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Die Erfindung bezieht sich auf ein Radargerät für das
kohärente Aussenden und Empfangen von Radarimpulsen,
versehen mit einer Sendeeinheit mit einem
Sendephasenschieber, und weiterhin versehen mit einer Empfangseinheit
und einem Videoprozessor zur Verarbeitung der empfangenen
Radarechos.
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Ein Radargerät dieser Art ist von FR-A 2.455.288 her
bekannt. In diesem bekannten Gerät wird der Phasenschieber
für das Phasenverschieben eines einzelnen Radarimpulses
benutzt, und zwar einige Male für die Dauer dieses Impulses
auf eine präzise definierte Weise. Empfangene
Radarechoimpulse werden einer Autokorrelation unterzogen,
resultierend in einem komprimierten Echoimpuls mit einer
zugenommenen Entfernungsauflösung und einem zugenommenen
Rauschabstand.
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Komprimierung der Echoimpulse ist nicht Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, sondern das Generieren von
irreführender Information für einen Täuschantwortsender,
der aktiv sein könnte. Ein Täuschantwortsender ist dafür
eingerichtet, absichtlich mit Hilfe eines Störsenders zu
stören, welcher Störsender in der Lage ist, eine
Nachbildung eines empfangenen Radarimpulse zu produzieren.
Zu diesem Zweck speichert der Täuschantwortsender den
zuerst empfangenen Impuls eines Bursts von Radarimpulsen in
einem Speicher; daraufhin benutzt der Täuschantwortsender
diesen gespeicherten Impuls für die Generierung eines
Bursts vorgetäuschter Radarechoimpulse, zwecks Darstellung
eines vorgetäuschten Zieles, mit dem Resultat, daß der
Videoprozessor nicht in der Lage ist, das vorgetäuschte
Ziel von dem wirklichen Ziel zu unterscheiden. Indem
anschließend die vorgetäuschten Radarimpulse manipuliert
werden, kann der Störsender für die operative Wirksamkeit
des Radargeräts eine ernshafte Bedrohung bilden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Wirksamkeit
eines Täuschantwortsenders herabzusetzen und sie ist
dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit für das
Aussenden von Bursts von Radarimpulsen eingerichtet ist,
daß der Sendephasenschieber für das Phasenverschieben
einzelner, mit einer gewählten Phasenverschiebung innerhalb
eines Bursts ausgesendeter Radarimpulse eingerichtet ist,
daß die Empfangseinheit mit einem Empfangsphasenschieber
versehen ist, um das empfangene Echo eines Radarimpulses
mit einer Umkehrung der für diesen Radarimpuls im
Sendebetrieb gewählten Phasenverschiebung zu versehen.
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Da die gewählte Phasenverschiebung in den empfangenen
Radarimpulsen vollständig ausgetastet wird, bleibt die
Kohärenz unberührt und die Wirksamkeit des Radargeräts in
seiner Totalität unverändert. Im Gegenteil, empfangene
vorgetäuschte, aus dem ersten Impuls in einem Burst
hergeleitete Radarimpulse weisen eine Phasenverschiebung
auf, die der umgekehrten, gewählten Phasenverschiebung
entspricht, weil eine nicht zugeführte gewählte
Phasenverschiebung in der Empfangseinheit kompensiert wird.
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Eine erste Ausführungsform des Radargeräts ist dadurch
gekennzeichnet, daß der Videoprozessor mit einem Korrelator
für das Korrelieren der Phase von Radarimpulsen in einem
empfangenen Burst mit der Phase in einem ausgesendeten
Burst versehen ist, für das Generieren eines Signals, das
anzeigt, ob ein Täuschantwortsender aktiv ist, welches
Signal anschließend dazu dienen kann, zu verhindern, daß
auf dem vorgetäuschten Ziel ein Radartrack aufgebaut wird.
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Weiterentwickelte Täuschantwortsender besitzen Mittel, um
auf der Basis des ersten Impulses aus einem Burst mit einer
von Impuls zu Impuls ansteigenden oder absteigenden Phase
aussenden zu können, welche Mittel ein Ziel mit einer
bestimmten Geschwindigkeit vortäuschen können. Die
Anwendung eines Korrelators allein genügt dann nicht mehr.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist zu
diesem Zweck dadurch gekennzeichnet, daß der Videoprozessor
mit einer Doppler-Filterreihe für das Bestimmen von
Geschwindigkeiten etwaiger Ziele versehen ist, und daß der
Phasenschieber eine gewählte Verteilung der empfangenen
Impulse des Täuschantwortsenders über die Doppler-
Filterreihe bewerkstelligt.
