DE1290206B - Verfahren zur naeherungsweisen Entfernungsmessung mit einem frequenzmodulierten Doppler-Radargeraet - Google Patents
Verfahren zur naeherungsweisen Entfernungsmessung mit einem frequenzmodulierten Doppler-RadargeraetInfo
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Description
F i g. 2 b die Darstellung auf dem Anzeigegerät der Radaranlage von F i g. 1 während einer anderen
künden benötigt werden, beträgt die Meßzeit beim 25 Betriebsphase,
Vorhandensein von 20 Zielen 40 Sekunden. Unter F i g. 3 ein Diagramm zur Erläuterung des Prinzips
Berücksichtigung der Geschwindigkeit moderner Flug- der Erfindung und
zeuge kann sich die Situation in diesem Zeitintervall F i g. 4 das Prinzipschema eines mit einem Rechenbeträchtlich verändert haben, und ein Ziel kann sich gerät ausgestatten Doppler-Radargeräts nach der
als gefährlich erweisen, bevor man die Zeit hatte, 30 Erfindung.
es zu orten. Das in F i g. 1 dargestellte Doppler-Radargerät
Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung von enthält im wesentlichen einen Modulator 1, der
Doppler-Radargeräten, bei denen dieser Nachteil dauernd von einem quarzstabilisierten UHF-Oszilentfällt.
Iator2 angesteuert wird und dessen Modulations-
Zu diesem Zweck geht die Erfindung von einer 35 eingang eine niederfrequente Sinusschwingung, beiangenäherten,
aber schnellen Messung der Ent- spielsweise von 60 Hz1 von einem Oszillator 3 über
fernung der Ziele durch sinusförmige Modulation einen Schalter 4 empfangt. Die Steuerung dieses
der Sendefrequenz und Ableitung der Schwebung Schalters wird später erläutert,
zwischen Sendewelle und Empfangssignal aus. Bei Der Ausgang des Modulators steuert den eigent-
zwischen Sendewelle und Empfangssignal aus. Bei Der Ausgang des Modulators steuert den eigent-
bekannten solchen Verfahren wird beispielsweise 40 liehen Sendeblock E. Dieser enthält in an sich beder
Hub der Schwebung (Differenzschwingung) aus- kannter Weise die üblichen UHF-Frequenzumsetzerund
-Verstärkerstufen und gegebenenfalls die Impulsmodulationsstufen, wenn es sich um ein Impuls-Doppler-Radargerät
handelt. Diese Schaltungen sind 45 an sich bekannt und werden daher nicht näher erläutert; sie werden beispielsweise in den Zielverfolgungs-Doppler-Radargeräten
verwendet.
Der Empfangsblock R enthält in an sich bekannter Weise eine Frequenzumsetzerstufe, eine Zwischenfolge
der Wichtigkeit der durchzuführenden genauen 50 frequenzverstärkerstufe und eine Frequenzanalyse-Messungen
angegeben, und das gefährlichste Ziel schaltung, beispielsweise eine Gruppe von schmalwird
stets rechtzeitig entdeckt. bandigen Bandfiltern mit nebeneinanderliegenden
Es ist zwar bei einem mit kontinuierlicher oder Bändern, die insgesamt den Bereich der nutzbaren
impulsmodulierter Welle arbeitenden und die Doppler- Dopplerfrequenzen umfassen, oder auch eine Imfrequenz
des reflektierten Signals bestimmenden Dopp- 55 pulskompressionsschaltung, in welcher das zu analyler-Radarverfahren
bereits an sich bekannt, die Breite sierende Signal in einem Einseitenbandmodulator
des Spektrums der Dopplerdifferenzfrequenz des
Signals zu ermitteln. Die Trägerfrequenz des Radargeräts ist hierbei jedoch nicht zusätzlich zwecks
Entfernungsmessung frequenzmoduliert, und deshalb 60
ist die Breite des Spektrums der Differenzfrequenz
dort nicht ein Maß für die Zielentfernung, sondern
sie wird wegen der nur endlichen Bündelungsschärfe
und des schrägen Auftreffens des Radarstrahls auf
Signals zu ermitteln. Die Trägerfrequenz des Radargeräts ist hierbei jedoch nicht zusätzlich zwecks
Entfernungsmessung frequenzmoduliert, und deshalb 60
ist die Breite des Spektrums der Differenzfrequenz
dort nicht ein Maß für die Zielentfernung, sondern
sie wird wegen der nur endlichen Bündelungsschärfe
und des schrägen Auftreffens des Radarstrahls auf
dem Ziel (Erdboden) als Maß für die Flugzeug- 65 weise über eine Sende-Empfangs-Weiche oder auf
geschwindigkeit benutzt. irgendeine andere bekannte Weise so verbunden ist,
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist der Empfänger der Radaranlage ein Doppler-
gewertet.
