DE3041465C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3041465C2 DE3041465C2 DE3041465A DE3041465A DE3041465C2 DE 3041465 C2 DE3041465 C2 DE 3041465C2 DE 3041465 A DE3041465 A DE 3041465A DE 3041465 A DE3041465 A DE 3041465A DE 3041465 C2 DE3041465 C2 DE 3041465C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pulse
- frequency
- frf
- pulses
- radar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/66—Radar-tracking systems; Analogous systems
- G01S13/70—Radar-tracking systems; Analogous systems for range tracking only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
- G01S13/24—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves using frequency agility of carrier wave
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs. Dabei wird die Trägerfrequenz von
einem Impuls zu einem anderen variiert, ohne daß der
Auffaßbereich des Radars auf einen gewissen, von der
Impulsfolgefrequenz f PFR bestimmten Bereich begrenzt
wird.
Die wichtigste Aufgabe eines Verfolgungsradars ist, nachdem die
Position eines gewissen beweglichen Zieles bestimmt wurde, diesem
zu folgen, beispielsweise durch Berücksichtigung seiner Entfernung
und Information zu geben über die kontinuierliche Bewegung
des Zieles, wie z. B. Barton, "Radar System Analysis",
Prentice Hall Electrical Engineering Series, 1964, Kapitel 9,
Seite 263, zu entnehmen ist. In bekannten Verfolgungsradarsystemen
werden Radarimpulse mit gewisser bestimmter Trägerfrequenz gesendet
und mit einem solchen Wert der Impulsfolgefrequenz (PRF), daß
ein von dem Ziel reflektierter Impuls in einem Zeitintervall, bevor
der nächste Impuls gesendet wird, zurückkehrt, das sogenannte
Abhörintervall. Die Bedingung, daß der reflektierte Zielechoimpuls
innerhalb des Abhörintervalls ankommen muß, ist
notwendig, da sonst die Position des Zieles nicht eindeutig angezeigt
bzw. bestimmt werden kann.
Es ist weiterhin bereits bekannt, daß gemäß der vorliegenden Erfindung
die Trägerfrequenz von Impuls zu Impuls der zum Ziel
gesendeten Radarimpulse variiert, siehe beispielsweise die US-
Patentschriften 34 13 634 und 33 72 391. Der Zweck dieser Frequenzänderung
ist es, zu vermeiden, daß Störechos den Empfang
beeinflussen, der Empfangsoszillator des Radarempfängers wird
gleichzeitig abgestimmt mit den gesendeten Impulsen und der
Frequenz jedes derselben, so da nur erwünschte Echosignale angezeigt
werden und unbeeinflußt bleiben durch nichterwünschte
Störechos. Bekannte Verfolgungsradarstationen, die dieses Prinzip
benutzen, sind jedoch noch an die Bedingung gebunden, daß die Impulsfolgefrequenz
(PRF) so gewählt werden muß, daß der Echoimpuls
innerhalb des Abhörintervalls zurückkehrt.
Aus der US-Patentschrift 33 24 469 ist es bekannt,
Radarimpulse in einem Aufklärungsradarsystem durch eine
Serie von Impulsen mit unterschiedlicher Trägerfrequenz
und in bezug auf einen vorbestimmten maximalen Bereich zu
übertragen. Diese Serie von Impulsen wird während eines
Aufklärungsvorganges unverändert beibehalten. Die
Frequenzfolgefrequenz ist dann so niedrig zu wählen, daß
der entsprechende eindeutige Abstand jenseits des
maximalen Bereiches des Radars liegt, d. h., die Anzahl der
Frequenzen ist in Abhängigkeit von einem bestimmten
maximalen Bereich vorbestimmt. Dieses bekannte Verfahren
kann in einem Aufklärungsradar Anwendung finden, ist
jedoch für ein Verfolgungsradar nicht geeignet, da die
Frequenzfolgefrequenz und somit die Impulsfolgefrequenz
nicht hinreichend hoch gewählt werden können, um das
gesuchte Ziel zu verfolgen.
Impulsradargeräte mit sich ändernder Trägerfrequenz sind
an sich aus den US-Patentschriften 33 83 686 und 38 83 871
bekannt.
Wie oben kurz erwähnt, ist die PRF des Radars, die Folgefrequenz
der gesendeten Impulse entscheidend für die eindeutige Berechnung
des Zieles, dem das Radar folgen muß, beispielsweise hinsichtlich
des Abstandes, der Winkelposition oder der Geschwindigkeit.
Liegt das Ziel innerhalb eines gewissen kurzen Abstandes
von der Antenne, so kann ein relativ hoher Wert der PRF des Radars
ausgewählt werden ohne das Risiko, daß Vieldeutigkeit auftritt,
während, falls der Zielabstand groß ist, ein ausreichend
niedriger Wert der PRF ausgewählt werden muß. Insbesondere gilt,
daß der sogenannte Eindeutigkeitsbereich R₀=c/ 2f PRF , wobei
f PRF die Impulsfolgefrequenz für die gesendeten Radarimpulse und
c die Lichtgeschwindigkeit ist, für welchen Fall die Bedingung
f PRF c/ 2R₀ für eindeutigen Nachweis des Zielabstandes erfüllt
sein muß.