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In einer ersten Realisierung dieser Ausführungsform wird
die Phasenverschiebung zum Erhalt einer zumindest im
wesentlichen gleichen Verteilung der empfangenen Impulse
des Täuschantwortsenders über die Ausgänge der Doppler-
Filterreihe gewählt. Die empfangenen Störsignale werden
gewissermaßen über den Doppler-Bereich verteilt, wonach mit
Hilfe einer mit den Ausgängen der Doppler-Filterreihe
verbundenen Schwellenschaltung nach Echtzielen gesucht
werden kann.
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In einer zweiten Realisierung dieser Ausführungsform wird
die Phasenverschiebung gewählt, für die zumindest im
wesentlichen Zuteilung der empfangenen Impulse des
Täuschantwortsenders an einen vorab bestimmten Ausgang der
Doppler-Filtereihe. Man wählt dann vorzugsweise einen
Ausgang der Doppler-Filterreihe einer geringeren Bedeutung,
zum Beispiel einen Ausgang, der eine Zielgeschwindigkeit
eines sich vom Radargerät entfernenden Zieles
repräsentiert.
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Eine außergewöhnlich vorteilhafte Ausführungsform der
Erfindung wird für ein Phased-Array-Radargerät erreicht,
das aus einer Vielzahl von Phased-Array-Elementen besteht,
wobei jedes Element mit zumindest einem Phasenschieber
versehen ist. Man kann dann die gewählte Phasenverschiebung
je Arrayelement mit dem zumindest einen Phasenschieber
realisieren, wodurch keine weitere Hardware hinzugefügt zu
werden braucht. Für den Sendebetrieb wird der zumindest
eine Phasenschieber mit einer für das Funktionieren des
Phased-Arrays erforderlichen Phasenverschiebung, vermehrt
um die gewählte Phasenverschiebung, und für den
Empfangsbetrieb mit einer für das Funktionieren des Phased-
Arrays erforderlichen Phasenverschiebung, vermindert um die
gewählte Phasenverschiebung.
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Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand von Fig. 1
näher erläutert, welche Figur schematisch ein Radargerät
gemäß der Erfindung darstellt.
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Fig. 1 zeigt schematisch ein Radargerät gemäß der
Erfindung, wobei in einer Sendeeinheit 1 von dem
Impulsgenerator 2 Bursts von Radarimpulsen erzeugt werden, wobei
jeder Radarimpuls von Phasenschieber 3 mit einer
Phasenverschiebung versehen werden kann, wonach die Sendeimpulse
über den Radarsender 4 und die Sende-/Empfangseinheit 5 der
Antenne 6 zugeführt werden. Mittels Antenne 6 empfangene
Radarechos werden über die Sende-/Empfangseinheit 5 der
Empfangseinheit 7 zugeführt, die einen im Fachgebiet
bekannten Radarempfänger 8 umfaßt, gefolgt von einem
Phasenschieber 9.
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Das Ausgangssignal des Phasenschiebers 9 wird einem
Videoprozessor 10 zugeführt. Beide Phasenschieber 3, 9
werden von einer Steuereinheit 11 aus gesteuert, die so
eingerichtet ist, daß die Phasenverschiebung des
Phasenschiebers 9 immer das Umgekehrte des Phasenschiebers 3 ist.
Wenn die Phasenschieber 3, 9 zum Beispiel digital gesteuert
werden können, kann dies auf einfache Weise bewerkstelligt
werden, indem das für die Steuerung von Phasenschieber 3
benutzte digitale Wort invertiert und dem Phasenschieber 9
zugeführt wird. Es ist selbstverständlich ebenfalls
möglich, die Erfindung mit nur einem Phasenschieber zu
realisieren, der dann zum Beispiel mit zwei Schaltern
wahlweise mit der Sendeeinheit 1 oder mit der
Empfangseinheit 7 verbunden werden kann. Auch in diesem Fall gilt,
daß die Steuereinheit 11 den Phasenschieber steuern muß,
und zwar so, daß, gemäß dem Erfindungsgedanken, eine im
Sendebetrieb angebrachte Phasenverschiebung kompensiert
wird.
