DE1058580B

DE1058580B - Method for the identification of a moving object from a plurality of similar objects by means of a radar system

Info

Publication number: DE1058580B
Application number: DE1956P0016835
Authority: DE
Inventors: Otto Rusy
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1956-08-16
Filing date: 1956-08-16
Publication date: 1959-06-04

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFT 1 058PATENT LETTER 1 058

ANMELDETAG:REGISTRATION DAY:

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL:

AUSGABE DER
PATENTS CHRIFT:ISSUE OF
PATENTS CHRIFT:

KL.21a4 48/63KL.21a4 48/63

INTERNAT. KL. H 04 ρ 16. A U G U S T 1956INTERNAT. KL. H 04 ρ 16. A U G U S T 1956

4. JUNI 19 5 94 JUNE 19 5 9

19. NOVEMBER 1959November 19, 1959

STIMMT ÜBEREIN MIT AUSLEGESCHRIFT 1 058 580 (P 1«835 VIII a / 21 a ⁴)AGREES WITH EXPLAINING PAPER 1 058 580 (P 1 «835 VIII a / 21 a ⁴ )

Identifizierungsanordnungen zur Kennzeichnung eines beweglichen Objektes aus einer Mehrzahl gleichartiger Objekte bei Radaranlagen sind bekannt. Sie bedienen sich entweder einer besonderen Sender-Empfangs-Anlage für die Kennzeichenhnpulse oder eines besonderen Frequenzkanals für Wiederholungsimpulse, der beispielsweise bei Schiffslotsenanlagen gleichzeitig der Sprechkanal zwischen dem tragbaren Lotsengerät und der festen Station sein kann. Dadurch ist die- feste Station in der Lage, Anweisungen zu geben und den .Standpunkt des Objektes gegenüber anderen Objekten jederzeit zu überwachen. Der Geräteaufwand bei dieser Art Kennzeichnungsanordnungen ist jedoch nicht gering.Identification arrangements for identifying a movable object from a plurality of similar ones Objects in radar systems are known. You either use a special transmitter / receiver system for the identification pulses or a special frequency channel for repetition pulses, For example, in ship pilot systems, the speech channel between the portable one at the same time May be pilot device and the fixed station. This enables the fixed station to issue instructions and to monitor the position of the object in relation to other objects at any time. The device effort however, this type of marking arrangement is not insignificant.

Es ist ferner bekanntgeworden, bei Kursfinderanlagen, bei denen sic'h ein Schiff standortmäßig auf feste Fitnkbaken bezieht, zur Unterscheidung der einzelnen Funkbaken modulierte Hornstrahlerantennen zu verwenden, die in einer fest vorgesehenen Richtung angeordnet sind. Eine derartige Einrichtung kann jedoch bei einem Radarpanoramagerät zur Erfassung beweglicher Objekte nicht benutzt werden, da eine Richtungsunabhängigkeit zwischen Radarstation und den zu identifizierenden beweglichen Objekten gewährleistet sein muß, was mit Hornstrahlern nicht zu erreichen ist.It has also become known for course finder systems where a ship is based on location Fixed Fitnkbaken refers to differentiate between the individual Radio beacons use modulated horn antennae that point in a fixed direction are arranged. Such a device can, however, be used in a radar panorama device for detection moving objects cannot be used because the radar station and the the moving objects to be identified must be guaranteed, which cannot be achieved with horn radiators is.

Es ist außerdem bekannt, bei Rückstrahl-Entfernungsmeßanordnungen durch Schältrelais oder Impedanzänderungen von Antennen oder mittels Quarz-Resonanzkreisen, die von den empfangenen Impulsen angestoßen werden, modulierte Reflexionsimpulse zu . erhalten. Mechanische Schallgeschwindigkeiten wären jedoch bei den üblichen Radarantennen - Rotationsgeschwindigkeiten und der Beschaffenheit der hochgetasteten Radarpulse zu langsam, um erkennbare Modulationen bei dem Reflexionsimpuls zu bewirken, und für die bei den Panorama-Radaranlagen bev nutzten Frequenzen sind stabile Quarzresonanzkreise hoher Güte nicht mehr mit einfachen Mitteln herstellbar. Bei reinen Entfernungs-Funkmeßanlagen ist es außerdem bekanntgeworden, eine unterschiedliche Polarisation der elektromagnetischen Strahlung für die Kenntlichmachung eines Objektes auszunutzen. Dies ist jedoch bei einem Panorama-Radargerät nur mit größtem Aufwand auf der Reflexions- und Empfangsseite zu verwirklichen.It is also known to use switching relays or changes in impedance in retro-reflective distance measuring arrangements from antennas or by means of quartz resonance circuits, which from the received pulses be triggered to modulated reflection pulses. receive. Mechanical speeds of sound would be but with the usual radar antennas - rotation speeds and the nature of the upsampled ones Radar pulses too slow to cause detectable modulations in the reflection pulse, and for those at the panorama radar systems With the frequencies used, stable high-quality quartz resonance circuits can no longer be produced with simple means. In the case of pure distance measuring systems, it has also become known to use a different one Use the polarization of electromagnetic radiation to identify an object. In the case of a panoramic radar device, however, this is only possible with great effort on the reflection and reception side to realize.

Die Erfindung bezieht sich auf ein. Verfahren zur Kennzeichnung eines beweglichen Objektes aus einer Mehrzahl gleichartiger Objekte mittels eines Radarsystems, das ein Panoramabild eines die Objekte enthaltenden Umgebungsteiles mit Hilfe von Pulsreflexionen abgibt und bei dem die Radarpulse an dem zu kennzeichnenden Objekt durch eine Reflexionsantenne moduliierbar sind. Sie ist dadurch gekenn- Verfahren zur KennzeichnungThe invention relates to a. Method for the identification of a moving object from a A plurality of objects of the same type by means of a radar system that produces a panoramic image of one of the objects containing Surrounding part emits with the help of pulse reflections and in which the radar pulses at the object to be identified can be modulated by a reflection antenna. It is characterized by Method of marking

eines beweglichen Objektesof a moving object

aus einer Mehrzahl gleichartiger Objektefrom a plurality of similar objects

mittels eines Radarsystemsby means of a radar system

Patentiert für:Patented for:

Philips Patentverwaltüng G.m.b.H.,.
HamburgPhilips Patentverwaltüng GmbH ,.
Hamburg

Otto Rusy, Hamburg,
ist als Erfinder genannt wordenOtto Rusy, Hamburg,
has been named as the inventor

zeichnet, daß als modulierende Reflexionsantenne in ihrer Reflexionsfähigkeit mit wesentlich größerer Frequenz als der Impulsfolgefrequenz steuerbare Ferritelemente mit Kumdstraihlcharaktaristik verwendet sind und das Demodulationsprodukt dieser modulierten Impulse im Empfänger des Radarsystems zur Kennzeichnung des dem zu identifizierenden Objekt entsprechenden Sichtrohranzeigewertes, beispielsweise durch Helligkeitsanhebung, ausgenutzt ist.draws that as a modulating reflection antenna in its reflectivity with a much higher frequency as the pulse repetition frequency controllable ferrite elements with Kumdstraihlcharaktaristik are used and the demodulation product of these modulated pulses in the receiver of the radar system for identification the sight tube display value corresponding to the object to be identified, for example by increasing the brightness.

Der Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die Genauigkeit der Identifizierung gleich der des Radarsystems ist, was bei den vorher genannten Verfahren nur mit sehr großem AufwandThe advantage of the method according to the invention is that the accuracy of the identification is the same as that of the radar system, which in the case of the previously mentioned methods only involves a great deal of effort

zu realisieren ist. -is to be realized. -

Dadurch, daß die Kennung auf Wunsch einstellbar ist, ist es natürlich für die feste Station erheblich erleichtert, sich in erster linie mit 'dem zu lotsenden Objekt abzugeben, insbesondere bei schwierigen Passagen, bei denen beispielsweise nur ein Schiff nach dem anderen gelotst werden kann. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Schiffe beschränkt, sondern kann ebenso vorteilhaft auch bei fliegenden Objekten Anwendung finden. Hierbei kommt der weitere Vorzug hinzu, daß infolge der verhältnismäßig großen abgegebenen Pulsleistungen der Radargeräte wesentlich größere Entfernungen zwischen der festen Station und dem zu identifizierenden Objekt überbrückbar sind. .Because the identifier can be set on request, it is of course much easier for the fixed station to to deal primarily with the object to be piloted, especially with difficult ones Passages where, for example, only one ship at a time can be piloted. The invention is however, it is not restricted to ships, but can also be used advantageously for flying objects Find. Here there is the further advantage that due to the relatively large released Pulse power of the radar devices significantly greater distances between the fixed station and the object to be identified can be bridged. .