Beim Verfolgungsradar ist es jedoch wünschenswert, daß der Wert
der f PRF auf einem möglichst hohen Wert gehalten werden kann, so
daß das Ziel besser verfolgt werden kann. Ein hoher Wert bedeutet,
daß die Information über die Zielposition öfter empfangen wird,
als für den Fall, daß Impulse mit niedrigen Werten der f PRF gesendet
werden. Andererseits schließt ein hoher PRF-Wert gemäß dem
Obigen einen kleinen eindeutigen Abstand bzw. Auffaßbereich ein,
was einschließen kann, daß ein reflektierter Impuls nicht angezeigt
werden kann und daß Vieldeutigkeit über den Zielabstand
auftreten kann. Diese beiden widerstreitenden bzw. widersprüchlichen
Forderungen bilden das Grundproblem für die Erfindung,
das beabsichtigt gelöst zu werden durch das vorgeschlagene Verfahren.
Eine Bedingung ist, daß die Zielentfernung zu Beginn bekannt
ist mit einer Genauigkeit gleich ±1/2 (ct/2), wobei t die
Länge des Abhörintervalls ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
für ein Verfolgungsradar zu schaffen, bei dem der
eindeutige Abstand größer ist als der Zielabstand, durch
Auswählen einer Serie von Impulsen mit unterschiedlichen
Trägerfrequenzen und mit einer bestimmten
Frequenzfolgefrequenz, die auf einem bekannten gemessenen
Zielabstand beruht. Wenn der Zielabstand zugenommen hat,
soll eine neue Serie von Impulsen mit einer anderen
Frequenzfolgefrequenz gewählt werden, um einen
vergrößerten eindeutigen Abstand zu erhalten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des
kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs gelöst.
Gemäß der Erfindung werden Radarimpulse gesendet, deren Trägerfrequenz
in einer an sich bekannten Weise von Impuls zu Impuls
variiert wird und in Übereinstimmung mit einer gewissen willkürlich
ausgewählten Verteilung. Die Anzahl der aus insgesamt N
zugänglichen ausgewählten Frequenzen M bildet eine Impulsfolge
mit einer gewissen Zeitdauer entsprechend einem gewissen tatsächlichen
Zielabstand, der von Anfang an bekannt ist. Man erhält
dann einen gewissen Vieldeutigkeitsbereich, der größer ist
als der Zielabstand und definiert ist als die Zeit zwischen zwei
gesendeten Impulsen mit derselben Trägerfrequenz multipliziert
mit dem Faktor c/2. Die Impulsfolgen werden eine nach der anderen
mit einer gewissen Frequenz, der sogenannten Frequenzfolgefrequenz
f FRF , gesendet. Wenn sich das Ziel so weit bewegt hat,
daß die Zeit zwischen den Impulsen mit der gleichen Trägerfrequenz
nicht ausreicht zur Erlangung einer eindeutigen Abstandsbestimmung,
so wird eine neue Impulsfolge ausgewählt mit einer größeren
Anzahl von Trägerfrequenzen M N, die Frequenzfolgefrequenz
wird reduziert, und man erhält einen größeren Eindeutigkeitsbereich
(c/2f FRF ).
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der
Zeichnungen näher erläutert, worin
Fig. 1 gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren eine Darstellung
von gesendeten Radarimpulsen zu verschiedenen Zeitpunkten und
mit verschiedenen Frequenzen zeigt,
Fig. 2-4 gesendete und empfangene Radarimpulse in Übereinstimmung
mit dem Verfahren schematisch zeigen,
Fig. 5 ein Blockdiagramm des Sender-Empfängerteiles eines Verfolgungsradars,
das das erfindungsgemäße Verfahren benutzt,
zeigt,
Fig. 6 die von bzw. zu dem Sender-Empfängerteil gesendeten bzw.
empfangenen Impulse bei verschiedenen Zielpositionen gemäß
Fig. 5 zeigt.
Fig. 1 stellt ein Diagramm dar, das eine Anzahl M gesendeter
Radarimpulse P 1, P 2, . . . PM zeigt. Jeder Impuls besitzt eine
Länge τ, eine Trägerfrequenz f₁, f₂, . . . f M , die gegenseitig
verschieden sind. Die Periode, d. h. die Zeit zwischen zwei Impulsen
mit der gleichen Trägerfrequenz wird mit T bezeichnet. Die
Zeit zwischen dem Senden zweier Impulse mit verschiedenen Frequenzen,
z. B. f₁ und f₂, wird mit t bezeichnet, das Hör- bzw.
Abhörintervall wird mit t-τ=t bezeichnet. In Fig. 1 ist die
Impulszeit τ zur besseren Klarheit übertrieben bzw. vergrößert
dargestellt. Das Abhörintervall bildet das Zeitintervall, in dem
ein vom Ziel reflektierter Sendeimpuls mit bestimmter Frequenz
empfangen und korrekt angezeigt werden kann zur Messung beispielsweise
des Zielabstandes. Außerdem gilt, daß die Impulsfolgefrequenz
bzw. die Pulsfrequenz f PRF=1/t ist und die sogenannte
Frequenzfolgefrequenz, die die Frequenz anzeigt, mit der Impulse
mit der gleichen Trägerfrequenz frühestens zurückkehren, gleich
f FRF=1/T ist.
Es ist seit kurzem in Pulsradarsystemen bekannt, die Trägerfrequenz
von einem gesendeten Radarimpuls zu einem anderen zu verändern.
Die PRT des Radars wird jedoch in einem solchen System
so ausgewählt, daß man ein ausreichendes Abhörintervall t- τ
erhält, damit das Echo von beispielsweise dem Impuls P 1 (Frequenz
f₁) rechtzeitig von dem Ziel zum Radarempfänger zurückkehrt,
bevor der nächste Impuls P 2 (Frequenz f₂) gesendet wird.
