigt die Entwicklung von elf Spektralkomponenten auf, die sich in Intervallen von 0,5 GHz von 0,5 GHz bis 5,5 GHz von dem Ausgang des Hauptoszillators 80, der bei 125 MHz betrieben wird, erstrecken.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des in Fig. 6 gezeigten phasenstarren Oszillators 82, welcher ein phasenstarrer Kavitäts- bzw. Hohlraumoszillator sein kann. Der phasenstarre Oszillator 82 enthält einen Referenzverstärker 110, welcher seinen Eingang von dem Hauptoszillator 80 über den Leistungsteiler 81 empfängt, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Der Referenzverstärker 110 steuert einen Oberwellengenerator 111 an, welcher, falls erwünscht, ein Kammgenerator sein kann. Der Ausgang des Oberwellengenerators 111 ist mit einer phasenstarren Schleife gekoppelt, welche einen Phasendetektor 112, einen phasenstarren Verstärker 113 und einen spannungsgesteuerten Oszillator 114 aufweist. Der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators 114 ist mit einem Frequenzmultiplier 115 gekoppelt, dessen Ausgang mit dem Isolator 83, wie in Fig. 6 gezeigt ist, verbunden ist.
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung eines vollständigen Impulsradars, der den Empfängerabschnitt enthält. Diese Elemente, die zu den Elementen, welche in Fig. 6 dargestellt sind, korrespondieren, sind identisch mit dem gleichen Referenzbezugszeichen gekennzeichnet. In Fig. 8 ist ersichtlich, daß eine Vielzahl von Sendequellen ihre individuelle Spektralkomponente von einem gemeinsamen Hauptoszillator 80 ableiten und somit phasenkohärent sind. Die phasenkohärente Sendekette enthält den Leistungsteiler 81, den phasenstarren Oszillator 82, den Phasentrimmer 85, die Verstärkungsregelung 86 und einen Schalter 87. Jede phasenkohärente Quelle kann durch ihren entsprechenden Schalter 87 auf den Eingang eines Hochleistungsverstärkers 120 geschaltet werden. Der Ausgang all der Hochleistungsverstärker 120 wird mittels einer Vielzahl von Sende-Empfangs-Weichen 121 mit dem Multiplexer 88 gekoppelt. Die Breitband-Antenneneinheit 100 empfängt den Ausgang des Multiplexers 88 und leuchtet einen Reflektor 122 aus, der einen Hochleistungsstrahl ausbildet. Die Breitband-Antenneneinheit 100 weist ein gemeinsames Phasenzentrum an dem Zentrum der Einspeisungsöffnung für all die Spektralkomponenten auf. Somit wird eine räumliche kohärente Aufsummation von all den Sendesignalen synthetisiert, um eine erforderliche vorbestimmte Folge von kurzen Pulsen zu bilden, welche durch eine Pulsfolge 123, wie in Fig. 8 gezeigt ist, angedeutet wird.
Beim Empfang wird das ankommende Signal von dem Reflektor 122 empfangen und auf die Breitband-Antenneneinheit 100 fokussiert und in den Multiplexer 88 eingekoppelt. Der Multiplexer 88 separiert all die Spektralkomponenten der hereinkommenden Pulsfolge. Jede Spektralkomponente ist mit einer der Sende-Empfangs-Weichen 121 über die Empfangsschutzeinheit 130, welche ein T-R-Schalter sein kann, zu dem Eingang eines In-Phasen- und Quadratempfängers 131 gekoppelt. Jede Spektralkomponente hat ihren eigenen Empfänger 131, in welchem sie verstärkt, nachgewiesen und von einem analogen in ein digitales Signal umgewandelt wird. Die Ausgänge von all den Empfängern 131 werden auf den Eingang eines anpaßbaren Prozessors 132 gelegt. Die Ausgänge des anpaßbaren Prozessors werden einer Anzeige 133 auferlegt. Es ist selbstverständlich, daß der anpaßbare Prozessor 132 durch einen Analogprozessor ersetzt werden kann, der Verzögerungslinien bzw. -schleifen, falls nötig, verwendet.