Die Erfindung besteht jedoch darin, daß unmittelbar die Breite des Spektrums des Schwebungssignals
ermittelt wird.
Eine eventuelle genaue Messung der Entfernung der Ziele kann dann, falls erforderlich, anschließend
nach den bekannten Verfahren erfolgen. Die angenäherte schnelle Messung hat dann die Reihen-
emer frequenzmodulierten Bezugsschwingung gemischt und dann in einem geeigneten Kompressionsfilter komprimiert wird.
Der Sender £ und der Empfänger Jl sind mit entsprechenden Antennen An bzw. An' verbunden.
Natürlich könnte im Fall eines Impuls-Doppler-Radargeräts eine einzige Antenne verwendet werden,
die mit dem Sender und dem Empfänger beispiels-
daß die Sende- und Empfangssignale richtig verteilt werden.
3 4
Die synchrone Abtastung des Raums durch die nebeneinanderliegende Punkte aufleuchten, welche
Strahlungsbündel der Antennen An und An' erfolgt den Eindruck eines vertikalen leuchtenden Strichs
durch eine Abtaststeueranordnung S, die je nach hervorrufen, wie in Fi g. 2 b dargestellt ist. Die Zahl
der Art der Antennen und der Abtastweise mechanisch der Punkte, d.h. die Länge des Strichs, ist ein Anoder
elektronisch ausgeführt ist. In allen Fällen 5 zeichen für die Entfernung des Ziels,
erfolgt die Ablenkung in der g-Achse auf dem oszillo- Im Fall einer Empfängerschaltung mit Frequenzgraphischen Anzeigegerät In, die dem Seitenwinkel analyse durch Mischung und Kompression hat man des Bündels zugeordnet ist, synchron mit der Antennen- dann wirklich einen kontinuierlichen leuchtenden bewegung, wie durch die gestrichelte Verbindung Strich. Man kann dann gegebenenfalls auf herkömmzwischen S und In symbolisch dargestellt ist. 10 liehe Weise eine genaue Entfernungsmessung durch-
erfolgt die Ablenkung in der g-Achse auf dem oszillo- Im Fall einer Empfängerschaltung mit Frequenzgraphischen Anzeigegerät In, die dem Seitenwinkel analyse durch Mischung und Kompression hat man des Bündels zugeordnet ist, synchron mit der Antennen- dann wirklich einen kontinuierlichen leuchtenden bewegung, wie durch die gestrichelte Verbindung Strich. Man kann dann gegebenenfalls auf herkömmzwischen S und In symbolisch dargestellt ist. 10 liehe Weise eine genaue Entfernungsmessung durch-
Die Ablenkung in der Ordinatenachse, d. h. der führen.
den Geschwindigkeiten zugeordneten r-Achse, erfolgt Da diese stattfindet, nachdem der Ort sämtlicher
in an sich bekannter Weise synchron mit der Analyse Ziele näherungsweise festgestellt worden ist, bringt
der Ausgangsspannungen der Frequenzanalysefilter auf jeden Fall das Fehlen der überwachung während
des Empfängers im Fall eines Empfängers mit einer 15 der genauen Entfernungsmessung keine Gefahr mehr
Filtergruppe, im Fall einer Analyse durch Mischung mit sich.
und Kompession wird die Geschwindigkeits-Zeit- F i g. 2a und 2b zeigen den Schirm des Anzeige-Transformation
durch die Analyseanordnung selbst geräts In während der überwachung allein bzw.
bewirkt, und es genügt, diese mit dem Ursprung der während der überwachung mit Entfernungsmessung.
Vertikalablenkung zu synchronisieren. 20 Der Bereich α ist durch die Bodenechos gestört,
Wenn das Radargerät nur zur überwachung ar- und die Geschwindigkeit v0 stellt die maximale Ge-
beitet, ist der Schalter 4 offen, und die Anlage sowie schwindigkeit der Bodenechos dar. Als Beispiel sind
ihre Arbeitsweise entsprechen vollständig einem acht Ziele mit den Seitenwinkeln g; (i = 1 bis 8) und
üblichen Doppier-Radargerät. Das Echo eines Ziels den entsprechenden Geschwindigkeiten v{ dargestellt,
mit dem Seitenwinkcl g und der Geschwindigkeit r 25 Zur Vereinfachung der Zeichnung sind nur die
ruft auf dem Schirm des Anzeigegeräts einen Licht- Seitenwinkel Q1 und gs und die Geschwindigkeiten i\
punkt mit der Abszisse g und der Ordinate ν hervor, und v8 dargestellt. Die Bedienungsperson stellt ge-
wie in Fig. 2a dargestellt ist. gebenenfalls das Markierungslineal auf den mittleren
Wenn es erwünscht ist, die angenäherte Entfernung Seitenwinkel, also annähernd auf den Winkel gs
eines Ziels zu ermitteln, betätigt die Bedienungsperson 30 ein.
den Schalter 4. Die überwachung ist dann auf die Zone begrenzt,
Im Fall eines an Bord eines Luftfahrzeugs befind- die in F i g. 2 b durch die beiden gestrichelten senklichen
Radargeräts, bei welchem die Raumabtastung rechten Linien begrenzt ist, und die in dieser Zone
sehr schnell erfolgt, kann es dabei vorteilhaft sein, enthaltenen Lichtpunkte verformen sich im Verlauf
gleichzeitig den abgetasteten Raumwinkel zu ver- 35 der Abtastung zu vertikalen Strichen, deren Länge
ringern. der Entfernung proportional ist. In F i g. 2 b ist
Zu diesem Zweck verschiebt die Bedienungsperson zu erkennen, daß die am nächsten liegenden Ziele
auf dem Anzeigegerät ein vertikales Markierungs- den Seiten winkeln gu g3 und gA entsprechen. Die
lineal, das sie auf die Abszisse des mittleren Seiten- den Seitenwinkeln gx bis gs entsprechenden Ziele
winkeis des abgetasteten Raumwinkels einstellt. Dieses 40 liegen in Entfernungen, die näherungsweise 10, 50,
Markierungsiineal begrenzt in an sich bekannter 10, 10, 100, 75, 20, 100 km betragen.
Weise die Raumabtastung durch Einwirkung auf die Das Schema von F i g. 3 läßt besser verstehen,
Anordnung S. warum die Länge des vertikalen leuchtenden Strichs
Diese an sich bekannte wahlweise Verringerung die Entfernung des Ziels darstellt,
des Raamwinkels wird auf einfache Weise erhalten 45 Der Kürze wegen beschränkt sich die Beschreibung und ist symbolisch durch die strichpunktierte Linie auf den Fall einer Filtergruppe; die gleichen überzwischen dem Anzeigegerät In und der Abtaststeuer- legungen gelten auch für die anderen Fälle,
anordnung S dargestellt. Der verringerte Raumwinkel Es sei zunächst daran erinnert, daß beim überbleibt aber ausreichend groß (beispielsweise + 30°), wachungsbetrieb, d. h. beim Betrieb als übliches daß eine richtige überwachung gewährleistet ist. 5° Doppler-Radargerät, bei welchem der Schalter 4 offen
des Raamwinkels wird auf einfache Weise erhalten 45 Der Kürze wegen beschränkt sich die Beschreibung und ist symbolisch durch die strichpunktierte Linie auf den Fall einer Filtergruppe; die gleichen überzwischen dem Anzeigegerät In und der Abtaststeuer- legungen gelten auch für die anderen Fälle,