Die Impulsfolgefrequenz f PRF muß daher der vorliegenden Zielentfernung
angepaßt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Radarimpulse genauso wie
in bekannten Systemen mit gegenseitig ungleicher Frequenz gesendet,
aber mit einer derart hohen Pulsfrequenz f PRF , daß nur ein
gewisser Teil der Zielentfernung, die sogenannte Abstandsapertur
c/2f PRF angezeigt wird, die zu einer bekannten Zielposition
gehört, d. h., das Verfahren ist nur in einem Verfolgungsradar anwendbar.
Zuerst wird in dem Radar eine grobe Abschätzung des Zielabstandes
durchgeführt, z. B. in bekannter Weise durch eine beliebige Bestimmungsart.
Dann erhält man einen Wert = R₀. Danach wird aus der
Frequenzfolgefrequenz f FRF ein bestimmter Wert so ausgewählt, daß
gilt
c/2f FRF < R₀ , (1)
d. h.
was anzeigt,
daß der eindeutige Abstand größer sein muß als der aufgrund des
Zielabstandes R₀ abgeschätzte Wert. Die Auswahl von M verschiedenen
Frequenzen, die periodisch wiederholt werden und in gleicher
Weise eine Anzahl von Pulsfolgen definieren, wobei jede Folge M
verschiedene Frequenzen enthält und mit der Frequenz f FRF wiederholt
wird.
Der Zeitabstand t zwischen zwei Impulsen mit unterschiedlicher
Frequenz, die aufeinanderfolgen, bestimmt einen gewissen PRF-Wert
f PRF , der konstant sein soll mit der Ausnahme, die weiter unten
behandelt werden wird. Der kleinste Zeitabstand zwischen zwei Impulsen,
die die gleiche Frequenz haben, bestimmt bzw. definiert
die Frequenzfolgefrequenz f PRF .
Es wird beabsichtigt, das erfindungsgemäße Verfahren in einem
Verfolgungsradar, d. h. einem Radar, das, nachdem ein bestimmtes
Ziel angezeigt wird, d. h. die Zielentfernung bekannt ist, dem
Ziel folgen wird, zu benutzen. Das Radar wird dann Impulse aussenden
mit fester Impulslänge τ und mit stetig veränderbarer PRF.
Ferner müssen in dem Radar N feste Frequenzen verfügbar sein,
und M muß sein, wobei M die Anzahl der beim Folgen gesendeten
Frequenzen darstellt. Wie später ausführlicher beschrieben werden
wird, gibt es eine Steuerschaltung zur Berechnung bestimmter
Bedingungen und um die Steuersignale zu den Sendern und Empfängern
zu geben.
Es wird angenommen, daß das Radar ein bestimmtes Ziel eingefangen
und eine grobe Abschätzung der Zielentfernung R₀ durchgeführt hat.
Die Frequenzfolgefrequenz f FRF wird daraufhin so ausgewählt, daß
die Bedingung
c/2f FRF < R₀ (1)
erfüllt ist.
Ein gewisses kleinstes Abhörsignal tm zwischen zwei gesendeten
Impulsen wird bestimmt, und der Wert von tm wird unter Berücksichtigung
eines gewissen Zeitverlustes ausgewählt, wie der Frequenzumsetzzeit
und der Erholungszeit für den Empfänger. Die Anzahl
der ausgewählten Frequenzen M N wird so bestimmt, daß gilt
Mt m 1/f FRF , (2)
wobei
R₀ < c Mt m/2 c/2f FRF .
Die Bedingung (1) besagt, daß man für einen gewissen ausgewählten
Wert von f FRF einen gewissen eindeutigen Abstand c/2f FRF (im
allgemeinen gültig für einen Impulsradar) erhält. Für einen bestimmten
Zielabstand gilt infolgedessen, daß f FRF einen solchen
Wert aufweist, daß dieser eindeutige Abstand erfüllt sein kann
für den gemessenen Zielabstand R₀. Die Bedingung (2) begrenzt
den Wert der Anzahl der ausgewählten Frequenzen M. Eine dritte Bedingung
ist, daß sich das Ziel in einer Abstandsapertur befindet,
d. h. daß für einige ganze n gilt
wobei ε ein Maß der Zeitspanne
für einen Echoimpuls bestimmt, bis ein neuer Wert von M ausgewählt
wird.
Der Faktor 1/Mf FRF bestimmt die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Radarimpulsen mit unterschiedlicher Frequenz. Der
Faktor n gibt die Anzahl der Impulse an, die gesendet werden
zwischen einem bestimmten Sendeimpuls (der nicht gezählt wird)
und bis das Zielecho des Sendeimpulses empfangen wird. Der Faktor
n/Mf FRF gibt dann die Zeit an für die gesendeten und reflektierten
Impulse, der Faktor (τ+ε) < Abhörintervall wird zu
dieser Zeit hinzuaddiert. Fig. 2 zeigt schematisch und in
verkleinertem Maßstab das Senden und Empfangen von Impulsen mit
gegenseitig verschiedenen Frequenzen innerhalb einer Pulsfolge.
Der obere Teil in Fig. 2 zeigt den Sendezeitpunkt, an dem der
Sendeimpuls mit der Frequenz f₁ die Antenne A verläßt, und von
dem Impuls mit der Frequenz f₄ wird angenommen, daß er ein Ziel m
erreicht hat. Der untere Teil zeigt das Empfangen eines Echoimpulses
mit der Frequenz f₇ während des Zeitintervalls T 1- τ
zwischen zwei Sendeimpulsen. In Fig. 2 korrespondiert n=6 zu
der Impulszahl während der Zeit, die vergeht vom Aussenden des
Impulses mit der Frequenz f₁ bis zum Empfangen des Impulses mit
der Frequenz f₇.
