DE2216855C3 - Radargerät mit elektronischer Winkelbereichabtastung innerhalb der Impulsdauer - Google Patents
Radargerät mit elektronischer Winkelbereichabtastung innerhalb der ImpulsdauerInfo
- Publication number
- DE2216855C3 DE2216855C3 DE2216855A DE2216855A DE2216855C3 DE 2216855 C3 DE2216855 C3 DE 2216855C3 DE 2216855 A DE2216855 A DE 2216855A DE 2216855 A DE2216855 A DE 2216855A DE 2216855 C3 DE2216855 C3 DE 2216855C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- radar
- antenna
- pulse
- angle
- frequency
- 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
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 101150049168 Nisch gene Proteins 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 210000003813 thumb Anatomy 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
-
- 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
- G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
- G01S13/426—Scanning radar, e.g. 3D radar
- G01S13/428—Scanning radar, e.g. 3D radar within the pulse scanning systems
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
3 4
sondern unterscheiden sich voneinander um der. das »Im-Impuls«-Radar zur Abtastung von Höhen-Kehrwert
l/i der Impulslänge t. Sie werden durch winkeln herangezogen wird, d. h. die Abtastungseine
in F i g. 1 nicht dargestellte Einrichtung erzeugt keule in einer vertikalen Ebene versriiwenkt wird.
Wenn die an den Frequenzumsetzer F1 angelegte Die hierbei durch die Gitterkeulen verursachten
ÜberlagerungsfiEquenz f0 ist, dann können die au die 3 Schwierigkeiten sind so groß, daß »Im-Impuls«-
Frequenzumsetzer in den Einheiten F„ F3 ... Fn an- Radars zur Bestimmung von Höhenwinkeln georteter
gelegten Überlagerungsirequenzen Ziele bisher praktisch nicht mit Erfolg angewendet
12 η — 1 werden konnten. Dies liegt nicht zuletzt daran, daß in
f° ~; f» ~' ■ · · ozw-/o -— diesem Fall die Gitterkeulen teilweise auf die Erd-
lo oberfläche zielen und unerwünschte Reflexionen und
betragen. Jede Einheit F1 bis Fn speist ein Speicher- Interferenzen verursachen. Andererseits machen sich
filter S1 bis Sm das eine Bandbreite von l/t aufweist, auch irgendwelche Gitterkeulen störend bemerkbar,
und die Ausgänge von allen diesen Filtern werden wenn das Radargerät zur Überwachung eines Azimutkombiniert
und einer Apparatur zur Gewinnung der Winkelbereichs eingesetzt wird, d. h., wenn die Ab-Ortungsinformation
(nicht dargestellt) zugeführt. 15 tastungskeule in horizontaler Richtung verschwenkt
Mit der in F i g. 1 dargestellten Anordnung liefert wird. Eine Begrenzung des Abtastungswinkels auf
das Antennenfeld eine scharf gerichtete Abtastungs- einen definierten Bereich ist kaum möglich, da beim
keule, die über einen bestimmten Winkel Θ, den so- Verschwenken der Hauptkeule auch Gitterkeulen in
genannten »Abtastungswinkel« schwenkt. Dieser diesen Winkelbereich gelangen können, wie in F i g. 3
Winkel θ hängt von der Wellenlänge λ und dem Ab- ao dargestellt.
stand d zwischen den Mitten benachbarter Antennen- Aus der Zeitschrift »IEEE Transactions on An-
elemente nach folgender Beziehung ab: tennas and Propagation«, Band AP-14, Nr. 6, No-
O χ vember 1966, S. 707 bis 714, ist es bekannt, den stö-
sin — · renden Effekt von Gitterkeulen dadurch zu beseiti-
35 gen, daß man die in einer Reihe angeordneten An-
Hierbei liegt die Winkelhalbierende des Winkels θ tennenelemente näher zusammenrückt. Hierdurch
senkrecht zur Ebene des Antennenfeldes. Wenn je- können diese Keulen so weit auseinandergespreizt
doch, wie es normalerweise in der Praxis der Fall ist, werden, bis sie in der Ebene des Antennenfeldes He-
Θ kleiner als 180° ist, erscheint zusätzlich zu der er- gen. Dies bringt jedoch mehrere Probleme mit sich,
wähnten Abtastungskeule zumindest eine weitere 30 Man kann es nicht einfach dabei bewenden lassen,
Keule, die in der gleichen Richtung wie die Ab- die Antennenelemente näher zusammenzurücken,
tastungskeule geschwenkt wird. Diese zusätzlichen vielmehr müssen zur Aufrechterhaltung der Auf-Keulen
entstehen analog zu der Lichtwellenbeugung lösung die ursprünglichen Abmessungen des Anzweiter
Ordnung an einem feinen optischen Beu- tennenfeldes beibehalten werden. Dies bedeutet eine
gungsgitter und werden daher im folgenden »Gitter- 35 Erhöhung der Anzahl der Antennenelemente und sokeulen«
genannt. mit eine zwangläufige Erhöhung der Bandbreite, weil
Die Anzahl der Gitterkeulen wächst mit dem Ab- jedem Element eine Uberlagerungsfrequenz zugeordstand
der Antennenelemente, und da man die Anzahl net werden muß, die einen eigenen Teil des Frequenzder
Antennenelemente und dadurch die von ihnen bandes belegt. Außerdem können bei einem Höhengespeisten
Signalkanäle meist so gering wie möglich *o radar auch weit nach außen gespreizte Gitterkeulen
hält, sind im praktischen Fall mehrere Gitterkeuien auf den Erdboden treffen und störende Reflexionen
vorhanden. So sind im Fall der Fig. 1 bei einem hervorrufen. Schließlich können solche Gitterkeulen
Aniennenelemente-Abstand von z. B. 2,2 λ und auch in den Bereich des Überwachungswinkels gelan-
Θ -= 26' (wenn die Abtastungskeulen-Richtung senk- gen, da infolge der Änderung der Phase um 360"
recht zur Ebene des Feldes ist) vier Gitterkeulen vor- 45 zwischen benachbarten Antennenelementen die gehanden,
zwei auf einer Seite der Abtastungskeule mit samte Richtcharakteristik des Antennenfeldes immer
Winkeln von (näherungsweise) 27 und 66° zu dieser, um volle 180° geschwenkt wird. Dieses zwangläufige
und zwei auf der anderen Seite der Abtastungskeule Schwenken um volle 180° hat außerdem den Nachebenfalls
mit Winkeln von (näherungsweise) 27 und teil, daß Leistung und Zeit mit der Überwachung
66 zu dieser. Dies ist in F i g. 2 schaubildlich dar- 50 eines Raumes vergeudet wird, der von einem Radargestellt, wo AA die Ebene des Antennenfeldes, SL strahl nicht beleuchtet wird und daher keine Echodie
Abtastungskeule und Gl bis G4 die Gitterkeulen impulse aussenden kann.
sind. Wenn die Abtastungskeule SL das Ende des Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, bei
Abtastungswinkels erreicht hat, d. h. um 13 ■ gegen- einem Impuls-Radargerät der im Oberbegriff des
über der Normalen des Feldes geschwenkt ist, dann 55 Patentanspruchs 1 genannten Art den Winkelbereich
sind gemäß F i g. 3 noch drei Gitterkeulen vorhan- der Abtastung auf den wirklich interessierenden Beden,
von denen die Keule Gl gerade in den Bereich reich zu begrenzen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird
des Abtastungswinkels Θ eintritt (d. h. um 13° gegen- das Impuls-Radargerät erfindungsgemäß so ausgeüber
der Normalen P des Antcnnenfeldes geneigt ist), bildet, wie im Kennzeichnungsteil des Patentanwährcnd
die anderen beiden Keulen GI und Cb 60 spruchs 1 angegeben.
beidseitig der Antennenfeld-Normalen im Winkel von Das Prinzip der Erfindung besteht demnach darin,
jeweils annähernd 43° liegen. Bei dem gezeigten Bei- die Elemente des Antennenfeldes, allgemein K, verspiel,
welches nur eines von vielen ist, beginnt also schiedenen Kanälen zuzuordnen, wobei kein Element
gerade dann eine Gitterkeule in den Bereich des Ab- mehreren Kanälen gemeinsam ist und K eine ganze
tastungswinkels θ einzutreten, wenn die Abtastungs- 65 Zahl über 1 ist. Die Zuordnung der Elemente zu den
keule diesen Bereich verläßt. einzelnen Kanälen erfolgt dabei so, daß die Elemente
Unerwünschte Gitterkeulen bringen Mehrdeutig- an den Stellen 1; 1 + K; 1 + 2 K; 1 + 3 K;... zum
keiten bei der Radarerfassung, insbesondere wenn ersten Kanal gehören, während die Elemente an den
Stellen 2; 2 + Jt; 2 + 2 K; 3 + 3 K;... zum zwei- zweiten Antennenelements auf halbem Wege einer
ten Kanal gehören, und die Elemente an den Stel- Abtastung plötzlich ändert, so daß das Antennenlen
3; 3 + K; 3 + 2 K; 3 + 3 K;... der Antennen- diagramm sofort in den interessierenden Bereich zureihe
zum dritten Kanal gehören usw. Mit der ange- rückgeschwenkt wird. Da bei dieser Methode Zweigebenen
Frequenzversetzung zwischen den Empfangs- 5 mal ein Bereich von 90° in derselben Zeit abgetastet
Signalen benachbarter Antennenelemente und der an- wird wie im bekannten Fall ein Bereich von 180°
gegebenen Verschiebung der Phasen in den Kanälen (wobei der interessierende Bereich nur einmal überläßt
sich dann eine Begrenzung des Winkelbereichs strichen wurde), läßt sich die Abtastgeschwindigkeit
der Abtastung erreichen und außerdem die insgesamt verkleinern, ohne daß dabei der interessierende Benotwendige
Bandbreite verringern, ohne eine ver io reich weniger oft überstrichen wird als zuvor. Dies
schüchterte Auflösung und eine Störung durch Git- bedeutet eine Herabsetzung der Bandbreite, denn die
terkeulen in Kauf nehmen zu müssen. Frequenzen der benötigten Überlagerungsschwingun-Daß
ein solches vorteilhaftes Ergebnis zustande gen für die Frequenzumsetzer liegen dichter beisamkommt,
läßt sich am besten erkennen, wenn man eine men, als es bei den bekannten Anordnungen der Fall
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher 15 war. Durch diese Verkleinerung der Bandbreite wird
untersucht, bei welcher die Zahl K gleich 2 ist. Es es möglich, Antennen mit einer größeren Anzahl von
sind dann insgesamt zwei Kanäle vorgesehen, deren Elementen als bisher zu bauen. Während man bisher
erster von dem ersten, dritten, fünften usw. Antennen- gezwungen war, irgendeinen Kompromiß hinsichtlich
element und deren zweiter von dem zweiten, vierten. der störenden Gitterkeulen, der Auflösung und der
sechsten usw. Antennenelement gespeist wird. Die 20 Bandbreite zu schließen, bietet die Erfindung einen
Frequenzversetzung zwischen den Empfangssignalen Ausweg aus diesem Kompromißzwang.
1— A—I—. betfäg. nun J »„d A^™ ^^,Η^ΐΧ,Γ?,?""
nicht wie im bekannten Fall l/i. Hierdurch wird wäh ein Winkelbereich von 90J zweimal überstrichen
rend der Impulsdauer t die Phase zwischen den Si- 25 wird, ist die einfachste. Die Zahl K läßt sich beliebig
gnalen benachbarter Antennenelemente nur um 180° größer wählen, beispielsweise um mit K — 3 einen
und nicht wie bisher um 360° verschoben. Man er- Winkelbereich von 60° in der Zeit t dreimal zu überkennt,
daß durch diese Maßnahme die Bandbreite des streichen usw.
Systems vermindert wird, wenn auch gleichzeitig die Nach dem Patentanspruch 3 ist die Erfindung in
Abtastgeschwindigkeit kleiner wird, weil nunmehr 30 besonderer Ausgestaltung in einer Radaranlage realizwei
Peroden t dazu benötigt werden, um die relative siert, um den Höhenwinkel eines mit einem Azimut-Phase
der Signale zweier benachbarter Antennen- Radar georteten Objekt zu bestimmen,
elemente um 360c zu ändern. Wenn man annimmt, Die Erfindung wird nachstehend an Hand der daß bei Beginn der Abtastung das Antennenfeld Si- Fig.4 bis 6 näher erläutert. In diesen Figuren zeigt gnale aus einer Richtung von 45° gegenüber der 35 Fig. 4 eine Ansicht ähnlich der Fig. 1, in der ein Normalen empfängt, dann hat nach einer Zeitspanne t Teil des Empfangsteils einer bevorzugten Ausfühdas Antennendiagramm einen Winkel von 90° über- rungsform der Erfindung dargestellt ist,
strichen, so daß nun Signale aus der 45°-Richtung F i g. 5 in ähnlicher Weise eine Modifikation und
auf der anderen Seite der Normalen empfangen wer- F i g. 6 in einem sehr vereinfachten Diagramm eine den. Ohne besondere zusätzliche Maßnahmen würde 40 Radaranlage, die ein Höhen- oder Elevations-Ermittsich nun das Antennendiagramm in der gleichen Rieh- lungsradar gemäß der Erfindung aufweist,
tung weiterdrehen. Dies wird jedoch durch die Pha- Nach F i g. 4 ist das Antennenfeld, das die Ansenumschalteinrichtung verhindert, welche im vor- tennenelemente.^, bis An, die Frequenzumsetzereinliegenden Fall die relative Phase zwischen Signalen heiten F1 bis Fn und die Speicherfilter S1 bis Sn umin verschiedenen Kanälen und somit die relatve Phase 45 faßt, genauso wie in F i g. 1 vorgesehen mit der Auszwischen den Signalen jeweils zweier benachbarter nähme, daß der Elementenabstand jetzt so gewählt Antennenelemente um 180° ändert, so daß das Dia- ist, daß er die Gleichung
gramm wieder in den Quadranten auf der ersten Seite q χ
der Normalen zurückkehrt, wo die Abtastung begon- sin — = —
nen hat. Der gleiche Vorgang läuft nun von neuem .50 2 4a
ab. Man verhindert also das Überstreichen von nicht- erfüDt, und die zu den Überlagerungs-Schwingungsinteressierenden (normalerweise vom Radarstrahl un- klemmen LO1, LO2, LO3, LOt ... LOn _v LOn gebeleuchteten) Bereichen, indem man die Phase jedes fährten Frequenzen
elemente um 360c zu ändern. Wenn man annimmt, Die Erfindung wird nachstehend an Hand der daß bei Beginn der Abtastung das Antennenfeld Si- Fig.4 bis 6 näher erläutert. In diesen Figuren zeigt gnale aus einer Richtung von 45° gegenüber der 35 Fig. 4 eine Ansicht ähnlich der Fig. 1, in der ein Normalen empfängt, dann hat nach einer Zeitspanne t Teil des Empfangsteils einer bevorzugten Ausfühdas Antennendiagramm einen Winkel von 90° über- rungsform der Erfindung dargestellt ist,
strichen, so daß nun Signale aus der 45°-Richtung F i g. 5 in ähnlicher Weise eine Modifikation und
auf der anderen Seite der Normalen empfangen wer- F i g. 6 in einem sehr vereinfachten Diagramm eine den. Ohne besondere zusätzliche Maßnahmen würde 40 Radaranlage, die ein Höhen- oder Elevations-Ermittsich nun das Antennendiagramm in der gleichen Rieh- lungsradar gemäß der Erfindung aufweist,
tung weiterdrehen. Dies wird jedoch durch die Pha- Nach F i g. 4 ist das Antennenfeld, das die Ansenumschalteinrichtung verhindert, welche im vor- tennenelemente.^, bis An, die Frequenzumsetzereinliegenden Fall die relative Phase zwischen Signalen heiten F1 bis Fn und die Speicherfilter S1 bis Sn umin verschiedenen Kanälen und somit die relatve Phase 45 faßt, genauso wie in F i g. 1 vorgesehen mit der Auszwischen den Signalen jeweils zweier benachbarter nähme, daß der Elementenabstand jetzt so gewählt Antennenelemente um 180° ändert, so daß das Dia- ist, daß er die Gleichung
gramm wieder in den Quadranten auf der ersten Seite q χ
der Normalen zurückkehrt, wo die Abtastung begon- sin — = —
nen hat. Der gleiche Vorgang läuft nun von neuem .50 2 4a
ab. Man verhindert also das Überstreichen von nicht- erfüDt, und die zu den Überlagerungs-Schwingungsinteressierenden (normalerweise vom Radarstrahl un- klemmen LO1, LO2, LO3, LOt ... LOn _v LOn gebeleuchteten) Bereichen, indem man die Phase jedes fährten Frequenzen
betragen. Die Ausgänge von den Filtern S1, S3, S5... 60 wobei in der Bahn zu einer von diesen eine Phasen-Sn.,
werden in einem und die von den verbleibenden verschiebung von Null und in der Bahn zu der anabwechselnden
Filtern in einem zweiten Kanal korn- deren von diesen eine Phasenverschiebung von 180°
biniert. In einen der zwei Kanäle ist eine schaltbare vorhanden ist, einen Umschaltungs-Schalter SW und
Phasenschiebereinrichtung eingesetzt, die in einem ein Antriebsglied DAi zum Umschalten des Schalters
Schaltungszustand eine Phasenverschiebung von 180° 65 einmal während jeder Impulslänge t dargestellt In
einführt Die schaltbare Phasenverschiebungseinrich- der Praxis ist die Schaltungseinrichtung elektronisch,
tung ist in F i g. 4 schematisch durch einen Phasen- wird beispielsweise durch Hochgeschwindigkeitsschieber
PS, der zwei Ausgangsklemmen aufweist, Schaltungs-Transistorkreise gebildet. Die Ausgange
von den zwei Kanälen werden bei U kombiniert und für eine Verwendung abgegriffen. Wie in dem Fall
der F i g. 1 hat die Bandbreite von jedem der Filter
S1 bis Sn den Wert -. Die Phasenverschiebungs- und
-Schaltungseinrichtung muß breitbandig genug sein, um das gesamte Band zu überdecken, in welchem die
schmalen Bänder von S1 bis Sn liegen. In F i g. 4 ist
demnach eine Ausführungsform dargestellt, in der die ganze Zahl K gleich 2 ist.