anordnung S dargestellt. Der verringerte Raumwinkel Es sei zunächst daran erinnert, daß beim überbleibt aber ausreichend groß (beispielsweise + 30°), wachungsbetrieb, d. h. beim Betrieb als übliches daß eine richtige überwachung gewährleistet ist. 5° Doppler-Radargerät, bei welchem der Schalter 4 offen
Gegebenenfalls kann das Verschieben des Markie- ist, ein Ziel mit der Geschwindigkeit ν eine Spannung
rungslineals automatisch das Schließen des Schalters 4 am Ausgang eines einzigen Filters der Frequenzauslösen,
analyseanordnung hervorruft. Die Ordinate des das
Die vom. Oszillator 2 gelieferte UHF-Schwingung Ziel darstellenden Lichtpunkts hängt von der Nummer
wird dann sinusförmig moduliert, und das Echo 55 dieses Filters ab. Wenn der Schalter 4 geschlossen
eines Ziels ruft im Fall eines Empfängers mit einer ist, lautet bei sinusförmiger Modulationsschwingung
Filtergf uppe die Erregung mehrerer Filter hervor, die Frequenz der Überlagerungsschwingung zwischen
so daß nicht nur ein einziger Punkt, sondern mehrere der Sendeschwingung und der Empfangsschwingung:
/ = /i + Si + ■ 1 F
<»m T COS „>n (t - y) .
Darin sind /jdie Zwischenfrequenz des F,mpfängers, der Modulationsschwingung mit der Frequenz fm
fd die Dopplerfrequenz des Ziels, AF der maximale (60 Hz bei dem beschriebenen Beispiel).
FreauenzhubderSendeschwincunß τ = 2— wobei/) 6s Ό.Ά* ^1™"1 der Empfangsschwingung ist ein
rrequenznuDaers.enaescnwingungsT~z c ,woDeiw Linienspektrum, dessen Werte durch die Besseldie
Entfernung und c die Lichtgeschwindigkeit sind, Funktion Jn (M) gegeben sind, wobei Aider empfangs-
t die Zeit als Veränderliche, ωΜ die Kreisfrequenz seitige Modulationsindex ist, der den Wert 2π. IFt
hat. Dieses Spektrum ist in F i g. 3 für M = 10
dargestellt, wobei die Nummer η der Linie auf der Abszisse und die Funktion /„(10) auf der Ordinate
aufgetragen sind.
Es ist zu erkennen, daß Linien auftreten, die im Abstand fm voneinander liegen und deren Amplituden
vergleichbar sind, solange die Nummer μ der Linie kleiner als der Modulationsindex ist (n
< M). Für η > M nimmt die Amplitude der Linien sehr schnell ab, wobei die Amplitude jeder Linie kleiner als die
Hälfte der Amplitude der vorhergehenden ist. Man erhält somit eine Dämpfung des Energiepegels der
Linien von mehr als 6db pro Linie, wenn man sich aus dem Bereich η
< M entfernt.
Diese Eigenschaft wird bei dem erfindungsgemäßen Radarsystem dazu ausgenutzt, auf dem Oszillographenschirm
Echos erscheinen zu lassen, deren Längen den Entfernungen zwischen dem Radargerät und den
die Echos liefernden Zielen proportional sind. Infolge der Modulation erregt nämlich das Echo nicht mehr
ein einziges Filter, sondern eine bestimmte Anzahl von Filtern, die von M abhängt. Da M der Entfernung
proportional ist, sind die Zahl der auf dem Schirm vertikal übereinander erscheinenden Lichtpunkte
und demzufolge die Länge des von den Lichtpunkten gebildeten vertikalen Strichs ein Maß für
die Entfernung.
■ Außer dem Vorteil einer augenblicklichen Entfernungsmessung
ergibt die erfindungsgemäße Anordnung den weiteren Vorteil, daß sie eine Entfernungsanzeige
direkt auf dem Schirm ohne irgendeine Änderung des Empfängers und des Anzeigegeräts
liefert.
Bei einem an Bord eines Luftfahrzeugs befindlichen Radargerät wird die Frequenzmodulation der Sende-Schwingung
so gewählt, daß die von der Hauptkeule ' der Antenne stammenden Bodenechos nicht zu sehr
verbreitert werden.
Diese Verbreiterung ist gleich AFmmr. Wenn man .
also für Bodenechos in einer Entfernung von 75 km diese Verbreiterung auf 1000 Hz beschränken will,
wählt man
_ . 1000 1000
AFcom =
2
-75 -IQ3
3-1O8 Für fm = 60Hz erhält man also
2-1O6
= 2-106
45
AF =
2-60
= 5400Hz,
und für AF = 5 kHz beträgt die Zahl der Dopplerfilter mit der Bandbreite von beispielsweise B = 400 Hz,
IfA' f die durch das Signal erregt werden, ——^ , was für
verschiedene Entfernungen die folgenden Zahlen ergibt:
Modulationsindex der
Empfangsschwingung
Empfangsschwingung
Zahl der erregten
Dopplerfilter.
Dopplerfilter.
10 km
2,1
1
1
25 km
5,2 2
50 km
10,5
75 km
100 km
16
60
21
Die Ausdehnung des Echospektrums über mehrere Filter hat eine Absenkung des Signalpegels in jedem
Filter zur Folge. Diese Absenkung wird teilweise durch die Vergrößerung der Anstrahlungszeit der
Ziele infolge der Verengung des überwachten Raumwinkels kompensiert.
Die Entfernungsmessung erfolgt also unter brauchbaren Bedingungen.
Das beschriebene Verfahren ergibt den Vorteil, daß die Messungen wegen des schnellen Abfalls des Spektrums an seinen Rändern (mehr als 6 db pro Linie)
praktisch unabhängig von dem Echopegel sind.
Dagegen weist es den Nachteil auf, daß es eine quantisierte Messung liefert, wobei der Quantisierungsschritt
von der Bandbreite der Dopplerfilter abhängt. Dieser Quantisierungsschritt beträgt bei
dem zuvor angegebenen Beispiel 16 km.
Wenn die Zahl der Filter verdoppelt wird, würde die Breite des Quantisierungsschritts auf 8 km fallen.
Der Quantisierungsschritt kann auch dadurch verringert werden, daß ein höherer Modulationspegel
gewählt wird oder daß bei einer Frequenzanalyse mit einer Misch- und Kompressionsanordnung ein großer
Kompressionsgrad angewendet wird oder ein höherer Modulationsindex gewählt wird.
Schließlich kann man, falls erforderlich, natürlich stets eine genauere Messung mit den am Beginn erläuterten
Nachteilen durch Anwendung bekannter oder bereits vorgeschlagener Verfahren durchführen.
Die augenblickliche näherungsweise Messung der Entfernung nach dem beschriebenen Verfahren kann
auch in einem Digital-Rechengerät durchgeführt werden, das die Ausgangssignale der Analysefilter entweder
parallel zu dem Anzeigegerät oder auch allein emplängt, wobei das Anzeigegerät gegebenenfalls entfallen
kann. Im letzten Fall liefert das Rechengerät auch die Geschwindigkeit der Ziele.
Das Rechengerät ergibt den Vorteil, daß es Informationen liefert, die direkt von dem Bordrechengerät
verwertbar sind.
F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Radargeräts nach der Erfindung mit einem Entfernungsrechengerät.
Der Emplänger R ist in größeren Einzelheiten dargestellt, damit seine Verbindung mit dem Rechengerät
besser verständlich wird, während seine Verbindung mit dem oszillographischen Anzeigegerät in
üblicher Weise erfolgt.
