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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Radargerät,
eingerichtet zum Aussenden einer Impulsreihe, welche
Impulsreihe aus Impulsen der ersten und der zweiten Art
besteht, die so geordnet sind, daß die Impulsaussendung in
Gruppen von Impulsen der ersten und der zweiten Art
nacheinander stattfindet, und zumindest eine Impulsart für
Impulskompression moduliert ist, und das Radargerät einen
Radarempfänger zur Verarbeitung von Echos von Gruppen von
Impulsen sowohl der ersten als auch der zweiten Art, einen
A/D-Umsetzer zur Digitalisierung von Echos und einen
digitalen Prozessor zur Verarbeitung von Echos von Gruppen
von Impulsen sowohl der ersten Art als auch der zweiten Art
umfaßt.
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Radar-Impulsreihen, bestehend aus verschiedenen Arten von
Impulsen, finden namentlich in Radargeräten Anwendung, mit
denen sowohl im Weit- als auch im Nahbereich eine gute
Detektion realisiert werden soll. Eine Darlegung über
mögliche Lösungen findet man in "Introduction to Radar
Systems" von M.I. Skolnik, auf den Seiten 57 bis 58. Es ist
allgemein üblich, lange Impulse für den Weitbereich und
kurze Impulse für den Nahbereich zu benutzen. Auch ist es
üblich, lange Impulse so zu modulieren, daß die Echoimpulse
(das heißt, die von einem Ziel reflektierten Impulse) im
Empfänger komprimiert werden können. Impulskompression ist
eine an sich bekannte Methode und wird an dieser Stelle
nicht weiter behandelt. Eine bestimmte Methode der
Impulsmodulation ist die sogenannte Wobbeltechnik. Vor kurzem
wurde vorgeschlagen, diese Wobbeltechnik ebenfalls auf die
kurzen Impulse anzuwenden, zwecks Komprimierung der von den
kurzen Impulsen erhaltenen Echos im Empfänger.
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Bisher handelte es sich bei einer vom Radar ausgesendeten
Impulsreihe im wesentlichen um eine verstärkte Impulsreihe,
bestehend aus einem langen Impuls und einem oder mehreren
kurzen Impulsen. Hierbei ist es von Vorteil, für die kurzen
Impulse eine hohe Impulsfolgefrequenz (PRF) zu benutzen. In
der britischen Patentschrift GB 1,424,026 ist die Rede von
abwechselnd Impulsreihen aus langen und kurzen Impulsen,
wobei die zwei Arten von Impulsen dieselbe PRF aufweisen.
Die britische Patentschrift GB-B 2,088,667 offenbart eine
gleichartige Impulsreihe, bei der die langen und kurzen
Impulse als anliegende Impulspaare ausgesendet werden. Bei
diesen Impulspaaren wurde die Reihenfolge der Impulse in
den aufeinanderfolgenden Paaren umgekehrt, zwecks
Reduzierung der Geschwindigkeit, mit der die Mittel im
Radarsender zur Generierung der verschiedenen Impulsarten
geschaltet werden. Hierbei sind die Impulspaare zeitlich
deutlich getrennt.
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Die Anwendung von kurzen Impulsen, die mit einer höheren
mittleren Geschwindigkeit als die langen Impulse
ausgesendet werden, wird in den britischen Patentschriften
GB 1,552,877 und GB-B 2,098,020 dargelegt. Letztere
Patentschrift offenbart den Entwurf zur Modulierung der
kurzen Impulse für Komprimierung. In der Praxis besteht die
resultierende Impulsreihe aus langen Impulsen mit einer im
zwischenliegenden Intervall eine Vielheit an kurzen
Impulsen. In der britischen Patentschrift GB-B 2,085,251,
entsprechend EP-A 0.051.361, wird als Zusatz zu den
Impulspaaren aus GB-B 2,088,667 die Anwendung von Impulstripletts
dargelegt, bei denen jeder lange Impuls von einem
angrenzenden kurzen Impuls vorausgegangen und gefolgt wird.
