DE1160037B - Radar pulse measurement method with fixed-character suppression - Google Patents

Description

Radarimpulsmeßverfahren mit Festzeichenunterdrückung Bei Radarimpulsmeßverfahren ist es bekannt, zur Festzeichenunterdräckung die an bewegten Zielobjekten auftretende Dopplerfrequenz auszuwerten und die Dopplerfrequenz mit Hilfe von Dopplerfrequenzfiltern au szu sieben. Bei einem bekannten Rückstrahlimpulsmeßverfahren zur Kontrolle von bewegten Objekten wird diese Auswertung dadurch vorgenommen, daß die Schwingungsfrequenz der wiederempfangenen Impulse durch unmittelbare Überlagerung mit der Send es chwingung verglichen wird. Bei diesem Vergleich werden Impulse gebildet, deren Höhe mit der Differenzfrequenz der verglichenen Schwingungen schwankt. Durch Filterung der beim Schwingungsvergleich gebildeten Impulse wird eine Schwingungsfrequenz gewonnen, welche der Relativgeschwindigkeit des zu kontrollierenden Objektes proportional ist. Derartige Festzeichenunterdrückungseinrichtungen besitzen jedoch verschiedene Mängel. Sie sind in erster Linie nur bei Radargeräten brauchbar, deren Betriebswellenlänge im Dezimeterwellenbereich oder besser im Meterwellenbereich liegt. Mit kleiner werdender Betriebswellenlänge erhöht sich nämlich die Anzahl der sogenannten Blindgeschwindigkeiten, d. h., die Anzahl der Geschwindigkeiten, bei denen die Anzeige bewegter Ziele unterdrückt wird, nimmt zu. Die günstigsten Verhältnisse waren nach bisheriger Auffassung gegeben, wenn die der maximalen Zielgeschwindigkeit entsprechende Dopplerfrequenz etwa gleich der halben Tastfrequenz ist; jedoch ist auch bereits die Ausnutzung von über der Impulsfolgefrequenz liegenden Dopplerfrequenzen bekannt. Radar pulse measurement with fixed character suppression With radar pulse measurement it is known to suppress fixed characters that occur on moving target objects Evaluate the Doppler frequency and the Doppler frequency with the help of Doppler frequency filters out of seven. In a known back beam pulse measurement method for controlling moving objects, this evaluation is made that the oscillation frequency of the received impulses through direct superimposition with the transmission oscillation is compared. In this comparison, pulses are generated, the height of which corresponds to the The difference frequency of the compared oscillations fluctuates. By filtering the Vibration comparison generated pulses, a vibration frequency is obtained, which is proportional to the relative speed of the object to be checked is. Such fixed character suppressors, however, have different ones Defects. In the first place, they can only be used with radars whose operating wavelength in the decimeter wave range or better in the meter wave range. With getting smaller Operating wavelength increases the number of so-called blind speeds, d. i.e., the number of speeds at which the display of moving targets is suppressed becomes, increases. According to the previous view, the most favorable conditions were given, if the Doppler frequency corresponding to the maximum target speed is approximately the same is half the sampling frequency; however, the utilization of over the Pulse repetition frequency lying Doppler frequencies known.

Hierbei ist zu berücksichtigen, daß Festziele infolge Windbewegung und der durch die Antennenrotation sowie durch im Gerät selbst auftretende Schwankungen niedrigere Doppierfrequenzen erzeugen, die unter Umständen die Anzeige eines bewegten Zieles vortäuschen. Bei der Verwendung von Dopplerfrequenzfiltern besteht bekanntlich die Möglichkeit, diese niedrigen Dopplerfrequenzen in den Sperrbereich des Filters fallen zu lassen. Weiterhin ergibt sich bei der Anwendung von Dopplerfrequenzfiltern zur Festzeichenunterdrückung häufig der grundlegende Nachteil, daß Störfrequenzen in den Durchlaßbereich des Dopplerfrequenzfilters fallen und dadurch bewegte Ziele vortäuschen können.It should be noted that fixed targets as a result of wind movement and that caused by the antenna rotation and fluctuations occurring in the device itself generate lower doubling frequencies, which may result in the display of a moving Fake target. When using Doppler frequency filters, there is a known fact the possibility of these low Doppler frequencies in the stop band of the filter to drop. Furthermore, the use of Doppler frequency filters results for fixed character suppression often the fundamental disadvantage that interference frequencies fall in the pass band of the Doppler frequency filter and thereby moving targets can pretend.

Die Erfindung besteht in der Verwendung von glockenförmigen, oberwellenarmen Impulsen - zumindest am Eingang des Bandpasses - bei solchen Radarimpulsmeßverfahren mit Festzeichenunterdrükkung durch Dopplerfrequenzfilter, bei denen unter empfangsseitiger Frequenztransponierung auf den Wert Null eine Auswertung von wesentlich über der Impulsfolgefrequenz liegenden D opplerfrequenzen in einem als Dopplerfrequenzfilter dienenden Bandpaß vorgenommen wird. The invention consists in the use of bell-shaped, low harmonic waves Pulses - at least at the entrance of the bandpass filter - in such radar pulse measuring methods with fixed-character suppression by Doppler frequency filters, with those below Frequency transposition to the value zero an evaluation of significantly above that Pulse repetition rate lying Doppler frequencies in a bandpass filter serving as a Doppler frequency filter is made.

Glockenfönnige Impulse sind in der Impuistechnik dem Grunde nach bekannt und auch bereits in der Radartechnik benutzt worden. Es wurde auch bereits erkannt, daß glockentörrnige Impulse ein weniger ausgedehntes Frequenzspektrum besitzen. Durch die besondere Anwendung gemäß der Erfindung wird je doch die überraschende Wirkung erlangt, daß Impulsoberwellen, die im Durchlaßbereich des Bandfilters liegen und bewegte Ziele vortäuschen könnten, weitgehend vermieden werden. In the impulse technique, impulse technology is basically like a bell-shaped impulse known and already used in radar technology. It was already recognized that bell-shaped impulses have a less extensive frequency spectrum. Due to the particular application according to the invention, however, the surprising one The effect is that pulse harmonics which lie in the pass band of the band filter and faking moving targets can be largely avoided.

Der Erfindungsgedanke ist bevorzugt bei mit sehr kurzen Betriebswellen, z. B. im Zentimeterwellengebiet arbeitenden Geräten anwendbar, jedoch hierauf nicht beschränkt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird weiterhin eine hohe Analysiergeschwindigkeit ermöglicht, so daß schnell rotierende Antennen verwendet werden können. Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgedankens besteht darin, daß getrennte Sende- und Empfangsantennen verwendet werden, die mit derartiger Geschwindigkeit rotieren, daß während der Drehung um den Öffnungswinkel nur ein einziger Impuls ausgesendet wird, und deren Ausrichtung im Sinne einer Berücksichtigung der Wellenlaufzeit um angenähert den Antennen-Öffaungswinkel gegenseitig versetzt ist. The idea of the invention is preferred for very short operating shafts, z. B. in the centimeter wave area working devices applicable, but not on this limited. The method according to the invention also provides a high analysis speed allows so that rapidly rotating antennas can be used. A preferred one Embodiment of the inventive concept is that separate transmission and Receiving antennas are used that rotate at such a speed that that during the rotation around the opening angle only a single pulse is emitted and their alignment in order to take into account the wave transit time approximately the antenna opening angle is mutually offset.

Bei bekannten Radargeräten ist es dagegen erforderlich, während der Drehung der Antenne um den Offnungswinkel eine größere Anzahl von Impulsen auszusenden, da anderenfalls eine Analyse durch das Filter nicht erfolgt. Die Versetzung von getrennten Sende- und Empfangsantennen ist bei Radargeräten an sich bereits bekannt; sie ergibt bei dem vorliegenden Verfahren jedoch eine weitere Verbesserung der Festzeichenunterdrückung.In known radars, however, it is necessary during the Rotation of the antenna around the aperture angle to send a larger number of pulses, otherwise the filter will not analyze it. The transfer of separate transmitting and receiving antennas is in radar devices per se already known; however, it provides a further improvement in the present process the fixed character suppression.