Der Empfänger R enthält einen ersten Abschnitt R1,
welcher die Verstärkungs-, Misch- und Frequenzumsetzerstufen enthält, einen zweiten Abschnitt R2,
der vom Ausgang des Abschnitts R1 gespeist wird und
im wesentlichen eine Frequenzanalyseanordnung enthält, und einen dritten Abschnitt R3 zum Ablesen
oder zur Abtastung der Ergebnisse der Frequenzanalyse. Die Frequenzanalyseanordnung enthält beispielsweise
eine Gruppe von parallelgeschalteten Filtern 1 · ι (1 = 1 bis p, wobei ρ die Gesamtzahl der
Filter ist). Zur Vereinfachung der Zeichnung ist die Anordnung auf ρ = 9 beschränkt, obgleich die Zahl
der in Wirklichkeit verwendeten Filter im allgemeinen sehr viel größer ist.
Jedem Filter 1 · i sind ein Detektor 2 - i und eine Integrierschaltung 3 · i, beispielsweise eine ÄC-Schaltung
nachgeschaltet. Die Klemmen dieser Schaltungen sind mit den ersten Klemmen von Schaltern 4· i
verbunden, deren zweite Klemmen an einen gemeinsamen Punkt P angeschlossen sind. Die Leseanordnung
R3 enthält einen Taktsignalgenerator 6, der an seinem Ausgang 62 dauernd periodische Impulse
zu einem Verteiler 5 liefert, der sie nacheinander auf seine Ausgänge 5 · i verteilt, an welche die Steuereingänge
der Schalter 4 · i angeschlossen sind. Der Taktsignalgenerator 6 liefert liefert ferner einen Rückstellimpuls
an seinem Ausgang 61.
Das Rechengerät enthält einen ersten Zähler 8, der schrittweise durch die Ausgangsimpulse des Ausgangs
62 fortgeschaltet wird, die seinem Eingang 81 über eine normalerweise geschlossene Torschaltung 9
(Und-Schaltung) zugeführt werden, deren Steuereingang an den Punkt P angeschlossen ist. An den
Zähler 8 ist ein Entfernungsanzeigegerät 15 angeschlossen, das übrigens auch mit der Abtaststeueranordnung
S verbunden sein kann. Eine normalerweise offene elektronische Torschaltung 10 (Anti- ,5
koinzidenzschaltung) ist mit ihrem Signaleingang parallel zu dem Signaleingang der Torschaltung 9
und mit ihrem Steuereingang parallel zu dem Steuereingang der Torschaltung 9 angeschlossen. Der Ausgang
der Torschaltung 10 ist mit dem Eingang 82 des Zählers 8 verbunden.
Die diesem Eingang 82 zugeführten Impuls bewirken gleichzeitig das Ablesen des Zählers, beispielsweise
die Anzeige des Zählerstands im Anzeigegerät 15, und die Lösung des Zählers. Die Anzeige in dem
Anzeigegerät 15 kann in einer Form erfolgen, die direkt von dem Bordrechengerät verwertbar ist.
Ein weiterer Zähler 11 wird schrittweise durch die seinem Eingang 111 zugeführten Ausgangsimpulse
vom Ausgang 62 fortgeschaltet. Das Ablesen dieses Zählers, das ohne Löschung seines Inhalts erfolgt, erfolgt
gleichzeitig mit der Löschung des Zählers 8 durch die Ausgangsimpulse der Torschaltung 10, deren
Ausgang mit dem Eingang 112 des Zählers 11 verbunden ist. Der Zähler 11 wird bei jedem Abtastzyklus
der Filter durch den vom Ausgang 61 zu seinem Eingang 113 gelieferten Impuls gelöscht.
Das Ablesen des Zählers 11 erfolgt in dem arithmetischen
Rechenwerk 13, das auch die.beim Lesen des Zählers 8 gelieferte Information empfängt. Der Ausgang
des Rechenwerks 13 ist mit einem Geschwindigkeitsanzeigegerät 14 verbunden.
Natürlich können die Anzeigegeräte 14 und 15 beliebigen anderen Informationsverwertungsanordnungen
parallel geschaltet oder durch solche ersetzt sein.