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Obgleich zwei Impulse zwischen zwei aufeinanderfolgenden
langen Impulsen liegen, ist es beim Dreiergefüge der
Impulsfolge so, daß die Impulstripletts in Zeit relativ
weit auseinanderliegen und im großen und ganzen die PRF der
lange Impulse aufweisen. Die Anwendung von vorangehenden
und nachfolgenden kurzen Impulsen wurde entworfen, zur
Sicherstellung, daß Echos von dem einen oder dem anderen
Impuls in der Anwesenheit von verschiedenen, in der
erwähnten Patentschrift erörterten Sättigungseffekten
detektiert werden können. Im Empfänger werden die
verschiedenen Impulse zur Verarbeitung in den verschiedenen
Empfängerkanälen auf Basis von Zeitdifferenzen oder anderen
kennzeichnenden Eigenschaften getrennt. In der britischen
Patentschrift GB-B 2,085,252, entsprechend EP-A 0.049.087,
werden ebenfalls die Impulspaare aus der Patentschrift
GB-B 2,088,667 behandelt. Die Impulspaare können einer mehr
umfassenden Gruppe von Impulsen angehören, beispielsweise
einem Impulstriplett wie im vorstehenden erwähnt, wobei der
Zeitzwischenraum zwischen den Impulsen innerhalb einer
Gruppe kleiner ist als der Intervall zwischen den Gruppen.
Die Beschreibung läßt ebenfalls die Möglichkeit der
Einfügung zusätzlicher kurzer Impulse in diese
Zeitzwischenräume offen. Im Empfänger erfolgt eine Differenzierung der
verschiedenen Impulse auf Zeitdifferenzbasis oder aufgrund
anderer Charakteristiken, zur Verarbeitung der Impulse in
den verschiedenen Emfängerkanälen.
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In den im vorstehenden erwähnten Beschreibungen ist die
Rede von Impulsreihen, entworfen mit dem Zweck, einen
gewünschten Grad der Leistungsfähigkeit zu erhalten, da
zwischen Detektion im Nah- und Weitbereich, im Hinblick auf
die Tatsache, daß die Echos der einen Sorte von denen einer
anderen Sorte überdeckt werden können, und daß es
erforderlich ist, zwischen den Echos von Zielen und Clutter zu
unterschieden sowie die Notwendigkeit besteht, die Effekte
einer eventuellen Sättigung des Empfänger abzuschwächen. In
den, im vorstehenden erwähnten Radarempfängern werden die
Echos, zur Verarbeitung von langen bzw. kurzen Impulsen, in
zwei Kanäle aufgeteilt.
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Im nachfolgenden wird ein Radargerät gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben,- wobei eine Impulsreihe, mit einer
ersten Gruppe von Impulsen, abgewechselt durch eine zweite
Gruppen von Impulsen, Anwendung findet. Die erste
Impulsgruppe besteht aus einer Vielzahl an identischen langen
Impulsen, während die zweite aus einer Vielzahl an
identischen kurzen Impulsen besteht. Aus bestimmten Gründen
wird der Zeitzwischenraum zwischen den Gruppen länger als
der Zeitzwischenraum zwischen den Impulsen innerhalb der
einzelnen Gruppen gemacht, oder zumindest der
Zeitzwischenraum zwischen den Impulsen der Gruppe, welche dem
Zeitzwischenraum zwischen den Impulsen einer Gruppe
vorangeht. In anderen Fällen werden Gruppen auf ähnliche Weise
gemeldet. Das heißt, die nächste Gruppe kommt unmittelbar
in Anschluß an den sich auf die vorangehende Gruppe
beziehenden Zeitzwischenräumen zwischen den Impulsen. Auf
jeden Fall bietet die vorliegende, erfinderische
Ausführungsform den Vorteil, daß jederzeit die Aufmerksamkeit
auf Echos einer bestimmten Sorte gelenkt wird.
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Der im zu beschreibenden Radargerät angewendete Empfänger
ist mit einem Einzelkanal versehen, der zur ständigen
Verarbeitung bedeutender Impulsechos eingerichtet ist.
