DE2204096B2 - Puls-doppler-radargeraet mit zwei betriebsarten unterschiedlicher impulsdauer und mit entfernungskanaelen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Puls-Doppler-Radargerät mit zwei jeweils eine unterschiedliche Zeitdauer der Sendeimpulse aufweisende Betriebsarten unter Verwendung einer Anzahl η von Entfernungskanälen, die in der ersten Betriebsart nacheinander jeweils für bestimmte Zeiten ί 1 an den Eingangsieii des Radarempfängers angeschaltet werden und bei denen Dopplerfilter mit durch die Impulsfolgefrequenz bzw. den interessierenden Dopplerfrequenzbereich festgelegtem Bandpaßbereich (Bewegtzeichenfilter) zur Festzeichenunterdrückung vorgesehen sind.

Es ist bekannt, bei Puls-Doppler-Radargeräten mit Entfernungskanälen zu arbeiten, derart, daß nacheinander die einzelnen Entfernungskanäle an den vorangehenden Empfangsteil des Radaiempfängers für bestimmte Zeiträume angeschaltet werden. Die Dauer dieser Anschaltung legt die Entfernungsauflösung fest und steht in einem bestimmten Zusammenhang mit der Dauer der verwendeten Sendeimpulse. Die Auslegung der Radargeräte der vorbeschriebenen Art erfolgt so, daß für den Normalbetriebsfall die günstigste Entfernungsauflösung gegeben ist.

In manchen Fällen ist jedoch der Aufbau der vorbeschriebenen Radargeräte nicht ausreichend, um zu einer befriedigenden Erfaßbarkeit von Zielen zu gelangen. Dies ist einmal vor allem dann der Fall, wenn Ziele erfaßt werden sollen, die hart unter der Ansprechschwelle liegen, weil bei den breitbandigen Dopplerfiltern relativ starke Rauschanteile mit aufgenommen werden, welche die Erfaßbarkeit von sehr kleinen Bcwegtzielen beeinträchtigen. Eine weitere Schwierigkeit kann dann auftreten, wenn durch Fremdstörungen zusätzliche Energie über die breiten Durchlaßbereiche der Dopplerfilter zu den Entfernungskanälen weitergeleitet wird, wobei ebenfalls Bewegtziele überdeckt werden können.

Aus der USA-Patentschrift 34 04 399 ist es bekannt, bei einem Puls-Dopplcr-Radargerät Entfernungstore vorzusehen, wobei jedem Entfernungstor eine Reihe von Dopplerfiltern in der Art einer Filterbank zugeordnet sind. Durch die hierbei vorgenommene schmalbandigere Ausfilterung der Echosignale wird ein besserer Geräuschabstand erzielt.

Aus der USA-Patentschrift 32 71 762 ist ein Puls-Radargerät bekannt, welches im Empfangszweig mit zwei ^(l5 Schwellen für das Echosignal arbeitet (»sequential detector«). Hierbei wurde festgestellt, daß für die Zielernicht immer die gleiche Anzahl von Impulsen in eine Zielrichtung ausgesandt werden müssen, sondern vielfach eine geringere Zahl genüpt So kann z. B, wenn üblicherweise zehn Impulse in eine Richtung abgestrahlt werden, bereits nach zwei oder drei Impulsen das Vorhandensein oder Fehlen eines Zieles eindeutig feststehen. In diesem Fall unterdrückt eine Gatterschaltung die weitere Aussendung von Sendeimpulsen. Wegen der so entstehenden großen Pausen beim Sendesignal können die Sendeimpuise bei diesem P-adargerät von Haus aus zeitlich langer dauern, ohne daß es zu einer Überlastung des Radarsenders kommt Dieses Radargerät arbeitet somit gegenüber normalen Radargeräten mit langer dauernden Sendeimpulsen. Eine Änderung der Dauer der Sendeimpulse während der Betriebszeit ist jedoch nicht vorgesehen.

Aus der USA-Patentschrift 36 03 989 ist ein Radargerät bekannt, bei welchem der Radarempfänger zwei getrennte Empfangszweige aufweist. In dem ersten Empfangszweig, welcher der Groberfassung dient, ist ein entsprechendes Filter, ein Analog/Digital-Wandler und ein entsprechender Detektor vorgesehen. Im zweiten Empfangszweig sind die gleichen Elemente noch einmal vorhanden, jedoch mit einem entsprechend feineren Auflösungsvermögen. Ausgehend von der Überlegung, daß bei der Anwendung der sogenannten Sequential-Entdeckung (»sequential detection«) die Verwendung einer sehr großen Zahl von Entfernungstoren zu keinem großen Erfolg führt, sind die beide Detektoren im Empfangszweig (für die Grob- und Feinauflösung) unterschiedlich gewählt. Bei einer möglichen Betriebsart werden die beiden Empfangszweige gleichzeitig betrieben, d. h. es läuft die Grob- und Feinerfassung gleichzeitig ab. Hierzu können für die eine Erfassungsart lange Sendeimpulse und für die andere Erfassungsart kurze Sendeimpulse bei zwei verschiedenen Sendefrequenzen verwendet werden. In einer anderen Empfangsart wird zuerst mit Grob-Auflösung und dann mit Fein-Auflösung, also zeitlich nacheinander gearbeitet.