In Fig. 3a wird ein Zeitdiagramm der Sende- und Empfangsimpulse
gezeigt von bzw. zu dem Antennensystem des Radars. Das Diagramm
zeigt die Position der gesendeten Impulse und der empfangenen
Echoimpulse zu den Zeiten t₀, t₀+t, t₀+2t usw. an, tr bestimmt
den Referenzpunkt der Zeit (angezeigt durch eine gestrichelte
Linie) und gibt die Zeit an, damit, wenn die gesendeten
und empfangenen Impulse nicht koinzidieren müssen, der Nachweis
in dem Empfänger möglich ist. Zur Zeit t₀ (Fig. 3a) ist die Zeitposition
für die gesendeten Impulse so, daß der Impuls mit der
Frequenz f₁ gerade gesendet werden soll, nachdem die Impulse mit
den Frequenzen f₂, f₃ . . . f₅ usw. gesendet worden sind. Es wird
angenommen, daß zur gleichen Zeit (t₀) der Empfängerpuls mit der
Frequenz f₁₃ abwechselnd die Antenne erreicht und in dem Empfänger
angezeigt wird, bevor die empfangenen Impulse mit den Frequenzen
f₁₂, f₁₁ usw. ankommen. Die Sendeimpulse mit den Frequenzen
f₁ . . . f₅ usw. haben eine konstante PRF, d. h., das Zeitintervall
t ist konstant. Für die Sendeimpulse mit der Frequenz
f₁₃, . . . wird angenommen, daß sich das Ziel mit konstanter Geschwindigkeit
entfernt, so daß, wenn der Zeitabstand zwischen
beispielsweise dem Impuls f₁₃ und f₁₂ gleich t+Δ t ist, der
korrespondierende Zeitabstand zwischen den Impulsen f₁₂ und F₁₁
t+2Δ t usw. ist. Beim Anzeigen während des Zeitintervalls t-
ist der Empfänger auf die Frequenz f₁₄ abgestimmt, die angezeigt
wird, und ein Wert des Zielabstandes R 1 kann bestimmt werden,
da der Zeitpunkt für das Senden des Impulses f₁₄ bekannt ist.
Zur Zeit t 0+t (siehe Fig. 3b) ist gerade der Impuls f₁₆ gesendet
worden, und der Empfänger ist so abgestimmt worden, daß der
Impuls f₁₃ während eines neuen Zeitintervalls t-t angezeigt
werden kann, ein neuer Wert R 2 wird auf dem Zielabstand erhalten.
Zur Zeit t₀+2t (siehe Fig. 3c) wird der Impuls f₁₅ gesendet,
aber gleichzeitig kommt der empfangene Impuls f₁₂ an, was
einschließt, daß das Empfangen und Senden gleichzeitig auftritt.
Hiermit wird das Sendebild unterbrochen, und eine neue Abschätzung
von f FRF und M wird durchgeführt mittels des aktuellen Wertes
des Zielabstandes und gemäß der Bedingung (1)-(3). Alternativ
dazu kann eine Änderung der Pulsfolgefrequenz f PRF ausgeführt
werden. Die Änderung in f FRF und M wird in der Praxis mit niedriger
Frequenz auftreten, wenn die Abstandsapertur nicht zu
klein ist (z. B. mindestens 100 m), da die tatsächlichen Zielgeschwindigkeiten
beispielsweise unter 1000 m/s liegen. Mit den
als Beispiel angegebenen Werten wird die Frequenz, um f FRF und M
auf den neuesten Stand zu bringen, kleiner als 10 Hz. Dies kann
angesehen werden, eine vernachlässigbare Störung der Radarfunktion
einzuschließen, falls f PRF größer als beispielsweise 1 kHz
ist.
Wenn die gemessene Zielentfernung sich einem Wert R=Rk nähert,
so daß die Ungleichung (1) nicht länger erfüllt ist, tritt nicht
länger ein eindeutiger Nachweis der empfangenen Impulse auf.
Fig. 4 beabsichtigt diesen Fall darzustellen. In Fig. 4a ist
der Sendeimpuls f₁ gerade gesendet worden, und der zu dem Sendeimpuls
f₁₆ korrespondierende Empfangssignale f₁₆ innerhalb der
gleichen Pulsfolge ist dabei, anzukommen und angezeigt zu werden.
Diese Anzeige wird korrekt sein, weil der Empfangsimpuls
f₁₆ eindeutig zum Zielabstand korrespondiert, wenn angenommen
wird, daß alle Frequenzen in einer Pulsfolge f₁, . . ., f₁₆ gesendet
und reflektiert worden sind. In Fig. 4b, welche die Situation
zu der Zeit t₀+t darstellt, wird wiederum ein Sendeimpuls
f₁₆ in einer neuen Pulsfolge f₁, . . ., f₁₆ gesendet, und der
Empfangsimpuls f₁₅ kommt an. Der zuvor empfangene Impuls f₁₆
gibt dann einen eindeutigen und korrekten Wert der Zielentfernung
R. Zur Zeit t₀+2t zeigt jedoch Fig. 4c, daß Zeit existiert
für den Sendeimpuls f₁₅, in einer neuen Pulsfolge gesendet
zu werden, bevor der Empfangsimpuls f₁₅ in der vorhergehenden
Folge empfangen worden ist, und daß ein Nachweis des Zielabstandes
gegeben ist. Der Empfangsimpuls f₁₅ liefert daher einen falschen
Wert der Zielentfernung, der zu klein sein wird. Der Sendeimpuls
f₁₅ sollte daher verworfen und eine neue Folge mit einer
größeren Anzahl von Frequenzen sollte gestartet werden, beispielsweise
eine Folge f₃₂, f₃₁, . . . Sogar in diesem Fall wird
das Sendungsbild unterbrochen werden, und eine neue Abschätzung
von f FRF und M wird gemäß dem Obenstehenden ausgeführt.
Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm des Sender-Empfängerteiles in
einem Verfolgungsradar, welches das Verfahren gemäß der Erfindung
benutzt. Die Antenneneinheit A des Radars kann beispielsweise
aus einer festen, ungerichteten Strahlungsantenne bestehen, die
an einem Duplexer SM angeschlossen ist, bestehend aus einem Zirkulator.
An den Duplexer ist in an sich bekannter Weise angeschlossen eine
Sendeeinheit S und ein Mischer B, dessen Ausgang an den Zwischenfrequenzverstärker
MF angeschlossen ist. Ein Empfangsoszillator
LO ist an den Mischer B angeschlossen und sendet ein Signal, dessen
Frequenz die Summe einer ausgewählten Zwischenfrequenz f MF
bestimmt, und eine Hochfrequenz f k . Eine Steuereinheit SE ist an
die Sendeeinheit S und den Empfangsoszillator LO angeschlossen,
um gewisse bestimmte Spannungspegel v 1, v 2, . . . vM als Steuersignale
zu liefern. Weiterhin ist eine Signalverarbeitungseinheit
SB an die Steuereinheit SE und den Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers
MF angeschlossen, um aus den ankommenden Zielechoimpulsen
die Zielentfernung R auszurechnen. Die in Fig. 5 dargestellten
Einheiten korrespondieren zu denen in einem konventionellen
nichtkohärenten Impulsradar mit Ausnahme der Steuereinheit
SE und der Sendereinheit S zusammen mit dem Empfangsoszillator
LO, wobei die beiden zuletzt genannten Einheiten anders
entworfen wurden, aber im Prinzip die gleiche Funktion
haben wie in einem konventionellen Impulsradar, wie z. B. Barton,
Seiten 383-384, zu entnehmen ist.
Die Sendereinheit S kann beispielsweise aus einem Spannungsregeloszillator,
einem sogenannten VCO einer an sich bekannten Art,
der die Steuersignale v 1, v 2, . . . von der Steuereinheit SE erhält,
bestehen. Die Sendeeinheit S liefert impulsgeformte Sendesignale
mit der Pulsfrequenz f PRF und der Pulslänge τ, die
Trägerfrequenz jedes der Impulse ist gegenseitig unterschiedlich
und wird bestimmt durch die ankommenden Pegel v 1, v 2, . . . vM.
Die Synchronisation und die korrekte Impulslänge werden in an
sich bekannter Weise erreicht durch Synchronisationsimpulse von
der Steuereinheit SE. Daher wird eine M Frequenzen fn (n=1, 2,
. . ., M) enthaltende Impulsfolge an den Duplexer geliefert, die
Trägerfrequenz wird von einem Impuls zum anderen verändert gemäß
eines ausgewählten, oben beschriebenen Bildes, im Vergleich
zu Fig. 2. Zur Synchronisation kann die Sendereinheit beispielsweise
eine nichtdargestellte Gatterschaltung enthalten, die durch
die Impulse mit der Länge t und der Pulsfolgefrequenz f PRF gesteuert
wird.
Der Empfangsoszillator LO besteht, ähnlich wie die Empfängereinheit
S, aus beispielsweise einem Spannungsregeloszillator, VCO,
welcher an den Mischer impulsgeformte Signale mit den Frequenzen
f MF+f k liefert, wobei f MF die ausgewählte Zwischenfrequenz ist
und wobei k eine ganze Zahl ≷n ist, welche zu Beginn jeder Pulsfolge
in der Steuereinheit SE ausgewählt wird in Abhängigkeit
von der Anzahl M ausgewählter Frequenzen fn (n=1, 2, . . ., m)
und dem errechneten Zielabstand R.
Die Fig. 6a-6c zeigen zu verschiedenen Zeiten t₀, t₀+t,
t₀+2k die Ordnungszahlen n und k für die Trägerfrequenz
(bzw. fn und fk) der gesendeten bzw. empfangenen Impulse. Zur
Zeit t₀ wird gemäß der Fig. 6a die Frequenz f₂ (n=2) gesendet,
und der Impuls mit der Frequenz f₈ wird gerade an dem Ziel
(gestrichelte Linie) reflektiert. Die Impulse mit den Frequenzen
f₉-f₁₄ stellen Echoimpulse dar, und der Impuls mit der Frequenz
f₁₄ wird gerade empfangen und angezeigt. Der Empfangsoszillator
LO gemäß Fig. 5 wird auf diese Weise ein Signal mit der Frequenz
f MF+f₁₄ (k=14) liefern. Zur Zeit t₀+t wird ein Impuls mit
der Frequenz f₁ (n=1) gesendet, und ein Echoimpuls mit der
Frequenz f₁₃ wird empfangen, weshalb die Frequenz des Empfangsoszillators
f MF+f₁₃ sein sollte. Zur Zeit t₀+2t (Fig. 6c)
wird eine neue Folge von Sendeimpulsen gestartet, beginnend mit
dem Sendeimpuls mit der Trägerfrequenz f₁₆ (M=16), während
der Empfangsoszillator ein Signal f MF+f₁₂ liefert, das mit
dem Sendeimpuls mit der Frequenz f₁₂ der vorhergehenden Folge
korrespondiert. In dem Beispiel gemäß der Fig. 6a-6c wird angenommen,
daß die Zielgeschwindigkeit im Vergleich zur Pulsfolgefrequenz
f PRF zu klein ist, daß für das Ziel keine Zeit existiert,
die es ermöglicht, sich außerhalb des Abhörintervalls
1/f PRF zu bewegen während der Zeit, in der eine Impulsfolge
f₁, . . ., f₁₆ gesendet und empfangen wird.