Der anpaßbare Prozessor 132 ist Teil eines Signalprozessors, der einen Wellenformsynthesizer 140 und eine Frequenzsteuerung 141 enthält. In Fig. 8 ist der Wellenformsynthesizer 140 gezeigt, welcher mit dem anpaßbaren Prozessor 132 und der Frequenzsteuerung 141 gekoppelt ist. Die Frequenzsteuerung 141 ist dargestellt, um mit jedem der Vielzahl der phasenstarren Oszillatoren 82 gekoppelt zu sein und mit jedem der Vielzahl der Empfänger 131. Im Betrieb des Radars von Fig. 8 wird eine erforderliche vorbestimmte synthetisierte Folge von kurzen Pulsen von dem Wellenformsynthesizer 140 ausgewählt, welcher die Spektrallinien festlegt, die erforderlich sind, um die erforderliche Pulsfolge zu erzeugen. Die Frequenzsteuerung 141 stellt dann die phasenstarren Oszillatoren 82 vorab ein, um die geforderten bzw. erforderlichen Spektrallinien zu erzeugen. Die Frequenzsteuerung 141 stellt den Empfänger vorab ein, um das Rückführsignal der geforderten Spektrallinien nachzuweisen. Die ausgestrahlten Spektralkomponenten ergeben räumlich synthetisiert die vorbestimmte Folge der kurzen Pulse. Es sollte verständlich sein, daß jeder der Vielzahl der Sender individuell an- und individuell abgeschaltet werden kann. Die erforderliche Anzahl von aussendenden Quellen ist eine Funktion der Pulsdauer und der Pulswieder holungsfrequenz. Die "On"-Zeit für jeden Sender ist gleich der Gesamtlänge der synthetisierten vorbestimmten Pulsfolge gesetzt, welche mit der geforderten bzw. erforderlichen Integrationszeit auf dem Ziel korrespondiert. Der modulierte Ausgang jedes Senders hat eine Sinus-x/x-Frequenzverteilung, die mit einer der Spektrallinien der synthetisierten vorbestimmten Pulsfolge korrespondiert. Das System der vorliegenden Erfindung ist nachsichtig hinsichtlich großen Phasenfehler zwischen den Komponenten und verliert nicht einfach seine kohärente Pulscharakteristik. Es ist sehr robust.
Fig. 9 ist eine Amplitudendarstellung gegenüber der Zeit der gemessenen Impulswellenform, welche elf Frequenzquellen über eine 5-GHz-Bandbreite verwendet. Fig. 9 zeigt eine Pulsfolge von drei Pulsen mit nahezu 200 Pikosekunden Dauer, die durch 2 Nanosekunden voneinander getrennt sind, welche durch Kombination von elf Spektrallinien anstelle des "An"-, "Aus"-Schalten gebildet wurden.
Fig. 10 ist eine teilweise aufgerissene Bildansicht einer Ausgestaltung eines multiplexierenden Breitbandeinspeisungshorns, welches in dem erfindungsgemäßen Impulsradar eingesetzt werden kann. Die Ausgestaltung, welche in Fig. 10 gezeigt ist, ist eine Dipolspeisung mit verschachteltem Gehäuse eines Horns bzw. Hornantenne, welche in dem U.S.-Patent Nr. 4,042,935, welche dem Anmelder der vorliegenden Erfindung zugeordnet wurde, gezeigt ist. Das multiplexierende Breitbandeinspeisungshorn von Fig. 10 weist ein gemeinsames Phasenzentrum im Zentrum der Einspeisungsöffnung für all die Spektralkomponenten auf, die zu dem Reflektor gestrahlt werden. Jedes Element deckt eine Bandbreite einer Oktave ab, wobei die konzentrische Struktur ein gemeinsames Phasenzentrum liefert. Dies ergibt eine kohärente Aufsummation all der gesendeten Signale, um die vorbestimmte Pulsfolge zu bilden. Beim Empfang separiert das multiplexierende Breitbandeinspeisungshorn von Fig. 10 all die Spektralkomponenten der hereinkommenden Pulsfolgen.
Andere Arten der multiplexierenden Breitbandeinspeisungsanordnung können verwendet werden. Eine der Breitbandeinspeisungsarten ist die phasengesteuerte Multifrequenzbandantenne 180, die in Fig. 11 gezeigt ist. Diese Antenne 180 wird in der U.S.-Patentanmeldung 07/447,974, welche am 8. Dezember 1989 hinterlegt wurde, beschrieben und ist auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung angemeldet. Diese Antenne 180 verwendet koplanare Dipolelemente 184, 185, 186, 187 mit Mehrfacheinspeisungsstellen 191, 192, 193 (links, Mitte und rechts). Die Dipolelemente 184, 185, 186, 187 und deren dazugehörige Einspeisungsnetzwerke und Phasenschieber 194 werden auf die gleiche dielektrische Leiterplatte gedruckt.
Separate Einspeisungsnetzwerke für jedes Band werden verwendet. Da sind acht Hochbandeinspeisungen 200, vier Hoch-Zwischenbandeinspeisungen 201, zwei Nieder-Zwischenbandeinspeisungen 202 und eine Niederbandeinspeisung 203. Mit den unabhängigen Einspeisungen 200-203 wird die Antenne 180 in die Lage versetzt, simultan und unabhängig verstellbare Strahlen zu bilden. Jedes Band hat separate Einspeisungen 200 bis 203 und Phasenschieber 194, aber teilen eine gemeinsame Öffnung bzw. Apertur. Jede Einspeisung 200 bis 203 ist mit seinem eigenen separaten Bandpaßfilter 185 (kurz oder offen) versehen.
Aufgrund der Veränderung in der effektiven Dipolgröße als Funktion der Frequenz werden mehrere frequenzselektive Masse- bzw. Basisflächen für unterschiedliche Betriebsfrequenzbänder verwendet. Hochfrequenz-Masseschirme 206 werden angeordnet, um näher an den aktiven Strahlenelementen als die niederfrequenten Masseflächen 207, 208, 209 zu sein und ergeben eine gute Basisreflektion bei der Resonanzfrequenz. Für einen niederen Frequenzbetrieb ergibt der kombinierte Effekt des Hochfrequenzenbildschirms 206 und der zusätzlichen niederfrequenten Bildschirme oder Basisflächen 207, 208, 209 eine wünschenswerte Basisreflektion für besondere Betriebsfrequenzen.
Im Betrieb werden die Bandpaßfilter 195 entweder als Kurzschlußschaltung oder offene Schaltung verwendet. Beim niederfrequenten Band werden alle Einspeisungsstellen außer einer Niederbandeinspeisungsstelle 212 kurzgeschlossen, so daß die zwei Bereiche der Dipolelemente 184, 185, 186, 187 auf der linken Seite der Niederbandeinspeisungsstelle 212 einen Niederbanddipolarm bilden und die beiden Bereiche der Dipolelemente 184, 185, 186, 187 auf der rechten Seite der Niederbandeinspeisungsstelle 212 den anderen Niederbanddipolarm bilden. Somit wird der Niederfrequenzdipol von der Niederbandeinspeisungsstelle 212 betrieben.
