DE2936168C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Radarsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Radarsystem dieser Gattung ist aus der DE-OS 25 50 699 bekannt. Radarsysteme sollen für verschiedene Höhen in kurzer Entfernung eine gute Zielerfassung bieten und gleichzeitig imstande sein, Ziele in großer Entfernung zu erfassen. Der Radar-Erfassungsbereich hängt bekanntlich von der Antennen­ konstruktion ab. Einige bekannte Radarsysteme sind mit zwei Antennenanordnungen versehen, die in Kombination miteinander eine gute Zielerfassung bei verschiedenen Entfernungen und Höhen ermöglichen. Es ist ferner bekannt, daß die Leistungs­ fähigkeit eines Radargerätes von der Radar-Impulslänge ab­ hängt und daß bei großen Entfernungen ein längerer Impuls mit mehr Energie vorteilhaft ist. Bei den derzeitigen Systemen wird jedoch zum Erreichen einer optimalen Zielerfassung in verschiedenen Entfernungen und Höhen eine Anzahl von Radar­ kanälen benötigt, wodurch verschiedene Geräte mehrfach vor­ handen sein müssen und folglich hohe Kosten entstehen.

Bei dem aus der DE-OS 25 50 699 bekannten Radarsystem sind zwei Kanäle vorgesehen, von denen der erste sowohl zum Sen­ debetrieb als auch zum Empfangsbetrieb und der zweite nur zum Empfang eingerichtet ist. Die Antenne dieses Radarsystems erzeugt zwei Strahle, von denen der eine einen größeren Hö­ henwinkel überdeckt als der andere. Das Ausgangssignal des dem größeren Höhenwinkel zugeordneten Kanals wird modifi­ ziert, indem es mit einem Bruchteil des Signals aus dem an­ deren Kanal kombiniert wird. Störungen durch Bodenechos sol­ len vermieden werden, indem der Signalanteil auf diesem zwei­ ten Kanal je nach Entfernung größer oder kleiner eingestellt wird, wobei der Anteil um so größer ist, desto größer die Entfernung ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei möglichst ge­ ringem Geräte- und Antennenaufwand eine gute Zielerfassung in verschiedenen Höhen und unterschiedlichen Entfernungen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Radarsystem erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Systems ergibt der kür­ zere Impuls in kurzer Entfernung eine gute Auflösung, und der höhere Strahl hält die auf Bodenechos beruhenden Em­ pfangssignale minimal. Bei größeren Entfernungen wird durch den längeren Impuls die verfügbare Radarenergie gesteigert, und der niedrigere Strahl ergibt eine gute Radarüberdeckung bei Winkeln nahe am Horizont und in Entfernungen, in denen keine Störflecke vorhanden sind. Bei Zwischenentfernungen gelangt der niedrigere Strahl mit kurzer Impulslänge zur An­ wendung, um nahe am Boden befindliche Ziele zu erfassen, so daß die empfangenen Störflecksignale minimal bleiben, wäh­ rend der hohe Strahl gemeinsam mit dem längeren Impuls zur Anwendung gelangt, um die verfügbare Energie zu steigern, so daß hoch fliegende Ziele erfaßt werden können.

Es werden keine Echosignale empfangen, bis beide Impulse aus­ gestrahlt sind; daher wird der kürzere Impuls vorzugsweise als zweiter übertragen, so daß die Daten aus kurzer Ent­ fernung empfangen werden, sobald der kurze Impuls beendet ist. Die Impulse folgen vorzugsweise unmittelbar aufein­ ander bzw. grenzen aneinander an.

Bei besonderen Ausführungsformen der Erfindung gelangen bei kurzer Entfernung sowohl der längere als auch der kürzere Impuls zur Anwendung, wodurch mehr Energie zur Erfassung von Zielen mit großem Höhenwinkel geboten wird.

Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung ent­ hält eine Antenne mit einer Hauptspeisung zum Senden und Empfang und einer Hilfsspeisung nur für Empfang; die Haupt­ speisung wird aus einem Radarsender über einen Duplexer zu­ geführt; die Empfangssignale werden über den Duplexer einem Hauptempfangskanal zugeführt; ein gleicher Hilfsempfangs­ kanal ist an die Hilfsspeisung angekoppelt; der Sender ist dabei imstande, aufeinanderfolgende Radarimpulse auf den Frequenzen F 1 und F 2 auszustrahlen, und die Empfangskanäle enthalten jeweils ein Filter, das auf die Frequenzen F 1 bzw. F 2 anspricht; die Ausgangssignale der Filter werden einer Schalteranordnung zugeführt, damit Ausgangssignale den je­ weiligen Kanälen zur Verarbeitung in Abhängigkeit von der Entfernung zugeführt werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Teils eines Radarsystems; und

Fig. 2 ein Diagramm der Entfernungs-/Höhenüberdeckung, die durch die verschiedenen Antennenanordnungen bei Speisung mit Radarimpulsen verschiedener Länge zur Verfügung gestellt werden.