Die zu Beginn errechnete Zielentfernung R₀ wird an die Steuereinheit
SE geliefert. Diese errechnet unter Führung dieses Wertes
und gemäß der Bedingung (1), (2) und (3) oben zuerst einen
Wert der Frequenzfolgefrequenz f FRF und danach die Anzahl der
Trägerfrequenzen M. In der Steuereinheit ist eine Anzahl von
Tabellen gespeichert, wobei jejde Tabelle eine Anzahl von Frequenzen
enthält, z. B. M 1, . . ., Mj N, wobei die Zahl Mj abhängt von
einem bestimmten Zielabstand Rj. Nach der Auswahl bestimmter Tabellen,
die, korrespondierend zu der Zielentfernung Rj (j=0
zu Beginn), die Frequenzen f₁, f₂, . . ., f Mj enthalten, liefert
die Steuereinheit SE die Spannungspegel v 1, . . ., vMj und die
Pegel u 1, . . ., uMj an die Empfängereinheit S bzw. an den
Empfangsoszillator LO. Danach wird eine Berechnung durchgeführt
der Änderung Δ R in dem Zielabstand von dem Ausgangswert R₀. Am
Ende jeder Pulsfolge wird festgestellt, ob der neue Wert Rj so
geartet ist, daß die gleiche Pulsfolge noch einmal gesendet
werden kann, eine Berechnung eines neuen Rj wird ausgeführt.
Falls dieser neue Wert mit Bezug auf den ausgewählten Wert von
1/f FRF zu groß ist, wird aus einer Tabelle eine neue Pulsfolge
ausgewählt, die eine größere Anzahl von Trägerfrequenzen
f₁, . . ., f Mj als die vorhergehende Folge enthält.
Das vorgeschlagene Verfahren liefert die folgenden Vorteile:
Hohe Auflösung kann mit kurzer Pulslänge (τ) erreicht werden,
die, kombiniert mit einer hohen PRF, eine hohe Datenrate und
einen hohen Arbeitsfaktor ergibt. Dies ist ein Vorteil speziell
von Halbleitersendern.
Der Frequenzschift in den Trägerfrequenzen (sie sogenannte Frequenzagilität)
ergibt Flimmerreduktion im Feuerleitradar und
verbesserte Störsenderfestigkeit. Schmalbandstörung von anderen
Objekten als dem Ziel ist praktisch unmöglich, weil die wirklich
empfangene Frequenz für diese Objekte unbekannt ist.
Niedriger Impulseffekt ist möglich, wenn der Arbeitsfaktor hoch
ist. Außerdem ist, beruhend auf dem Frequenzschift, ein ausgedehntes
Frequenzspektrum gegeben. Diese Eigenschaften ergeben
ein relativ "ruhiges" Radar. Außerdem erhält man, beruhend auf
dem Frequenzschift, ähnlich wie bei den in der Einleitung erwähnten
bekannten Radarsystemen, keine Störung von nahegelegenen
Reflektionen, wie z. B. unerwünschten Bodenechos.
Claims (1)
- Verfahren für ein Verfolgungsradar zur Ermittlung eines großen eindeutigen Abstandes für ein angezeigtes Ziel, in dem Radarimpulse in einer Folge mit einer hohen Impulsfolgefrequenz (f PRF), einer bestimmten Impulslänge (τ) und einem Abhörintervall (t-τ) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen gesendet werden, die Trägerfrequenz von einem Impuls zu dem nächstfolgenden in ein und derselben Folge variiert, aber in der gleichen Ordnung von einer Folge zur nächstfolgenden so wiedererscheint, daß für eine gewisse Folge insgesamt M Frequenzen auftreten, wobei die Anzahl M so ausgewählt wird, daß M · t m1/f FRF gilt, und wobei t m der kleinste Wert des Abhörintervalls (t-τ) und f FRF die Frequenz ist, mit der die Pulsfolge wiederholt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
- (a) der angezeigte Zielabstand in an sich bekannter Weise mit einer Genauigkeit gemessen wird, die wenigstens zur Hälfte eines Abhörintervalls (t-τ) korrespondiert und ein Anfangswert R₀ erhalten wird,
- (b) ein bestimmter Wert der Frequenzfolgefrequenz f FRF so ausgewählt wird, daß die Bedingung c/2f FRF<R₀ erfüllt ist,
- (c) nachdem eine oder mehrere Impulsfolgen gesendet worden sind und die korrespondierenden Zielechoimpulse zu einer bestimmten Impulsfolge gehören, die empfangen worden ist, eine neue Messung des Zielabstandes so ausgeführt wird, daß ein neuer Wert R₁ erhalten wird, falls die gemessene Entfernung R₁<Rk ist, wobei Rk der höchste Wert ist, für den c/2f FRF<Rk gilt, eine neue Folge mit der gleichen Anzahl M Frequenzen und der gleichen Ordnung wie früher gesendet wird, während, falls R₁<RK ist, eine neue Impulsfolge mit einer größeren Anzahl M₁<M Frequenzen, korrespondierend zu einem niedrigeren Wert der Frequenz f FRF , gesendet wird, und
- (d) die Anzahl M Frequenzen einer Impulsfolge und der Wert der Frequenz f FRF so ausgewählt werden, daß für jedes ganze n gilt n/Mf FRF + τ + ε = 2 R₀/c ,wobei ε<0 eine Messung der Zeitspanne für einen ankommenden Zielechoimpuls zu dem nächsten gesendeten Radarimpuls darstellt und n die Anzahl von Impulsen darstellt, die während der Zeit gesendet werden, die von einem Sendeimpuls vergeht, bis das Echo dieses Sendeimpulses empfangen wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE7903653A SE418018B (sv) | 1979-04-25 | 1979-04-25 | Forfarande att i en foljeradar astadkomma stort entydighetsavstand for detekterade mal medelst radarpulser med hog repetitionsfrekvens |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3041465A1 DE3041465A1 (en) | 1982-02-18 |