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Durch das auf diese Weise von Impuls zu Impuls Variieren
der Phase des ausgesendeten Signals und das wieder
Zurückdrehen des empfangenen Echosignals wird die Funktionsweise
des Radargeräts weder positiv noch negativ beeinflußt.
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Dies ist anders, wenn ein Täuschantwortsender den ersten
Impuls eines Bursts speichert und anschließend für das
Generieren eines Echos benutzt, das ein vorgetäuschtes Ziel
repräsentiert. Für dieses vorgetäuschte Ziel werden die
einzelnen Impulse in dem Burst von Phasenschieber 9 mit
einer bekannten Phasenverschiebung versehen. In dem
Videoprozessor 10, in dem - wie im Fachgebiet üblich - die
Radarechos eines Bursts zusammengefügt werden, kann auf
einfache Weise festgestellt werden, daß der zum
vorgetäuschten Ziel gehörende Burst die bekannte Modulation
aufweist. Eine geeignete Methode ist es, um je empfangenen
Burst die Phase der einzelnen Impulse mit der bekannten von
dem Phasenschieber 9 angebrachten Phase zu korrelieren.
Wird die Phasenverschiebung von Phasenschieber 9 auf das
Umkehren oder Nichtumkehren der empfangenen Radarimpulse
beschränkt, kann der Videoprozessor 10 mit einem im
Fachgebiet bekannten digitalen Korrelator versehen werden,
wodurch die erforderliche Hardware in Grenzen gehalten
werden kann.
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Ein intelligenter Täuschantwortsender wird den ersten
Impuls eines Bursts mit einer je Impuls geänderten Phase
aussenden, mit dem Zweck, ein Ziel mit einer bestimmten
Geschwindigkeit vorzutäuschen. Ein Korrelator eines nicht-
komplexen Entwurfs ist dann nicht länger in der Lage ein
vorgetäuschtes Ziel zu identifizieren. In diesem Fall ist
es möglich, um auf vorteilhafte Weise von einer Doppler-
Filterreihe Gebrauch zu machen, die in modernen
Radargeräten gewöhnlich im Videoprozessor 10 integriert ist.
Zwei Möglichkeiten zur Reduzierung der nachteiligen
Auswirkung des Täuschantwortsenders auf das Radargerät auf
ein Minimum stehen zur Verfügung.
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Die erste Möglichkeit ist die gleichmäßige Verteilung der
vorgetäuschten Radarimpulse über alle Ausgänge der Doppler-
Filterreihe. Wie im Fachgebiet bekannt, werden die Ausgänge
einer Doppler-Filterreihe einer Schwellenschaltung
zugeleitet, wobei die Schwellenwerte so gewählt werden, daß
die Falschalarmrate niedrig gehalten wird. Ein Anstieg des
empfangenen Signals an allen Ausgängen der
Doppler-Filterreihe resultiert dann im allgemeinen in einer integralen
Erhöhung der Schwellenwerte. Dies führt dann zu einer
einigermaßen geringeren Empfindlichkeit des Radargeräts,
verhindert aber, daß das vorgetäuschte Ziel am Ausgang des
Videoprozessors erscheint. Eine äußerst wirksame Methode
zur Verteilung der vorgetäuschten Radarimpulse ist es,
indem die nacheinander ausgesendeten Radarimpulse mit einer
pseudo-willkürlich gewählten Phase versehen werden. Der
Effekt eines derartigen, mit einer pseudo-willkürlichen
Phasenmodulation versehenen Bursts läßt sich für eine
Doppler-Filterreihe eines bestimmten Typs auf einfache
Weise vortäuschen. Der Vorteil davon ist, daß eine von
einem Täuschantwortsender angebrachte Phasenmodulation
nahezu keinen Einfluß auf die gleichmäßige Verteilung (der
vorgetäuschten Radarimpulse) über die verschiedenen
Ausgänge der Doppler-Filterreihe hat. Kommen nur Biphase-
Codes in Betracht, dann hat sich herausgestellt, daß
Barker-Codes oder Banker-ähnliche Codes vorteilhaft sind,
wobei die Barker-Codes auf eine der Burstlänge
entsprechende Länge beschränkt werden.