Da beim bekannten Stand der Technik zwei Empfangszweige für die Grob- und Feinerfassung vorgesehen sind, wird ein hoher Aufwand für die Ausführung dieser Art von Radargeräten benötigt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß jeder der beiden Empfangszweige in einer bestimmten Art und Weise aufgebaut ist und deshalb bezüglich seines Übertragungsverhältnisses nicht weiter geändert werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zweierlei Betriebsarten mit einem Radargerät zu realisieren, bei dem ein einziger Empfangszweig mit η Entfernungstoren vorgesehen ist, und dabei trotzdem die in der zweiten Betriebsart angestrebte höhere Auflösung unter Zuhilfenahme der bereits vorhandenen Entfernungstore zu erreichen. Gemäß der Erfindung, welche sich auf ein Puls-Doppler-Radargerät der eingangs genannten Art bezieht, wird dies dadurch erreicht, daß in der zweiten Betriebsart mit gegenüber der ersten Betriebsart vergrößerter Zeitdauer der Sendeimpulse eine Einschränkung der Entfernungsauflösung durch g- fl = ti (g > 1) längeres Anschalten zumindest eines Teils der η Entfernungskanäle der ersten Betriebsart an den Empfangsteil vorgesehen isl und daß bei der zweiten Betriebsart in jedem der durcr das längere Anschalten gebildeten EntfernungskanäU der zweiten Betriebsart in an sich bekannter Weis« mehrere schmalbandige Bandpässe vorgesehen sind deren Teildurchlaßbereiche aneinandergereiht etw; den Bandpaßbereich des Dopplerfilters ergeben.

Für den Normalbetrieb des Radargeräts, d. h. wem

ZZ Uft

keine Störungen vorhanden sind und nicht besondere Sorgfalt auf die Auffindung sehr kleiner Ziele verwendet werden muß, oder beim Suchbetrieb, kann das Radargerät in seiner ersten Betriebsart, also mit der großen Entfernungsauflösung und den breitbandigen Dopplerfiltern, betrieben werden. Sobald jedoch die Erfaßbarkeit sehr kleiner Ziele vergrößert oder Fremdstörungen bekämpft werden sollen, kann durch eine Einschränkung der Entfernungsauflösung mit einem Teil der bisher schon vorhandenen und benutzten Entfernungstort die Störungsunterdrückung verbessert und die Erfaßbarkeit von kleinen BewegtziJen günstiger gestaltet werden. Diese Entfernungstore sind somit sowohl im Normalbetrieb als auch im Betrieb mit erhöhter Erfaßbarkeit zu verwenden. Durch die schmalbandigen Bandpässe mit gegenüber dem Durchlaßbereich des Dopplerfilters nur kleinen Teildurchlaßbereichen ist der Anteil der Signalenergie eines Bewegtzieles gegenüber dem verbleibenden Rauschen oder Störanteilen relativ groß, und es kann am Ausgang des jeweiligen Filters mit größerer Sicherheit auf das Vorhandensein eines Ziels geschlossen werden, sofern das Ausgangssignal einen entsprechenden Schwellenwert überschreitet. Dabei wirkt es sich zusätzlich günstig aus, daß die Signalenergie der Echosignale vergrößert ist.

Die Erfindung sowie Weiterbildungen der Erfindung werden nachstehend an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Puls-Doppler-Radargerätes nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Teilausschnitt aus einem Puls-Doppler-Radargerät nach F i g. 1 mit abgeändertem Aufbau,

F i g. 3 ein Impuls-Zeitdiagramm,

F i g. 4 den Durchlaßbereich von Dopplerfiltern und schmalbandigen Bandpässen,

F i g. 5 Sende- und Empfangsimpulse mit Pulskompression.