Beim Hochfrequenzband sind all die Einspeisungsstellen eine offene Schaltung, so daß die zwei Bereiche auf der linken Seite jeder der Mittelausschlüsse 192 einen Hochbanddipol bilden, und die beiden Bereiche zur rechten Seite davon einen zweiten Hochbanddipol bilden, der mit dem ersten koplanar ist. Damit betreiben all die äußeren Einspeisungsstellen 191, 192, 193 acht Hochbanddipole, welche die Antenne 180 beim Hochfrequenzband enthält.
Fig. 12 ist eine Darstellung der gemessenen Effizienz gegenüber der relativen Frequenz für einen Vergleich von unterschiedlichen Breitbandantenneneinspeisungstypen.
Im Betrieb wird das verbesserte Impulsradar der vorliegenden Erfindung so angepaßt, um eine Folge von extrem kurzen Pulsen (typischerweise 200 Pikosekunden) mit einem Zielnachweisbereich von 46 km (25 nautischen Meilen) oder mehr zu senden und zu empfangen. Die Impulse werden räumlich kohärent erzeugt, indem jede der Fourier-Spektralkomponenten der kurzen Pulse über eine Antenne ausgesendet und empfangen werden, welche ein gemeinsames Phasenzentrum für all die Spektralkomponenten aufweist. Das verbesserte Impulsradar der vorliegenden Erfindung ist so ausgelegt, um Ziele mit kleinem Radarquerschnitt (typischerweise 0,0001 Quadratmeter) nachzuweisen. Das Radar der vorliegenden Erfindung ist so ausgelegt, um die Radarrückführungen bzw. den Radarrücklauf des direkten Weges von Mehrwegradarrückführungen zu separieren, wobei der Nachweis eines tieffliegenden Seeabschirmflugkörpers ermöglicht wird. Ferner ist das große Bandbreitensignal von dem Radar der vorliegenden Erfindung so angepaßt, um den Signalrücklauf von einem Ziel mit kleinem Radarquerschnitt wegen der resonanten Streucharakteristik des Zieles über ein breites Frequenzband zu erhöhen. Das verbesserte Impulsradar der vorliegenden Erfindung kann eine Verwendung als Hilfsradar zu existierenden Luftabwehrradarinstallationen haben.
Es sollte verständlich sein, daß der Nachweis von sehr kleinen Objekten, beispielsweise Flugkörpern, lediglich eine von vielen möglichen Verwendungen des Impulsradars der vorliegenden Erfindung sein kann. Die kurzen Pulse, welche von dem verbesserten Impulsradar der vorliegenden Erfindung erzeugt werden, liefern eine sehr hohe Auflösung. Bei Lichtgeschwindigkeit ist ein 200-Pikosekunden-Puls in der Größenordnung von 5 cm (2 Inches) lang. Das Radar kann ein Zielflugkörper beispielsweise Abschnitt für Abschnitt kartographieren, indem mit der Nase begonnen wird, zu den Flügeln zurückgegangen wird und dann zu dem Schwanz. Damit liefert es eine Form der Abbildung, deren Betriebsweise begrifflich als nicht-kooperative Zielerkennung gekennzeichnet werden kann. Ferner unterliegt das System der vorliegenden Erfindung nicht Mehrwegauslöschungsproblematiken, da die Übertragung eine sehr große Bandbreite abdeckt und somit nicht alle der Signalkomponenten zur gleichen Zeit ausblendet.