Das beschriebene Rechengerät arbeitet in folgender Weise: Der Zähler 8, der bei jedem Ablesen gelöscht
wird, steht am Beginn im Zustand Null. Die vom Ausgang 62 kommenden Zählimpulse werden durch die
Torschaltung 9 gesperrt, solange kein Signal am Punkt P erscheint, und sie werden jedesmal dann
freigegeben, wenn ein vom Ausgang 62 gelieferter Impuls das Schließen eines Schalters 4 · 1 bewirkt
hat, der mit dem Ausgang eines Filters verbunden ist, an dem eine Spannung erscheint. Sobald der Zähler 8
in Gang gesetzt ist, bleibt er erst wieder stehen, wenn ein Ausgangsimpuls des Verteilers 5 einen Schalter
schließt, der an den Ausgang eines in Ruhe befindlichen Filters angeschlossen ist. Der Zähler 8 wird
dann wieder gelöscht, nachdem er praktisch die Zahl der benachbarten Filter gezählt hat, die ein Ausgangssignal
abgegeben haben. Wie zuvor erläutert wurde, ist diese Zahl der Entfernung des betreffenden Ziels
proportional.
Dagegen erfolgt das Ablesen des Zählers 11 ohne Löschung, die nur am Beginn und am Ende jedes
Abtastzyklus des Taktgebers 6 durch die Ausgangs- ' impulse des Ausgangs 61 erfolgt. Der Zähler 11 geht
also jedesmal dann um einen Schritt weiter, wenn ein Filter abgetastet ist, und die vom Zähler angezeigte
Zahl wird jedesmal dann abgelesen und zum Rechenwerk 13 übertragen, wenn der Zähler 8 gelöscht wird.
Das heißt, daß die im Zähler 11 stehende Zahl gleich der Nummer des letzten erregten Filters plus 1 ist.
Es sei η diese Nummer und χ die Gesamtzahl der Linien für ein Ziel. Die Zahl χ wird von dem Zähler 8
zu dem Anzeigegerät 15 und zum zweiten Eingang des Rechenwerks 13 geliefert, das an seinem ersten
Eingang die Zahl n+1 empfängt. Das numerische Rechenwerk 13 führt die folgende Rechnung durch:
y =
x-1
Darin ist y die Nummer des mittleren Filters einer Gruppe von χ erregten benachbarten Filtern, von
denen das letzte Filter die Nummer η hat. y stellt also tatsächlich die Geschwindigkeit des Ziels dar.
Natürlich kann das beschriebene Rechengerät durch jede andere bekannte Rechenschaltung ersetzt werden,
die es ermöglicht, die Werte χ und η aus den Frequenzanalyseimpulsen und den Ausgangssignalen der
Filter zu ermitteln.
Die beschriebene Schaltung kann auch in Verbindung mit der zuvor erwähnten Frequenzanalyseanordnung
verwendet werden, die ein einziges Kompressionsfilter enthält. In diesem Fall werden die Anordnungen
5 und 6 durch den internen Taktgeber des Radargeräts ersetzt.
Die Zähler 8 und 11 können dann einfache Spannungsintegrierschaltungen
sein, vorausgesetzt, daß die Analyseausgangsspannung begrenzt ist. In diesem Fall liefert die Anordnung 8 eine Spannung, die der
Zeit proportional ist, in deren Verlauf die Analyseanordnung eine Ausgangsspannung geliefert hat, und
die Anordnung 11 liefert eine Spannung, die der Zeit
proportional ist, die zwischen dem Synchronisationsursprung und dem Auftreten des letzten Ausgangssignals
verstrichen ist.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
Insbesondere können die verwendeten Torschaltungen, Zähler, arithmetischen Rechenwerke in jeder beliebigen,
dem Fachmann bekannten Weise ausgeführt sein.
Claims (4)
1. Verfahren zur näherungsweisen Messung der Entfernung von Zielen, die durch ein Doppier-Radargerät
festgestellt worden sind, das eine kontinuierliche oder impulsmodulierte Welle mit
zusätzlich sinusförmig frequenzmodulierter Trägerfrequenz aussendet und Einrichtungen zur
Bestimmung der Dopplerfrequenz des vom Ziel reflektierten Signals aus der Schwebung zwischen
Sendewelle und Empfangssignal sowie zur Ableitung einer dem Hub der Schwebung entsprechenden
Größe enthält, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar — wie an
sich bekannt — die Breite des Spektrums des Schwebungssignals ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Empfänger mit einem
oszillographischen Anzeigeschirm, auf welchem ohne Anwendung einer sendeseitigen Frequenz-
909 510/901
modulation ein Ziel einen Lichtpunkt hervorrufen würde, dessen Abszisse die Winkelstellung des
Ziels und dessen Ordinate die Geschwindigkeit des Ziels (oder umgekehrt) darstellen, die Ermittlung
der Breite des Spektrums durch die Messung der Länge des Lichtpunktes parallel zu
der Geschwindigkeitsachse erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Empfänger, in welchem
die Analyse der Dopplerfrequenz des empfangenen Signals mit Hilfe einer Gruppe von schmalbandigen
Bandfiltern mit nebeneinanderliegenden
Durchlaßbereichen erfolgt, die Ermittlung der Breite des Spektrums durch Zählung der Zahl der
Filter erfolgt, an deren Ausgängen Nutzsignale auftreten.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Empfänger, bei welchem
die Analyse der Dopplerfrequenz des empfangenen Signals durch Impulskompression erfolgt, die Ermittlung
der Breite des Spektrums durch Messung des Zeitintervalls durchgeführt wird, in dessen
Verlauf ein Nutzsignal am Ausgang der Kompressionsanordnung auftritt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR42678A FR1467244A (fr) | 1965-12-17 | 1965-12-17 | Perfectionnements aux dispositifs de détection électromagnétiques de veille du type dit radar doppler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1290206B true DE1290206B (de) | 1969-03-06 |
Family
ID=8595890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEC40988A Pending DE1290206B (de) | 1965-12-17 | 1966-12-16 | Verfahren zur naeherungsweisen Entfernungsmessung mit einem frequenzmodulierten Doppler-Radargeraet |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3372390A (de) |
CH (1) | CH453443A (de) |
DE (1) | DE1290206B (de) |
FR (1) | FR1467244A (de) |
GB (1) | GB1165196A (de) |
NL (1) | NL6617697A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111693770A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-22 | 中国人民解放军63921部队 | 一种用于测控站/测量船的上行频率扫描方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3900872A (en) * | 1967-06-27 | 1975-08-19 | Us Navy | Radar data converter and display system |
US3886550A (en) * | 1969-08-26 | 1975-05-27 | Us Navy | Dual oscillator |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2860331A (en) * | 1955-12-15 | 1958-11-11 | Thomas C Pridmore | Oscilloscope display method and circuit for f. m. radar systems |
US3117316A (en) * | 1959-02-24 | 1964-01-07 | Trg Inc | Variable tracker radar system |
Family Cites Families (1)
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---|---|---|---|---|
US2516343A (en) * | 1947-01-10 | 1950-07-25 | Walter Van B Roberts | Short-range continuous wave radar system |
-
1965
- 1965-12-17 FR FR42678A patent/FR1467244A/fr not_active Expired
-
1966
- 1966-12-13 GB GB55889/66A patent/GB1165196A/en not_active Expired
- 1966-12-14 US US601781A patent/US3372390A/en not_active Expired - Lifetime
- 1966-12-16 CH CH1809166A patent/CH453443A/fr unknown
- 1966-12-16 NL NL6617697A patent/NL6617697A/xx unknown
- 1966-12-16 DE DEC40988A patent/DE1290206B/de active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2860331A (en) * | 1955-12-15 | 1958-11-11 | Thomas C Pridmore | Oscilloscope display method and circuit for f. m. radar systems |
US3117316A (en) * | 1959-02-24 | 1964-01-07 | Trg Inc | Variable tracker radar system |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111693770A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-22 | 中国人民解放军63921部队 | 一种用于测控站/测量船的上行频率扫描方法 |
CN111693770B (zh) * | 2020-06-05 | 2023-02-03 | 中国人民解放军63921部队 | 一种用于测控站/测量船的上行频率扫描方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1165196A (en) | 1969-09-24 |
NL6617697A (de) | 1967-06-19 |
CH453443A (fr) | 1968-06-14 |
FR1467244A (fr) | 1967-01-27 |
US3372390A (en) | 1968-03-05 |
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