DE3116562A1

DE3116562A1 - Dopplerradar-system

Info

Publication number: DE3116562A1
Application number: DE19813116562
Authority: DE
Inventors: Baard H. 55014 Lino Lakes Minn. Thue
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1980-04-28
Filing date: 1981-04-25
Publication date: 1982-08-05
Also published as: JPH0277684U; GB2075788B; GB2075788A; US4328495A; CA1161934A; DE3116562C2; JPH0333025Y2; JPS56168575A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein gepulstes Dopplerradar-Systera nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1. Bei derartigen Systemen wird in bekannter Weise die Entfernung eines Zieles über die Impulslaufzeit ermittelt und das Dopplerprinzip wird verwendet,um bewegliche Ziele gegen den Hintergrund abzuheben.

Bei gepulsten Radarsystemen ist ein möglichst hohes Tastverhältnis der Impulse erwünscht,um die mittlere Sendeleistung maximal nutzen zu können. Dies führt zu den geringsten Senderkosten. Bei im UHF-Bereich arbeitenden Radargeräten für kurze Entfernungen gestattet das große Tastverhältnis die Ausführung des Senders in Festkörpertechnik mit den bekannten Vorteilen bezüglich der Zuverlässigkeit und Große. Bei einem herkömmlich gespulsten Dopplerradar führt jedoch ein großes Tastverhältnis zu Zweideutigkeiten bei der Entfernungsbestimmung, wodurch eine spezielle Signalverarbeitung für die Auflösung erforderlich wird.

Bei herkömmlichen Radarsystemen wird im allgemeinen eine Unterscheidung in drei Typen vorgenommen, die durch gepulste Dopplerradarsysteme, Dauerstrich (CW)-Radarsysteme und unterbrochene Dauerstrich (ICW)Radarsysterne gegeben sind.

Bei einem herkömmlichen gepulsten Dopplerradarsystem wird eine Reihe von Impulsen ausgesendet, wobei jeder Impuls eine vorbestimmte Amplitude, Dauer und Frequenz aufweist. Um eine geeignete mittlere Leistung für eine annehmbare Zielgrößenauslösung zu erhalten, verwenden Dopplerradar-Systeme eine . hohe Impuls-Wieäerholfrequenz (PRF). Eine hohe Impuls-Wiederholfrequenz begrenzt jedoch in unerwünschter Weise den unzweideutigen Bereich des Radars, der eine Funktion der

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zeitlichenTrennung zwischen zwei benachbarten Impulsen ist.

Ein Dauerstrich-Radar vermeidet das Problem der unsicheren Entfernungsbestimmung bis zu einem bestimmten Grad durch Aussenden einer Dauerstrichwelle. