DE977829C - Radargeraet zur Beseitigung der Echos, die von festen oder langsam beweglichen Zielen, beispielsweise metallischen Stoerreflektoren, zurueckgeworfen werden - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 6. MAI 1971

INTERNAT. KLASSE G 01S

C 35941 IXd/ 2i al·

sind als Erfinder genannt worden

zurückgeworfen werden

Die Erfindung bezieht sich auf ein Radargerät zur Beseitigung der Echos, die von festen oder langsam beweglichen Zielen, beispielsweise metallischen Störreflektoren, zurückgeworfen werden, bei welchem in jeder Folgeperiode ein Impulspaar ausgesendet wird, dessen Impulse einander gleich lang sind, die gleiche Trägerfrequenz besitzen und in einem Abstand Θ voneinander liegen, der größer als die Gesamtdauer der von einem Ziel der größten vorkommenden Ausdehnung zurückgeworfenen Echos ist, und bei welchem die empfangenen Echosignale einer mit Amplituden- oder Phasenvergleich der im Abstand Θ nacheinander empfangenen Echosignale arbeitenden Festzeichenlöschanordnung zugeführt werden.

Das Problem der Unterdrückung von Düppelechos ist schwieriger zu lösen als das Problem der Unterdrückung der Echos von gewöhnlichen festen Zielen, und zwar auf Grund der großen Ausdehnung der gewöhnlich auftretenden Düppelwolken und ihrer nicht vernachlässigbaren Geschwindigkeit, die gleich der Windgeschwindigkeit ist.

Bei bekannten Radargeräten der eingangs angegebenen Art beruht die Festzeichenlöschung dar-

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auf, daß in jeder Folgepefiode ein Impulspaar ausgesendet wird, dessen Impulse die gleiche Impulsbreite und die gleiche Trägerfrequenz haben und um ein vorgegebenes Zeitintervall Θ im Abstand voneinander liegen. Die Festzeichenlöschung erfolgt dann entweder durch Amplitudenvergleich oder durch Phasenvergleich der empfangenen Echoimpulse jedes Impulspaares, wobei die Tatsache ausgenutzt wird, daß zwei amplituden- und phasengleiche Echoimpulse nur von einem Ziel mit der Radialgeschwindigkeit Null stammen können. Ein solches System reduziert auch die Störechos, welche durch Bündel von Metallreflektoren hervorgerufen werden können, vorausgesetzt, daß das Zeitintervall Θ so klein ist, daß die Düppelechos während dieses Zeitintervalls in ausreichender Korrelation zueinander bleiben und ihre Phasenverschiebung ausreichend gering ist, so daß also zwei vom gleichen Impulspaar verursachte Düppelechoimpulse praktisch amplituden- und phasengleich sind.

Hinsichtlich des Zeitabstands Θ muß bei diesen bekannten Geräten ein Kompromiß geschlossen werden. Wenn der Zeitabstand Θ verhältnismäßig klein bemessen wird, ergibt sich der Vorteil, daß as die vom gleichen Impulspaar stammenden Düppelechoimpulse in guter Korrelation zueinander stehen und eine geringe gegenseitige Phasenverschiebung haben; außerdem wird ein optimales Ansprechen auf bewegte Nutzziele erreicht, insbesondere hinsichtlich der vorkommenden Blindgeschwindigkeiten. Dagegen besteht in diesem Fall der Nachteil, daß durch ausgedehnte Düppelwolken Störeffekte verursacht werden, weil dann der gleiche Sendeimpuls Düppelechoimpulse erzeugen kann, die im Abstand Θ oder eines Vielfachen von Θ voneinander liegen, also scheinbar von den beiden Impulsen eines Sendeimpulspaares stammen. Diese nachteilige Wirkung kann dadurch vermieden werden, daß der Zeitabstand Θ größer als die radiale Ausdehnung der Düppelwolke gemacht wird; in diesem Fall sind aber die vom gleichen Impulspaar stammenden Düppelechoimpulse nicht mehr in guter Korrelation, und ihre gegenseitige Phasenverschiebung ist beträchtlich. Außerdem sind in diesem Fall die Bedingungen für die Erfassung bewegter Nutzziele weniger günstig. Die Arbeitsweise der mit Impulspaaren arbeitenden Festzeichenlöschungsanordnungen ergibt nämlich blinde Geschwindigkeiten, die Dopplerfrequenzen entsprechen, die durch ungerade Vielfache des Kehrwerts von Θ gegeben sind. Je größer also Θ ist, um so näher beineinander liegen die blinden Geschwindigkeiten. Wenn der Zeitabstand Θ größer als die radiale Erstreckung der zu erwartenden Düppelwolken gemacht wird, liegt eine große Zahl von blinden Geschwindigkeiten im Bereich der vorkommenden Flugzielgeschwindigkeiten.

Das Ziel der Erfindung ist. daher die Schaffung eines Radargeräts der eingangs angegebenen Art, . bei welchem unter Aufrechterhaltung optimaler Bedingungen für die Erfassung bewegter Ziele eine wirksame Beseitigung der Echos fester Ziele und der Echos ausgedehnter Düppelwolken selbst bei verhältnismäßig großen Windgeschwindigkeiten möglich ist.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Radarsender zur gleichzeitigen Aussendung 6> von zwei Impulsen eines zweiten Impulspaares, die in an sich bekannter Weise eine andere Trägerfrequenz als die Impulse des ersten Impulspaares haben, zusammen mit den beiden Impulsen des Impulspaares ausgebildet ist, daß der Radarempfänger zwei Empfangskanäle, von denen jeder Filterschaltungen und einen Frequenzumsetzer enthält, zur gleichzeitigen Umsetzung der in an sich bekannter Weise nach ihren Trägerfrequenzen getrennten empfangenen Echoimpulse auf die gleiche 7; Zwischenfrequenz aufweist, daß die Ausgänge der beiden Empfangskanäle mit den beiden Eingängen einer Multiplikationsschaltung verbunden sind und daß der Ausgang der Multiplikationsschaltung, dessen Ausgangssignal eine Frequenz hat, die doppelt 8< so groß wie die Zwischenfrequenz ist, über einen Verstärker mit der Festzeichenlöschungsanordnung verbunden ist.

Die Erfindung ergibt die überraschende und vorteilhafte Wirkung, daß auch die Echos ausgedehn- 8; ter Festziele (großer Düppelwolken) noch wirksam unterdrückt werden können, selbst· wenn sich diese mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit bewegen, ohne daß die Ortung der gesuchten bewegten Ziele durch zu viele Blindgeschwindigkeiten g< beeinträchtigt wird. Dies beruht darauf, daß der Zeitabstand Θ ausreichend groß bemessen werden kann, daß auch die größten noch vorkommenden Ausdehnungen von Festzielen berücksichtigt sind, daß aber gleichzeitig die Dopplerfrequenz der g; beobachteten Festziele durch die Wahl des Frequenzabstandes der verschiedenfrequenten Impulse so herabgesetzt werden kann, daß auch die Echos von verhältnismäßig schnell bewegten Festzielen wirksam unterdrückt werden und die Echos der be- *o wegten Ziele in einem günstigen Bereich hinsichtlich der vorkommenden Blindgeschwindigkeften liegen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Darin zeigt 10,

Fig. ι a das Blockschaltbild einer mit Impulspaaren arbeitenden bekannten Festzeichenlöschungsanordnung,

Fig. ib den zeitlichen Verlauf von Signalen in der Anordnung von Fig. 1 a,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer anderen bekannten Festzeichenlöschungsanordnung der in Fig. 1 a gezeigten Art,

Fig. 3 a und 3 b Diagramme zur Erläuterung der Auswirkungen großer Düppehvolken,

Fig. 4 die Dopplerspektren von Zielen und Düppel und die Ansprechkennlinie des Empfängers bei den bekannten Festzeichenlöschungsanordnungen von Fig. ι a und Fig. 2,

Fig. 5 das Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Radargeräts und

Fig. 6 die Dopplerspektren von Zielen und Düppel und die Ansprechkennlinie des Empfängers bei dem erfindungsgemäßen Radargerät.