Das Impulsradar der vorliegenden Erfindung strahlt ein Breitbandsignal mit einer geringen Leistungshöhe aus. Das Signal ist schwer nachzuweisen und abzuhören bzw. abzufangen. Somit wird eine geringe Wahrscheinlichkeit für ein Abhörradar bereitgestellt. Dies kann unter Bezugnahme auf Fig. 4 nachvollzogen werden. Eine Vielzahl von Empfängern 50 wird verwendet, um die Vielzahl der ausgesendeten Frequenzen nachzuweisen. Die Ausgangssignale von jedem Empfänger werden durch den Prozessor 51 kohärent kombiniert. Da die ankommenden Wellen über die bzw. entlang der Kanäle kohärent sind, während das Rauschen es nicht ist, ergibt sich ein starkes detektiertes Signal. In jedem Empfängerkanal kann das im Betrieb auftretende Signal-zu-Rausch-Verhältnis im wesentlichen unterhalb der Nachweisschwelle für einen einzelnen Empfänger sein. In Wirklichkeit stellt dieses Feld von kohärent kombinierten Empfängern einen Anpaßfilter für die gesendete Wellenform dar. Der effiziente Nachweis der Wellenform erfordert eine a-priori-Kenntnis der Sendearchitektur. Verschiedene Wellenformparameter, beispielsweise Frequenzen und Phasen, können schnell verändert werden, um unbeabsichtigte Detektionen schwierig zu gestalten.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8 kann die vorliegende Erfindung für die Kommunikation wie eine Mikrowellenrichtfunkstrecke verwendet werden, und es ist verständlich, daß der Oszillator 80 frequenzmoduliert durch einen Mikrowellenrichtfunkstreckenmodulator 145 und einen Mikrowellenrichtfunkstreckendemodulator 146 zur Demodulation der empfangenen Signale sein kann, um die Kommunikation bereitzustellen. Die Modulation und Demodulation ist in herkömmlicher Weise vorgesehen. Es kann ebenso ein Abschirm-IFF-System verwendet werden, um freundlich gesinnte Luftflugzeuge unter Verwendung eines IFF-Codes 147 zu identifizieren, welches von dem Radarsystem ausgesendet wird, und ein entsprechender IFF-Reaktionsdecoder 148 verwendet werden, welcher von dem Prozessor 132 bearbeitet wird. Das Radar der vorliegenden Erfindung liefert Signale, welche Sand durchdringen, und kann zur Kartographie verwendet werden und lokalisiert Landminen, die in dem Sand eingegraben sind. Es kann ebenso verwendet werden, um Landminen durch Selbstdetonation zu säubern. Dies wird ausgeführt, indem die Verstärkungssteuerung 86 in dem Radar von Fig. 8 auf einen relativ hohen Wert eingestellt wird, ausreichend hoch, um die Minen zur Explosion zu bringen. Falls die Leistung erhöht wird, liefert das Radar einen direkten Energiestrahl. Das Radar der vorliegenden Erfindung kann so ausgelegt werden, um eine angepaßte geplante Störung durchzuführen und kann dazu gebracht werden, um ein Abtasten oder Abscannen auszuführen. In Fig. 8 steuert eine anpaßbare Abtaststeuerungseinheit unter der Steuerung des Prozessors 132 selektiv den Frequenzausgang des Oszillators, um das Abtasten und Abscannen des Ausgangs des Radars zu steuern und somit das adaptive Störverhalten zu liefern. Das Radar der vorliegenden Erfindung ist ebenso ein gegenüber Störungen resistentes Radar, und es ist schwer, es zu stören, da das Empfängerfeld insensitiv auf Geräusche mit Frequenzen ist, welche außerhalb der schmalen Bandbreiten jeder individuellen Empfänger liegen, und ebenso auf Geräusche, welche nicht kohärent mit der Vielzahl der Empfängerkanäle sind.