In F i g. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, in der die ganze Zahl K gleich 3 ist. Es wird angenommen,
daß sie aus der Figur im Hinblick auf die in Verbindung mit F i g. 4 bereits ausgeführte Beschreibung
nahezu aus sich selbst verständlich ist. Die Unterschiede zu Fig. 4 sind: der Elementenabstand ist
jetzt so gewählt, daß er die Gleichung
. Θ λ
sin — = -■-2 6d
erfüllt, die Uberlagerungs-Schwingungs-Frequenz, die bei LO1, LO3, LOt... usw. eingespeist werden, betragen
jetzt
/ο,/ο - --,/ο - ■-■ ./ο ... usw.,
3ί 3r t
und es sind jetzt drei Kanäle vorgesehen, von denen einer von den Filtern S1, S4, S7... usw., der andere
von den Filtern S2, S5, S6... usw. und der dritte von
den Filtern S3, S6, S9... usw. gespeist wird. Ebenfalls
sind zwei schaltbare Phasenschieber PSl und PS 2, einer in jedem von zwei der Kanäle vorgesehen, von
denen jeder drei Ausgangsklemmen aufweist, die in einem Fall Phasenverschiebungen von 0, 120 und
240° (wenn die Klemmen von links nach rechts gezählt werden) und in dem anderen Fall Phasenverschiebungen
von 0, 240 und 120° liefern. Es sind zwei im Gleichlauf gekuppelte Schalter SWl und
SW 2 vorhanden, die im Gleichlauf angetrieben werden durch die Antriebseinrichtung DM. Wenn sich
die Schalter in der dargestellten Stellung befinden, betragen die durch PSl und PS 2 gegebenen Phasenverschiebungen
120 bzw. 240°. Die Ausgänge von den drei Kanälen werden zur Ausnutzung kombiniert.
Obgleich die Antennenelementen-Abstände in den Fig. 1, 4 und 5 als gleich dargestellt sind, was nur
zur Vereinfachung der Zeichnung geschehen ist, sind die Abstände in den drei Fällen verschieden, die
unterschiedlich gewählt sind, um die verschiedenen
für sin ygegebenen Gleichungen zu erfüllen.
Die in Fig. 6 dargestellte Radaranlage umfaßt
einen Impulssender 1, der Impulse zur Übertragung zu einem Wellenleiter- und Reflektor-Antennensystem
2 oder einem anderen geeigneten Richtstrahl-Antennensystem liefert-, das im Azimut gedreht wird
und sowohl zum Senden als auch zum Empfang dient. An diesem Antennensystem empfangene Echoimpulse werden zu irgendeiner geeigneten bekannten
Radar-Emj'fangsausrüstung 3 geliefert und auf einer Schirmbildeinheit 4 — üblicherweise einer Panorama-Schirmbildeinheit
*PPI« — dargestellt. Der Schirmbildeinheit
4 ist eine Markierungsanordnung 5 zugeordnet, die durch eine Daumenhebelsteuerung 6 gesteuert
wird, wodurch irgendein gewünschtes Ortungsobjekt in der Darstellung durch geeignete Positionierung
der Daumenhebelsteuerung markiert werden kann, beispielsweise durch einen elektronisch ei zeugten
Ring, der die ausgewählte gewünschte Ortungsobjekt-Wiedergabe in der Darstellung umgibt. Soweit
die Anlage bisher beschrieben ist, ist sie bekannt und kann irgendeine an sich bekannte geeignete Form
aufweisen.
Für eine Höhenermittlung und Elevationsbestimmung wird der Empfangsteil eines »Im-Impuls«-
Radars gemäß der Erfindung hinzugefügt. Dieser umfaßt ein Antennenfeld bzw. Richtstrahlfeld, beispielsweise
gleich dem in F i g. 4 schematisch dargestellten, das die Elemente/I1 bis An umfaßt, die in der in
Verbindung mit F i g. 4 beschriebenen Weise mit Abstand angeordnet sind. Dieses Feld ist als eine Dreheinheits-Konstruktion
A in F i g. 6 dargestellt. Dieses Feld wird um einen angenäherten Winkel — beispielsweise
13° zur Vertikalen — zurückgekippt und um eine vertikale Achse in Synchronisation mit dem
Dreh-Antennensystem 2 gedreht. Jegliche bekannte geeignete Einrichtung, die nur durch eine Synchroniao
sationsleitung 7 dargestellt ist, kann benutzt werden, um eine synchronisierte Drehung der zwei Antennensysteme
2 und A zu gewährleisten. Auf dem Feld A empfangene Signale werden in der Frequenz umgesetzt
und in der bereits in Verbindung mit F i g. 4 beschriebenen Weise durch die durch den Block FS in
F i g. 6 dargestellte Einrichtung gefiltert. Die Phasenverschiebungs- und -Schaltungseinrichtungen PS und
SW in F i g. 4 sind durch den Block PSW in F i g. 6 dargestellt, und die Antriebsschaltung zur Betätigung
des Schalters ist durch den Block DM der F i g. 4 dargestellt. Die Schaltung ist mit der Impulsübertragung
bzw. Impulssendung in irgendeiner geeigneten bekannten Weise synchronisiert, die in F i g. 6 durch
die Leitung 8 zwischen den Blöcken 1 und DM dargestellt ist. Der von der Ausgangsleitung U in F i g. 4
erhaltene Kombinationssignalausgang wird zu einem Tastungskreis 9 geführt, der durch irgendeine geeignete
Torschaltung im Block 10 gesteuert wird, wobei die Schaltung ihrerseits durch die Daumenhebelsteuerung
6 in einer solchen ebenfalls an sich bekannten Weise gesteuert wird, daß das Tor 9 geschlossen
ist, außer, wenn von einem auf der Schirmbildeinheit 4 markierten Ortungsobjekt empfangene
Signale empfangen werden. Der torgesteuerte Ausgang von 9 wird durch einen Integrator 11 integriert,
die Höhen- oder Elevationsinf ormation, die er enthält,
wird durch geeignete Schaltungen bei 12 extrahiert und durch eine Schirmbildeinheit 13 dargestellt, die
alle an sich bekannt sind.