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Charakteristisches Merkmal der Erfindung ist es, daß der
Sender zum Aussenden von Impulsen der erwähnten ersten und
zweiten Art auf unterschiedlichen Frequenzen eingerichtet
ist, und daß der Empfänger mit einem Mischkreis (21)
versehen ist, der so gesteuert wird, daß die Echos von
Impulsen der ersten und der zweiten Art auf eine gemeinsame
Zwischenfrequenz ZF gebracht werden, der A/D-Umsetzer (26)
zur Digitalisierung der auf eine gemeinsame Frequenz
gebrachten ZF-Echoimpulsen geeignet ist, wobei der A/D-
Umsetzer (26) mit einem Faktor vier der ZF bemustert wird;
und weiterhin mit einem auf den digitalen Output des A/D-
Umsetzers (26) ansprechenden Hilbert-Filter (27) versehen
ist, zum Erhalt von digitalisierten Quadraturkomponenten
der Echoimpulse für die Zuführung zum digitalen Prozessor
(29); der erwähnte digitale Prozessor (29) zur Verarbeitung
der digitalisierten Quadraturkomponenten, als Teil der
Videoverarbeitung der Echoimpulse geeignet ist und in
Abhängigkeit der Verarbeitung der Arten von Impulsen, von
denen der Empfang der betreffenden Echos erwartet wird,
programmiert worden ist.
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Eine weitere erfinderische Eigenschaft ist es, daß der
Sender die Mittel zur gruppenweisen Generierung der Impulse
der ersten und der zweiten Art umfaßt, wie im vorstehenden
erwähnt, zwecks gruppenweise Modifizierung der
Impulsparameter in Abhängigkeit von aus vorangehenden Gruppen
abgeleiteter Zieldetektion.
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Allgemein gesagt, ist es Aufgabe der Erfindung ein
Radargerät der eingangs genannten Art zu verschaffen, bei dem
eine aus verschiedenen Arten von Impulsen bestehende
Impulsreihe zur Anwendung gelangt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Impulsreihe eine erste Art einer Gruppe von
identischen Impulsen und darauffolgend eine zweite Art
einer Gruppe von identischen Impulsen umfaßt.
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Die Anwendung eines programmierbaren digitalen Prozessors
zur Verarbeitung von Echos einer Impulsreihe ist von der
Patentschrift US-A 4,143,373 her bekannt. Diese
Verarbeitung findet jedoch anhand von detektierten Impulsen
statt und ist als solche nicht Teil des Radarempfängers.
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Ein weiterer erfinderischer Aspekt besteht darin, daß der
Radarsender mit einem Generator versehen ist, zur
Generierung einer aus verschiedenen Impulsarten bestehenden
Impulsreihe, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen
sind, zur Steuerung des Generators, zwecks Generierung
einer Gruppe von identischen Impulsen der ersten Art und
darauffolgend einer Gruppe von identischen Impulsen der
zweiten Art.
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Im nachfolgenden werden Beispiele charakteristischer
Eigenschaften gegeben, zur Unterscheidung der einen Gruppe von
der anderen. Dies betrifft nicht nur die Impulse selbst,
sondern auch die Zeitzwischenräume zwischen den Impulsen.
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Weiterhin ist das Radargerät gemäß der Erfindung versehen
mit einem Radarempfänger zur Verarbeitung von Impulsechos,
stammend von Impulsgruppen der im vorstehenden angegebenen
Art, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Detektion von
Echos von Impulsgruppen von sowohl der ersten als auch der
zweiten Art sowie Mittel zur Verarbeitung der detektierten
Impulse vorgesehen sind, welche Mittel zur Verarbeitung von
Echos von Impulsgruppen der ersten Art in einer ersten
Periode und Echos von Impulsgruppen der zweiten Art in
einer zweiten Periode eingerichtet sind. Es ist möglich,
die Detektionsmittel mit Hilfe eines Empfänger-Einzelkanals
für alle Impulsgruppen zu realisieren.
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Vorzugsweise ist das Radargerät gemäß der Erfindung mit dem
im vorstehenden angegebenen Radarsender und -empfänger
ausgerüstet und sind die Steuermitteln zur Steuerung der
Verarbeitungsmittel so eingerichtet, daß die ersten und die
zweiten Verarbeitungsperioden hinsichtlich der
Impulsgruppen der ersten Art und der zweiten Art synchronisiert
sind.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann
die Impulsreihe aus einer wiederholten Aufeinanderfolge von
Impulsgruppen der ersten und der zweiten Art bestehen.
Allgemein gesagt, besteht die Impulsreihe aus einer sich
wiederholenden Aufeinanderfolge einer Vielheit von Gruppen
von Impulsen unterschiedlicher Art, wobei die Impulse
innerhalb der einzelnen Gruppen jedoch identisch sind. Bei
einer Aufeinanderfolge von jeweils zwei Impulsgruppen der
ersten und der zweiten Art kann es sich sowohl um kurze als
auch um lange Impulse handeln, wie bereits im vorstehenden
angegeben. Die Gruppen können sich durch weitere Parameter
oder Kombinationen von Parametern einschließlich
Impulslänge unterscheiden. Die PRF der Impulse innerhalb einer
Gruppe kann so gewählt werden, daß zwischen dem
Entfernungsintervall der Zieldetektion und der betreffenden
Impulsgruppe die bestmögliche Angleichung erhalten wird.
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Ein in den zu beschreibenden Ausführungsformen der
Erfindung auftretender Impulsparameter betrifft die
vorstehend erörterte Impulsmodulationstechnik, mit der sich
empfangene Impulsechos im Empfänger komprimieren lassen. In
der vorliegenden Spezifikation bezieht sich der Ausdruck
"kompressions-modulierte Impulse", oder dergleichen, auf
einen Impuls, der auf irgendeine Weise so moduliert wird,
daß er sich zur Impulskomprimierung im Empfänger eignet.
Phasenkodierung und Frequenz-Durchwobbelung (was an sich
als eine Phasenmodulation betrachtet werden kann) sind
Formen der Kompressionsmodulation. Beide werden mit
Phasenmodulation angedeutet.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Generator
zur Generierung einer Gruppe von relativ langen identischen
Impulsen und einer Gruppe von relativ kurzen identischen
Impulsen eingerichtet. In dieser Ausführungsform dienen die
langen Impulse vornehmlich der Überwachung im Weitbereich,
während die kurzen Impulse vornehmlich der Überwachung im
Nahbereich dienen. In einer solchen Ausführungsform ist die
PRF der kurzen Impulse vorzugsweise größer als die PRF der
langen Impulse. Vorzugsweise sind die langen Impulse
kompressionsmoduliert, zur Verbesserung des Rauschabstands.
Auch die kurzen Impulse können kompressionsmoduliert sein.
Phasenmodulation und mehr im besonderen Frequenz-
Durchwobbelung werden im nachfolgenden näher behandelt.
Vorzugsweise ist die Antenne-Rundsuchbewegung so, daß für
jede Art von Impulsgruppe ein Ziel 2- bis 4mal von einer
Gruppe von Impulsen beleuchtet wird. Zum Erhalt einer
höheren Datenrate ist es von Bedeutung, daß es sich bei den
verschiedenen Impulsgruppen um Nachbarimpulse handelt.
Unter bestimmten für das Radargerät geltenden
Umgebungsbedingungen ist es von Vorteil, wenn der Zeitzwischenraum
zwischen den Gruppen größer ist als der Zeitzwischenraum
zwischen den Impulsen innerhalb einer Gruppe. Auf diese
Weise wird die Empfangszeit für den letzten Impuls einer
Gruppe verlängert. Dies bedeutet, daß die Reichweite des
Radargerätes vergrößert wird.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist es
möglich, abwechselnd drei Gruppen von Impulsen auszusenden.
Eine erste Gruppe von Impulsen enthält 8
kompressionsmodulierte lange Impulse für die Überwachung im Weitbereich.
Eine zweite Gruppe von Impulsen enthält 8
kompressionsmodulierte kurze Impulse mit einer höheren PRF als die PRF
der langen Impulse für die Überwachung im Nahbereich, und
eine dritte Gruppe von Impulsen enthält 8 Impulse mit einer
Länge, die zwischen der Länge der langen und kurzen Impulse
liegt, zur Überwachung im Mittelstreckenbereich; die PRF
der Impulse der dritten Gruppe befindet sich zwischen der
PRF der kurzen und der Langen Impulse.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung, ist es möglich, mehrere Gruppen von Impulsen
auszusenden, wobei die Impulsparameter von Gruppe zu Gruppe
auf eine zuvor bestimmte Weise angepaßt werden.
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Hierbei kann es sich unter anderen um folgende
Impulsparameter handeln: Impulslänge und Impulsgröße, PRF,
Impulsabstand und Phasenmodulation. Im Bereich Anti-
Störmaßnahmen kann dies von großer Bedeutung sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können
die Impulsparameter der Impulse von Gruppe zu Gruppe, in
Abhängigkeit der empfangenen Echosignale einer
ausgesendeten Gruppe angepaßt werden. Auch die Anzahl Impulse
einer Gruppe kann von Gruppe zu Gruppe variieren.
Beispielsweise ist es möglich die Impulslänge einer
bestimmten Impulsgruppe zu verringern, zum Erhalt einer
höheren Auflösung, um auf diese Weise die Anzahl an
erforderlichen Bearbeitungsoperationen pro Sekunde auf ein
Minimum zu begrenzen. Der Empfängerprozessor ist auf die
auszusendenden Gruppen von Impulsen abgestimmt. Auf diese
Weise können bestimmte Sendefrequenzen vermieden werden,
die häufig gestört werden.
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Eine spezielle erfindungsgemäße Ausführungsform wird
erhalten, wenn der Zeitzwischenraum zwischen den
Impulsgruppen größer als der Zeitzwischenraum zwischen den
Impulsen innerhalb der Gruppen ist.
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Aufgrund der Tatsache, daß eine Impulsgruppe Impulse
derselben Art enthält, ist es möglich, hierfür nur einen
Empfängerkanal anzuwenden. Der Empfänger enthält gemäß
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung einen
Empfängerkanal, konstruiert für den Betrieb mit allen, von
allen Impulsgruppen stammenden Echosignalen. Auf diese
Weise wurde das Problem, nämlich das Empfangen
unterschiedlicher Arten von Impulsen, auf den Prozessor
verlagert. Der Prozessor verarbeitet jeweils eine
Impulsgruppe. Da jede Impulsgruppe aus identischen Impulsen
besteht, kann der Prozessor von Gruppe zu Gruppe
neuprogrammiert werden, damit die Echosignale einer Gruppe von
Impulsen verarbeitet werden kann. Zur Speicherung aller
Filterkoeffizienten, die zur Verarbeitung der verschiedenen
Impulsgruppen erforderlich sind, kann der Prozessor mit
einem Speicher ausgerüstet sein.
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Die Erfindung und die betreffende Funktionsweise wird im
nachfolgenden anhand von beigefügten Zeichnungen
ausführlich beschrieben, von denen
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Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines
Radarsystems gemäß der Erfindung zeigt; und die
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Fig. 2 und 3 verdeutlichende Diagramme möglicher
Impulsreihen dieses Radarsystems darstellen.
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Das in Fig. 1 dargestellte Radarsystem umfaßt einen
Generator 1 zur Generierung phasenmodulierter Sendeimpulse
von relativ langer Dauer und phasenmodulierter Sendeimpulse
von relativ kurzer Dauer.
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Der Impulsgenerator 1 wird von einer Steuer- und
Taktsteuereinheit 2 gesteuert. Die Einheit 2 bestimmt welche
Impulsart ausgesendet wird. Weiterhin kann der Generator 1
mit separaten Einheiten zur Generierung von
phasenmodulierten Impulsen von relativ langer Dauer und zur
Generierung von phasenmodulierten Impulsen von relativ
kurzer Dauer versehen sein.
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Das Radarsystem umfaßt weiterhin einen Frequenzgenerator 3,
mit dem die Frequenzen von zwei Sendeimpulsenarten über die
Leitung 4 bestimmt werden, wobei die Einheit 2 den
Frequenzgenerator über die Leitung 5 steuert. Diese Einheit
2 bestimmt ebenfalls die PRF der Sendeimpulse über die
Leitung 6. Die Einheit 2 generiert auf eine solche Weise
Signale auf den Leitungen 5 und 6, daß abwechselnd Gruppen
von acht langen Impulsen (Gruppen A mit langen Impulsen)
und Gruppen von acht kurzen Impulsen (Gruppen B mit kurzen
Impulsen), wie in Fig. 2 dargestellt, ausgesendet werden.
Der Zeitzwischenraum zwischen den Impulsen einer Gruppe mit
kurzen Impulsen ist vorzugsweise kleiner als der
Zeitzwischenraum zwischen den Impulsen einer Gruppe mit langen
Impulsen, zwecks einer besseren Clutter-Unterdrückung
während der Überwachung im Nahbereich mit Hilfe von kurzen
Impulsen. Außerdem erreicht man hiermit im Nahbereich eine
hohe Datenrate und eine hohe Auflösung. Die langen Impulse
werden für die Überwachung im Weitbereich benutzt. Der
Zeitzwischenraum zwischen den Impulsen einer Gruppe mit
langen Impulsen kann optimiert werden, zur Vermeidung von
"second time-around"-Echos. Vorzugsweise werden die Impulse
einer Gruppe mit langen Impulsen phasenmoduliert, zur
Vergrößerung der Entfernungsauflösung während der
Überwachung im Weitbereich. Infolge der Länge der langen
Impulse kann eine genügende Menge an Energie angewendet
werden, so daß eine Überwachung in größerer Entfernung
erreicht werden kann. Wie in der Patentschrift GB-B
2,098,020 beschrieben, ist eine Phasenmodulierung der
kurzen Impulse ebenfalls möglich, zur Verlängerung der
kurzen Impulse, unter Beibehaltung der Entfernungsauflösung
im Nahbereich. Die Energie der kurzen Impulse wird
gegenüber der Clutter-Energie im Nahbereich verstärkt. Wenn man
sich vergegenwärtigt, daß sich Clutter im Nahbereich am
meisten bemerkbar macht, ist die Anwendung von
Phasenmodulation für die kurzen Impulse von großem Vorteil.
Vorzugsweise sollte die Anzahl pro Zeiteinheit aus
zusendende Impulsgruppen so bestimmt werden, daß ein Ziel von
drei Gruppen von langen Impulsen und drei Gruppen von
kurzen Impulsen beleuchtet wird. Hiermit ist eine
Zielortung in Azimut mit höchster Präzision möglich.
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Die vom Generator produzierten Sendeimpulse werden einem
herkömmlichen Senderkanal eingespeist, in dem die Frequenz
der Sendeimpulse stufenweise in die gewünschten
Sendefrequenzen transformiert werden. Der Sendekanal umfaßt eine
erste Mischeinheit 7, ein erstes Bandpaßfilter 8, eine
zweite Mischeinheit 9, ein zweites Bandpaßfilter 10 und
einen HF-Verstärker. In der Mischeinheit 7 werden zwei
Arten von Sendeimpulsen mit einem über die Leitung 12
zugeführten Signal gemischt. Das Bandpaßfilter 8
übermittelt nur die gewünschten Seitenfrequenzen der
Ausgangssignale aus der Mischeinheit 7. In der Mischeinheit 9
werden die vom Filter 8 durchgelassenen Signale mit einem
über die Leitung 14 zugeführten Signal des Hilfsoszillators
13 gemischt. Auf ähnliche Weise übermittelt das
Bandpaßfilter 9 nur die gewünschten Frequenzen. Die Frequenz des
Oszillators 13 kann für das
Doppelüberlagerungs-Empfangsprinzip optimiert werden. Die Frequenz des
Frequenzgenerators 3 kann von Gruppe zu Gruppe so variiert werden,
daß unterschiedliche Impulsgruppen mit einer
unterschiedlichen Frequenz ausgesendet werden.
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Beide Arten von Sendeimpulsen werden über den HF-Verstärker
11, einen Duplexer 15 und eine Antenneneinheit 16
ausgesendet. Der Duplexer 15 ist mit einem Ferritzirkulator
zur Trennung des Senders und Empfängers und einem
Empfängerisolator, bestehend aus einer Empfängersperröhre,
versehen. Die von der Antenneneinheit 16 empfangenen
Echosignale werden über einen Duplexer 15 einem Empfänger
zugeführt. Der Empfänger umfaßt einen Empfängerkanal,
bestehend aus einem HF-Verstärker 17, einem ersten
Bandpaßfilter 18, einer Mischeinheit 19, einem zweiten
Bandpaßfilter 20, einer Mischeinheit 21, einem ZF-Verstärker 22
und einem dritten Bandpaßfilter 23. In diesem Teil des
Empfängerkanals werden die Frequenzen der Echosignale einer
Gruppe von Impulsen verstärkt und stufenweise in Signale
mit der gewünschten Zwischenfrequenz transformiert. Da
gemäß der beschriebenen Ausführungsform die Frequenz der
Gruppen von Impulsen von Gruppe zu Gruppe gewechselt wird,
wird nur eine Gruppe von Impulsen während eines bestimmten
Zeitzwischenraums empfangen werden (beispielsweise während
der zur betreffenden Gruppe gehörenden Empfangszeit). In
der hier beschriebenen Ausführungsform ist der
HF-Verstärker 17 vom LNTA-Typ (low noise transistor amplifier). Nach
Filterung im Bandpaßfilter 18 werden die verstärkten HF-
Signale der Mischeinheit 19 zugeführt und mit einem vom
Oszillator 13 über die Leitung 14 zugeführten Signal
gemischt. Das Bandpaßfilter 20 übernimmt die Weitergabe der
gewünschten Frequenzen. Aufgabe des Bandpaßfilters 18 ist
es, das im breitbandigen LNTA generierte Rauschen von der
erheblich "schmaler" bandigen Mischeinheit 19 fernzuhalten.
In der Mischeinheit 21 werden diese Frequenzen nacheinander
auf ein ZF-Niveau transformiert, indem vom
Frequenzgenerator 3 über die Leitung 12 ein Signal hinzugefügt wird. In
dem Beispiel werden Echosignale von den Sendeimpulsen mit
langer und kurzer Dauer in der Mischeinheit 21 gewonnen,
wobei die Mittenfrequenzen dieser Echosignale
übereinstimmen.
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Der ZF-Verstärker 22 und das Bandpaßfilter 23 übermitteln
die gewünschten ZF-Signale zu einer dritten Mischeinheit 24
für phasenempfindliche Detektion. Zu diesem Zweck wird die
dritte Mischeinheit über die Leitung 25 ebenfalls mit dem
von dem Oszillator 2 generierten Signal gespeist. Das
Ausgangssignal der Mischeinheit 24 wird einem A/D-Umsetzer 26
zugeführt. Die Musterfrequenz des A/D-Umsetzers 26 wird mit
Hilfe der Einheit 2 bestimmt und beträgt annähernd das
Vierfache der Frequenz des von der Mischeinheit 24
generierten Signals. Das digitale Ausgangssignal des A/D-
Umsetzers wird einem Hilbert-Filter 27 zugeführt, zwecks
Ableitung von digitalisierten orthogonalen I- und Q-
Komponenten. Zur weiteren Verarbeitung werden die
digitalisierten I- und Q-Komponenten dem Speicher 28 einer
Video-Verarbeitungseinheit 29 zugeführt. Da eine Gruppe von
Impulsen nur eine Impulsart (8 phasenkodierte lange Impulse
oder 8 phasenkodierte kurze Impulse) mit einer im voraus
bestimmte Entfernungs-, Höhen- und Phasenkodierung umfaßt,
ist es möglich, daß nur ein Empfängerkanal angewendet wird,
anstelle von (zum Teil) Doppelempfängerkanäle abgestimmt
auf die verschiedenen Arten von Impulsen. Namentlich dieses
Verfahren kann weiterhin verbessert werden, indem die
verschiedenen Gruppen und das Ein- bzw. Ausleseverfahren des
Speichers 28 so ausgeführt werden, daß sie für die
Verarbeitungs-Hardware 30 problemlos sind. Hierzu empfängt die
Verarbeitungseinheit 29 über die Leitung 32 Taktsignale von
der Steuereinheit 2, wobei die Impulsverarbeitung jederzeit
an die jeweils auszusendende Impulsgruppe angepaßt werden
kann, wie im nachfolgenden beschrieben. Wie dargestellt,
kann die Information bezüglich der verarbeiteten
Echosignale ebenfalls der Steuereinheit 2 zugeführt werden,
damit das Radarsystem möglichst optimal funktioniert.
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In herkömmlichen Radarsystemen müssen die langen und kurzen
Impulsen im Empfänger getrennt werden, da jeder lange
Impuls mit einem oder mehreren kurzen Impulsen durchsetzt
ist. Bei den vorstehend beschriebenen Impulsreihen werden
die empfangenen Echosignale entsprechend der Art der
empfangenen Impulsgruppe verarbeitet. Der Prozessor umfaßt
ein 8-Impuls-FIR-Filter (finite impulse response) mit
programmierbaren Filterkoeffizienten. Die zu den
Filterkoeffizienten gehörenden Einstellungen werden in einem
Speicher aufgenommen. Für jede Gruppe, bestehend aus einer
speziellen Sorte identischer Impulse, werden auf die Art
der Impulse der jeweiligen Gruppe abgestimmte
Filterkoeffizienten gespeichert. Dies bedeutet, daß die
Voraussetzungen zum Empfang von Impulsen unterschiedlicher Art,
wofür normalerweise (zum Teil) Doppelempfängerkanäle
notwendig wären, jetzt für den Prozessor gelten. Es wird
deutlich sein, daß der Prozessor abwechselnd an die eine oder
die andere Impulsart angepaßt werden kann, beim
abwechselnden Empfang von speziellen Gruppen identischer Impulse.
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Zur Vergrößerung der Radarreichweite ist es möglich,
Gruppen von Impulsen anzuwenden, die relativ mehr
auseinanderliegen t&sub1;, t&sub2; als die Impulse innerhalb einer Gruppe
oder zumindest die Impulse der unmittelbar vorangehenden
Gruppe, wie in Fig. 3 dargestellt. Nun hat der letzte
Impuls einer Gruppe von Impulsen eine längere Empfangszeit.
Der Prozessor wird so programmiert, daß namentlich der
letzte Impuls einer aus langen Impulsen bestehenden Gruppe
zur Überwachung im Weitbereich benutzt wird.
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Zur Vereinfachung des Empfängers und des Senders ist es
ebenfalls möglich, die Mischeinheiten 7 und 21 wegzulassen.
In diesem Fall werden die gewünschten Sendefrequenzen
erhalten, indem nur eine Mischeinheit 9 angewendet wird,
während die gewünschte Zwischenfrequenz im Empfänger
erzeugt wird, indem nur eine Mischeinheit 20 angewendet
wird. Allerdings muß die vom Frequenzgenerator 3 generierte
Frequenz akkurater sein, damit dieselbe Genauigkeit für die
Sendefrequenz erreicht wird wie für die in zwei
aufeinanderfolgenden Schritten generierte Sendefrequenz.
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Wie bereits angegeben müssen die phasenmodulierten
Sendeimpulse von relativ kurzer Dauer eine kurze Impulslänge
aufweisen, und zwar so, daß die akzeptable minimale
Reichweite und eine gute Entfernungsauflösung erreicht werden
und die Nachteile von Empfänger-Desensibilisierung und/oder
Abschwächung und Maskierung der gewünschten Zielechos sowie
Überdeckung von gewünschten Zielsignalen durch starkes
Clutter abgeschwächt werden. Wenn beispielsweise die
angewendeten phasenmodulierten Impulse von relativ kurzer Dauer
eine Impulslänge von 3 usec aufweisen und der Prozessor mit
einem Kompressionsfaktor von 6 arbeitet, beträgt die
Entfernungsauflösung zirka 75 m und die minimale Reichweite
zirka 450 m. Bei minimaler Reichweite werden die ersten
Echosignale aufgrund der Entionisierungszeit der
Empfängersperröhre im Duplexer 15 in verstärktem Maße
Zeit-Nebenkeulen aufweisen. Dies kann vermieden werden, indem als
Duplexer ein solid state HF-Schalter angewendet wird.
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Indem anstelle von unkodierten Sendeimpulsen von relativ
kurzer Dauer phasenmodulierte Sendeimpulse von kurzer Dauer
angewendet werden, kann eine höhere Empfindlichkeit des
Empfängers erreicht werden. Wenn beispielsweise die
unkodierten Sendeimpulse eine Impulslänge von 1 usec und
die phasenmodulierten Sendeimpulse eine Impulslänge von 3
usec aufweisen, nimmt die Empfindlichkeit um 6 bis 8 dB zu. Dies bedeutet, daß bei unverändertem Rauschabstand der
Aussteuerbereich des Empfängers um 6 bis 8 dB zunimmt.
Das Radarsystem umfaßt weiterhin einen STC-Schaltkreis 31
(Sensitivity Time Control), der den Verstärker 17 mit HF-
STC-Steuersignalen versieht. Mit diesen HF-STC-Signalen
wird der Verstärker 17 abgeschwächt, zur Vermeidung von
Sättigung und Nichtlinearitäten aufgrund von Clutter
geringer Entfernung. Die vorstehend erwähnte
Empfindlichkeitszunahme um 6 bis 8 dB kann zur Erhöhung der dem
Verstärker 18 zugeführten Menge an HF-STC benutzt werden.
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Es wird deutlich sein, daß sich die Anwendung der
vorliegenden Erfindung nicht auf Überwachungsradars
beschränkt, sondern auch für andere Radars, einschließlich
Folgeradars, nutzbar ist.