Die in Fig. 1 a und 2 dargestellten Radarempfanger enthalten Festzeichenlöschungsanordnungen,

deren Wirkungsweise-darauf beruht, daß in jeder Folgeperiode ein Impulspaar ausgesendet wird, dessen Impulse die gleiche Impulsbreite und die gleiche Trägerfrequenz haben und um ein vorgegebenes Zeitintervall Θ im Abstand voneinander liegen. Die Festzeichenlöschung erfolgt dann entweder durch Amplitudenvergleich oder durch Phasenvergleich der empfangenen Echoimpulse jedes Impulspaares, wobei die Tatsache ausgenutzt

ίο wird, daß zwei amplituden- und phasengleiche Echoimpulse nur von einem Ziel mit der Radialgeschwindigkeit Null stammen können. Ein solches System reduziert auch die Störechos, welche durch Bündel von Metallreflektoren hervorgerufen werden können, vorausgesetzt, daß das Zeitintervall Θ so klein ist, daß die Düppelechos während dieses Zeitintervalls in ausreichender Korrelation zueinander bleiben und ihre Phasenverschiebung ausreichend gering ist, so daß also zwei vom gleichen Impuls-

ao paar verursachte Düppelechoimpulse praktisch amplituden- und phasengleich sind.

Fig. ι zeigt das Blockschaltbild eines Radarempfängers mit einer herkömmlichen Festzeichenlöschungsanordnung, bei welchem die Festzeichenlöschung durch Ausnutzung der Amplitudendifferenz der jeweils auf Grund des gleichen Impulspaares empfangenen Echoimpulse erfolgt. Der Empfänger enthält zwei Kanäle (Cosinuskanal und Sinuskanal), deren Ausgänge zusammengeführt sind. Im Cosinuskanal werden die vom Radargerät empfangenen Mittelfrequenzsignale MF in einem Demodulator 10 demoduliert, der von dem kohärenten Oszillator 11 gesteuert wird, und anschließend in einer Verzögerungsschaltung 12 um die Zeit Θ verzögert. Die direkten Signale und die verzögerten Signale werden anschließend in einer Subtraktionsschaltung 13 voneinander subtrahiert. Die drei im »direkten« Kanal, im »verzögernden« Kanal und im »Differenzkanal« erhaltenen Signale werden durch die quadratischen Detektoren 14, 15, 16 demoduliert, und die erzeugten Videosignale werden einer »Kleinstsignalschaltung« 17 zugeführt, die dasjenige der ihren Eingängen zugeführten Signale überträgt, das die kleinste Amplitude hat. Der mit gestrichelten Linien abgegrenzte Sinuskanal ist dem Cosinuskanal gleich, und die entsprechenden Organe sind daher mit dem gleichen Bezugszeichen und einem Indexstrich versehen. Der einzige Unterschied besteht darin, daß dem Demodulator io' das Ausgangssignal des kohärenten Oszillators 11 nicht direkt, sondern nach einer Phasenverschiebung um π/2 im Phasenschieber 18 zugeführt wird. Die Ausgangssignale der beiden Kanäle werden anschließend in der Schaltung 19 addiert, die ein Videosignal abgibt, dessen Amplitude dem Quadrat der Differenz zwischen den Amplituden der vom gleichen Sendeimpulspaar stammenden Echoimpulse proportional ist.

Fig. ι b zeigt ein Beispiel für den zeitlichen Verlauf der Signale 1, 2, 3 und 4, die bei der zuvor beschriebenen Anordnung an den Ausgängen der Detektoren 16, 14 und 15 bzw. am Ausgang der Schaltung 17 erhalten werden. Das vom direkten Kanal kommende Signal 1 enthält zwei Düppelechoimpulse C und C" und zwei Nutzzielechoimpulse A und A', Die Echoimpulse C und C sind völlig gleich, während die Echoimpulse A und A' verschiedene Amplituden haben. Das Signal 2 ist gegenüber dem Signal 1 um Θ verzögert. Das Signal 3 stellt die gleichgerichtete Differenz zwischen den Signalen 1 und 2 dar. Das von der Kleinstsignalschaltung 17 abgegebene Signal 4 enthält nur noch einen Impuls, der in Koinzidenz mit dem Zielechoimpuls A' ist, während die Düppelechoimpulse unterdrückt sind.