Die folgenden Daten werden für ein praktische« Ausführungsbeispiel eines Hö'.en- oder Elevations-Ermittlungs-»Im-Impuls«-Radar,
wie es in Fig. tdargestellt ist, gegeben, welches in einer Anlage, wi<
sie in F i g. 6 dargestellt ist, enthalten sein kann:
Abtastungswinkel θ: 26°.
Kipp- bzw. Abstrahlwinkel des Antennenfeldes 13° zur Vertikalen
λ = 10 cm (3000 MHz),
t = 5 μ5βα
t = 5 μ5βα
Antennenfeld: 50 Hornstrahler mit einem At
stand von 1,1 λ zwischen den Mitten /0 = 2900 MHz.
Überlagerungsoszillator-Frequenzabstand: 100 kHz.
Volle Bandbreite (die durch PS und SW aufg
nommen werden soll): 5 MHz.
Abtastungs-Keulenbreite: 1,3°.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
509615/23
Claims (3)
1. Impuls-Radargerät, bei dem innerhalb der kontinuierlich um 360°. Infolge dieser Phasenände-Dauer
t eines Impulses ein Winkelbereich elektro- S rung wird die Richtcharakteristik des Antennenfeldes
nisch abgetastet wird, mit einem Antennenfeld, kontinuierlich geschwenkt, so daß nacheinander verbestehend
aus einer Reihe von in gegenseitigem schieden/: Richtungswinkel mit der Antenne abge-Abstand
angeordneten Antennenelementen, und tastet werden können.
mit einer frequenzumsetzenden Anordnung, Die bekannten Radargeräte, die nach dieser Me-
welche die Empfangssignale der Antennenelemente 10 thode der Winkelabtastung arbeiten, haben jedoch
zur Drehung des Antennendiagramms zueinander gewisse Nachteile. ILn diese Nachteile zu verdeut-
frequenzversetzt zum Antennensignalausgang liehen, sei nachstehend zunächst an Hand der Fig. I
überträgt, dadurchgekennzeichnet.daß bis 3 der Zeichnungen der Aufbau und die Wirkungs-
die Gesamtmenge der Antennenelemente (A1... weise eines solchen Radargeräts, von dem die vorEie-
An) aus K>\ gleichmächtigen disjunkten Teil- 15 gende Erfindung ausgeht, beschrieben,
mengen besteht, deren jede einen gesonderten Ka- Bei dem in Rede stehenden Radargerät werden
nal speist und deren jeweilige Elemente im An- Impulse vorbestimmter Länge ί mit einer Wieder-
tennenfeld um K Stellen auseinanderliegen, und holungsperiode T gesendet, die im Vergleich zur Im-
daß die Frequenzversetzung in F, S bzw. FS) zwi- pulslänge groß ist und vorzugsweise im einfachsten
sehen den Empfangssignalen benachbarter An- ao Fall ein großes Vielfaches der Impulslänge ist. So
, l . .. , , „ . n, kann beispielsweise / = 2,5 Mikrosekunden und
tennenelemente ^ betragt und daß eine Phasen- T = ^5 M|iMsekunden sein. innerhalb der Dauer t
Umschalteinrichtung (PS1 SW bzw. PSW) vorge- eines Impulses wird ein bestimmter Winkelbereich in
sehen ist, mit welcher während jeder Impuls- einer noch zu beschreibenden Weise von der Empdauer
t die Phasen in den Kanälen um verschie- 23 fangsantenne elektronisch abgetastet. Der gesendete
dene ganzzahlige von Null bis K-\ reichende Impuls beleuchtet den zu überwachenden Winkel-Vielfache
des Wertes 2 π/Κ zueinander verschieb- bereich. Auü den empfangenen Echosignalen werden
bar sind. unter Quantisierung sowohl die Entfernungsinforma-
2. Impuls-Radargerät nach Anspruch 1, da- tion als auch die Richtungsinformation für das gedurch
gekennzeichnet, daß die Zahl K gleich 2 ist. 30 troffene Ziel abgeleitet. Die Entfernungszone des
3. Radaranlage unter Verwendung eines Impuls- Ziels wird bestimmt durch Ermittlung der Zeit, die
Radargeräts nach Anspruch 1 oder 2, dadurch seit dem Beginn einer Impulsperiode T bis zum Empgekennzeichnet,
daß dieses Impuls-Radargerät fang des Echosignals verstrichen ist. Diese Zeit wird
(A, FS, PSW, DM) als Höhenradar zur Abtastung gemessen als Anzahl von Impulslängen t, die zwieines
Höhenwinkelbereichs ausgerichtet ist und 35 sehen dem Beginn einer Impulsperiode und dem
daß sein Antennenfeld (A) synchron mit der An- Augenblick des Ansprechens des Empfängers vertenne
(2) eines Rundsichtradars (1 bis 3) im Azi- streicht. Die Richtungsinformation (die ebenfalls
mut drehbar ist und daß eine an sich bekannte quantisiert ist) wird gewonnen aus der Zeit innerhalb
Markierungsvorrichtung (5, 6) für vom Rund- derjenigen Impulslänge r, die der Entferungszone des
sichtradar geortete Objekte eine im Ausgangs- 40 Ziels entspricht. So wird bei einem solchen Radar,
kanal (U) des Höhenradars liegende Tasteinrich- welches beispielsweise einen Winkelbereich von 0 bis
tung (9, 10) derart steuert, daß sie diesen Kanal 90° überwacht und zwischen 90 verschiedenen Winnur
immer dann auftastet, wenn das mit der kelwerten mit jeweils 1 ° Abstand unterscheiden kann,
Markierungsvorrichtung markierte Objekt gerade ein in der vierzigsten Entfernungszone und in einer
erfaßt wird, 45 Richtung von 30° vorhandenes Ziel bewirken, daß
der Elmpfänger während der vierzigsten Impulslängenzeit
/ (von dem Beginn einer Impulsperiode an) nach
dem ersten Drittel dieser Impulslängenzeit anspricht.
Ein Radarsystem dieses Typs läßt sich in Überein-50 Stimmung mit dem geschilderten Prinzip als »Im-
Die Erfindung betrifft ein Impuls-Radargerät einer Impuls«-Radar bezeichnen.
Gattung gemäß dem Oberbegriff des Patentan- Die Fig. 1 zeigt nun den Aufbau eines Radarspruchs
1. geräts dieses Typs. Dieses Radargerät umfaßt ein Aus der Zeitschrift »Electro-Technology«, Novem- Eingangsantennenfeld mit einer großen Anzahl von
ber 1968, S. 29 bis 41, sind verschiedene Methoden 55 Antennenelernenten A, bis An, die Seite an Seite anzur
elektrischen Schwenkung des Diagramms einer geordnet sind und von denen jedes einen Sichtwinkel
Radarantenne bekannt. Eine dieser bekannten Me- hat, der zumindest gleich dem Überwachungswinkel
thoden besteht darin, die Richtcharakteristik eines (beispielsweise 90°) ist. Bei den Antenncnelementen
Antennenfeldes auf elektronische Weise zur Ab- kann es sich beispielsweise, wie dargestellt, um Horntastung
eines Winkelbereichs dadurch zu drehen, daß Sn strahler handeln. Jedes Antennenelement speist eine
man die Ausgänge getrennter, in einer Reihe ange- von gleichartig aufgebauten Einheiten F1 bis Fn, von
ordneter Antennenelemente auf gesonderte Frequenz- denen jede einen Frequenzumsetzer und eine Vermischer
gibt, die zusätzlich verschiedene Frequenzen stärkerstufe aufweist. Die einzelnen Frequenzumsetaus
lokalen; Oszillatoren empfangen. Wenn hierbei ein zer empfangen außerdem lokal erzeugte Überlageeinem
bestimmten Antennenelement zugeordneter 65 rungsschwingungen, die an den Klemmen LO1 bis
Oszillator während einer Zeitspanne t eine Anzahl LOn angelegt werden. Die den einzelnen Frequenzvon
η Schwingungsperioden hat und der dem be- Umsetzern zugeführten Überlagerungsschwingungen
nachbarten Antennenelement zugeordnete Oszillator sind jedoch in ihrer Frequenz nicht einander gleich,
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB894571A GB1361681A (en) | 1971-04-07 | 1971-04-07 | Radar systems |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2216855A1 DE2216855A1 (de) | 1972-10-26 |
| DE2216855B2 DE2216855B2 (de) | 1974-07-25 |
| DE2216855C3 true DE2216855C3 (de) | 1975-04-10 |
Family
ID=9862367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2216855A Expired DE2216855C3 (de) | 1971-04-07 | 1972-04-07 | Radargerät mit elektronischer Winkelbereichabtastung innerhalb der Impulsdauer |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3945007A (de) |
| DE (1) | DE2216855C3 (de) |
| FR (1) | FR2132789B1 (de) |
| GB (1) | GB1361681A (de) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2249345B1 (de) * | 1973-10-25 | 1979-04-13 | Siemens Ag | |
| US6114984A (en) * | 1975-12-19 | 2000-09-05 | Northrop Grumman Corporation | Interferometric doppler guidance system |
| US4158840A (en) * | 1977-11-11 | 1979-06-19 | General Signal Corporation | 3-D Radar comprising 2-D radar with height finding attachment |
| DE2902039A1 (de) * | 1979-01-19 | 1980-07-24 | Siemens Ag | Gegen anti-radar-flugkoerper geschuetztes ueberwachungsradarsystem |
| US4263600A (en) * | 1979-12-10 | 1981-04-21 | Hughes Aircraft Company | Wide-band, phase scanned antenna |
| GB2147761B (en) * | 1983-10-07 | 1987-09-03 | Marconi Co Ltd | Radar apparatus |
| US4667201A (en) * | 1983-11-29 | 1987-05-19 | Nec Corporation | Electronic scanning antenna |
| NL8802289A (nl) * | 1988-09-16 | 1990-04-17 | Hollandse Signaalapparaten Bv | Rondzoeksensor. |
| DE3934268A1 (de) * | 1989-10-13 | 1991-04-25 | Mtu Muenchen Gmbh | Turbinen-staustrahltriebwerk |
| EP3236279A4 (de) * | 2014-12-15 | 2018-08-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Radarvorrichtung |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3266038A (en) * | 1964-02-13 | 1966-08-09 | Decca Ltd | Radar systems |
| FR2032137A5 (de) * | 1969-02-19 | 1970-11-20 | Snecma |
-
1971
- 1971-04-07 GB GB894571A patent/GB1361681A/en not_active Expired
-
1972
- 1972-04-07 US US05/241,997 patent/US3945007A/en not_active Expired - Lifetime
- 1972-04-07 FR FR7212360A patent/FR2132789B1/fr not_active Expired
- 1972-04-07 DE DE2216855A patent/DE2216855C3/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2216855B2 (de) | 1974-07-25 |
| DE2216855A1 (de) | 1972-10-26 |
| FR2132789A1 (de) | 1972-11-24 |
| US3945007A (en) | 1976-03-16 |
| GB1361681A (en) | 1974-07-30 |
| FR2132789B1 (de) | 1976-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102005063417B4 (de) | Antenne für eine hochauflösende Synthetik-Apertur-Radarvorrichtung | |
| DE2410500B2 (de) | Pulsradarsystem linear zeitverknüpfter Trägerfrequenz mit hohem Entfernungsauflösungsvermögen | |
| DE2216855C3 (de) | Radargerät mit elektronischer Winkelbereichabtastung innerhalb der Impulsdauer | |
| DE2306407C3 (de) | Antennensystem hoher Winkelauflösung für Radargeräte mit getrennten Sende- und Empfangsantennen | |
| DE2941525C2 (de) | ||
| DE2654785A1 (de) | Schaltungsanordnung zum abtasten eines zeitlich begrenzten eingangssignales | |
| DE2323541A1 (de) | Praezisionsrichtanordnung, insbesondere fuer unterwasserschallantennen mit kreisrundem querschnitt | |
| DE2434924C3 (de) | Antennenanlage für ein Primär- und Sekundärradar mit Reflektor, Primärstrahler und zwei Hilfsstrahlern | |
| DE1962436C1 (de) | Dopplernavigations-Radarantenne mit automatischer Land- See- Fehlerkorrektur auf Grund unterschiedlich geneigter Keulengruppen | |
| DE2625062C3 (de) | Phasengesteuerte Antennenanordnung | |
| DE3688881T2 (de) | Superheterodynempfänger zweier Mikrowellensignale gegensinniger Zirkularpolarisation. | |
| EP0447874B1 (de) | Signalverarbeitungsverfahren und Signalverarbeitunsanordnung für eine Pulsradaranlage | |
| DE4014407C2 (de) | ||
| DE102016124881B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen eines Bildes von einem Objekt mit elektromagnetischer Strahlung | |
| DE2532970A1 (de) | Antenne | |
| EP3564708B1 (de) | Synthetik-apertur-radarverfahren zur fernerkundung der erdoberfläche und synthetik-apertur-radarvorrichtung | |
| DE3026424C2 (de) | Impulsradargerät zum Messen von Windgeschwindigkeiten | |
| DE2300314A1 (de) | Bodenstation einer doppler-mikrowellenblindlandeanordnung | |
| DE3701134A1 (de) | Extrem breitbandiger funkempfaenger | |
| DE19521624A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer großen Streifenbreite bei Radargeräten mit synthetischer Apertur (SAR) durch die Verwendung von subsequent gepulsten Frequenzkanälen | |
| DE2915124C1 (de) | Empfänger für Monopuls-Radarsysteme | |
| DE2123029B2 (de) | ||
| DE2747086A1 (de) | Peilanordnung | |
| DE3632002A1 (de) | Cross-bar-quadratur-mischer | |
| DE2721632A1 (de) | Peiler mit goniometer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |