DE978064C - Impuls-Doppler-Radargerät - Google Patents

Description

Senders nicht durch eine unmittelbar von diesem Hilfsoszillator abgeleitete Frequenz, sondern durch einen eigenen Impulsgenerator vorgenommen wird, der seinerseits aus dem Zwischenfrequenzteil angesteuert wird. Hier sind somit nicht alle phasenstarr vorzuneh- ~> menden Steuervorgänge des Radargeräts von einem einzigen Oszillator abgeleitet.

Die Erfindung, welche sich auf ein Dopplerradargerät der eingangs genannten Art bezieht, vermeidet die Nachteile der bekannten Anordnungen dadurch, daß die ι ο Frequenz f₂ des frequenzstabilisierten Hilfsoszillators in einem Frequenzvervielfacher auf den Wert m ■ f₂ gebracht und so der Sender-Mischstufe zugeführt ist, wo die Überlagerung mit der Grundfrequenz f\ des Hauptoszillators vorgenommen wird, daß die entste- r> hende Summenfrequenz f\ +m ■ f₂ in an sich bekannter Weise in einer Sendefrequenz-Vervielfacherstufe auf die Sendefrequenz η ■ (f\ + m ■ f₂) gebracht ist, daß die Bildung der Zwischenfrequenzen in den zwei Stufen derart vorgenommen ist, daß in der ersten Stufe als in Überlagerungsfrequenz die in an sich bekannter Weise in einem ersten Empfängerüberlagerungsfrequenzvervielfacher vervielfachte Frequenz π ■ f\ des Hauptoszillators zugeführt wird und die, abgesehen von der Dopplerverschiebung, verbleibende erste Zwischenfre- r> quenz von η ■ m · f₂ in der zweiten Mischstufe mit der vom Hilfsoszillator abgeleiteten, in an sich bekannter Weise in einem zweiten Empfängerüberlagerungsfrequenzvervielfacher vervielfachten Frequenz von (n ■ /77— 1) - f₂ derart überlagert ist, daß die niedrigere jo Zwischenfrequenz nur noch den Wert f₂ aufweist und daß alle phasenstarr vorzunehmenden Steuervorgänge des Gerätes, insbesondere die Tastung des Senders und die Synchronisation des Verteilers und der Dopplerfilter-Abfrage, aus dem Hilfsoszillator, gegebenenfalls r. durch Frequenzteiler, hergeleitet sind. Die phasenstarr vorzunehmenden Steuervorgänge des Radargeräts werden somit von einem einzigen, in seiner Frequenz stabilisierten Oszillator (Hilfsoszillator) abgeleitet, wodurch diese Steuervorgänge mit einer besonders hohen w Präzision durchgeführt werden können. Außerdem ist eine Frequenzvervielfachung des die Dopplerfrequenz und damit die eigentliche Nachrichteninformation enthaltenden Empfangssignals vermieden, so daß keine durch Mehrfachmischung verursachten Schwierigkeiten 4-> in Form von Nebenfrequenzen od. dgl. zu befürchten sind.

Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, bei dem der Aufbau eines Radargerätes in einem Blockschaltbild dargestellt ist. Der von einem -,u Hauptoszillator O\ gelieferten Schwingung wird in einem Mischer 2 die Schwingung eines Hilfsoszillators O₂ überlagert, nachdem diese über eine Vervielfacherstufe 3 auf den Wert m ■ f₂ gebracht wurde. In einer weiteren Vervielfacherstufe 4 wird die Sendefrequenz -,-> auf den Wert π ■ (f\+m ■ f₂) gebracht und über einen Sendeverstärker 5 und eine Sendeempfangsweiche 6 der Antenne A zugeführt. Die Echosignale gelangen zu einer Mischstufe 7, der die über eine Vervielfacherstufe 8 geführte Frequenz η ■ f\ des Hauptoszillators O\ _ho zugeführt wird. Die Zumischung der Hilfsfrequenz /π · /2 in den Aufbereitungsweg der Sendefrequenz hat den Vorteil, daß dem Eingangsmischer 7 eine Überlagerungsfrequenz angeboten werden kann, die nur im Zwischenfrequenzbereich unerwünschte Oberwellen der Frequenz f\ enthält. Die bei jeder komplizierten Frequenzerzeugung durch mehrfache Mischung auftre tenden Nebenfrequenzen sind hauptsächlich nur im Sendesignal enthalten. Sie werden durch das Radarechoprinzip im gleichen Maß wie die Hauptfrequenz gedämpft, bevor sie als Empfangssignal zum Mischer 7 gelangen. Damit ist der Empfänger weitergehend frei von Nebenempfindlichkeiten, und zudem brauchen an den Mischer 7 keine besonderen Anforderungen hinsichtlich Überkopplung gestellt werden. Die Vervielfachung ist so gewählt, daß die Vervielfacherstufen 4 und 8 die Frequenz um den jeweils gleichen Faktor η erhöhen. Die Signale, weiche vom Ausgang der Mischstufe 7 einem Nachverstärker 9 zugeführt werden, enthalten nur noch Vielfache der Frequenz f₂ des Hilfsoszillators O₂.

Der genaue Wert dieser ersten Zwischenfrequenz beträgt η ■ m ■ f₂. Vom Hilfsoszillator O₂ wird über eine weitere Vervielfacherstufe 10 eine Frequenz abgeleitet, die den Wert (n ■ m—\)f₂ aufweist und somit bei Überlagerung in einer Mischstufe 11 die bereits vorhandene erste Zwischenfrequenz von η ■ m ■ f₂ in eine endgültige Zwischenfrequenz mit dem Wert f₂ umwandelt. Diese Frequenz f₂ wird über einen Verstärker 12 dem Verteiler 13 zugeführt und gelangt über entsprechende Dopplerfilter und Abfrageeinrichtungen 14 zum Sichtgerät 17. Vom Hilfsoszillator O₂ werden ferner über Frequenzteiler 15 und 16 Tastimpulse abgeleitet, die u. a. der taktsynchronen Steuerung des Verteilers, der Abfrageeinrichtung und der Tastimpulse für den Sender 5 und das Sichtgerät 17 dienen. Damit ist der Hilfsoszillator O₂ auch an allen Steuervorgängen des Radargerätes beteiligt und bestimmt deren phasenmäßige Zuordnung. Es ist zweckmäßig, aus diesem Grunde für den Hilfsoszillator O₂ eine besondere Stabilisierung seiner Betriebsfrequenz Z₂ vorzusehen, während für den Hauptoszillator O\ keine besonders aufwendigen Stabilisierungseinrichtungen erforderlich sind. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Frequenz /₂ des Hilfsoszillators O₂ niedriger gewählt wird als die Frequenz f\ des Hauptoszillators, weil dann die Stabilisierungseinrichtungen einfacher gestaltet werden können.

Bei allen Schalt-, Modulations- und Mischvorgängen dürfen keine Frequenzanteile im Gerät auftreten, die in den Durchlaßbereich der Dopplerfrequenzfilter fallen und damit das Vorhandensein eines Bewegtzieles vortäuschen. Durch die Ableitung der Steuervorgänge aus der Frequenz des Hilfsoszillators O₂ ist sichergestellt, daß im Verteiler bei der Durchschaltung der Zwischenfrequenz f₂ auf die Dopplerfilter keine Nebenlinien entstehen können, die in den Durchlaßbereich der Dopplerfilter fallen. Würde das ganzzahlige Verhältnis nicht genau eingehalten, so entstünden im Spektrum des geschalteten Zwischenfrequenzsignals durch sogenannte Faltung in der Null-Linie zusätzliche Spektrallinien, welche die Dopplerauswertung gefährden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Dopplerradargerät mit Impulsmodulation, unter Verwendung zweier Oszillatoren, bei dem die > Sendefrequenz in einer Sendermischstufe aus zwei Einzelfrequenzen hergeleitet ist, von denen die eine von einem Hauptoszillator und die zweite von einem im Vergleich zum Hauptoszillator auf einer wesentlich niedrigeren Frequenz schwingenden, frequenz- ι ο stabilisierten Hilfsoszillator erzeugt ist, und dem Empfangssignal eine vom Hauptoszillator abgeleitete Frequenz in einer ersten Empfängermischstufe derart zugemischt ist, daß die entstehende erste Zwischenfrequenz, abgesehen von der Dopplerver- π Schiebung, nur noch die Frequenz des Hilfsoszillators bzw. ganzzahlige Vielfache von dieser enthält, und bei dem in einer zweiten Empfängermischstufe eine Überlagerung mit einer vom Hilfsoszillator abgeleiteten Frequenz zur Bildung einer zweiten Zwischenfrequenz vorgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz /2 des frequenzstabilisierten Hilfsoszillators (O2) in einem Frequenzvervielfacher (3) auf den Wert m ■ F₂ gebracht und so der Sender-Mischstufe (2) zugeführt >> ist, wo die Überlagerung mit der Grundfrequenz /j des Hauptoszillators (O₁) vorgenommen wird, daß die entstehende Summenfrequenz f\ + m ■ f₂ in an sich bekannter Weise in einer Sendefrequenz-Vervielfacherstufe (4) auf die Sendefrequenz η ■ (f\ + m ■ /₂) gebracht ist, daß die Bildung der Zwischenfrequenzen in den zwei Stufen derart vorgenommen ist, daß in der ersten Stufe (7) als Überlagerungsfrequenz die in an sich bekannter Weise in einem ersten Empfängerüberlagerungsfre- r> quenzvervielfacher (8) vervielfachte Frequenz η · f\ des Hauptoszillators (O\) zugeführt wird und die, abgesehen von der Dopplerverschiebung, verbleibende erste Zwischenfrequenz von η ■ m ■ /₂ in der zweiten Mischstufe (11) mit der vom Hilfsoszillator abgeleiteten, in an sich bekannter Weise in einem zweiten Empfängerüberlagerungsfrequenzvervielfacher (10) vervielfachten Frequenz von (n ■ m— 1) · f₂ derart überlagert ist, daß die niedrigere Zwischenfrequenz nur noch den Wert F₂ aufweist 4 > und daß alle phasenstarr vorzunehmenden Steuervorgänge des Gerätes, insbesondere die Tastung des Senders (5) und die Synchronisation des Verteilers (13) und der Dopplerfilterabfrage (14), aus dem Hilfsoszillator (O2), gegebenenfalls durch Frequenz- ■->» teiler (15,16), hergeleitet sind.

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Dopplerradargerät mit Impulsmodulation, unter Verwendung zweier Oszillatoren, bei dem die Sendefrequenz in einer Sendermischstufe aus zwei Einzelfrequenzen hergeleitet ist, von denen die eine von einem Hauptoszillator w> und die zweite von einem im Vergleich zum Hauptoszillator auf einer wesentlich niedrigeren Frequenz schwingenden, frequenzstabilisierten Hilfsoszillator erzeugt ist, und dem Empfangssignal eine vom Hauptoszillator abgeleitete Frequenz in einer ersten <,■> Empfängermischstufe derart zugemischt ist, daß die entstehende erste Zwischenfrequenz, abgesehen von der Dopplerverschiebung, nur noch die Frequenz des Hilfsoszillators bzw. ganzzahlige Vielfache von dieser enthält, und bei dem in einer zweiten Empfängermischstufe eine Überlagerung mit einer vom Hilfsoszillator abgeleiteten Frequenz zur Bildung einer zweiten Zwischenfrequenz vorgenommen ist.

   Es ist bekannt, Radargeräte mit zwei Oszillatoren zu betreiben, wobei der eine Oszillator in der Senderstufe angeordnet ist und damit die Sendefrequenz bestimmt, während der zweite Oszillator zur Bildung der Zwischenfrequenz dient. Bei Radargeräten, welche nach dem Dopplerprinzip arbeiten, müssen besonders hohe Anforderungen an die Konstanz sowohl der Sendefrequenz als auch der Überlagerungsfrequenz gestellt werden, und es muß eine phasenstarre gegenseitige Zuordnung aller zeitlichen Steuerungsvorgänge gewährleistet sein. Dies läßt sich mit hohem Aufwand dadurch erreichen, daß jeder der im Radargerät verwendeten Oszillatoren in seiner Frequenz durch besondere Überwachungs- und Regelungseinrichtungen möglichst konstant gehalten wird, was einen hohen Aufwand erfordert und trotzdem nur insofern bedingte Erfolge bringt, als für die entsprechenden Überwachungseinrichtungen ebenfalls gewisse Toleranzgrenzen gelten.

   Es ist (deutsche Auslegeschrift 11 60 037) ein Radargerät bekannt, bei dem von einem einzigen Oszillator sowohl die Sendefrequenz als auch die Überlagerungsfrequenz abgeleitet wird. Dies bedingt jedoch insofern einen hohen Aufwand, als der gemeinsame Oszillator auf einer relativ niedrigen Frequenz schwingen muß, wenn er mit vernünftigem Aufwand in seiner Frequenz stabil gehalten werden soll. Wegen der hohen, bei Radargeräten notwendigen Sende- und Überlagerungsfrequenzen muß eine Frequenzvervielfachung mit sehr großen Vervielfachungsfaktoren vorgenommen werden, wodurch sowohl für die Aufbereitung der Sendefrequenz als auch für die Aufbereitung der Überlagerungsfrequenz ein erheblicher Aufwand entsteht. Außerdem hat diese Art der Frequenzaufbereitung den Nachteil, daß bei einem Frequenzwechsel, wie er bei Radargeräten oft notwendig und wünschenswert ist, die gesamten Abstimm- bzw. Vervielfachungseinrichtungen mit umgestellt werden müssen.

   Ferner (deutsche Auslegeschrift 10 60 932) ist ein Dopplerradargerät bekannt, bei dem die Sendefrequenz aus zwei Einzelfrequenzen hergeleitet ist, von denen eine von einem Hauptoszillator und die zweite von einem im Vergleich zum Hauptoszillator auf einer niedrigeren Frequenz schwingenden Hilfsoszillator erzeugt ist. Der Hilfsoszillator ist in seiner Frequenz stabilisiert. Dadurch, daß dem Empfangssignal eine vom Hauptoszillator abgeleitete Frequenz derart zugemischt ist, daß die entstehende Zwischenfrequenz, abgesehen von der Dopplerverschiebung, nur noch die Frequenz des Hilfsoszillators enthält, fallen kleinere, während des Betriebs auftretende Frequenzabweichungen des hochfrequenten Hauptoszillators bei der Mischung des Empfangssignals heraus und spielen deshalb keine Rolle mehr. Die Aufbereitung der Empfangssignale im Zwischenfrequenzbereich erfolgt bei dem bekannten Radargerät so, daß die Zwischenfrequenz einem Frequenzvervielfacher zugeführt wird. Dies hat jedoch den Nachteil, daß durch Mehrfachmischung der die Dopplerfrequenz enthaltenden Zwischenfrequenz störende Nebenfrequenzen entstehen können.

   Weiterhin (französische Patentschrift 13 60 159) ist ein Radargerät bekannt, bei dem ein Hilfsoszillator vorgesehen ist, wobei jedoch die Austastung des