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Die zweite Möglichkeit ist die Wegsteuerung der
vorgetäuschten Radarimpulse zu einem zu wählenden Ausgang der
Doppler-Filterreihe. Dieser Ausgang wird so gewählt, daß
einem darin wahrgenommenen Ziel eine relativ geringe
Bedeutung beigemessen wird. Dabei denke man an Ziele mit
einer Geschwindigkeit Null; dies würde jedoch nicht zum
gewünschten Resultat führen, weil bei unbenutzten
Phasenschiebern 3, 9 der Täuschantwortsender freies Spiel
hat. Eine bessere Alternative ist es, einen mit einer
negativen Zielgeschwindigkeit übereinstimmenden Ausgang zu
wählen, welche Zielgeschwindigkeit sich auf ein vom
Radargerät fortbewegendes Ziel bezieht. Von einem
derartigen Ziel geht wenig Bedrohung aus. Ist die Doppler-
Filterreihe für das Messen von Geschwindigkeiten von -Vmax
bis +Vmax eingerichtet, wobei Vmax zum Beispiel 900 m/s
beträgt, dann kann man die mit dem Phasenschieber 3
angebrachte Phasenmodulation zum Beispiel so wählen, daß
ein Ziel, das ohne Doppler-Geschwindigkeit von einem
Täuschantwortsender vorgetäuscht wird, einem mit -Vmax/2
übereinstimmenden Filterausgang zugeleitet wird, in dem
Beispiel also -450 m/s. Auf diese Weise erreicht man, daß
alle vorgetäuschten Ziele mit einer vorgetäuschten Doppler-
Geschwindigkeit von -Vmax/2 bis +Vmax/2 im negativen
Geschwindigkeitsbereich enden, einem
Geschwindigkeitsbereich, von dem keine Bedrohung ausgeht. Es liegt klar auf
der Hand, daß dies mit einer Phasenmodulation, die je
ausgesendetem Impuls um 90 Grad ansteigt, erreicht wird, so
daß die empfangenen, vorgetäuschten Impulse um 90 Grad
absteigend von Phasenschieber 9 moduliert werden.
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Im Falle eines Phased-Array-Radargeräts, versehen mit einer
großen Anzahl Phased-Array-Modulen, kann man behaupten, daß
sich das schematisch in Fig. 1 dargestellte Radargerät
ebenfalls vorteilhaft für jedes Modul anwenden läßt, mit
Ausnahme des Videoprozessors 10, der im Falle einer Phased-
Array-Antenne von allen Modulen geteilt wird. Gelegentlich
sind Module mit nur einem Phasenschieber vorgesehen, die
sowohl für Senden als auch für Empfangen benutzt wird, dies
hat jedoch keinen Effekt auf die operative Wirksamkeit des
Radargeräts gemäß der Erfindung, vorausgesetzt, daß dieser
eine Phasenschieber im Sende- bzw. Empfangsbetrieb richtig
gesteuert wird.
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Völlig in Übereinstimmung mit dem Obenstehenden versieht
der Phasenschieber 3 wiederum die ausgesendeten
Radarimpulse mit einer gewählten Phasenverschiebung. Dabei
sollte man bedenken, daß die eigentliche Aufgabe des
Phasenschiebers 3 die Formung und die Steuerung eines
Radarbündels ist. Dieses Radarbündel ändert sich jedoch
nicht, wenn zu allen Phasenschiebern 3 eine gewählte
Phasenverschiebung hinzugezählt wird. Dies kann auf
einfache Weise in einem hier nicht gezeigten, die
Steuereinheit 11 ersetzenden Bündelsteuerungscomputer
realisiert werden, welcher Bündelsteuerungscomputer in
einer Phased-Array-Antenne immer vorhanden ist. Die
Phasenverschiebung kann auf ähnliche Weise beim Empfang
beseitigt werden, indem von den je Modul von dem
Bündelsteuerungscomputer berechneten Einstellungen der
Phasenschieber 9 die gewählte Phase subtrahiert wird.