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild eines anderen bekannten Systems zur Festzeichenlöschung mit Hilfe von Impulspaaren. Die Unterscheidung zwischen den Zielechos und den Düppelechos erfolgt in diesem Fall auf Grund der Phasendifferenz der Echoimpulse, indem die direkten und die in einer Verzögerungsleitung 20 um Θ verzögerten Mittelfrequenzsignale einem Phasenvergleich in einem Phasendiskriminator 21 unterworfen werden. Der Phasendiskriminator gibt für die vom gleichen Impulspaar stammenden Düppelechoimpulse, die wenig phasenverschoben sind, ein kleines Signal ab, wogegen er für die vom gleichen Impulspaar stammenden Echoimpulse von bewegten Zielen ein starkes Signal abgibt. Zur Beseitigung der Rauschsignale mit zufälliger Phasenlage, welche demzufolge starke Störsignale am Ausgang des Phasendiskriminators 21 hervorrufen, enthält die Anordnung einen sogenannten »Amplitudenkanal«, in welchem die direkten und die um Θ verzögerten Mittelfrequenzsignale in Detektoren 22 und 23 demoduliert und dann einer Kleinstsignalschaltung 24 zugeführt werden. Die Kleinstsignalschaltung 24 gibt ein stark herabgesetztes Rauschsignal ab, denn dieses entspricht dem kleinsten Rauschsignal, das in jedem Zeitpunkt im direkten Kanal und im verzögernden Kanal auftritt. Sie gibt ferner ein ziemlich starkes Signal ab, das dem Echo mit der kleineren Amplitude von zwei vom gleichen Impulspaar stammenden Echoimpulsen von bewegten Zielen entspricht; dieses Signal ist in Koinzidenz mit dem Ausgangssignal des Diskriminators 21. Den Düppelechoimpulsen, welche die gleiche Amplitude haben, entspricht am Ausgang der Schaltung 24 ein Signal, das die gleiche Amplitude wie jedes von ihnen hat. Eine Schwellwertschaltung 25 gibt ein Signal ab, wenn das von der Schaltung 24 abgegebene Signal über einem vorgegebenen Schwellwert liegt. In gleicher Weise wird das vom Diskriminator 21 abgegebene Signal nach Gleichrichtung in einem Gleichrichter 26 in einer Schaltung 27 mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. Die so von den Schaltungen 25 und 27 quantisierten Signale werden einer Und-Schaltung 28 zugeführt. Die Schaltung 28 gibt schließlich ein Signal zur Kennzeichnung eines Ziels nur dann ab, wenn der Diskriminator 21 eine Phasenverschiebung zwischen zwei im Abstand Θ voneinander liegenden Echoimpulsen feststellt, die keine Rauschsignale sind.

Diese beiden bekannten, mit Impulspaaren arbei-

tenden Festzeichenlöschungsanordnungen ergeben in Verbindung mit einem Einkanal-Radargerät den Nachteil, daß sie Störsignale erzeugen, wenn die vom Radargerät angestrahlte Düppelwolke Echoimpulse erzeugt, deren Gesamtdauer größer als 0 ist, wie es in der Praxis oft vorkommt. Diese

• Düppelwolkenechos entstehen dann, wenn das von dem ersten Impuls eines Impulspaares stammende Echo eines Düppelpakets mit einem von dem zweiten Impuls des gleichen Impulspaares stammenden Echo eines anderen Düppelpakets in Koinzidenz ist. Beispielsweise können die in Fig. 3 a und 3 b dargestellten Düppelwolkeneffekte mit + 0 und ±20 auftreten. In diesen beiden Figuren zeigt die

X5 Kurve D die direkten empfangenen Videosignale und die Kurve R die gleichen Signale nach Verzögerung um 0. Bei einem Düppelwolkeneffekt mit ± 0 folgt auf das Düppelechoimpulspaar 30 und 31 ein Düppelechoimpulspaar 32 und 33, wobei die

ao Echoimpulse 31 und 32 in Koinzidenz sind. Die Kurven D und R von Fig. 3 a zeigen, daß die Koinzidenz der Echoimpulse 30 und ^31 + 32) einerseits und die Koinzidenz der Echoimpulse (31 + 32) und 33 andrerseits im verzögernden Kanal und

ag im direkten Kanal zum Auftreten von Störsignalen am Ausgang der Festzeichenlöschungsanordnung führt. Diese in Koinzidenz befindlichen Echoimpulse haben nämlich nicht die gleiche Amplitude. Sie rufen daher zwei Störsignale am Ausgang der mit Amplitudenunterscheidung arbeitenden Anordnung von Fig. ι a hervor. Außerdem sind die in Koinzidenz befindlichen Echoimpulse teilweise außer Phasenkorrelation, da die Echoimpulse 30, 31 einerseits und die Echoimpulse 32, 33 andrerseits verschiedene Phasen haben. Man erhält daher Störsignale auch am Ausgang der mit Phasenunterscheidung arbeitenden Anordnung von Fig. 2. Ein Düppelwolkeneffekt mit ±2 0 tritt auf, wenn die Ecnoimpulse 31 und 32 von zwei aufeinanderfolgenden Düppelechoimpulspaaren im Abstand 0 voneinander liegen. Die dann im direkten Kanal und im verzögernden Kanal in Koinzidenz befindlichen Echoimpulse 32 und 31 haben dann verschiedene Phasen und Amplituden, so daß sie gleichfalls ein Störsignal bei jeder der zuvor betrachteten Anordnungen hervorrufen.

Diese Düppelwolkeneffekte können dadurch vermieden werden, daß der Zeitabstand 0 so groß gewählt wird, daß die von einer ausgedehnten Düppelwolke auf Grund des ersten Impulses eines Impulspaares hervorgerufenen Echoimpulse alle am Radargerät ankommen, bevor die von der gleichen Düppelwolke auf Grund des zweiten Impulses des gleichen Impulspaares hervorgerufenen Echoimpulse zurückkehren. Dies bedeutet, daß 0 größer als die maximale radiale Ausdehnung Qm der Düppelwolke., ausgedrückt in Zeiteinheiten, sein muß. Man kann also schreiben

wenn die Düppelpakete, vom Radargerät aus gesehen, zwischen einer maximalen Entfernung R^ und einer minimalen Entfernung R_1n liegen und wenn c die Lichtgeschwindigkeit ist. Die Vergrößerung von 0 ergibt jedoch den Nachteil, daß die 6g Löschung der Düppelechos weniger wirksam wird, wenn die Geschwindigkeit der Düppelpakete, d. h. die Windgeschwindigkeit, ziemlich groß ist, weil dann zwei Düppelechoimpulse des gleichen Paares zu stark außer Korrelation sind und zu sehr gegeneinander phasenverschoben sind. Bei einer mit Impulspaaren arbeitenden Festzeichenlöschungsanordnung ändert sich nämlich die Verstärkung des Empfängers periodisch als Funktion der Dopplerfrequenz der Ziele. Sie ist ein Maximum für Frequenzen mit den Werten 1/2 0, 3/2 0, 5/2 0 usw., und sie ist Null für Frequenzen mit den Werten o, i/<9, 2/Θ, 3/0 usw., die den blinden Geschwindigkeiten entsprechen. Wenn 0 ziemlich groß ist, ist die dem ersten Maximum entsprechende Frequenz verhältnismäßig klein, und sie kann in der Nähe der mittleren Dopplerfrequenz des Düppels liegen; andrerseits kann die Breite des Düppelspektrums relativ zu i/0 ziemlich groß sein. Demzufolge werden die Düppelechoimpulse im Empfänger mit einer Verstärkung festgestellt, die in der ]Siahe der den Echos bewegter Ziele entsprechenden Verstärkung liegt. Ferner kann die Zahl der im Geschwindigkeitsbereich der vom Radargerät beobachteten Ziele liegenden blinden Geschwindigkeiten beträchtlich g₀ groß sein. Es seien beispielsweise die folgenden Zahlwerte angenommen: Das Radargerät sendet auf einer Frequenz von 3 GHz, 0 = 1400 μβ, die mittlere Düppelgeschwindigkeit beträgt 25 m/s, die Halbwertsbreite des Dopplerspektrums beträgt 50 Hz. Unter diesen Bedingungen ist die mittlere Dopplerfrequenz des Düppels 500 Hz, und das erste Maximum der Ansprechkennlinie des Empfängers entspricht 360 Hz. in Fig. 4 ist bei G (f₀) die Ansprechkennlinie des Empiängers dargestellt und bei SC ι das Dopplerspektrum des Düppels. Es ist zu erkennen, daß der Empfänger auf die Dopplerfrequenzen des Düppels stark anspricht. Aus diesem Beispiel geht deutlich hervor, daß bei einem größeren Wert von 0 die Düppelechos von den be- i_Og kannten, mit Impulspaaren arbeitenden Festzeichenlöschungsanordnungen nur sehr wenig verringert werden. Andrerseits erstreckt sich bei Zielgeschwindigkeiten zwischen 125 und 375 m/s der Bereich der Dopplerfrequenzen, der durch die n₀ Kurve SA1 dargestellt ist, von 2500 bis 7500 Hz, so daß er eine große Zahl von blinden Frequenzen enthält.

Fig. 5 zeigt das Blockschaltbild der Sende-Empfangs-Anlage des erfindungsgemäßen Radargeräts, ng bei dem diese Nachteile beseitigt sind. Sendeseitig werden Signale der Frequenz Fo, die von einem Hochfrequenzoszillators 40 stammen, mit den von einem Mittelfrequenzoszillator 41 stammenden Signalen der Frequenz fo gemischt. Diese Mischung iao erfolgt in einer Synchrodynschaltung 42 oder einer ähnlichen Anordnung. Die Ausgangssignale der Synchrodynschaltung mit den Frequenzen Fo + fo und Fo—fo stellen nach Verstärkung in den Schaltungen 43 und 44 die beiden Trägerfrequenzen des iss Radargeräts dar, die einen Frequenzabstand der

Größe AF = 2/ο haben. Auf jeder dieser Trägerfrequenzen werden gleichzeitig Impulspaare ausgesendet, deren Impulse die gleiche Dauer haben und im Zeitabstand Θ voneinander liegen.

Empfangsseitig werden die empfangenen Signale mit den mittleren Frequenzen Fo + fo bzw. Fo — fo zunächst durch Filter 45 und 46 ausgesiebt, die auf diese Frequenzen abgestimmt sind, und dann mit dem Signal des Oszillators 40 in einer Mischstufe 47 bzw. 48 umgesetzt, damit Signale mit der gleichen mittleren Frequenz fo erhalten werden. Diese beiden Signale werden nach Filterung und Verstärkung in den Schaltungen 49 bzw. 410 einer Multiplikationsschaltung 411 zugeführt. Das Ausgangssignal der Multiplikationsschaltung 411 mit der mittleren Frequenz AF = 2fo wird in einer Schaltung 412 gefiltert und verstärkt. Das Ausgangssignal der Schaltung 412 wird dann einer Festzeichenlöschungsanordnung 413 zugeführt, welche der Schaltung von Fig. 1 a oder der Schaltung von Fig. 2 entspricht.

Bei einer solchen mit zwei Frequenzen arbeitenden Sende-Empfangs-Anlage hat die Dopplerfrequenz eines Ziels mit der Radialgeschwindigkeit V, welche in dem Überlagerungssignal erscheint, das von der Festzeichenlöschungsanordnung4i3 zur Festzeichenlöschung ausgenutzt wird, den Wert f_D = 2VIcAF. Für ein Ziel, dessen Frequenzkorrelationsdurchmesser kleiner als AF ist, ist die Halbwertsbreite des Dopplerspektrums ]/2mal so groß wie in jedem der Monofrequenzkanäle. Die Verstärkungskurve des so realisierten Zweifrequenzempfängers weist dann die gleiche Gestalt wie diejenige eines herkömmlichen Monofrequenzempfängers auf, jedoch in bezug auf die erhaltenen neuen Dopplerfrequenzen (Maxima für fo = 1/2 Θ, 3/2 Θ usw. und Null für fo = ο, ιΐθ, 2ΙΘ usw.).

Der Vorteil des Zweifrequenzsystems besteht darin, daß es möglich ist, die Dopplerfrequenzen der beobachteten Hindernisse gegenüber ihrem Wert bei den herkömmlichen Monofrequenzsystemen herabzusetzen, und zwar in einem frei wählbaren Verhältnis, denn dieses entspricht dem Verhältnis AFIF zwischen dem Frequenzabstand AF, der frei wählbar ist, und der Sendefrequenz F beim Monofrequenzsystem. Die Größe des Frequenzabstandes AF zwischen den beiden Sendefrequenzen kann daher so bemessen werden, daß die Dopplerfrequenzen des Düppels so klein sind, daß die diesen Frequenzen entsprechende Verstärkung des Empfängers praktisch den Wert Null hat, d. h., daß die Düppelechos den Festzielechos vergleichbar sind.

Gleichzeitig werden die Dopplerfrequenzen der bewegten Ziele im gleichen Verhältnis A FlF herabgesetzt, ebenso wie das Frequenzband, das von den einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich entsprechenden Dopplerfrequenzen eingenommen wird. Vorzugsweise erfolgt die Wahl der Differenz A F so, daß der Bereich der Dopplerfrequenzen der zu beobachtenden Ziele zentrisch zum ersten Maximum der Ansprechkurve des Empfängers gelegt wird. Die Dopplerfrequenzen des Düppels, die stets beträchtlich kleiner als diejenigen der Ziele sind, liegen dann in der Nähe der Frequenz Null, und die Düppelechos werden sehr wirksam beseitigt.

Wenn man das zuvor angegebene Zahlenbeispiel wählt, mit einem Zeitintervall Θ von 1400 μβ zur Vermeidung der Düppelwolkeneffekte, liegt das erste Maximum der Ansprechkurve des Empfängers bei einer Dopplerfrequenz von 360 Hz. Für Zielgeschwindigkeiten zwischen 125 und 375 m/s hat die mittlere Dopplerfrequenz in dem Monofrequenzsystem mit der Sendefrequenz 3 GHz den Wert 5000 Hz. Man bestimmt den Wert AF so, daß das Verhältnis A FIF gleich dem Verhältnis der mittleren Dopplerfrequenzen in dem Zweifrequenzsystem und im Monofrequenzsystem ist, also 360/5000 = 7,2%. Man erhält dadurch AF = 216 MHz. Fig. 6 zeigt dann den Bereich SA 2 der Dopplerfrequenzen der Flugzeuge von //J₁ = 180 Hz bis f_D% = 540 Hz in bezug auf die Verstärkungskurve G (fß) des Empfängers. Bei dem beschriebenen Zweifrequenzsystem liegt das Dopplerspektrum der Düppelechos zentrisch zu einer Frequenz mit dem Wert 500 ■ A FIF Hz, also 36 Hz, und seine Halbwertsbreite beträgt 50 ■ Yl = 72 Hz. Die entsprechende Kurve SC 2 läßt die Verbesserung erkennen, welche gegenüber den bekannten, mit Impulspaaren arbeitenden Festzeichenlöschungsanordnungen erhalten wird, für welche das Dopplerspektrum der Düppelechos bei SC1 dargestellt ist. Das Dopplerspektrum SC 2 der Düppelechos liegt nämlich in einem Frequenzbereich in der Nähe der Frequenz Null, in welchem die Verstärkung des Empfängers sehr gering ist. Ferner entsprechen die Dopplerfrequenzen der zu beobachtenden Flugzeuge Werten der Verstärkung des Empfängers, die in der Nähe des Maximums liegen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Radargerät zur Beseitigung der Echos, die von festen oder langsam beweglichen Zielen, beispielsweise metallischen Störreflektoren, zurückgeworfen werden, bei welchem in jeder Folgeperiode ein Impulspaar ausgesendet wird, dessen Impulse einander gleich lang sind, die gleiche Trägerfrequenz besitzen und in -einem Abstand Θ voneinander liegen, der größer als die Gesamtdauer der von einem Ziel der größten vorkommenden Ausdehnung zurückgeworfenen Echos ist, und bei welchem die empfangenen Echosignale einer mit Amplituden- oder Phasenvergleich der im Abstand Θ nacheinander empfangenen Echosignale arbeitenden Festzeichenlöschungsanordnung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Radarsender zur gleichzeitigen Aussendung von zwei Impulsen eines zweiten Impulspaares, die in an sich bekannter Weise eine andere Trägerfrequenz als die Impulse des ersten Impulspaares haben, zusammen mit den beiden Impulsen des Impulspaares aus-

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   gebildet ist, daß der Radarempfänger zwei Empfangskanäle, von denen jeder Filterschaltungen (45, 46) und einen Frequenzumsetzer (47, 48) enthält, zur gleichzeitigen Umsetzung der in an sich bekannter Weise nach ihren Trägerfrequenzen getrennten empfangenen Echoimpulse auf die gleiche Zwischenfrequenz aufweist, daß die Ausgänge der beiden Empfangskanäle mit den beiden Eingängen einer Multi- plikationsschaltung (411) verbunden sind und daß der Ausgang der Multiplikationsschaltung (411), dessen Ausgangssignal eine Frequenz hat, die doppelt so groß wie die Zwischenfrequenz ist, über einen Verstärker (412) mit der Festzeichenlöschungsanordnung (413) verbunden ist.
2. 2. Radargerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen den beiden Trägerfrequenzen der gleichzeitig aus-

   ao gesendeten Impulse in Abhängigkeit von dem Zeitabstand Θ zwischen zwei Impulsen des gleichen Impulspaares so bemessen ist, daß die Dopplerfrequenzen in den der Festzeichenlöschungsanordnung zugeführten Signalen für die beobachteten Nutzziele in einem Bereich liegen, in welchem die Verstärkung der Festzeichenlöschungsanordnung beträchtlich groß ist, während die Dopplerfrequenzen für die Echos metallischer Störreflektoren in einem Bereich liegen, in welchem die Verstärkung der Festzeichenlöschungsanordnung gering ist.
3. 3. Radargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen den beiden Trägerfrequenzen so bemessen ist, daß der Bereich der Dopplerfrequenzen der beobachteten Nutzziele zentrisch zum ersten Maximum der die Verstärkung des Empfängers als Funktion der Dopplerfrequenzen darstellenden Kurve liegt.
4. 4. Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Sendeanordnung einen Mittelfrequenzoszillator (41) und einen Hochfrequenzoszillator (40) enthält, deren Ausgänge mit einer Mischschaltung (42) verbunden sind, und an den Ausgang der Mischschaltung zwei die Summenfrequenz bzw. die Differenzfrequenz ausfilternde Schaltungen (43, 44) angeschlossen sind.
5. 5. Radargerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischschaltung eine Synchrodynschaltung ist.
6. 6. Radargerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlagerungsfrequenzeingänge der in den beiden Empfangskanälen vorhandenen Frequenzumsetzer in an sich bekannter Weise mit dem Ausgang des in der Sendeanordnung vorhandenen Hochfrequenzoszillators verbunden sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 1 257 674.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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