Claims

1. Ein Ultra-Breitband-Impulsradar mit:

einem Hauptoszillator (60, 80);

einem Oberwellengenerator, um ein Ausgangssignal zu schaffen, das all die Spektralkomponenten einer vorbestimmten Pulsfolge um ein gemeinsames Phasenzentrum herum enthält;

einem Leistungsteiler, der mit dem Oberwellengenerator gekoppelt ist, um das Ausgangssignal auf eine vielzahl von Sendern (63) zu verteilen, wobei jeder der Sender dafür ausgelegt ist, eine Spektralkomponente der vorbestimmten synthetisierten Pulsfolge bereitzustellen;

wobei jeder der Vielzahl von Sendern einen Filterendverstärker (63) mit einem spannungsgesteuerten Oszillator (64), einem phasenstarren Verstärker (65) und einem Mischer (66) aufweist, die zu einem phasenstarren VCO- Schaltkreis verbunden sind;

einer Vielzahl von Sende-Empfangs-Weichen (121), die jeweils einzeln mit dem Ausgang eines jeweils anderen Senders von der Vielzahl von Sendern gekoppelt sind;

einer multiplexierenden Breitband-Speisung (88), die mit jeder der Vielzahl von Sende-Empfangs-Weichen gekoppelt ist und eine Apertur aufweist;

einem Reflektor (122) mit einem Brennpunkt, der bei der Apertur der multiplexierenden Speisung angeordnet ist;

einer Vielzahl von Schmalband-Empfängern (131), wobei jeder der Empfänger dafür ausgelegt ist, eine Spektralkomponente der vorbestimmten Pulsfolge zu verstärken und zu detektieren;

einem Signalprozessor (132), der mit den Ausgängen der Vielzahl von Empfängern gekoppelt und dafür ausgelegt ist, die verstärkten und detektierten Spektralkomponenten der vorbestimmten Pulsfolge kohärent zu kombinieren, um ein Radarausgangssignal zu erzeugen; und

einer Anzeigevorrichtung (133), die mit dem Signalprozessor gekoppelt ist, um das Radarsignal anzuzeigen.

2. Ein Radar gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptoszillator (60, 80) einen Kammgenerator (61) zum Erzeugen einer Vielzahl von Spektralkomponenten aufweist.

3. Ein Radar gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die multiplexierende Breitband-Speisung eine Dipolspeisung mit verschachteltem Gehäuse aufweist.

4. Ein Radar gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die multiplexierende Breitband-Speisung eine phasengesteuerte Multifrequenzbandantenne (100) aufweist.

5. Eine Mikrowellenrichtfunkstrecke mit:

ersten und zweiten Transceivern, wobei jeder Transceiver aufweist:

einen Hauptoszillator (80);

eine Vielzahl von mit dem Hauptoszillator gekoppelten Sendern (82, 85, 86, 87, 120), wobei jeder der Sender dafür ausgelegt ist, eine Spektralkomponente einer vorbestimmten Mikrowellenpulsfolge bereitzustellen, wobei jeder der Vielzahl von Sendern einen phasenstarren Oszillator (82), einen Phasentrimmer (85), eine Verstärkungsregelung (86) und einen Schalter (87), der mit dem Eingang eines Hochleistungsverstärkers (120) gekoppelt ist, aufweist;

eine Modulatoreinrichturig (145) zum Frequenzmodulieren der durch den Hauptoszillator bereitgestellten Oszillatorsignale;

eine Vielzahl von Sende-Empfangs-Weichen (121), die jeweils einzeln mit dem Ausgang eines jeweils anderen Senders von der Vielzahl von Sendern gekoppelt sind;

eine multiplexierende Breitband-Speisung (88), die mit jeder der Vielzahl von Sende-Empfangs-Weichen gekoppelt ist und eine Apertur aufweist;

einen Reflektor (122) mit einem Brennpunkt, der bei der Apertur der multiplexierenden Speisung angeordnet ist;

eine Vielzahl von Schmalband-Empfängern (131), wobei jeder der Empfänger dafür ausgelegt ist, eine Spektralkomponente der vorbestimmlen Mikrowellenpulsfolge zu verstärken und zu detektieren;

einen Signalprozessor (132), der mit den Ausgängen der Vielzahl von Empfängern gekoppelt und dafür ausgelegt ist, die verstärkten und detektierten Spektralkomponenten der vorbestimmten Mikrowellenpulsfolge zu kombinieren, um ein Ausgangssignal zu erzeugen; und

eine Demodulatoreinrichtung (146), die mit dem Signalprozessor gekoppelt ist, um das Ausgangssignal zu demodulieren.