In F i g. 1 ist die Antenne eines Radargeräts mit 1 bezeichnet. Hierfür kann eine rotierende Antennenan-Ordnung verwendet werden (Rundsuchradar) oder eine Antennenanordnung, bei der die Richtcharakteristik der Antenne elektronisch, z. B. durch Phasensteuerung, verändert ist (»Phased-Array«-Antenne). Der Antenne ist ein Sende-Empfangs-Schalter 2 nachgeschaltet, weleher von einem Taktgeber 3 gesteuert wird. Der Sendeteil des Radargeräts ist mit 4 bezeichnet. Im Empfangsfall ist an die Antenne 1 ein Mischer 5 angeschlossen, der mit einem Kohärenzoszillator 6 verbunden ist. Das kohärente demodulierte Videosignal gelangt zu einer weiteren Auswerteschaltung, wobei im Falle digitaler Auswerteschaltungen ein Analog-Digital-Wandler 7 vorzusehen ist. Das Radargerät weist eine Reihe von Entfernungskanälen K1 bis Kn auf, welche mittels einer Schalteinrichtung SE nacheinander für einen er-„ten Zeitraum 11 an den Empfangsteil des Radargeräts angeschlossen werden. Die Zeitdauer ί 1 der Anschaltung, während der also einer der Schalter S1 bis Sn der Schalteinrichtung SE geschlossen ist, legt die Entfernungsauflösung des Radargeräts fest Jeder Entfernungskanal enthält ein Dopplerfilter Dl bis Dn, eine erste Schwellenstufe W1 bis Wn, einen ersten Gleichrichter G1 bis Gn, ein Tiefpaßfilter (»post detection filter«) TP1 bis TPn sowie eine zweite Schwellenstufe Vl bis Vn. Ausgangsseitig werden die einzelnen Entfernungskanäle nacheinander in einer bestimmten Taktfolge mittels einer Schalteinrichtung SA abgefragt, und die so erhaltenen Signale gelangen zu einer Anzeige- oder Auswerteeinrichr.ung 9.

In vielen Fällen genügt die Erfaßbarkeit, welche mit den dargestellten Entferriungskanälen hinsichtlich der Frequenzlage der Signale bzw. des Rauschabstandes zu erzielen ist, nicht den jeweiligen Anforderungen. Dies gilt vor allem dann, wenn die Signalenergie sehr klein ist bzw. wenn Fremdstörungen auftreten. Es ist deshalb eine Übeirwachungs- und Steuerungseinrichtung 10 vorgesehen, welche bei Eintreten einer dieser vorstehend genannten Bedingungen eine Änderung der Arbeitsweise des dargestellten Puls-Doppler-Radargeräts veranlaßt. Diese zweite Betriebsart kann z. B. dann ausgelöst werden, wenn Signale auftreten, welche oberhalb eines bestimmten ernten Schwellenwertes w 1 der Schwellenstufen Wl bis Wn und unterhalb eines zweiten Schwellenwertes w2 dieser Schwellenstufen liegen. Der Schwellenwert w 1 liegt oberhalb des Rauschmittelwertes, so daß er von einzelnen Rauschspitzen und von schwachen Bewegtzielechosignalen überschritten wird. Es handelt sich dabei um Signale, welche nicht mit Sicherheit bei der zweiten Schwellenstufe Vl bis Vn zu einem Überschreiten des Schwellenwertes führen, d. h. möglicherweise um Bewegtziele, die so schwach sind, daß sie nicht mehr mit Sicherheit erfaßt werden können. Wenn dagegen durch ein Echosignal der Schwellenwert w 2 überschritten wird, ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß auch der Schwellenwert der Schwellenstufen Vl bis Vn überschritten und damit ein Bewegtziel erfaßt wird. Die Auflösung der zweiten Betriebsart kann auch dann erfolgen, wenn Fremdstörungen festgestellt werden, z. B. dadurch, daß eine ganze Reihe von Entfernungskanälen gleichzeitig belegt sind (breitbandige Rauschstörer). Diese Meldung gelangt, z. B. ausgehend von den Schwellenstufen Wl bis Wn oder von der Auswerte- oder Anzeigeeinrichtung 9 zu der Überwachungs- und Steuerungseinrichtung 10. Diese veranlaßt eine Reihe von Schaltvorgängen im Rahmen der zweiten Betriebsart. Durch Ansteuerung des Taktgebers 3 wird bewirkt, daß die Dauer der Sendeimpulse, d. h. die Zeit, während welcher der Sende-Empfangs-Schalter 2 mit dem Sender 4 verbunden ist, gegenüber der vorhergehenden ersten Betriebsart auf den ^-fachen Wert (g > 1) umgeschaltet wird. Die länger dauernden Sendeimpulse ergeben in den Entfernungskanälen die Möglichkeit einer genaueren Analyse, wobei allerdings durch die längeren Sendeimpulse die Entfernungsauflösung durch längeres — vorzugsweise g-fach längeres — Schließen der Schalter S1 bis Sn verringert wird. Ein weiterer Befehl gelangt von der Überwachungs- und Steuerungseinrichtung 10 zu dei Schalteinrichtung SE, wodurch eine längere Anschaltung der Entfernungskanäle an den Empfangsteil de; Radargeräts herbeigeführt wird, so daß in den einzelnen Entfernungskanälen längere Zeiten für die Signal auswertung zur Verfügung stehen. In jedem Entfer nungskanal muß bei der zweiten Betriebsart frequenz mäßig eine feinere Auflösung der Empfangssignal* durchgeführt werden, und zwar derart, daß der norma Ie Durchlaßbereich der Doppelfilter Dl bis Dn au mehrere kleinere Teildurchlaßbereiche mit schmalban digen Bandpässen aufgeteilt wird.

In F i g. 4 ist als Beispiel hierfür schematisch die Auf teilung eines Durchlaßbereichs eines Dopplerfilters D, (ausgezogene Kurve) in zwei Teildurchlaßbereich DFl und DF 2 (gestrichelte Kurve) in Abhängigkei von f/fp (fp = Impulsfolgefrequenz) dargestellt. De maximale Durchlaßbereich eines normalen Dopplerfi: ters ist etwas kleiner als die Impulsfolgefrequenz fp un

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reicht somit beispielsweise von etwas oberhalb dip = 0 bis kurz vor f/fp = 1.

^:n dem Beispiel nach F i g. 1 ist angenommen, daß der Durchiaßbereich des Dopplerfilters in zwei Teilbereiche aufgeteilt wird. Zur Verringerung des Schaltungsaufwandes wird das ursprüngliche Dopplerfilter D 1 mit zur Bildung eines Teildurchlaßbereichs (z. B. DFI nach F i g. 4) herangezogen, während das zusätzlich von der Überwachung«- und Steuerungseinrichtung 10 parallel zu D1 angeschaltete Bandpaßfilter HDi den zweiten Durchlaßbereich (DF2 in Fig.4) bildet. Die Aufteilung auf nur zwei Teildurchlaßbereiche wird normalerweise für die sichere Erfassung eines schwachen Bewegtzieles oder die bessere Ausblendung von Störungen nicht ausreichend sein; die beschriebene Arbeitsweise läßt sich natürlich analog auf eine größere Anzahl durch Zuschaltung mehrerer schmalbandiger Bandpaßfilter erweitern. Die Ausgangssignale der beiden schmalbandigen Bandfilter HD 1 und des in seinem Durchlaßbereich umgeschalteten Dopplerfilters Di müssen getrennt verarbeitet werden, und zwar in einer Vergleichsschaltung B. Dabei wird, wenn die Signalenergie in dem einen schmalen Bandpaßbereich wesentlich geringer ist als in dem/den anderen schmalen Bandpaßbereich(en), davon ausgegangen, daß in dem Bereich mit der höheren Signalenergie ein Bewegtziel vorliegt. Bei etwa gleich starker Signalverteilung auf die schmalen Bandpaßbereiche wird angenommen, daß kein Bewegtziel vorhanden ist, sondern nur stärkeres Rauschen, welches sich gleichmäßig auf die Bandpaßbereiche verteilt. Die so erhaltene Information wird an die Auswerte- oder Anzeigeeinrichtung 9 weitergegeben. Wenn die Vergleichsschaltung B, in welcher der Amplitudenvergleich der beiden Teildurchlaßbereiche vorgenommen wird, über eine eigene Leitung mit der Auswerte- oder Anzeigeeinrichtung 9 verbunden ist, kann das übrige Radargerät in der herkömmlichen Weise weiterarbeiten.

Der Aufbau kann auch so abgeändert werden, daß dem Bandpaßfilter HD 1 ein Gleichrichter analog G 1 und ein Tiefpaß analog TPi nachgeschaltet und vom Ausgang der beiden beteiligten Tiefpaßfilter erst die Vergleichsschaltung B angesteuert wird.

In vielen Fällen kann es zweckmäßig sein, bei der zweiten Betriebsart auch die Schaltfolge am Ausgang der Entfernungskanäle bei einem gefach verlängerten Sendeimpuls mit zu vergrößern (am einfachsten auf das ^-fache), was ebenfalls von der Überwachungs- und Steuerungseinrichtung 10 aus erfolgen kann. Dabei kann auch so vorgegangen werden, daß zwei zu der Auswerteeinrichtung 9 geführte Abfrageleitungen 11 vorgesehen sind, von denen die eine zu dem einen Teil (z. B. den geradzahligen), die andere zu dem anderen Teil (z. B. den ungeradzahligen) Entfernungskanälen geführt ist. Dadurch können mehrere Schalter der Schalteinrichtung SA gleichzeitig geschlossen sein, ohne daß die am Ausgang der Entfernungskanäle abgefragten Signale miteinander vermengt werden.

Besonders einfach läßt sich die Aufteilung des Durchlaßbereiches des Dopplerfilters in schmalbandigere Teilbereiche dann durchführen, wenn die Durchlaßbereiche der jeweils gebildeten Bandpässe untereinander gleich gewählt sind.

Da bei der Erfassung eines Bewegtziels in einem bestimmten Teildurchlaßbereich auch der Geschwindigkeitsbereich des Ziels genauer als bei Verwendung normaler Dopplerfilter gemessen werden kann, besteht zusätzlich die Möglichkeit, bei der Auswerte- bzw. Anzeigeeinrichtung 9 diese Information über die Geschwindigkeit mit zu verwerten.

In vielen Fällen, vor allem bei der Bekämpfung von Fremdstörern, kann es zweckmäßig sein, auch die Ausrichtung bzw. die Verweilzeit der Richtcharakteristik der Antenne 1 in einer bestimmten Richtung zu ändern, insbesondere zu vergrößern. Letzteres ist insbesondere bei elektronisch gesteuerten Antennen in einfacher Weise durchführbar, und auch dieser Steuervorgang

to wird zweckmäßig von der Überwachungs- und Steuerungseinrichtung 10 eingeleitet.

Die Umschaltung der Richtcharakteristik der Antenne 1 kann, wenn es bekannt ist. daß aus bestimmten Richtungen Störungen zu erwarten sind bzw. auftreten, von vornherein programmiert erfolgen, derart, daß die Überwachungs- und Steuerungseinrichtung 10 beim Einschwenken der Antenne in diese Richtungen die Umschaltung auf die zweite Betriebsart vornimmt. Hierzu kann zweckmäßig auch so vorgegangen werden, daß ein Speicher vorgesehen ist, in welchem bei der ersten Betriebsart durch Fremdstörungen beeinträchtigte Bereiche aufgezeichnet sind und daß bei Ausrichtung der Radarantenne in die entsprechenden Richtungen automatisch eine Umschaltung auf die zweite Betriebsart vorgesehen wird.

In F i g. 2 ist ein Teilausschnitt aus der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 dargestellt, und zwar im wesentlichen derjenige Teil, welcher die Entfernungskanäle beinhaltet. Während in F i g. 1 zur Verbesserung der freruenzmäßigen Auflösung bei den einzelnen Entfernungskanälen ein zusätzliches Filter (HD 1) angeschaltet werden mußte, ist bei der Anordnung nach F i g. 2 ein derartiger Aufwand nicht erforderlich. Erreicht wird dies dadurch, daß bei der zweiten Betriebsart mehrere Entfernungskanäle gleichzeitig an den Eingangsteil des Radarempfängers angeschaltet sind und daß die Dopplerfilter der parallelgeschalteten Entfernungskanäle so umgeschaltet werden, daß sie die Bandpässe mit den Teildurchlaßbereichen bilden. Auf diese Weise können die Schaltelemente, welche in einem Teil der übrigen Entfernungskanäle vorhanden sind, mit zur Bildung schmalbandiger Bandpässe herangezogen werden. Ein zusätzlicher Schaltungsaufwand besteht nicht. Im vorliegenden Beispiel ist angenommen, daß der Emfernungskanal K 1 und der Entfernungskanal K 2 zusammen an den Empfangsteil angeschaltet, d. h. die Schalter SI und 52 gleichzeitig geschlossen sind, was durch entsprechende Ansteuerung der Schalteinrichtung SE von der Überwachungs- und Steuereinrichtung 10 aus erfolgen kann. Somit ist die Zeit ti = 2 · f 1, d. h. g■ = 2 gewählt. Besonders einfache Schaltvorgänge und eine besonders günstige Ausnutzung der vorhandenen Möglichkeiten sind allgemein dann gegeben, wenn g ganzzahlig gewählt wird. Es werden so viele Eingangsschalter bei der Schalteinrichtung SE gleichzeitig geschlossen, wie Teildurchlaßbereiche nach F i g. 4 dei Anmeldung gebildet werden sollen. Im vorliegender Beispiel ist zur Vereinfachung angenommen, daß nui zwei Teildurchlaßbereiche gebildet werden, welchi mittels der Dopplerfilter Dl und D 2 realisiert sine Hierzu ist ein Umschaltbefehl von der Überwachungs und Steuerungseinrichtung 10 erforderlich, welche di Umschaltung dieser Dopplerfilter mit dem breite Durchlaßbereich DF in zwei Teildurchlaßbereich DFl und DF 2 nach F i g. 4 herbeiführt. Besonders voi teilhaft ist, daß in diesem Fall die weiteren Schaltelf mente gegebenenfalls bis einschließlich der Schwellei schaltung Vl bzw. Vl mit für die Signalaufbereitun

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verwendet werden können, !m Gegensatz zu der ein gangsseitigen Parallelschaltung der beiden Entfernungskanäle K 1 und K 2 und derem entsprechen J längerem Anschalten an den Eingangsteil wird bei der ausgangsseitigen Schalteinrichtung SA die Abtastung der einzelnen Entfernungskanäle nacheinander vorgenommen. Dabei ist allcrdingt zu berücksichtigen, daß diese Nacheinander-Abtastung nicht wie bei der ersten Betriebsart der Betrachtung von Zielen in unterschiedlichen Entfernungskanälen K 1 und K 2 dient, sondern von Zielen ein und desselben größeren Entfernungsbereichs (durch das längere Schließen der Schalter 5 1 und 52). Die Empfangssignale sind jedoch frequenzmäßig genauer analysiert, d.(h. im Entfernungskanal K 1 wird bei Überschreiten der Schwelle Vl ein Bewegtziel im Bereich des Durchlaßbereichs DFi nach F i g. 4, im Entfernungskanal K 2 ein Ziel im Durchlaßbereich DF2 nach F i g. 4 erfaßt. Aus der zeitlichen Steuerung der ausgangsseitigen Abtastung der Entfernungskanäle durch die Schalteinrichtung SA ist genau ersichtlich, welche Information über das Ziel jeweils erhalten wird. Diese Informationen stehen dann in der Auswertebzw. Anzeigeeinrichtung 9, welche über den Steuerablauf des Gesamtgeräts informiert ist, zur Auswertung zur Verfügung.

Besonders vorteilhaft im Sinne einer verbesserten Bewegtzielerfassung ist in diesem Zusammenhang, wenn gleichzeitig mit der Umschaltung der Dopplerfilter Di und D 2 auf schmalbandige Teildurchlaßbereiche auch die Umschaltung der Tiefpaßfilter TPl und TP2 vorgenommen wird, und zwar derart, daß die Grenzfrequenzen dieser Filter entsprechend den Teildurchlaßbereichen DFl und F2 geändert, insbesondere erniedrigt werden.

In Fi g. 3 sind in einem Zeitdiagramm die Sendeimpulse bei der ersten Betriebsart mit TS und die Öffnungsimpulse für die einzelnen Entfernungskanäle mit TK 1 bis TKn bezeichnet. Bei der zweiten Betriebsart sind die Sendeimpulse TS zeitlich ebenso wie die Öffnungsimpulse der Entfernungskanäle verdoppelt. Je zwei Entfernungskanäle werden zusammengefaßt und gemeinsam für die Zeit der Impulse TK 1 + 2, 7X3 + 4, TK 5 + 6 bis TK (n - 1) + η geöffnet. Im allgemeinen ist die Zeitdauer der öffnung eines Entfernungskanals ti bzw. i2 gleich oder etwas größer ais die Dauer eines Sendeimpulses TS bzw. TS" gewählt.

Die Umschaltung der Filtercharakteristiken sowohl der Dopplerfilter D 1 bis Dn als auch der eveniuell zusätzlich angeschalteten Filter HD 1 und auch gegebenenfalls der Tiefpaßfilter TPi bis TPn kann besonders einfach dann vorgenommen werden, wenn diese Filter, welche an der Umschaltung beteiligt sind, als Digitalfilter ausgelegt werden. Digitalfilter lassen sich nämlich in ihren Durchlaßbereichen durch einfache Änderung ihrer charakteristischen Größen rasch umschalten, wobei als charakteristische Größen vor allem Änderungen der Abtastfrequenz sowie Änderungen der Koeffizienten, insbesondere der Multiplikationslaktoren, benutzt werden können.

Dabei kann zweckmäßig so vorgegangen werden, daß der vor den Entfernungskanälen· K 1 bis Kn angeordnete Analog-Digital-Wandler 7 nach F i g. 1 auch nach Umschaltung auf verlängerte Sendeimpulse in dem bisherigen, auf kürzere Sendeimpulse eingestellten Takt weiterarbeitet und daß die Ergebnisse aus g (g = ganze Zahl) jetzt zusammengehörenden (parallelgeschalteten) Entfernungskanälen Ki, K 2 arithme-'isch gemitteil und durch g-tacke Wiederholung den g verschiedenen Bandpaßfiltern zugeführt werden. Auf diese Weise kann der Filtertakt gleich gehalten werden, und die digitalen Bandpaßfilter zur Bildung der Teildurchlaßbereiche werden nacheinander aktiviert.