DE3041465C2 true DE3041465C2 (de) | 1989-09-14 |
Family
ID=20337904
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE803041465A Granted DE3041465A1 (en) | 1979-04-25 | 1980-04-23 | A method in a tracking radar to attain a large unambiguous range for detected targets by means of radar pulses with high repetition frequency |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4375641A (de) |
JP (1) | JPH0131153B2 (de) |
CH (1) | CH651938A5 (de) |
DE (1) | DE3041465A1 (de) |
FR (1) | FR2455290A1 (de) |
GB (1) | GB2072990B (de) |
IT (1) | IT1209210B (de) |
NL (1) | NL189624C (de) |
SE (1) | SE418018B (de) |
WO (1) | WO1980002325A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3218246A1 (de) * | 1981-05-15 | 1988-01-28 | Thomson Csf | Verfahren zum beseitigen der entfernungsmehrdeutigkeit in einem puls-doppler-radargeraet und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens sowie radargeraet mit einer solchen anordnung |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6184820B1 (en) * | 1984-11-29 | 2001-02-06 | Lockheed Martin Corp. | Coherent pulse radar system |
DE3540717A1 (de) * | 1985-11-16 | 1987-05-21 | Licentia Gmbh | Verfahren zur entfernungsmessung bei einem pulsradar hoher pulsfolgefrequenz |
IT1206287B (it) * | 1987-05-26 | 1989-04-14 | Selenia Ind Elettroniche | La detezione e il riconoscimento di radar con agilita' di frequenza da bersagli di traccia multipla impulso a impulso, utilizzato per |
DE3800800A1 (de) * | 1988-01-14 | 1989-08-03 | Honeywell Regelsysteme Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur abstandsmessung |
DE3806847A1 (de) * | 1988-03-03 | 1989-09-14 | Bosch Gmbh Robert | Abstandsmesseinrichtung zur beruehrungslosen abstandsmessung |
US4894660A (en) * | 1988-10-12 | 1990-01-16 | General Electric Company | Range sidelobe reduction by aperiodic swept-frequency subpulses |
US5347283A (en) * | 1989-06-14 | 1994-09-13 | Hughes Aircraft Company | Frequency agile radar |
GB2298538B (en) * | 1990-02-28 | 1997-03-19 | Marconi Gec Ltd | Radar system |
NL9101459A (nl) * | 1991-08-29 | 1993-03-16 | Hollandse Signaalapparaten Bv | Radarapparaat. |
DE4244608C2 (de) * | 1992-12-31 | 1997-03-06 | Volkswagen Ag | Mittels eines Computers durchgeführtes Radarverfahren zur Messung von Abständen und Relativgeschwindigkeiten zwischen einem Fahrzeug und vor ihm befindlichen Hindernissen |
NL1012373C2 (nl) * | 1999-06-17 | 2000-12-19 | Hollandse Signaalapparaten Bv | Radarapparaat. |
WO2004070873A1 (en) * | 2003-02-03 | 2004-08-19 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | A method for controlling a radar antenna |
US7151483B2 (en) * | 2004-05-03 | 2006-12-19 | Raytheon Company | System and method for concurrent operation of multiple radar or active sonar systems on a common frequency |
US20070152872A1 (en) * | 2005-12-30 | 2007-07-05 | Woodington Walter G | Reducing undesirable coupling of signal(s) between two or more signal paths in a radar system |
RU2470319C1 (ru) * | 2011-06-29 | 2012-12-20 | ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НИИ измерительных приборов-Новосибирский завод имени Коминтерна" /ОАО "НПО НИИИП-НЗиК" | Способ обнаружения и сопровождения цели |
US9057785B1 (en) | 2014-05-29 | 2015-06-16 | Robert W. Lee | Radar operation with increased doppler capability |
CN111562572B (zh) * | 2020-05-07 | 2023-07-07 | 中国人民解放军63791部队 | 一种用于脉冲雷达盲区捕获的方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3324469A (en) * | 1956-05-25 | 1967-06-06 | Hughes Aircraft Co | Frequency diversity radar ranging system |
US3383686A (en) * | 1967-01-30 | 1968-05-14 | Navy Usa | Diverse frequency echo detection system with doppler frequency coherence |
US3883871A (en) * | 1973-03-12 | 1975-05-13 | Randolph G Moore | Method and modulation system for ambiguity reduction in pulsed radar |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3046547A (en) * | 1956-11-23 | 1962-07-24 | Hughes Aircraft Co | Two-pulse mti radar system |
US3715753A (en) * | 1964-05-13 | 1973-02-06 | Gen Electric | Coherent range and length resolution |
FR2220797B1 (de) * | 1973-03-06 | 1977-09-02 | Thomson Csf |
-
1979
- 1979-04-25 SE SE7903653A patent/SE418018B/sv not_active IP Right Cessation