An Hand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung als Blockschaltbild dargestellt. With reference to the drawing, an embodiment of the invention is as Block diagram shown.

Mit TO ist der Tastfrequenzoszillator bezeichnet, welcher beispielsweise eine Tastfrequenz von 500 Hz entsprechend einer Reichweite des Gerätes von 200 km erzeugt. Im Tastgerät TG werden die Impulse zur Tastung des Senders erzeugt. Im vorliegenden Falle ist eine Impulsdauer von 30 1S angenommen. With TO the key frequency oscillator is referred to, which for example a scanning frequency of 500 Hz corresponding to a range of the device of 200 km generated. The pulses for keying the transmitter are generated in the TG keying device. in the In the present case, a pulse duration of 30 1S is assumed.

Die Impulse haben z. B. einen glockenförmigen Verlauf. Zur Umwandlung aus Impulsen mit rechteckförmigem Verlauf können Ketten von RC-Gliedern vorgesshen sein. Die Impulse dienen beispielsweise zur Modulation eines an sich bekannten Ieistungs klystrons, das sich im Sender S befindet. Mit SA ist die Sendeantenne bezeichnet. Der hochfrequente Träger für die Impulse (15 kMHz) wird über den Vervielfacher VS von dem z. B. quarzstabilisierten Hauptoszillator HO abgeleitet, welcher die Frequenz 10 MHz erzeugt. Mit EA ist die Empfangsantenne bezeichnet. Sendeantenne SA und Empfangsantenne EA können in einem gemeinsamen mitdrehenden rotationssymmetrischen Isolierstoffgehäuse angeordnet sein. Hierdurch ist es ohne Schwierigkeiten möglich, die Antennen rasch rotieren zu lassen. Der Mischstufe MA werden von der Empfangsantenne EA die empfangenen Signale (15 kMHz) sowie die über den Frequenzvervielfacher VE aus dem Oszillator HO abgeleitete Schwingung von 15,1 kMHz zugeleitet. Am Ausgang der Mischstufe MA entsteht somit eine Zwischenfrequenz von 100 MIlz, die im Zwischenfrequenzverstärker ZF verstärkt und der MischstufeMB zugeführt wird. Die Mischstufe MB erhält ferner über den Frequenzvervielfacher VB aus dem Oszillator HO abgeleitet die der Zwischenfre, quenz entsprechende Bezugsfrequenz von 100 MHz.The impulses have z. B. a bell-shaped course. For conversion Chains of RC links can be made from pulses with a rectangular course be. The pulses are used, for example, to modulate a power known per se klystrons, which is located in the transmitter S. The transmitting antenna is designated with SA. The high-frequency carrier for the pulses (15 kMHz) is supplied by the multiplier VS from the z. B. quartz stabilized main oscillator HO derived, which the frequency 10 MHz generated. The receiving antenna is designated by EA. Transmitting antenna SA and receiving antenna EA can be housed in a joint rotating, rotationally symmetrical insulating material housing be arranged. This makes it possible to quickly move the antennas without difficulty to rotate. The mixer stage MA receives from the receiving antenna EA Signals (15 kMHz) as well as those via the frequency multiplier VE from the oscillator HO-derived oscillation of 15.1 kMHz. At the output of the mixer stage MA This creates an intermediate frequency of 100 MIlz, which in the intermediate frequency amplifier ZF is amplified and fed to the mixer stage MB. The mixer MB also receives Derived from the oscillator HO via the frequency multiplier VB, the intermediate frequency frequency corresponding reference frequency of 100 MHz.

Dem auf die Mischstufe MB folgenden Dopplerfrequenztilter DF werden im Falle eines Festzeichens Gleichstromimpulse mit glockenförmigem Verlauf (angenähert y = e-X3 und im Falle eines bewegten Zieles glockenförmige Impulse, deren Träger eine von der Geschwindigkeit des Zieles abhängige Dopp- lerfrequenz ist, zugeleitet. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel besitzt das Doppelfrequenzilter DF einen Durchlaßbereich zwischen 16 und 96 kHz. Es lassen sich somit bewegte Ziele bis zu einer Geschwindigkeit von 3400 km/h anzeigen. Mit A ist das Anzeigegerät bezeichnet, welches in an sich bekannter Weise mit Braunschen Röhren zur Panoramaanzeige ausgerüstet ist. Es ist auch möglich, in bekannter Weise Impulse mit rechteckförmigem Verlauf im Sender zu erzeugen und durch geeignete Bemessung der Schwingungskreise des Empfängers eine Umformung in glockenförmige Impulse herbeizuführen.The Doppler frequency filter DF following the mixer MB in the case of a fixed character, direct current pulses with a bell-shaped course (approx y = e-X3 and, in the case of a moving target, bell-shaped impulses, their carriers a double speed depending on the speed of the target ler frequency is fed. In the embodiment described, the double frequency filter DF has one Passband between 16 and 96 kHz. It can therefore move targets up to at a speed of 3400 km / h. The display device is denoted by A, which is equipped in a manner known per se with Braun tubes for panorama display is. It is also possible, in a known manner, to produce pulses with a rectangular shape to be generated in the transmitter and by suitable dimensioning of the oscillation circuits of the receiver to bring about a transformation into bell-shaped impulses.

PATBNTANS PRÜCHE: 1. Die Verwendung von glockenförmigen, oberwellenarmen Impulsen - zumindest am Eingang des Bandpasses - bei solchen Radarimpulsmeßverfahren mit Festzeichenunterdrückung durch Dopplerfrequenzfilter, bei denen unter empfangsseitiger Frequenztransponierung auf den Wert Null eine Auswertung von wesentlich über der Impulsfolgefrequenz liegenden Dopplerfrequenzen in einem als Doppierfrequenofilter dienenden Bandpaß vorgenommen wird. PATBNTANS PROBLEMS: 1. The use of bell-shaped, low harmonic waves Pulses - at least at the entrance of the bandpass filter - in such radar pulse measuring methods with fixed-character suppression by Doppler frequency filter, in which under the receiving side Frequency transposition to the value zero an evaluation of significantly above that Pulse repetition frequency lying Doppler frequencies in a double frequency filter serving bandpass is made.

Claims (1)

2. Radarimpulsmeßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß getrennte Sende-und Empfangsantennen verwendet werden, die mit derartiger Geschwindigkeit rotieren, daß während der Drehung um den öffnungswinkel nur ein einziger Impuls ausgesendet wird, und deren Ausrichtung im Sinne einer Berücksichtigung der Wellenlaufzeit um angenähert den Antennen-Öffnungswinkel gegenseitig versetzt ist. 2. Radar pulse measurement method according to claim 1, characterized in that that separate transmit and receive antennas are used, operating at such speed rotate so that during the rotation around the opening angle only a single pulse is emitted, and their alignment in terms of taking into account the wave travel time is mutually offset by approximately the antenna opening angle. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 845 107, 912 945; Elektrische Nachrichtentechnik (14), 1937, S. 360 bis 369; Bulletin des schweiz. elektrotechnischen Vereins (43), 1952, S. 16 bis 19; IRE Transactions on Component Parts (CP-3), 1956 September, S. 63 bis 66. Considered publications: German Patent Specifications No. 845 107, 912 945; Electrical communications engineering (14), 1937, pp. 360 to 369; bulletin of Switzerland. Elektrotechnischen Verein (43), 1952, pp. 16 to 19; IRE Transactions on Component Parts (CP-3), 1956 September, pp. 63 to 66.