Bei Radargeräten, welche mit Entfernungskanälen arbeiten, ergibt sich im Zusammenhang mit der Verwendung von Digitalfiltern ein besonderer Vorteil dadurch, daß nicht genutzte Speicher und/oder Rechenplatze von weiteren, durch Bewegtziele nicht belegten bzw. wegen der verringerten Entfernungsauflösung nicht benötigten Entfernungskanälen mit zur Bildung schmalbandiger Bandpaßcharakteristiken mit entsprechend kleinen Teildurchlaßbereichen herangezogen werden können.

Besonders vorteilhaft kann die Verringerung der Entfernungsauflösung dann vorgenommen werden, wenn die ausgesandten Sendeimpulse codiert sind und empfangsseitig vor der Zuführung zu den Entfernungskanälen eine Pulskompression nach der vorgegebenen Codierung vorgenommen ist.

Hierbei kann in Abänderung der obigen Ausführungsform der Erfindung zweckmäßig so vorgegangen werden, daß die Gesamtdauer der Sendeimpulse zwar konstant gehalten wird, jedoch die Zahl der Subpulse verkleinert wird. Dies gibt zwar eine Einschränkung der Entfernungsauflösung entsprechend der Verbreiterung der Subpulse, ohne daß gleichzeitig der Gesamtsendeimpuls als solcher verlängert und damit die BeIastung des Senders vergrößert würde. In F i g. 5 ist in Zeile a ein Sendeimpuls TSC der ersten Betriebsart dargestellt, der aus acht Subpulsen TSP besteht. Auf der rechten Seite ist der nach der Impulskompression zur Verfügung stehende Empfangsimpuls ES aufgezeichnet, dessen Breite in erster Näherung etwa der Dauer eines Subpulses TSPentspricht.

In Zeile b ist ein Sendeimpuls TSC gleicher Länge wie in Zeile a dargestellt, wobei jedoch jetzt die Breite der Subpulse TSP verdoppelt ist. Das nach der Kornpression vorliegende Empfangssignal ES" ist wegen der breiteren Subpulse ebenfalls etwa doppelt so breit wie der komprimierte Impuls ESnach Zeile a.

Es ist zweckmäßig, wenn die alte Zahl der Subpulse ohne Rest durch die neue Zahl der Subpulse teilbar ist

weil dann die Änderung besonders einfach durchführ bar und die Dauer der Sendeimpulse besonders leich konstant zu halten ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (21)

a «*. a Patentansprüche:

1. Puls-Doppler-Radargerät mit zwei jeweils eine unterschiedliche Zeitdauer der Sendeimpulse aufweisende Betriebsarten unter Verwendung einer Anzahl η von Entfernuneskanälen. die in der ersten Betriebsart nacheinander jeweils für bestimmte Zeiten f 1 an den Eingangsteil des Radarempfängers angeschaltet werden und bei denen Dopplerfilter mit durch die Impulsfolgefrequenz bzw. den interessierenden Dopplerfrequenzbereich festgelegtem Bandpaßbereich (Bewegtzeichenfilter) zur Festzeichenunterdrückung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Betriebsart mit gegenüber der ersten Betriebsart vergrößerter Zeitdauer der Sendeimpulse (TS) eine Einschränkung der Entfernungsauflösung durch g- 11 = r2 (g> 1) längeres Anschalten (TK) zumindest eines Teils der η Entfernungskanäle (K 1 bis Kn) der ersten Betriebsari an den Eiiipiangsieii (5, 6) vorgesehen ist und daß bei der zweiten Betriebsart in jedem der durch das längere Anschalten gebildeten Entfernungskanäle der zweiten Betriebsart in an sich bekannter Weise mehrere schmalbandige Bandpässe (D I, WDl; Dl, D 2) vorgesehen sind, deren Teildurchlaßbereiche aneinandergereiht etwa den Bandpaßbereich (DF) des Dopplcrfilters ergeben.

2. Puls-Doppler-Radargerät nach Anspruch l,dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Zeitdauer der Sendeimpulsc (TS) als auch die Anschaltdauer der Entfernungskanäle (K! bis Kn) um den gleichen Faktor g verlängert sind.

3. Puls-Doppler-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Faktor g ganzzahlig gewählt ist.

4. Puls-Doppler-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der zweiten Betriebsart mehrere der Entfernungskanäle (K 1 bis Kn) gleichzeitig an den Eingangsteil (5, 6) des Radarempfängers angeschaltet sind und daß die Dopplerfilter (Dl und D 2) der parallelgeschalteten Entfernungskanäle (K 1 und K 2) so umgeschaltet sind, daß sie die Bandpässe mit den Teildurchlaßbereichen (DFl, DF2) bilden.

5. Puls-Doppler-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der schmalbandigen Bandpässe (Dl, HDY) miteinander verglichen sind (B) und bei denv/denjenigen Bandpaß/Bandpässen, bei dem/den ein gegenüber den übrigen besonders starkes Ausgangssignal festgestellt ist, ein echtes Bewegtzielsignal angenommen ist.

6. Puls-Doppler-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf Grund der genaueren Bestimmung der Dopplerfrequenz bei der zweiten Betriebsart eine Anzeige und/oder Auswertung des zugehörigen Geschwindigkeitsbereichs eines Bewegtziels vorgenommen ist.

7. Puls-Doppler-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung auf die zweite Betriebsart beim Auftreten von Fremdstörungen vorgenommen ^s wird.

8. Puls-Doppler-Radargerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung auf die zweite Betriebsart nur bei Ausrichtung der Radarantenne (1) auf solche Winkelbereiche vorgenommen wird, ir. denen Störungen auftreten bzw. zu befürchten sind.

9. Puls-Doppler-Radargeräf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anwendung bei einem Radargerät mit elektrisch umschaltDarer kichicharakiciiMik ütr "adaranter: ne (1), insbesondere einer »Phased-Array«-Antenne.

10. Puls-Doppler-Radargerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (10) vorgesehen ist, in welchem bei der ersten Betriebsart gestörte Bereiche aufgezeichnet sind und daß bei Ausrichtung der Radarantenne (1) in diese Richtungen automatisch eine Umschaltung auf die zweite Betriebsart vorgesehen wird.

11. Puls-Doppler-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung auf die zweite Betriebsart beim Auftreten von Empfangssignalen vorgenommen wird, die in einem besiimmten Bereich unterhalb einer unteren Ansprechschwelle der ersten Betriebsart liegen.

12. Puls-Doppler-Radargerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich oberhalb des Rauschmittelwertes der Emprangssignale bei der ersten Betriebsart beginnt.

13. Pulc-Doppler-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit Tiefpaßfiltern in den Entfernungskanälen, dadurch gekennzeichnet, daß bei der zweiten Betriebsart auch parallele Tiefpaßgruppen (TP 1, TP2 nach F i g. 2) gebildet sind.

14. Puls-Doppler-Radargerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Umschaltung auf die zweite Betriebsart die Grenzfrequenz der parallelgeschalteten Tiefpässe (ΓΡΙ, TP2 in F i g. 2) verändert, insbesondere erniedrigt wird.

15. Puls-Doppler-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgesandten Sendeimpulse (TSC) codiert sind und empfangsseitig vor der Zuführung zu den Entfernungskanälen (K) eine Pulskompression (£5,) nach der vorgegebenen Codierung vorgenommen ist.

16. Puls-Doppler-Radargerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle einer Verlängerung der Sendeimpulse (TSC) als Ganzes bei der Umschaltung nur eine Verlängerung der Subpulse (TSP) vorgenommen wird.

17. Puls-Doppler-Radargerät nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung auf eine bestimmte Codierung sende- und empfangsseitig gleichzeitig vorgenommen wird.

18. Puls-Doppler-Radargerät nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die alte Zahl der Subpulse (TSP) ohne Rest durch die neue Zahl der Subpulse (TSP) teilbar ist.

19. Puls-Doppler-Radargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Dopplerfilter (D 1 bis Dn) in den Entfernungskanälen (K 1 bis Kn) Digitalfilter verwendet sind und daß bei der zweiten Betriebsart eine Umschaltung der charakteristischen Größen (Abtastfrequenz und/oder Koeffizienten) der Dopplerfilter (D 1 bis Dn) vorgenommen ist, derart, daß jeweils Bandpässe mit schmalbandigen Teildurchlaßbereichen (DFl, DF2) entstehen.

20. Puls-Doppler-Radargerät nach Anspruch 19,

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dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Tiefpaßfiltern (TP \ bis TPn) in den Entfernungskanälen (K 1 bis Kn) auch diese Tiefpaßfilter als Digitalfilter ausgebildet sind.

21. Piils-Doppler-Radargerät nach einem der Anspräche 19 oder .20, dadurch gekennzeichnet, daß der vor den Entfernungskanäien ,X ί bis Kn) angeordnete Äiiasug-Digita'i-War.dicr (7) auch nach Umschaltung auf verlängerte Sendeimpulse in dem bisherigen, auf kürzere Sendeimpulse eingestellten Takt weiterarbeitet und daß die Ergebnisse aus g (g = ganze Zahl) jetzt zusammengehörenden (parallelgeschalteten) Entfernungskanälen (ACl, K 2) arithmetisch gemittelt und durch #-fache Wiederholung den g verschiedenen Bandpaßfiltern (D) zügeführt werden.