Die Erfindung zeichnet sich gegenüber den bekannten Verfahren dadurch aus, daß keine insbesondere bei rauhem Betrieb leicht zum Ausfall neigenden mechanischen Schaltteile und keine ,witterungsempfindlichen Abstimmelemente notwendig sand und einThe invention is distinguished from the known method in that none in particular Mechanical switching parts that tend to fail in rough operation and none that are weather-sensitive Adjustment elements necessary sand and one

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Panorama-Radargerät nahezu in seinem bisherigen Zustand benutzbar ist.Panorama radar device can be used in almost its previous state.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 ein Schema der neuen Anlage und Fig. 2 a und 2b Formen der Reflexionsimpulse.Fig. 1 is a diagram of the new system and Fig. 2a and 2b forms of the reflection pulses.

Die vom Sender 1 der Radaranlage 2 abgestrahlten Radarpulse haben etwa die Form, wie sie in Fig. 2 a durch den Wellenzug s angedeutet ist, d. h., sie bestehen aus einer Reihe von Hochfrequenzschwingungszügen, die mit einer bestimmten Folgefrequenz getastet werden. Die Linie 3 der Fig. 1 versinnbildlicht das etwa. Mittels einer auf einem beweglichen Objekt befindlichen Antenne 4 werden die ankommenden Radarpulse moduliert. Dies erfolgt dadurch, daß die Reflexionsfähigkeit der aus Ferritelementen mit Rundstrahlcharakteristik, beispielsweise in Form von Doppelpyramiden, bestehenden Antenne 4 mit einer in 5 erzeugten Hochfrequenzschwingung derart gesteuert wird, daß dem Radarpuls eine Modulation m aufgedrückt wird, wie sie in Fig. 2 b schematisch angegeben ist.The radiated from the transmitter 1 of the radar unit 2 radar pulses have approximately the shape as s as indicated in Fig. 2a by the wave, that is, they consist of a series of high frequency oscillation trains, which are sampled with a certain repetition frequency. The line 3 in FIG. 1 symbolizes this, for example. The incoming radar pulses are modulated by means of an antenna 4 located on a moving object. This takes place in that the reflectivity of the antenna 4, which consists of ferrite elements with omnidirectional characteristics, for example in the form of double pyramids, is controlled with a high-frequency oscillation generated in 5 in such a way that a modulation m is applied to the radar pulse, as shown schematically in FIG. 2b is.

Beispielsweise kann die Reflexionsfähigkeit der Antennenelemente zwischen 0 und lOO°/o im Takte der Hochfrequenzschwingungen geändert und somit eine eindeutige Kennzeichnung derjenigen Reflexionspulse erreicht werden, die von der Antenne 4 zurückgegeben werden. Diese Antenne kann auf einem zu lotsenden Schliff fest angebracht sein oder im Bedarfsfall an einem Mast od. dgl hoohgezogen werden. Die letztgenannte Methode hat den Vorteil einer Verbesserung des Reflexionsfaktors gegenüber den unmodulierten Reflexionspulsen. Es können aber auch mehrere Antennenelemente auf dem Schiff verteilt angeordnet sein. Wesentlich ist nur, daß die Reflexionsfläche der Antennenelemente etwa 10°/o der effektiven Reflexionsfläche des zu identifizierenden Objektes ausmacht. For example, the reflectivity of the antenna elements can be between 0 and 100% per cycle of the high-frequency oscillations changed and thus a clear identification of those reflection pulses that are returned by the antenna 4 can be achieved will. This antenna can be permanently attached to a joint to be steered or if necessary on a mast or the like. The latter method has the advantage of a Improvement of the reflection factor compared to the unmodulated reflection pulses. But it can also several antenna elements can be arranged distributed on the ship. It is only essential that the reflection surface of the antenna elements makes up about 10% of the effective reflection surface of the object to be identified.

Der Empfänger 6 des Radargerätes für die rückgestrahlten Pulse, durch 3' angedeutet, ist in üblicher Weise mit einer Mischstufe 7, einem Oszillator 8 und einer Zwischenfrequenzstufe 9 aufgebaut. Ferner sind noch die notwendigen Ablenkvorrichtungen 10 für das Sichtrohr 11 vorgesehen. Zur Demodulation der modulierten Pulse ist außerdem eine Einrichtung vorhanden, die z. B. aus einem auf die Seitenbänder der modulierten Impulse abgestimmten Resonanzfilter 13 besteht, so daß mittels der Dioden 12 und 14 beispielsweise ein Gleichspannungswert abgeleitet werden kann, der zur Aufhellung des entsprechenden Objektanzeigepunktes auf dem Sichtrohr 11 dient.The receiver 6 of the radar device for the reflected pulses, indicated by 3 ', is conventional Way with a mixer 7, an oscillator 8 and an intermediate frequency stage 9 built. Furthermore are the necessary deflection devices 10 for the sight tube 11 are also provided. To demodulate the modulated pulses there is also a device which z. B. from a on the side ligaments of the modulated pulses matched resonance filter 13, so that by means of the diodes 12 and 14, for example a DC voltage value can be derived, which is used to brighten the corresponding object display point on the sight tube 11 is used.

Die Kennzeichnung des Anzeigepunktes könnte jedoch auch dadurch erfolgen, daß die Modulationsfrequenz des empfangenen fteflexionspulses im Einseitenbandbetrieb von der Mischstufe mittels Filter abgenommen wird und aus dem hieraus abgeleiteten Demodulationsprodukt eine entsprechende Steuerung des Sichtrohres gewonnen wird.The marking of the display point could, however, also take place in that the modulation frequency of the received reflection pulse is in single sideband mode is removed from the mixer stage by means of a filter and derived from it Demodulation product a corresponding control of the sight tube is obtained.

Bei beweglichen Objekten in Form von Schiffen genügt eine in größerer Höhe über Deck angebrachte Reflexionsantenne, die vom Lotsen z. B. am Mast ■hochgezogen werden kann, um ausreichende Verhält-In the case of moving objects in the form of ships, one at a greater height above the deck is sufficient Reflective antenna used by the pilot z. B. on the mast ■ can be pulled up to ensure sufficient

zur Diskriminierung der moduliertento discriminate the modulated

unmodulierten Pulse zu erzielen. Bei Flugzeugen kann die modulierende Antenne mit ihren Elementen über das ganze Flugzeug verteilt sein, so daß eine relativ große Rückstrahlfläche für die modulierten Pulse zur Verfügung steht.to achieve unmodulated pulses. In aircraft, the modulating antenna with its elements can be over be distributed throughout the aircraft, so that a relatively large reflective surface for the modulated pulses Available.

Claims

Patent claims:

1. A method for identifying a moving object from a plurality of similar ones Objects by means of a radar system, which a panoramic image of a part of the environment containing the objects emits with the help of pulse reflections and in which the radar pulses at the to be marked Object can be modulated by a reflective antenna, characterized in that as modulating reflection antenna in its reflectivity with a much higher frequency than the Pulse repetition frequency controllable ferrite elements with omnidirectional characteristics are used and that Demodulation product of these modulated pulses in the receiver of the radar system for identification the sight tube display value corresponding to the object to be identified, for example by increasing the brightness.

2. The method according to claim 1, characterized in that the modulation from the sidebands, preferably in single sideband operation, on the receiver side removed and the demodulation product derived here to identify the corresponding screen pixel on the Sight tube is used.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a on in the radar receiver the model frequency tuned resonance filter is used after the demodulator and from the Demodulation product. a voltage value to brighten the corresponding sight tube screen pixel is won.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the modulating reflective antenna is pulled up on the object.

Considered publications:
French Patent No. 989 206;
British Patent No. 723,815;
"Contributions to radio localization", volume 1 of the special series of radio localization, lectures from the years 1952/53, pp. 71 to 93.

1 sheet of drawings