Das in Fig. 1 dargestellte Radarsystem enthält eine Antenne mit einem Reflektor 1 und zwei zugeordnete Speisungen 2, 3. Die Speisung 2 wird mit Radarsignalen aus einem Sender 4 über einen Duplexer 5 versorgt. Der Sender kann schnell aufeinanderfolgend zwei aneinander angrenzende Radarimpulse auf verschiedenen Frequenzen und verschiedener Länge er­ zeugen, wobei der kürzere der zwei Impulse an zweiter Stelle ausgestrahlt wird. Nach dem Ausstrahlen der Radarimpulse werden Echosignale von der als Hauptspeisung angesehenen Antennenspeisung 2 empfangen und einem Hauptverarbeitungs­ kanal über den Duplexer 5 und eine Leitung 6 zugeführt. Die von der als Hilfsspeisung angesehenen Speisung 3 emp­ fangenen Signale werden über eine Leitung 7 einem Hilfsver­ arbeitungskanal zugeführt. Die Signale in Leitung 7 werden in dem Hilfskanal einem HF-Verstärker 8 zugeführt, während die Empfangssignale auf Leitung 6 in dem Hauptkanal einem Verstärker 9 zugeführt werden. Der Verstärker 8 speist ein Filter 10 und Verstärker 9 speist ein Filter 11, wobei die­ se Filter die Trennung der Signale mit den Frequenzen F 1 und F 2 bewirken. Die Signale der Frequenz F 1 aus den Fil­ tern 10 und 11 werden auf Leitungen 12 bzw. 13 einer Schalt­ einheit 14 zugeführt, während die Signale der Frequenz F 2 über die Filter 10 bzw. 11 auf Leitung 15 bzw. 16 einer Schalteinheit 17 zugeführt werden. Die Schalteinheit 14 speist einen Empfänger 18 mit einer Schaltungsanordnung zur Zwischenfrequenzverarbeitung und -verstärkung für die Frequenz F 1, während die Schaltereinheit 17 einen gleichen Empfänger 19 speist, der auf der Frequenz F 2 arbeitet. Der Empfänger 18 speist einen Signalprozessor 20, und der Em­ pfänger 19 speist einen Signalprozessor 21; Signalprozessor 20 erzeugt Ausgangssignale auf Leitung 22, und Signalpro­ zesser 21 erzeugt Ausgangssignale auf Leitung 23, wobei diese Ausgangssignale ein Ziel anzeigen.

Die Antennenspeisung 2 liefert Echosignale von Zielen mit geringerer Höhe als die Antennenspeisung 3, und dies wird besonders deutlich, wenn die Diagramme in Fig. 2 unter­ sucht werden. Für folgende Erläuterung soll angenommen werden, daß ein längerer Radarimpuls auf der Frequenz F 1 abgestrahlt wird, die niedriger ist als die Frequenz F 2. Bei einer besonderen Ausführungsform beträgt die Radar­ frequenz F 1 1300 MHz und die Frequenz F 2 beträgt 1340 MHz; die Impulslänge für F 1 beträgt typischerweise 6 Mikrose­ kunden und die für F 2 1 Mikrosekunde. Wenn die Hauptan­ tenne 2 Echos der längeren Impulse auf der Frequenz F 1 empfängt, so entsteht ein Entfernungs-/Höhendiagramm 24, das in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn die Hauptantenne 2 mit dem kürzeren Impuls auf der Frequenz F 2 gespeist wird, dann entsteht eine Überdeckung, die durch das Diagramm 25 dar­ gestellt ist. Wenn der längere Impuls mit der Hilfsantenne 3 empfangen wird, so ergibt sich eine wesentlich größere Höhenüberdeckung, wie die Kurve 26 in Fig. 2 zeigt, und wenn die Hilfsantenne 3 mit einem kürzeren Impuls auf der Frequenz F 2 gespeist wird, so ergibt sich eine Überdeckung die als Kurve 27 gezeigt ist.

Die Schaltereinheiten 14 und 17 sind derart ausgebildet, daß die zugeführten Signale jeweils der Signalverarbeitungs­ schaltung zugeführt werden; ferner ist es vorgesehen, das Signal abzuschalten. Die Arbeitsweise der Schaltereinheiten 14, 17 in Abängigkeit von der Entfernung wird nachstehend beschrieben. Bis zu einer Entfernung von 30 Seemeilen wird bei der hier beschriebenen Ausführungsform der kürzere Impuls, der nur auf der Frequenz F 2 ausgestrahlt wird, aus der Hilfsspeisung 3 zugeführt, die auf größere Höhen anspricht. Die Anordnung ist also derart, daß keine Si­ gnale von der Schaltereinheit 14 durchgelassen werden, während die Schaltereinheit 17 Signale der Frequenz F 2 aus dem Filter 10 durchläßt, welches aus der Hilfsan­ tenne 3 gespeist wird, wobei diese Signale von dem Em­ pfänger 19 und dem Signalprozessor 21 zum Ausgangsanschluß 23 weitergegeben werden.

Bei Zwischenentfernungen von beispielsweise 30 bis 70 Seemeilen werden Signale der Frequenz F 2, die zu den kürzeren Impulsen gehört, aus der Hauptantenne 2 über die Schaltereinheit 17 zugeführt, so daß ein Ausgangs­ signal auf Leitung 23 entsteht, und die Signale der Fre­ quenz F 1 werden aus der Hilfsantenne 3 über die Schalter­ einheit 14 zugeführt, so daß ein Ausgangssignal am An­ schluß 22 entsteht. Bei Entfernungen über 70 Seemeilen werden die Schaltungseinheiten 14, 17 erneut so betätigt, daß die Schaltereinheit 17 keine Signale der Frequenz F 2 abgibt, während die Signale der Frequenz F 1 aus der Haupt­ antenne 2 über die Schaltereinheit 14, den Empfänger 18 und Signalprozessor 20 geführt werden, so daß ein Ausgangssi­ gnal am Anschluß 22 entsteht.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß nur zwei Signalverarbeitungskanäle vorgesehen sind und daß durch Betätigung der Schaltereinheiten 14, 17 je nach der gewünschten Entfernung jeweils die geeignete Antennen­ speisung und Impulslänge ausgewählt werden, so daß die richtigen Ausgangssignale an den Anschlüssen 22 und 23 entstehen.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden sowohl die längeren als auch die kürzeren Impulse bei den Frequenzen F 1 und F 2 jeweils in Verbindung mit der Hilfs­ speisung bei Entfernungen bis zu 30 Seemeilen verwendet. Bei einer weiteren abgewandelten Ausführungsform, die zusätzlich zu der an erster Stelle beschriebenen Ausfüh­ rungsform oder in Kombination damit verwendet werden kann, werden die längeren und kürzeren Impulse der Frequenz F 1 bzw. F 2 in Verbindung mit Signalen aus der Hauptspeisung 2 bei Entfernungen über 70 Seemeilen verwendet, wodurch eine weitere Steigerung der verfügbaren Energie zur Erfassung von entfernten Zielen ermöglicht wird.

Claims (3)

1. Pulsradarsystem, dessen Antenne zwei Strahlen erzeugt, von denen der eine einen größeren Höhenwinkel überdeckt als der andere, mit zwei Empfangskanälen, die jeweils einem der beiden Strahlen zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Sender (4) erzeugten Radarimpulse jeweils aus zwei aufeinan­ derfolgenden Impulsen verschiedener Länge und verschiedener Frequenz bestehen, daß der erste Kanal (7) dem Strahl mit grö­ ßerem und der zweite Kanal (6) dem Strahl mit kleinerem Höhen­ winkel zugeordnet ist, daß jeder Kanal ein Filter (10, 11) aufweist, das die Signale zugehöriger Frequenz (F ₁ oder F ₂) durchläßt und die Signale der anderen Frequenz zu dem jeweils anderen Kanal abzweigt, und daß jeder Kanal (6, 7) eine Schalt­ einrichtung mit zwei Eingängen (12, 13 bzw. 15, 16), an die je­ weils die Signale gleicher Frequenz aus beiden Kanälen (6, 7) angelegt sind, und einen Ausgang aufweist, an den selektiv der eine oder andere Eingang durchgeschaltet ist.

2. Pulsradarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb derselben Repetitionsfolge der kürzere Impuls auf den längeren folgt.

3. Pulsradarsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (4) den kürzeren Impuls jeweils unmittelbar an­ schließend an den längeren Impuls erzeugt.