-
1980
- 1980-04-23 NL NLAANVRAGE8020158,A patent/NL189624C/xx not_active IP Right Cessation
- 1980-04-23 US US06/227,081 patent/US4375641A/en not_active Expired - Fee Related
- 1980-04-23 GB GB8113281A patent/GB2072990B/en not_active Expired
- 1980-04-23 DE DE803041465A patent/DE3041465A1/de active Granted
- 1980-04-23 WO PCT/SE1980/000122 patent/WO1980002325A1/en active Application Filing
- 1980-04-23 CH CH9488/80A patent/CH651938A5/de not_active IP Right Cessation
- 1980-04-23 JP JP55500981A patent/JPH0131153B2/ja not_active Expired
- 1980-04-24 FR FR8009237A patent/FR2455290A1/fr active Granted
- 1980-04-24 IT IT8021628A patent/IT1209210B/it active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3324469A (en) * | 1956-05-25 | 1967-06-06 | Hughes Aircraft Co | Frequency diversity radar ranging system |
US3383686A (en) * | 1967-01-30 | 1968-05-14 | Navy Usa | Diverse frequency echo detection system with doppler frequency coherence |
US3883871A (en) * | 1973-03-12 | 1975-05-13 | Randolph G Moore | Method and modulation system for ambiguity reduction in pulsed radar |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3218246A1 (de) * | 1981-05-15 | 1988-01-28 | Thomson Csf | Verfahren zum beseitigen der entfernungsmehrdeutigkeit in einem puls-doppler-radargeraet und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens sowie radargeraet mit einer solchen anordnung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL189624B (nl) | 1993-01-04 |
NL8020158A (nl) | 1981-08-03 |
FR2455290A1 (fr) | 1980-11-21 |
SE7903653L (sv) | 1980-10-26 |
FR2455290B1 (de) | 1984-06-29 |
JPH0131153B2 (de) | 1989-06-23 |
CH651938A5 (de) | 1985-10-15 |
NL189624C (nl) | 1993-06-01 |
GB2072990B (en) | 1983-06-15 |
US4375641A (en) | 1983-03-01 |
IT1209210B (it) | 1989-07-16 |
IT8021628A0 (it) | 1980-04-24 |
DE3041465A1 (en) | 1982-02-18 |
WO1980002325A1 (en) | 1980-10-30 |
GB2072990A (en) | 1981-10-07 |
JPS56500508A (de) | 1981-04-16 |
SE418018B (sv) | 1981-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3041465C2 (de) | ||
DE2410500C3 (de) | Pulsradarsystem linear zeitverknüpfter Tragerfrequenz mit hohem Entfernungsauflösungsvermögen | |
EP3014297B1 (de) | Winkelauflösender fmcw-radarsensor | |
DE3107444C2 (de) | Hochauflösendes kohärentes Pulsradar | |
DE2405653C3 (de) | Vorrichtung zur Lageermittlung einer vorbestimmten Schwingungsperiode eines Schwingungsimpulses | |
DE2348458C2 (de) | Radarsystem zur Messung der Entfernung von relativ dazu bewegten Zielen | |
DE3787015T2 (de) | Im frequenzbereich wirkendes impulsraffungsradargerät zur störechobeseitigung. | |
DE2235209C2 (de) | Sekundärradar-Funkortungssystem | |
WO1994016340A1 (de) | Computerisiertes radarverfahren zur messung von abständen und relativgeschwindigkeiten zwischen einem fahrzeug und vor ihm befindlichen hindernissen | |
DE102017105783B4 (de) | Verfahren zum Bestimmen eines Abstandes und einer Geschwindigkeit eines Objektes | |
EP1864155A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur abstands- und relativgeschwindigkeitsmessung mehrerer objekte | |
DE1085930B (de) | Einrichtung zur Erhoehung der Genauigkeit bei der Richtungsbestimmung eines Impuls-Radargeraetes mit umlaufendem Abtaststrahl | |
DE3887745T2 (de) | Radargerät unter Verwendung von verschiedener Arten von Impulsen. | |
DE19750742A1 (de) | Verfahren zur Detektion eines Zieles mittels einer HPRF-Radaranlage | |
DE2133497C3 (de) | Verfahren und Anordnung zur Korre lations Entfernungsmessung mittels einer pseudostochastischen Impulsfolge | |
DE2723355A1 (de) | Verfahren zum auswerten von radarimpulsen | |
DE2133395B2 (de) | Einrichtung zur Kompensation deer Eigenbewegung einer kohärenten Impuls-Doppler-Radaranlage | |
DE2429072C3 (de) | Impuls-Doppler-Radargerät | |
DE3041459A1 (en) | Mti-filter in a tracking radar receiver | |
EP2465310B1 (de) | Verfahren und anordnung zur laufzeitmessung eines signals zwischen zwei stationen der anordnung | |
DE2250974A1 (de) | Vorrichtung zum bestimmen der zeitspanne bis zu einer moeglichen kollision | |
DE2260046B2 (de) | Zielübernahmeschaltung für ein aus Rundsuch- und Verfolgungsradar aufgebautes Radarsystem | |
DE2438837A1 (de) | Verfahren und einrichtung zum beseitigen von echosignalen | |
DE2061129C3 (de) | Zielobjekt-Auswerter für Impuls-Radaranlage | |
DE69009584T2 (de) | Verfahren und Gerät zur Spektralanalyse mit hoher Auflösung für nichtstationäre Signale in einem elektromagnetischen Detektionssystem. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition |