DE977943C - Arrangement for evaluating and / or displaying location data in a location device - Google Patents
Arrangement for evaluating and / or displaying location data in a location deviceInfo
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Description
In Waffensystemen zur Bekämpfung von Luftzielen, beispielsweise mittels Boden-Luft-Flugkörpern, ist die Verwendung vonDoppler-Radargeräten zur Gewinnung der zur Bekämpfung erforderlichen Informationen über diese Luftziele gebräuchlich, wobei in Waffensystemen zur Abwehr von Tieffliegern vorzugsweise Puls-Doppler-Radargeräte und gegebenenfalls bei kleineren Abwehrsystemen insbesondere im Hinblick auf den dabei vorrangig geforderten geringen erforderlichen Aufwand -auch Dauerstrich(CW)-Radargeräte in Frage kommen. Das eigentliche Bekämpfungssystem eines derartigen Waffensystems besitzt - gerechnet vom Beginn der Zieleinweisung bis zum Start des einzelnen Flugkörpers - eine vorgegebene, nicht unterschreitbare mittlere Reaktionszeit; darüber hinaus ist die maximale Reichweite des einzelnen Flugkörpers und damit dessen Flugzeit vorgegeben. Die Radargeräte insbesondere eines Tieffliegerabwehrsystems besitzen zudem infolge der Horizontabschattung ihres Radarhorizonts vorzugsweise durch Bodenerhebungen eine relativ geringe Reichweite. Vor allem aus diesen Gründen muß daher bei derartigen Waffensystemen mit sehr kurzen Warnzeiten ausgekommen werden. In weapon systems for combating air targets, for example by means of Surface-to-air missiles, is the use of Doppler radars to obtain the information about these air targets necessary for combat Commonly used, with pulse Doppler radars being preferred in weapon systems for defense against low-flying aircraft and possibly with smaller defense systems, especially with regard to the primarily required low effort-also continuous wave (CW) radar devices come into question. The actual combat system of such a weapon system has - calculated from the beginning of the target briefing to the start of the individual missile - a predetermined average response time that cannot be undershot; Furthermore is the maximum range of the individual missile and thus its flight time given. The radar devices in particular have a low-flying defense system in addition, due to the shadowing of their radar horizon, preferably by elevations in the ground a relatively short range. Mainly for these reasons must therefore with such Weapon systems get along with very short warning times.
Dieses Erfordernis stellt an den zieleinweisenden Radarbeobachter außerordentlich große Anforderungen an sein Konzentrations- und Reaktionsvermögen. Häufig ist es ihm insbesondere bei plötzlichem Auftauchen mehrerer zu bekämpfender Ziele wegen der Vielzahl der angezeigten Information auch dann unmöglich, den Überblick über das Radarbild, d. h. die Luftlage, zu bewahren, wenn das Radarbild keine Festziele wiedergibt, was zur Folge hat, daß dann vom Radarbeobachter auch keine sinnvolle Zieleinweisung für das eigentliche Bekämpfungssystem vorgenommen werden kann; er wird vielmehr aus sämtlichen angezeigten Zielen willkürlich, d. h. planlos, einzelne Ziele zur Bekämpfung auswählen. This is a requirement of the targeting radar observer extremely high demands on his ability to concentrate and react. Often it is him who needs to be combated, especially if several people suddenly appear Even then, goals are impossible to get an overview because of the large amount of information displayed via the radar image, d. H. to preserve the air situation if the radar image does not have fixed targets reproduces what has the consequence that then from the radar observer also no meaningful one Target briefing for the actual control system can be carried out; he rather, it becomes arbitrary from all of the displayed destinations, i.e. H. haphazardly, individual Select targets to combat.
Die Erfindung basiert auf der neuen und grundlegenden Erkenntnis, daß es bei einem derartigen Waffensystem erforderlich ist, ein Verfahren zur sinnvollen Zielauswahl nach einem vorgegebenen Kriterium anzuwenden, wodurch der Radarbeobachter entlastet und gegebenenfalls durch eine automatische Servoeinrichtung ersetzbar wird. Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Anordnung der einleitend genannten Art anzugeben, bei der die Ortungsdaten nur derjenigen Ziele ausgewertet und/oder angezeigt werden, deren Radialgeschwindigkeit in bezug auf das Ortungsgerät bei ihrer jeweiligen Entfernung so groß ist, daß sie innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls das Ortungsgerät erreichen können. Diese Anordnung soll somit besonders vorteilhaft in Luftabwehr-Waffensystemen, insbesondere zur Abwehr gegen Tiefflieger, anwendbar sein. The invention is based on the new and fundamental knowledge, that it is necessary in such a weapon system, a method for meaningful Target selection to apply according to a predetermined criterion, whereby the radar observer relieved and, if necessary, can be replaced by an automatic servo device will. Accordingly, the invention is based on the object of such an arrangement of the type mentioned in the introduction, in which the location data is only provided by those Targets are evaluated and / or displayed, their radial speed in relation on the tracking device at their respective distance is so great that they are within a predetermined time interval can reach the locating device. This arrangement should thus be particularly advantageous in anti-aircraft weapon systems, in particular for Defense against low-flying aircraft, may be applicable.
Die Erfindung besteht bei der vorstehend definierten Anordnung darin, daß in an sich bekannter Weise im Empfänger des Ortungsgerätes in einem vorgegebenen Frequenzbereich - vorzugsweise frequenzinäflig aneinander anschließende - Dopp ler-Frequenzfilter vorgesehen sind und daß deren Durchlaßbandbreiten mit abnehmender zugeordneter Relativgeschwindigkeit angenähert derart zunehmend gewählt sind, daß eine vorgegebene Mindestzeit zur Auswertung undjoder Anzeige der Ortungsdaten der sich dem Ortungsgerät nähernden Ziele zur Verfügung steht. In the arrangement defined above, the invention consists in that in a known manner in the receiver of the locator in a predetermined Frequency range - preferably frequency-unevenly adjoining - Dopp ler frequency filter are provided and that their pass bandwidths with decreasing associated relative speed are chosen approximately so increasingly that a predetermined minimum time for evaluation andjoder display of the positioning data of the targets approaching the positioning device for Available.
Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung in einem Waffensystem zur Luftabwehr, beispielsweise in einem Radargerät als Ortungsgerät, ist gewährleistet, daß dem Zielbeobachter, im Beispielsfall dem Radarbeobachter, immer ein Bild der Luftlage vermittelt wird, das unmittelbar die Bekämpfungsdringlichkeit erkennen läßt, wobei berücksichtigt ist, daß sich bei vorgegebener Reaktionszeit des eigentlichen B ekämpfungssystems für Ziele mit unterschiedlichen Radialgeschwindigkeiten relativ zum Ortungsgerät verschiedene, den jeweiligen Zielen zugeordnete Entdeckreichweiten (Entfernungen zum Ortungsgerät, in denen ihre Ortungsdaten erstmals ausgewertet und/oder angezeigt werden) ergeben, die das Ortungsgerät gewährleisten muß, was bedeutet, daß die Ortungsdaten von sich dem Ortungsgerät schnell nähernden Zielen immer von größeren Entfernungen an ausgewertet und/oder angezeigt werden müssen als von langsamen Zielen, um für die Reaktion des eigentlichen Bekämpfungssystems die gleiche Zeit zur Verfügung zu haben. Luftziele, die auf Grund der maximalen Reichweite des eigentlichen Bekämpfungssystems unter Berücksichtigung seiner Reaktionszeit nicht, noch nicht oder nicht mehr der Bekämpfung zugewiesen werden können, werden nicht angezeigt und verwirren daher den Radarbeobachter nicht. Gegebenenfalls können alle mittels der erfindungsgemäßen Anordnung ausgewählten Ziele mit einer an sich bekannten Servoeinrichtung automatisch der Bekämpfung zugewiesen werden. When using the arrangement according to the invention in a weapon system for air defense, for example in a radar device as a tracking device, is guaranteed, that the target observer, in the example the radar observer, always has an image of the Air situation is conveyed, which immediately recognize the urgency of the fight can, taking into account that with a given response time, the actual Combat system for targets with different radial speeds relative Different detection ranges assigned to the respective targets for the tracking device (Distances to the tracking device at which your tracking data was first evaluated and / or are displayed), which the tracking device must ensure what means that the positioning data from targets rapidly approaching the positioning device always have to be evaluated and / or displayed from greater distances than from slow targets in order for the response of the actual control system having the same amount of time available. Air targets due to the maximum Range of the actual control system taking into account its response time cannot, not yet or can no longer be assigned to combat are not displayed and therefore do not confuse the radar observer. If necessary, can all targets selected by means of the arrangement according to the invention with one per se known servo device are automatically assigned to the combat.
Die Benutzbarkeit der erfindungsgemäßen Anordnung ist selbstverständlich nicht auf das militärische Gebiet beschränkt, sie ist vielmehr auch vorteilhaft im zivilen Bereich gegeben, so beispielsweise in bodenseitigen Systemen zur Luftzielortung und Luftraumüberwachung, insbesondere zur dringlichkeitsabhängigen Luftlageüberwachung und Blindlandeführung im Lufthafenbereich, und weiterhin beispielsweise zur Kollisionsverhütung in der Luft-und Schiffahrt, wobei die möglichen Kollisionsgegner - vorzugsweise auf einem gesonderten Radarbildschirm - nach Dringlichkeit geordnet angezeigt werden können. Hiermit läßt sich in einfacher Weise erforderlichenfalls eine automatische Alarmauslösevorrichtung kombinieren. The usability of the arrangement according to the invention is self-evident not limited to the military field, it is also advantageous given in the civil sector, for example in ground-based systems for air target location and airspace monitoring, in particular for urgency-dependent air situation monitoring and blind landing guidance in the airport area, and further, for example, to prevent collisions in aviation and shipping, with the possible collision opponents - preferably on a separate radar screen - displayed in order of urgency can. This can be used in a simple manner, if necessary, an automatic Combine alarm triggering device.
Die erwähnten Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung und ihre Konzeption sind auch nicht insoweit vergleichbar mit dem weiteren, im folgenden beschriebenen Stand der Technik, als daß auf ein Naheliegen des Erfindungsgegenstandes für den Radarfachmann geschlossen werden könnte. The mentioned advantages of the arrangement according to the invention and its design are also not comparable with the others described below State of the art, as that on an obviousness of the subject matter of the invention for Radar specialist could be closed.
Zu diesem Stand der Technik gehört ein Radargerät mit Mitteln zur Anzeigeunterdrückung von Festzielen durch - nach Frequenztransformation erfolgende - Überlagerung der Empfangsschwingungen mit ihren zugeordneten Sendeschwingungen in einer Verzögerungsleitung, die der Entfernungsauflösung des Radargerätes angepaßteAnzapfungen aufweist. An diese Anzapfungen sind über Detektoren je ein Dopplerfrequenzfilter angeschlossen. Alle diese Filter besitzen gleiche Durchlaßbandbreiten und arbeiten auf eine gemeinsame Auswerte- und/ oder Anzeigeeinrichtung. Der Sinn dieser Maßnahme liegt im Vermeiden eines Kohärentoszillators, der bei der Anzeigeunterdrückung von Festzielen in einem Impulsradargerät ansonsten erforderlich ist, oder einer extrem linearen Frequenzmodulation, die zu einer ausreichenden Entfernungsauflösung in einem CW/FM-Radargerät (Dauerstrichgerät mit Frequenzmodulation) mit Anzeigeunterdrückungsmitteln für Festziele ansonsten Bedingung für die Sendeschwingungen ist. Eine entfernungsmäß ige Zielselektion im Sinne der Erfindung ist hierdurch nicht gegeben. This prior art includes a radar device with means for Display suppression of fixed targets by - after frequency transformation - Superposition of the received vibrations with their assigned transmit vibrations in a delay line, the taps adapted to the range resolution of the radar device having. A Doppler frequency filter is attached to each of these taps via detectors connected. All of these filters have equal pass bandwidths and work to a common evaluation and / or display device. The sense of this measure lies in avoiding a coherent oscillator, which is involved in the display suppression of Fixed targeting in a pulse radar is otherwise required, or an extreme linear frequency modulation that to a sufficient distance resolution in a CW / FM radar device (continuous wave device with frequency modulation) with display suppression means for fixed targets is otherwise a condition for the transmit oscillations. A distance wise This does not result in any target selection within the meaning of the invention.
In einem vorgegebenen Frequenzbereich frequenzmäßig aneinander anschließende Dopplerfrequenzfilter, die zu Filterbänken zusammengefaßt sind, werden bereits in einem weiteren bekannten Radargerät benutzt. Ein solches Radargerät ist weiter unten an Hand der Fig. 1 näher beschrieben. Adjoining each other in terms of frequency in a given frequency range Doppler frequency filters, which are combined into filter banks, are already in used another known radar device. Such a radar is below described in more detail with reference to FIG.
Die Durchlaßbandbreiten der einzelnen Dopplerfrequenzfilter dieses Radargerätes sind gleich groß.The pass bandwidths of the individual Doppler frequency filters this Radar devices are the same size.
Ein weiterhin bekanntes, allerdings nicht nach dem CW-Verfahren (Dauerstrichverfahren), sondern nach dem Impulsverfahren arbeitendes Radargerät dieser Art, das gleichfalls Dopplerfrequenzfilterbänke aufweist, dient dazu, um in einem vom Radargerät kontrollierten, zu ihm in großer Entfernung befindlichen Überwachungsbereich extrem schnell und gegebenenfalls mit hoher Beschleunigung fliegende Ziele wie Meteore oder Erdsatelliten erkennen zu können. Um hierbei ein optimales Signal/Rausch-Verhältnis der Ausgangsschwingungen der einzelnen Filter im Hinblick auf die infolge der großen Zielentfernung relativ geringen Empfangsschwingungsamplituden zu erzielen, sind die Durchlaßbandbreiten der einzelnen Filter unterschiedlich, und zwar in Abhängigkeit von ihrer Mittenfrequenz gewählt, nicht jedoch in vergleichbarer Weise zur Erfindung im Sinne der Erzielung einer geschwindigkeitsabhängigen Entdeckentfernung. A still known, but not according to the CW method (continuous wave method), but radar device of this type, which works according to the pulse method, likewise Doppler frequency filter banks, is used in a radar-controlled, monitoring area located at a great distance from him extremely quickly and if necessary, targets flying at high acceleration such as meteors or earth satellites to be able to recognize. In order to achieve an optimal signal / noise ratio of the output oscillations of the individual filters in terms of the relative large target distance To achieve low reception oscillation amplitudes, the pass bandwidths of the individual filters, depending on their center frequency chosen, but not in a manner comparable to the invention in the sense of achieving it a speed-dependent detection distance.
Weiterhin ist es bekannt, in einem Radargerät die Anzeige von Festzielen nur in einem der unmittelbaren Umgebung des Standorts des Radargerätes entsprechenden Anzeigebereich zu unterdrücken, da die Festziele im Nahbereich - im Vergleich zum Fernbereich - besonders störend im Radarbild wirken, jedoch zweckmäßig im Fernbereich als Orientierungshilfe angezeigt werden. It is also known to display fixed targets in a radar device only in an area that corresponds to the immediate vicinity of the location of the radar device To suppress display area, since the fixed targets in the close range - compared to Far range - have a particularly disruptive effect in the radar image, but useful in the long range displayed as a guide.
In einem bevorzugt im Straßenverkehr einsetzbaren bekannten Kollisionsverhütungs-Radargerät werden die Empfangsschwingungen mit zwei zur Sendefrequenz frequenzgleichen, jedoch eine gegenseitige Phasenverschiebung von 900 aufweisenden Oszillatorschwingungen gleichzeitig gemischt und die zwei ermischten Schwingungen miteinander vektoriell addiert, wodurch ein Summensignal gewonnen wird, das zum automatischen Auslösen eines Schwellwert-Alarmschalters - der gegebenenfalls mit einer Bremseinrichtung zusammenarbeitet - bei mit einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit erfolgender Annäherung eines möglichen Kollisionsgegners auswertbar ist. Auch das Arbeitsprinzip, auf dem dieses Radargerät basiert, unterscheidet sich grundlegend von demjenigen des Erfindungsgegenstandes und ist zur Lösung des ihm zugrunde liegenden Problems ungeeignet. In a known collision avoidance radar device that can preferably be used in road traffic the received oscillations with two frequencies are the same as the transmission frequency, however a mutual phase shift of 900 oscillator oscillations mixed at the same time and the two mixed vibrations with each other vectorially added, whereby a sum signal is obtained, which for the automatic triggering a threshold alarm switch - possibly with a braking device cooperates - at a given minimum speed Approach of a possible collision opponent can be evaluated. Also the working principle on which this radar device is based is fundamentally different from the one of the subject matter of the invention and is to solve the problem on which it is based not suitable.
Wichtig für das Verständnis der Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes ist die Erkenntnis, daß die Entdeckentfernung bei gegebener Empfangsschwingungsamplitude unmittelbar mit der gewählten Bandbreite des jeweiligen Dopplerfrequenzfllters infolge der bei größerer Bandbreite größeren Rauschstörung zusammenhängt, was bedeutet, daß ein amplitudenmäßig gegebenes Empfangssignal bei kleiner Durchlaßbandbreite des zugeordneten Dopplerfrequenzfilters ein- größeres Signal/Rausch-Verhältnis zur Folge hat als bei größerer Bandbreite. Important for understanding how the subject of the invention works is the knowledge that the detection distance for a given received oscillation amplitude directly with the selected bandwidth of the respective Doppler frequency filter as a result which is associated with greater noise interference with a larger bandwidth, which means that a received signal given in terms of amplitude with a small passband width of the associated Doppler frequency filter results in a higher signal / noise ratio than with a larger bandwidth.
Das Signal/Rausch-Verhältnis ist aber in jedem Fall entscheidend für die erzielbare Entdeckentfernung.The signal / noise ratio is, however, decisive for in each case the achievable detection distance.
Im folgenden seien an Hand der Figuren besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele von Anordnungen nach der Erfindung zwecks näherer Erläuterung der Erfindung im einzelnen beschrieben. In the following, particularly advantageous exemplary embodiments are given with reference to the figures of arrangements according to the invention for the purpose of further explanation of the invention in detail described.
Hierbei wird von der in Fig. 1 gezeigten bekannten Anordnung ausgegangen, die ein CW-Radargerät darstellt, das zur Verwendung in dem eingangs beschriebenen Waffensystem zur Luftabwehr geeignet ist. Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen in allen Figuren gleiche Teile.This is based on the known arrangement shown in FIG. 1, which represents a CW radar device for use in the initially described Weapon system is suitable for air defense. The same reference symbols are used in parts identical to all figures.
In Fig. 1 ist mit 1 der Hochfrequenzoszillator eines CW-Radargerätes bezeichnet, dessen Schwingungen einerseits über den Sender 2 damit der Sendeantenne3 ausgestrahlt und andererseits als Oszillatorschwingungen der Mischstufe des Radarempfängers 4 zugeführt werden, auf deren zweiten Eingang die von der Empfangsantenne 5 aufgenommenen Empfangssignale gelangen. Die Sendeantenne 3 ist mit der Empfangsantenne 5 starr gekoppelt; beide Antennen werden - wie durch die doppelt gestrichelte Linie 7 angedeutet ist - vom Motor 6 angetrieben, wodurch eine winkelmäßige Abtastung des Raumes erfolgt. ter die Leitungen 8 a und 8 b werden dem Motor 6, der mit einem nichtgezeigten Winkelwertgeber kombiniert ist, die Winkelinformationen - aufgespalten in ihre Sinus- (Leitung 8a) und Cosinuskomponenten (Leitung 8 b) -- entnommen und der Winkel-Geschwindigkeits-Anzeigeanordnung 9 zugeführt. An diese Anzeigeanordnung sind über eine Mehrzahl weiterer Eingänge Dopplerfrequenzfilter 10a .10? mit aneinander anreihenden, jeweils gleichbreiten Durchlaßbandbreiten angeschlossen, deren Anzahl von den zu erwartenden möglichen Dopplerfrequenzen abhängt, die den verschiedenen radialen Geschwindigkeiten relativ zum Radargerät der anzumessenden Ziele entsprechen. Diese Dopplerfrequenzen werden dem Empfänger 4 entnommen, durch den Dopplerfrequenzverstärker 11 verstärkt und dann auf die parallelgeschalteten Eingänge der einzelnen Dopplerfrequenzfilter gegeben. In praktisch ausgeführten Radargeräten nach Fig. 1, so sei betont, ist die Anzahl der erforderlichen Dopplerfrequenzfilter 10a ... lOn weitaus höher als durch die Buchstabenfolge a bis n und in Fig. 1 durch die gezeigten Filter 10a . . . IOn angedeutet ist; sie liegt beispielsweise bei n = 100. In Fig. 1, 1 is the high-frequency oscillator of a CW radar device denotes whose vibrations on the one hand via the transmitter 2 and thus the transmitting antenna3 and on the other hand as oscillator vibrations of the mixer stage of the radar receiver 4 are fed to the second input of the received by the receiving antenna 5 Received signals arrive. The transmitting antenna 3 is rigid with the receiving antenna 5 coupled; both antennas are - as indicated by the double dashed line 7 is - driven by the motor 6, whereby an angular scanning of the room takes place. ter the lines 8 a and 8 b are the motor 6 with an angle encoder, not shown is combined, the angle information - split into its sine (line 8a) and cosine components (line 8 b) - taken and the angle-speed display arrangement 9 supplied. A plurality of additional inputs are connected to this display arrangement Doppler frequency filter 10a .10? with side by side, each of the same width Passband bandwidths connected, the number of which depends on the expected possible Doppler frequencies depends on the different radial velocities relative to the radar device correspond to the targets to be measured. These Doppler frequencies are taken from the receiver 4, amplified by the Doppler frequency amplifier 11 and then applied to the parallel-connected inputs of the individual Doppler frequency filters. In practical radar devices according to FIG. 1, it should be emphasized that the number is the required Doppler frequency filter 10a ... lOn is much higher than by the Letter sequence a to n and in Fig. 1 by the filter 10a shown. . . IOn indicated is; it is, for example, n = 100.
Fig.2 zeigt ein in vielen Bausteinen gleiches Radargerät, wie es in Fig. 1 gezeigt ist und wie durch die jeweils gleichen Bezugszeichen zum Ausdruck kommt. Das Radargerät nach Fig. 2 enthält jedoch eine mögliche Anordnung nach der Erfindung, wobei somit vor der Auswertung und/oder Anzeige der Zielinformationen eine Selektion der Informationen nach einem Dringlichkeitskriterium erfolgt und wobei als zusätzlicher Vorteil zu werten ist, daß die Anzahl der erforderlichen Dopplerfrequenzfilter an den Eingängen der Anzeige- und/oder Auswerteanordnung 9' erheblich geringer ist als beim Radargerät nach Fig. 1, wenn die gleichen Gesamt-Dopplerfrequenzbereiche vorausgesetzt sind. FIG. 2 shows a radar device that is identical in many components to it is shown in Fig. 1 and as expressed by the same reference numerals in each case comes. The radar device of FIG. 2, however, contains a possible arrangement according to the Invention, thus before the evaluation and / or display of the target information the information is selected according to an urgency criterion and An additional advantage is that the number of required Doppler frequency filter at the inputs of the display and / or evaluation arrangement 9 ' is considerably less than in the radar device according to FIG. 1, if the same overall Doppler frequency ranges are assumed.
Für schnelle Ziele muß die Entdeckentfernung größer sein als für langsame Ziele, um zu gewährleisten, daß die mit dem Radargerät georteten Ziele bei vorgegebener Reaktionszeit des eigentlichen Bekämpfungssystems noch rechtzeitig der Bekämpfung zugewiesen werden können. In besonders einfacher und zweckmäßiger Weise wird diese Forderung beim Radargerät nach Fig. 2 beispielsweise dadurch erfüllt, daß die empfangsseitige Empfindlichkeit des Radargerätes durch verschiedene Bandbreiten der Dopplerfrequenzfilter in den Filterbänken 12, 12', 13, 13' und 14 entsprechend den verschiedenen Radialgeschwindigkeiten der Ziele relativ zum Radargerät gestaffelt wird. The detection distance must be greater for fast targets than for slow targets to ensure that the targets located by the radar in good time with a given reaction time of the actual control system can be assigned to combat. In a particularly simple and functional way This requirement is met in the radar device according to FIG. 2, for example, by that the receiving-side sensitivity of the radar device by different bandwidths the Doppler frequency filter in the filter banks 12, 12 ', 13, 13' and 14 accordingly the different radial speeds of the targets relative to the radar device will.
Um in einfacher Weise kommende von gehenden Zielen unterscheiaen zu können, ist es zweckmäßig, in eingangs unter Bezugnahme auf Verkehrsradargeräte beschriebener, an sich bekannter Weise die Empfangsfrequenzen nicht - wie beim Radargerät nach Fig. 1 - mit der Frequenz des Senderoszillators 1 zu mischen, sondern mit einer zur Sendefrequenz kohärenten Bezugsfrequenz, die einen immer konstanten Frequenzabstand zur Sendefrequenz besitzt, der größer als die maximal zu erwartende Dopplerfrequenz ist. Hierzu ist beim Radargerät nach Fig. 2 ein an sich bekannter kohärenter Frequenzumsetzer 15 zwischen den Senderoszillator 1 und die Mischstufe des Empfängers 4 geschaltet. To easily differentiate between incoming and outgoing destinations To be able to do so, it is useful to begin with with reference to traffic radars described, known per se, the reception frequencies are not - as with the radar device according to Fig. 1 - to mix with the frequency of the transmitter oscillator 1, but with one reference frequency coherent to the transmission frequency, which always has a constant frequency spacing to the transmission frequency that is greater than the maximum expected Doppler frequency is. For this purpose, the radar device according to FIG. 2 has a coherent frequency converter known per se 15 connected between the transmitter oscillator 1 and the mixer stage of the receiver 4.
Die Filterbank 12 ist kommenden Zielen mit der maximal erwarteten Radialgeschwindigkeit relativ zum Radargerät von beispielsweise 500 m/sec bis zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit von beispielsweise 50 m/sec zugeordnet, dagegen die Filterbank 12' gehenden Zielen mit beispielsweise den gleichen Radialgeschwindigkeiten. Da jedoch in vielen Fällen, beispielsweise bei der Bekämpfung, schnell gehende Ziele nur bedingt oder überhaupt nicht interessieren, können gegebenenfalls in der Filterbank 12' einzelne Filter, insbesondere die höheren Geschwindigkeiten zugeordneten, entfallen; meist interessieren von den Informationen aus der Filterbank 12' nur diejenigen, die von langsam gehenden Zielen herrühren. The filter bank 12 is coming goals with the maximum expected Radial speed relative to the radar device of, for example, 500 m / sec up to associated with a predetermined speed of, for example, 50 m / sec, on the other hand the filter bank 12 'going targets with, for example, the same radial velocities. However, in many cases, for example when fighting, targets move quickly only of limited interest or not at all, may possibly be in the filter bank 12 'individual filters, in particular those associated with higher speeds, are omitted; Most of the information from the filter bank 12 'is only of interest to those that come from slow moving targets.
Das Filter 14 ist Festzielen und sehr langsamen Zielen, beispielsweise bewegten Blättern, Fußgängern, Bodenfahrzeugen usw., zugeordnet. Seine Mittenfrequenz ist gleich dem Betrag der Frequenzdifferenz der Ausgangsfrequenzen des kohärenten Frequenzumsetzers 15 und des Senderoszillators 1. The filter 14 is fixed aiming and very slow aiming, for example moving leaves, pedestrians, ground vehicles, etc. assigned. Its center frequency is equal to the amount of the frequency difference of the output frequencies of the coherent Frequency converter 15 and the transmitter oscillator 1.
Falls ein gehendes Ziel wendet und sich damit in ein kommendes Ziel verwandelt, kann es in vielen Fällen zweckmäßig sein, eine besondere Anzeige und/oder Warnung, vorzugsweise automatisch, auszulösen. Hierzu sind beim Radargerät nach Fig. 2 als Wendefilter die Filterbänke 13 und 13' vorgesehen, an deren Ausgänge die Warnvorrichtung 16 angeschlossen ist, deren Aufbau und Funktion weiter unten an Hand der Fig. 9 näher erläutert ist. If a going goal turns and thus turns into a coming goal transformed, in many cases it may be useful to have a special display and / or Trigger warning, preferably automatically. See the radar for this Fig. 2, the filter banks 13 and 13 'provided as a reversible filter, at their outputs the warning device 16 is connected, its structure and function below is explained in more detail with reference to FIG.
Die einzelnen Filterbänke 12, 12', 13, 13' und 14 beim Radargerät nach Fig. 2 enthalten für die Differenzfrequenzen Dopplerfrequenzfilter, deren Mittenfrequenz und Bandbreiten gemäß den folgenden Überlegungen festgelegt sind, die an Hand eines der Wirklichkeit angepaßten Beispiels dargestellt seien. The individual filter banks 12, 12 ', 13, 13' and 14 in the radar device according to Fig. 2 contain Doppler frequency filters for the difference frequencies, their center frequency and bandwidths are determined in accordance with the following considerations, which are based on a the example adapted to reality.
Es sei angenommen, daß mit einem bodenseitigen Waffensystem der eingangs beschriebenen Art Tiefflieger mit einer maximalen Fluggeschwindigkeit von vz = 500 m/sec relativ zum Waffensystem unter Verwendung eines Radargerätes, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, als Ortungsgerät und mittels Flugkörpern bekämpft werden sollen, wobei die maximale Reichweite der einzelnen Flugkörper Ro = 5 km sei, entsprechend einer maximal möglichen Flugzeit des Flugkörpers von tFK = 8 sec. Unter diesen Voraussetzungen ist in Fig. 3 für die Parameter tR = 6, 10, 14 und 18 sec (tR = Reaktionszeit des Waffensystems, gerechnet von der ersten Auswertung und/oder Anzeige der Informationen über ein Ziel gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bis zum Start des der Zielbekämpfung dienenden Flugkörpers) die Abhängigkeit der Entdeckentfernung R von der jeweiligen radialen Zielgeschwindigkeit v relativ zum Waffensystem aufgetragen, wobei die Entdeckentfernung R aus der Gleichung R = Ro + Vz (tFK + tR) die sich sehr leicht ableiten läßt, gewonnen ist und diejenige minimale Zielentfernung vom Waffensystem definiert, in welcher ein Ziel mindestens entdeckt werden muß, um bei jeweils vorgegebenem R,, tFK und tR in Abhängigkeit von vz noch bekämpft werden zu können. Zur Erzielung einer Reserve in der zur Bekämpfung verbliebenen Zeit braucht gegebenenfalls lediglich der Parameter tR größer als tatsächlich durch das Waffensystem vorgegeben eingeplant zu werden. It is assumed that with a ground-side weapon system the initially described type low-flying aircraft with a maximum airspeed from vz = 500 m / sec relative to the weapon system using a radar device which, according to the The method according to the invention works, fought as a locating device and by means of missiles should be, with the maximum range of the individual missiles Ro = 5 km according to a maximum possible flight time of the missile of tFK = 8 sec. Under these conditions, in Fig. 3 for the parameters tR = 6, 10, 14 and 18 sec (tR = reaction time of the weapon system, calculated from the first evaluation and / or display of the information about a destination according to the method according to the invention until the launch of the missile used to combat the target) the dependency of the Discovery distance R from the respective radial target speed v relative to Weapon system plotted, where the detection distance R from the equation R = Ro + Vz (tFK + tR) which can be derived very easily, is gained and that minimal Defines the target distance from the weapon system at which a target is at least discovered must be in order to still to be able to be fought. To achieve a reserve in the area left to fight If necessary, only the parameter tR needs more time than it actually takes the weapon system has to be planned in advance.
Weiterhin seien folgende Größen beim bisher beschriebenen Waffensystem vorgegeben: Sendeleistung: 50 Watt Gewinn der Sende- und Empfangsantennen, die jeweils cosecansförmige Richtcharakteristiken (nur- fürAzimutanzeige) aufweisen: je 1300 Wellenlänge: 1,8 cm Empfängerempfindlichkeit: KT, (K = Boltzmann- Konstante, T0 = absolute Temperatur) Zielechofläche: 1 m2 Dann ergibt sich aus der allgemein bekannten Radargrundgleichung die effektive Empfängerbandbreite, d. h. die erforderliche Bandbreite B der jeweiligen Dopplerfrequenzfilter in Abhängigkeit von der Entdeckentfernung R B = 1,14 . 1017 . Furthermore, let the following values be given in the previously described weapon system specified: Transmission power: 50 watt gain of the transmitting and receiving antennas, each have cosecans-shaped directional characteristics (only for azimuth display): 1300 each Wavelength: 1.8 cm Receiver sensitivity: KT, (K = Boltzmann constant, T0 = absolute temperature) Target echo area: 1 m2 Then results from the generally known Basic radar equation is the effective receiver bandwidth, i. H. the required bandwidth B of the respective Doppler frequency filter as a function of the detection distance R B = 1.14. 1017.
= 1,14 10t7 R0 + v, (tFK + tR)-4, wobei sich für diesen angegebenen Faktor (Proportionalitätskonstante) 1,14 1017 die Einheit von B in kHz ergibt, wenn die Einheiten von Ro in m, von dz in m/sec und von tFK sowie von tR in sec angenommen werden. Der in obiger Gleichung dargelegte Sachverhalt ist in Fig. 3 dargestellt. Für den Parameter tR = 14 sec ist die sich ergebende Filterbank aufgetragen. Es wurde hierbei von einer maximalen Geschwindgikeit von v = 500 m/sec ausgegangen. Hierfür ergibt sich aus der Kurve eine Bandbreite von a, = 1,75 kHz für dieses Filter. = 1.14 10t7 R0 + v, (tFK + tR) -4, where indicated for this Factor (constant of proportionality) 1.14 1017 results in the unit of B in kHz if the units of Ro in m, of dz in m / sec and of tFK as well as of tR in sec are assumed will. The facts set out in the above equation are shown in FIG. 3. The resulting filter bank is plotted for the parameter tR = 14 sec. It a maximum speed of v = 500 m / sec was assumed. For this, the curve results in a bandwidth of a, = 1.75 kHz for this filter.
Zu einer um diese Frequenz geringeren Dopplerfrequenz gehört eine Geschwindigkeit von 485 m/sec.A Doppler frequency that is lower by this frequency is associated with a Speed of 485 m / sec.
Mit diesem Wert kann man an der Kurve eine Bandbreite a2 von 1,9 MHz für dieses an das erstgenannte anschließende Filter ablesen und wieder die zur unteren Filterflanke gehörige Geschwindigkeit bestimmen usw. Man erhält so die als Treppenkurve eingerechnete Filterbank mit den Filterbreiten al bis J4. Diese Bandbreiten der Filter dieser Filterbank sind in Fig. 3 aufgetragen, so daß man die Zuordnung von Zielgeschwindigkeitsbereichen und Filtern erkennen kann. Beispielsweise besitzen die Filter 12al bis 124 in der Filterbank 12 des Radargerätes nach Fig. 2 für den Beispielfall einer Reaktionszeit tR = 14 sec diese erfindungsgemäß erforderlichen Filterbandbreiten al bis J4. Die in Fig. 3 weiterhin eingetragenen Filterbandbreiten g, XMJ XTJ XF, Xnt Xm' der Filter 12g, 13in' 13xn, 14vF, 13um', 13in' in den Filterbänken 12, 13, 14 bzw. 13' des Radargerätes nach Fig. 2 sind nicht nach obiger Bandbreitenbeziehung berechnet, sondern lediglich innerhalb gewisser Toleranzen als besonders zweckmäßig ausgewählt. Auf der Ordinate ist zusätzlich die Entdeckentfernung R aufgetragen.With this value one can obtain a bandwidth a2 of 1.9 MHz on the curve for this read off the filter following the first and again the one for the lower one Determine the appropriate speed for the filter flank, etc. This is how the staircase curve is obtained included Filter bank with filter widths a1 to J4. These bandwidths the filters of this Filter banks are plotted in Fig. 3, so that one can assign target speed ranges and filters. For example, the filters 12a1 to 124 in FIG Filter bank 12 of the radar device according to FIG. 2 for the example of a reaction time tR = 14 sec these filter bandwidths a1 to J4 required according to the invention. the 3 further entered filter bandwidths g, XMJ XTJ XF, Xnt Xm 'of the filters 12g, 13in '13xn, 14vF, 13um', 13in 'in the filter banks 12, 13, 14 and 13' of the Radar device according to Fig. 2 are not calculated according to the above bandwidth relationship, but only selected as particularly expedient within certain tolerances. The detection distance R is also plotted on the ordinate.
Unter den der Fig. 3 zugrunde gelegten Voraussetzungen sind somit ohne die Filter für Festziele und wendende Ziele, wenn nur kommende Ziele erfaßt werden sollen, bei einem Radargerät nach Fig. 2 lediglich 11 Filter (12al bis 12g) erforderlich, während unter den gleichen Voraussetzungen für ein Radargerät nach Fig. 1, das nach dem bekannten Stand der Technik aufgebaut ist, 33 Filter (10a bis 10n) benötigt werden, was als zusätzlicher großer Vorteil, der mit der Erfindung verbunden ist, gewertet werden muß. The prerequisites on which FIG. 3 is based are thus without the filters for fixed targets and turning targets, if only incoming targets are recorded should be, with a radar device according to Fig. 2 only 11 filters (12al to 12g) required while under the same conditions for a radar device after Fig. 1, which is constructed according to the known prior art, 33 filters (10a to 10n) are required, which is an additional great advantage that comes with the invention connected, must be assessed.
Langsame Ziele sind meist Propellerfiugzeuge oder Hubschrauber. Durch die umlaufenden Blätter der Luftschrauben wird ein relativ breites Dopplerspektrum erzeugt. Langsame Ziele finden aber in der erfindungsgemäßen Anordnung automatisch eine große Auswertebandbreite vor und können somit besser identifiziert werden als bei konventionellen Systemen, bei denen die einzelnen Komponenten des Dopplerspektrums in verschiedene Filter fallen und somit zunächst als mehrere Ziele verschiedener Geschwindigkeit angesprochen werden. Slow targets are mostly propeller-driven planes or helicopters. By the rotating blades of the propellers will have a relatively broad Doppler spectrum generated. However, slow targets are found automatically in the arrangement according to the invention a large evaluation bandwidth and can therefore be better identified as in conventional systems in which the individual components of the Doppler spectrum fall into different filters and thus initially different as several targets Speed to be addressed.
Auch bei Puls-Doppler-Radargeräten, beispielsweise bei einem solchen nach Fig. 4, läßt sich die erfindungsgemäße Anordnung vorteilhaft benutzen. Even with pulse Doppler radar devices, such as one According to FIG. 4, the arrangement according to the invention can be used advantageously.
In Fig. 4 ist mit 1' der durchschwingende Hochfrequenzgenerator des Senders eines Puls-Doppler-Radargerätes bezeichnet. Im Tastgerät 16 werden die Schwingungen des Generators 1' im Rhythmus der Ausgangssignale des Modulationssignalgenerators 17 getastet und dann auf den Sender 2 gegeben, der sie über die Antenne 3 abstrahlt. Dem an die Empfangsantenne 5 angeschlossenen Empfänger 4 sind Entfernungstorschaltungen 18.... In Fig. 4 is 1 'of the oscillating high frequency generator of the Transmitter of a pulse Doppler radar device called. In the sensing device 16, the vibrations of the generator 1 'in the rhythm of the output signals of the modulation signal generator 17 keyed and then given to the transmitter 2, which emits it via the antenna 3. The receiver 4 connected to the receiving antenna 5 are distance gate circuits 18 ....
18 n nachgeschaltet, die die Zielinformationen, die am Ausgang des Empfängers 4 vorliegen, nach den Zielentfernungen selektieren. Die Anzahl » der erforderlichen Torschaltungskanäle richtet sich hierbei nach der maximalen Anzahl der Entfernungsbereiche, innerhalb derer Ziele getrennt verfolgt werden sollen. Die Torschaltungen werden mit den Ausgangssignalen des Modulationssignalgenerators 17 gesteuert, die in den einstellbaren Laufzeitgliedern i9a... 19» verschiedene, den ausgewählten Zielentfernungen entsprechende Ver--zögerungen erteilt bekommen. Die den Torschaltungen 18a... 18 nachgeschalteten Filterbänke 20.... 20 n vor der Anzeige- und/oder Auswerteanordnung9' enthalten für die Dopplerfrequenzen in besonders zweckmäßiger Weise nunmehr ledig- lich Filter einer derartigen Anzahl n und einer derartigen jeweiligen Bandbreite, daß die Informationen nur von denjenigen Zielen ausgewertet und/oder angezeigt werden, die sich innerhalb der oben definierten minimalen Entdeckentfernung R befinden. 18 n downstream, which contains the target information that is sent at the output of the Receiver 4 are available, select according to the target distances. The number of The required gate connection channels are based on the maximum number the distance ranges within which goals are to be pursued separately. The gate circuits are based on the output signals of the modulation signal generator 17 controlled, which in the adjustable delay elements i9a ... 19 »different, are given delays corresponding to the selected target distances. The filter banks 20 ... 20 n connected downstream of the gate circuits 18a ... 18 before the Display and / or evaluation arrangement9 'contain in particular for the Doppler frequencies expediently now single- Lich filters of such a number n and one such respective bandwidth that the information is only available from those destinations evaluated and / or displayed that are within the minimum defined above Detection distance R.
In Fig. 5 ist im doppelten Maßstab von Fig. 3 die Funktion R bzw. B in Abhängigkeit von v für tR = 14 sec bei Vorgabe der übrigen der Fig. 3 zugrunde gelegten Voraussetzungen dargestellt. In FIG. 5, the function R or B as a function of v for tR = 14 sec when the rest of FIG. 3 is specified presented conditions.
Setzt man für die Entfernungstorschaltungen 18a ... 18n (Fig. 4) jeweils Torbreiten entsprechend 1 km in einem Bereich von 11 bis 16 km an, d. h.If one sets for the range gate circuits 18a ... 18n (Fig. 4) respectively Gate widths corresponding to 1 km in a range from 11 to 16 km, d. H.
11 km < R < 1G km, so müssen nach einer mit der Erfindung zusammenhängenden Erkenntnis die den Entfernungstorschaltungen nachgeschalteten Filterbänke .0.... 20n (Fig. 4) die in Fig. 5 durch die Bezeichnungen A, B, C, D, E und F herausgehobenen Geschwindigkeitsbereiche überdecken, d. h. beispielsweise, daß die der Entfernungstorschaltung 18a für den Entfernungsbereich zwischen 15 und 16 kit nachgeschaltete Filterbank 20e dem Geschwindigkeitsbereich A, die der Entfernungstorschaltung 18 b für den Entfernungsbereich zwischen 14 und 15 km nachgeschaltete Filterbank 20 b dem Geschwindigkeitsbereich B usw. zuzuordnen ist. Die Ziele, deren zugehörige Information gemäß der Erfindung erstmalig ausgewertet und/oder angezeigt werden, sind innerhalb der entsprechenden Entfernungsbereiche den Geschwindigkeitsbereichen B-A, C-B, D-C usw. zugeordnet, diejenigen Ziele dagegen, die sich bei reits innerhalb der oben definierten Entdeckentfernung befinden und deren zugehörige Informationen bereits ausgewertet und/oder angezeigt werden, den restlichen Geschwindigkeitsbereichen bis zur maximalen angezeigten Geschwindigkeit.11 km <R <1G km, so must according to a related to the invention Recognition of the filter banks connected downstream of the distance gate circuits .0 .... 20n (FIG. 4) those highlighted in FIG. 5 by the designations A, B, C, D, E and F. Cover speed ranges, d. H. for example that of the range gate circuit 18a for the distance range between 15 and 16 kit downstream filter bank 20e the speed range A, the distance gate circuit 18 b for the Distance range between 14 and 15 km downstream filter bank 20 b the speed range B etc. is to be assigned. The objectives, their related information according to the invention evaluated and / or displayed for the first time are within the corresponding Distance ranges assigned to speed ranges B-A, C-B, D-C etc., those targets, on the other hand, that are already within the discovery distance defined above and their associated information has already been evaluated and / or displayed the remaining speed ranges up to the maximum displayed speed.
Es gilt beispielsweise für die Ziele innerhalb des Entfernungsbereiches zwischen 14 und 15 km, dem der Entfernungstorkanal mit dem Tor 18 b und der Filterbank 20 b zugeordnet ist, daß, soweit ihre jeweilige Geschwindigkeit innerhalb des Geschwindigkeitsbereiches B-A liegt, ihre zugehörigen Informationen erstmalig ausgewertet und/oder angezeigt werden, daß jedoch, soweit ihre jeweilige Geschwindigkeit im Geschwindigkeitsbereich A liegt, ihre zugehörigen Informationen bereits erstmalig über einen Entfernungskanal, der einer höheren minimalen Entdeckentfernung zugeordnet ist (bei dem Geschwindigkeitsbereich A beispielsweise dem Entfernungsbereich zwischen 15 und lg km, dem der Entfernungskanal mit dem Tor 18a und der Filterbank 20. zugeordnet ist), geleitet sowie ausgewertet und/oder angezeigt würden.It applies, for example, to the targets within the distance range between 14 and 15 km, the distance channel with the gate 18 b and the filter bank 20 b is assigned that, insofar as their respective speed is within the speed range B-A lies, their associated information is evaluated and / or displayed for the first time be that, however, as far as their respective speed is in the speed range A lies, its associated information for the first time via a distance channel, which is assigned a higher minimum detection distance (at the speed range A, for example, the distance range between 15 and lg km, which is the distance channel associated with the gate 18a and the filter bank 20.), directed and evaluated and / or would be displayed.
Damit in allen Entfernungstorkanälen die Informationen über alle Ziele mit Geschwindigkeiten, die der Entdeckentfernung im Sinne des Erfindungsvorschlages zugeordnet sind oder darüber liegen, gleitet werden sowie zur Auswertung und/oder Anzeige gelangen, d. h. beispielsweise für alle Ziele im Entfernungsbereich zwischen 13 und 14 km, die Geschwindigkeiten im Geschwindigkeitsbereich D (Fig. 5) aufweisen, sind unter der Voraussetzung, daß in diesem als Beispiel gewählten Falle nur kommende Ziele im Entfernungsbereich 11 km < R < 16km mittels der erfindungsgemäßen Anordnung erstmalig entdeckt und dann verfolgt werden sollen, in den Filterbänken 20. This means that the information about everyone is available in all distance gates Targets at speeds that are close to the distance of discovery in the sense of the proposed invention are assigned or are above, are slid and for evaluation and / or Display, d. H. for example for all targets in the distance range between 13 and 14 km, which have speeds in the speed range D (Fig. 5), are under the prerequisite that in the case chosen as an example only coming Targets in the distance range 11 km <R <16 km by means of the invention Arrangement first discovered and then traced in the filter banks 20th
... 20ru, die den Entfernungstorschaltungen 18 .18 n nachgeschaltet sind, nicht nur die Filter mit den Bandbreiten a1, a2, 3, b4, b5, c5, c, d e und f4 vorzusehen, sondern auch Filter für Ziele5 mit höheren als der Entdeckentfernung entsprechenden Geschwindigkeiten, d. h., daß beispielsweise die Filterbank 20 b, die der Entfernungstorschaltung 18 b für Ziele im Entfernungsbereich zwischen 14 und- 15 km nachgeschaltet ist, außer den Filtern mit - den Bandbreiten b4 und b5, die Zielen mit Geschwindigkeiten im Geschwindigkeitsbereich B-A entsprechen und deren zugehörige Informationen mittels der erfindungsgemäßen Anordnung erstmalig ausgewertet und/oder angezeigt werden sollen, zweckmäßigerweise zusätzlich Filter mit den Bandbreiten bt, b2 und b3, die jeweils gleich b4 sind, enthalten muß, die Zielen mit Geschwindigkeiten im Geschwindigkeitsbereich A entsprechen, so daß diese Ziele auch in diesem Entfernungsbereich (14 bis 15 km), obwohl ihre Informationen bereits in einem größeren Entfernungsbereich -- beispielsweise im Entfernungstorkanal mit dem Tor 1 8a und der Filterbank 20. - erstmalig geleitet sowie darauf ausgewertet und/oder angezeigt würden, weiterverfolgt werden können.... 20ru, which follows the distance gate circuits 18 .18 n are, not just the filters with the bandwidths a1, a2, 3, b4, b5, c5, c, d e and f4, but also filters for targets5 with greater than the detection distance corresponding speeds, d. that is, for example, the filter bank 20 b, that of the range gate circuit 18 b for targets in the range between 14 and - 15 km is connected downstream, except for the filters with - the bandwidths b4 and b5, the targets correspond to speeds in the speed range B-A and their associated information for the first time by means of the arrangement according to the invention to be evaluated and / or displayed, expediently additional filters with the bandwidths bt, b2 and b3, which are each equal to b4, must contain the Aiming at speeds in the speed range A correspond, so that this Targets in this distance range (14 to 15 km), although their information already in a larger distance range - for example in the distance gate channel with the gate 1 8a and the filter bank 20. - directed and evaluated for the first time and / or would be displayed, can be followed up.
Allgemein kann gesagt werden, daß die erforderliche Anzahl der Filter in den einzelnen Filterbänken mit kleiner werdender mittlerer Entfernung des jeweiligen Entfernungsbereiches der den einzelnen Filterbänken zugeordneten Entfernungstorschaltungen größer wird, um eine Zielverfolgung über alle Entfernungsbereiche zu ermöglichen. Es ist hierbei aber nicht unbedingt erforderlich, daß die einzelnen Filter, die Zielen mit höheren als der Entdeckentfernung im Sinne des Erfindungsvorschlages entsprechenden Geschwindigkeiten zugeordnet sind, also beispielsweise die Filter in der Filterbank, die der Entfernungstorschaltung für den Entfernungsbereich zwischen 14 und 15 km zugeordnet sind, sämtlich jeweils eine Bandbreite gemäß der oben angegebenen Gleichung in Abhängigkeit von der Entdeckentfernung R besitzen; vielmehr ist es meist vorteilhaft, in jeder Filterbank Filter mit jeweils gleicher Bandbreite vorzusehen, die gleich der Bandbreite desjenigen Filters in der jeweiligen Filterbank ist, das innerhalb des durch die zugehörige Entfernungstorschaltung gegebenen Entfernungsbereiches demjenigen Ziel mit der größten der Entdeckentfernung entsprechenden Geschwindigkeit zugeordnet ist, d. h. beispielsweise für den Entfernungsbereich zwischen 14 und 15 km, dem das Entfernungstor 18 b mit der nachgeschalteten Filterbank 20 zugeordnet ist, so daß die Filterbank 20 b sechs Filter mitgleichen Bandbreiten cL, c2. . . c; enthält, wobei die Bandbreite C5 die ausschlaggebende für die übrigen Filter in der Filterbank 20 b ist.In general it can be said that the required number of filters in the individual filter banks with decreasing mean distance of the respective Distance range of the distance gate circuits assigned to the individual filter banks becomes larger in order to enable target tracking over all distance ranges. However, it is not absolutely necessary that the individual filters that Aiming with greater than the discovery distance in the sense of the invention proposal corresponding speeds are assigned, for example the filters in the filter bank, that of the range gate circuit for the range between 14 and 15 km are assigned, all in each case a bandwidth according to the above Have the equation as a function of the detection distance R; rather it is it is usually advantageous to provide filters with the same bandwidth in each filter bank, which is equal to the bandwidth of the filter in the respective filter bank that within the distance range given by the associated distance gate circuit the target with the greatest speed corresponding to the detection distance is assigned, d. H. for example for the distance range between 14 and 15 km, to which the distance gate 18 b with the downstream filter bank 20 is assigned is, so that the filter bank 20 b six filters with the same bandwidths cL, c2. . . c; contains, the bandwidth C5 being decisive for the remaining filters in the filter bank 20 b is.
Als besonderer Vorteil der Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung bei Puls-Doppler-Radargeräten ist zu werten, daß neben dem verminderten erforderlichen Aufwand an Filtern die meist bei Puls-Doppler-Radargeräten störenden Vieldeutigkeiten der Zielentfernungsinformationen nur in den notwendigen Fällen aufgelöst werden müssen, da ja nur die schnellen Ziele im Vieldentigkeitsbereich liegen. As a particular advantage of using the arrangement according to the invention In the case of pulse Doppler radar devices, it is to be assessed that in addition to the reduced required Expenditure on filters for the ambiguities that are usually disruptive in pulse Doppler radar devices the target distance information can only be resolved in the necessary cases have to, since only the quick goals are in the multi-activity area.
Weiter ist von wesentlicher Bedeutung, daß bei Anwendung von automatischen Rechnern für die Datenauswertung, z. B. zur Bedrohungsberechnung oder für die Luftverkehrskontrolle, diese Rechner kleiner werden als bei konventionellen Systemen, bei denen man alle Ziele gleichberechtigt behandelt und deswegen Gefahr läuft, daß bei einmal festgelegter Kapazität des Rechners ein gerade auftauchendes Ziel unabhängig vom Bedrohungsgrad nicht behandelt werden kann. It is also essential that when using automatic Calculators for the Data evaluation, e.g. B. for threat calculation or for air traffic control, these computers are smaller than conventional systems, where you have all Goals are treated equally and therefore there is a risk that once they are set Capacity of the computer a target that is just emerging, regardless of the degree of threat cannot be treated.
Ein weiteres vorteilhaftes Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Anordnung liegt auf dem des Sekundär-Radars sowohl auf dem zivilen als auch dem militärischen (IFF-Verfahren) Gebiet. Another advantageous field of application of the invention Arrangement is on that of the secondary radar on both the civil and the military (IFF procedure) area.
Hierbei brauchen beispielsweise bei der Kennungs-Abfrage von Luftfahrzeugen in einem Flughafenbereich seitens der Kontrollstelle des Flughafens nur kommende Ziele nach infolge ihrer Geschwindigkeit und Entfernung gegebener Lande-Dringlichkeit abgefragt und verfolgt zu werden, so daß eine reibungslose Landeeinweisung bei rationeller Ausnutzung der Flughafenkapazität erfolgen kann.In this case, for example, when querying the identification of aircraft in an airport area only coming from the airport control point Aim according to landing urgency given their speed and distance to be queried and followed, so that a smooth landing instruction with more rational Utilization of the airport capacity can take place.
Im folgenden sei ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Auswerte- und Anzeigevorrichtung beschrieben, die beispielsweise an Stelle der Auswerte- und/oder Anzeigevorrichtungen 9 bzw. 9' in den Anordnungen nach Fig. 1, 2 und 4 vorteilhaft verwendbar ist. In the following a preferred embodiment of an evaluation and display device described, for example in place of the evaluation and / or Display devices 9 and 9 'in the arrangements according to FIGS. 1, 2 and 4 are advantageous is usable.
In Fig. 6 ist als Beispiel Bezug genommen auf Fig. 4 und mit dem gestrichelt gezeichneten Block 9' der eigentliche Anzeigeteil einer derartigen Auswerte- und Anzeigevorrichtung umrahmt. Die Ausgangssignale der Filterbänke ..... . 20n werden mittels der Gleichrichter 21... .21 n gleichgerichtet und über die Torschaltungen 22.. .. 22 n auf den Wehneltzylinder 23 der Kathodenstrahlanzeigeröhre 24 gegeben, wenn die Torschaltungen 22 a ..... n durch die Steuersignale aus dem Sägezahugenerator 25 geöffnet sind. In FIG. 6, reference is made to FIG. 4 as an example and with the Block 9 'shown in dashed lines is the actual display part of such an evaluation and framed display device. The output signals of the filter banks ...... 20n are rectified by means of the rectifiers 21 ... .21 n and via the gate circuits 22 .. .. 22 n placed on the Wehnelt cylinder 23 of the cathode ray display tube 24, when the gate circuits 22 a ..... n by the control signals from the sawtooth generator 25 are open.
In den Torschaltungen 22... .22 n können vorteilhafterweise an sich bekannte Torröhren Verwendung finden, von denen eine mit einem Teil ihrer zugehörigen Schaltung schematisch in Fig. 7 gezeigt ist. In einem evakuierten Gehäuse 26 befindet sich eine Kathode 27, eine ringförmige Beschleunigungselektrode 28, die gleichzeitig der Fokussierung dient, weiterhin plattenförmige Ablenkelektroden 29 und 30, eine scheibenförmige Auffangelektrode 31 und ein Elektronenauffänger 32. In the gate circuits 22 ... .22 n can advantageously per se known Torröhren find use, one of which with a part of their associated Circuit is shown schematically in Fig. 7. Located in an evacuated housing 26 a cathode 27, an annular accelerating electrode 28, which simultaneously serves for focusing, further plate-shaped deflection electrodes 29 and 30, one disc-shaped collecting electrode 31 and an electron collector 32.
Wenn die Potentiale der Elektroden 29 und 30 gleich sind, fliegen die Elektroden von der Kathode 27 auf der gestrichelt gezeichneten Bahn 33 zur Elektrode 20, und die Torschaltung 22. ist geöffnet. Die Elektronenbahn kann jedoch nach zwei entgegengesetzten Richtungen abgelenkt werden, wozu an die Elektrode 29 der Sägezahngenerotor 25 und an die Elektrode 30 die Vergleichsspannungsquelle 34 angeschlossen ist. Zwei der möglichen Elektronenstrahlbahnen sind in Fig. 7 punktiert eingezeichnet, wobei die Torschaltung 22 a gesperrt ist.When the potentials of electrodes 29 and 30 are equal, fly the electrodes from the cathode 27 on the dashed line 33 to the electrode 20, and the gate circuit 22. is open. The electron orbit can, however, after two opposite directions are deflected, including to the electrode 29 of the sawtooth motor 25 and the reference voltage source 34 is connected to the electrode 30. Two of the possible electron beam paths are shown in dotted lines in FIG. 7, with the gate circuit 22 a is blocked.
Die Ausgangssignale des Sägezahngenerators 25 gelangen bei der Anordnung nach Fig. 6 außerdem auf die einen Eingänge der Multiplikationsstufen 35 und 36, an deren anderen Eingängen über die Leitungen 8a und 8b die Sinus- bzw. Cosinuskomponente der Winkelinformation aus dem Winkelwertgeber im Motor 6 liegen. DieAusgangssignale der Stufen 35 und 36 gelangen nunmehr auf die aufeinander senkrecht stehenden Ablenkplattenpaare 37 und 38 der Elektronenstrahlanzeigeröhre 24, auf deren Bildschirm 39 beispielsweise das in Fig. 8 gezeigte Bild entsteht. The output signals of the sawtooth generator 25 arrive at the arrangement 6 also to the inputs of the multiplication stages 35 and 36, at the other inputs via lines 8a and 8b the sine and cosine components the angle information from the angle encoder are in the motor 6. The output signals of the steps 35 and 36 now reach the pairs of deflector plates that are perpendicular to one another 37 and 38 of the electron beam display tube 24, on the screen 39 thereof, for example the image shown in FIG. 8 is produced.
Fig. 8 zeigt ein Azimut-Geschwindigkeit-Anzeigebild. Im Mittelpunkt 40 befindet sich nach Art der üblichen Rundsichtdarstellung der Ort der Radaranlage, von dem radial nach außen im entsprechenden Azimut die Ziele nach ihrer azimutalen Lage und Geschwindigkeit dringlichkeitsabhängig dargestellt werden. Mit 41, 42 und 43 sind die Echosignale dreier möglicher Ziele dargestellt und bezeichnet. Der Kreisring44, der in nicht gezeigter, jedoch an sich bekannter Weise elektronisch eingeblendet oder auf einer vor dem Bildschirm 39 angeordneten Schablone angebracht sein kann, ermöglicht eine Unterscheidung zwischen kommenden und gehenden Zielen. Kommende Ziele werden zweckmäßigerweise außerhalb, gehende Ziele innerhalb des Kreisringes 44 dargestellt. Festziele liegen auf dem Kreisring 44. Fig. 8 shows an azimuth speed display image. In the centre 40 is the location of the radar system in the manner of the usual panoramic view, from the radially outward in the corresponding azimuth the targets according to their azimuthal Location and speed are shown depending on the urgency. At 41, 42 and 43 the echo signals of three possible targets are shown and labeled. The circular ring44, which is displayed electronically in a manner not shown but which is known per se or can be attached to a template arranged in front of the screen 39, enables a distinction between incoming and outgoing goals. Coming Goals are expediently outside, going goals inside the circular ring 44 shown. Fixed targets are on the circular ring 44.
Daher sind die Ziele 41... 43 kommend, die Ziele 45 und 46 gehend und das Ziel 47 ein Festziel bzw. ein sehr langsam bewegtes Ziel, dessen Signale jedenfalls in den Durchlaßbereich - der Filter mit den Bandbreitensp (Fig. 3) fallen.Therefore goals 41 ... 43 are coming, goals 45 and 46 are going and the target 47 a fixed target or a very slowly moving target whose signals in any case in the pass band - the filter with the Bandbreitbreitensp (Fig. 3) fall.
Die Anzeigeart nach Fig. 8 ist - für sich gesehen - durch den Stand der Technik nahegelegt. The type of display according to Fig. 8 is - seen in itself - by the state suggested to technology.
Es ist nämlich in einem Flugzeug-Bordradargerät bereits eine Azimut- Geschwindigkeits -Anzeigeeinrichtung zum Bestimmen des Kurses, der Übergrundgeschwindigkeit und der Abtrift bekannt, bei der auf dem Schirm einer Kathodenstrahl-Anzeigeröhre radial nach außen vom Mittelpunkt aus der hellgetastete Elektronenstrahl einerseits bis zu einer Entfernung vom Mittelpunkt ausgelenkt, die proportional der ermittelten Übergrundgeschwindigkeit ist, und andererseits in Flugrichtung (Kursrichtung) über Grund abgelenkt wird, wobei die Richtung der Flugzeuglängsachse als Bezugsrichtung zur azimutalen Abtriftbestimmung dient. Eine Radarzielanzeige ist hierbei nicht vorgesehen.In fact, in an aircraft radar device, an azimuth Speed display device for determining the course, the ground speed and the drift known in which on the screen of a cathode ray display tube radially outwards from the center of the light-scanned electron beam on the one hand deflected up to a distance from the center point that is proportional to the determined Is above ground speed, and on the other hand in the direction of flight (course direction) over Grund is deflected, with the direction of the aircraft longitudinal axis as the reference direction serves to determine the azimuthal drift. A radar target display is not included here intended.
Weiterhin ist für ein Doppler-Radargerät ein Sichtgerät bekannt, auf dessen Bildschirm in einem kartesischen Koordinatensystem einerseits in posi- tiver oder negativer Abszissenrichtung Zielgeschwindigkeiten nach ihrer Größe und in Abhängigkeit davon dargestellt werden, ob sich das jeweilige Ziel relativ zum Radargerät nähert oder entfernt, und andererseits die Anzeige in Ordinatenrichtung in Abhängigkeit von einer anderen Meßgröße gesteuert wird, die beispielsweise der Azimut des jeweiligen Zieles sein kann.Furthermore, a viewing device is known for a Doppler radar device whose screen in a Cartesian coordinate system on the one hand in positive tiver or negative abscissa direction target speeds according to their size and as a function of whether the respective target is approaching relative to the radar device or removed, and on the other hand the display in the ordinate direction as a function is controlled by another measured variable, for example the azimuth of the respective Goal can be.
Fig. 9 zeigt eine Möglichkeit einer Ausgestaltung des Bausteines 16, der in Fig. 2 gezeigt und analog selbstverständlich auch bei der Anordnung nach Fig. 4 verwendbar ist. Aus den Filterbänken 13 und 13' für die Wendefilter gelangen die Ausgangssignale der Filter 13x,, 13x,, 13xm und 13in' auf die Gleichrichter 48, 49, 50 bzw. 51, an die monostabile Kippschaltungen 52, 53, 54 bzw. 9 shows one possibility of an embodiment of the module 16, which is shown in FIG. 2 and, of course, analogously also in the arrangement according to Fig. 4 can be used. Get out of the filter banks 13 and 13 'for the reversible filter the output signals of the filters 13x ,, 13x ,, 13xm and 13in 'to the rectifiers 48, 49, 50 or 51, to the monostable multivibrators 52, 53, 54 or
55 angeschlossen sind, die derartig abgestufte Zeiten bis zum Rückkippen in den stabilen Zustand aufweisen, daß sie nach der zu verschiedenen Zeiten vom Wenden eines Zieles herrührenden Anregung angenähert zur gleichen Zeit in ihre stabile Lage zurückkippen. Bei einem Wenden im Sinne eines Überganges vom kommenden Ziel zum gehenden Ziel erfolgt bei der Anordnung nach Fig. 9 kein Ansprechen der Koinzidenzstufe 56.55 are connected, the such graduated times until tilting back have in the steady state that they after the at different times from Turning a target-derived excitation into its stable approximately at the same time Tilt position back. When turning in the sense of a transition from the coming destination With the arrangement according to FIG. 9, the coincidence stage does not respond to the going destination 56.
Verwandelt sich ein gehendes Ziel in ein kommendes, so wird es radial zum Radargerät zunächst eine immer kleinere Relativgeschwindigkeit, dann die Geschwindigkeit Null und anschließend eine wachsende Geschwindigkeit besitzen, so daß Ausgangssignale an den Filtern 13um, 13 in', 13 xn und 13 um in der angegebenen Reihenfolge auftreten. Hierdurch kippen die Kippschaltungen in der Reihenfolge 55, 54, 53, 52 in ihre instabilen Zustände. Ist das Wendemanöver vor Zurückkippen der Kippschaltungen in ihre stabilen Zustände abgeschlossen, ist die Koinzidenzstufe 56 an allen Eingängen mit Signalen beaufschlagt, so daß sie dann über die Trennstufe 57 ein besonders starkes Helltastsignal zur Betonung der Zielanzeige des wendenden Zieles auf die Stufe 9' (Fig. 6) gibt. Außerdem kann dann die Auslösung einer akustischen Warnung durch den Wecker 58 erfolgen.If a going goal is transformed into a coming goal, it becomes radial to the radar device initially an increasingly smaller relative speed, then the speed Have zero and then an increasing speed, so that output signals occur at filters 13um, 13 in ', 13 xn and 13 µm in the order given. As a result, the flip-flops in the sequence 55, 54, 53, 52 flip into their unstable ones Conditions. Is the turning maneuver before tilting the flip-flops back into their stable Completed states, the coincidence stage 56 is at all inputs with signals acted upon, so that they then have a particularly strong light button signal via the isolating stage 57 to emphasize the target display of the turning target on level 9 '(Fig. 6). In addition, an acoustic warning can then be triggered by the alarm clock 58.
Claims (7)
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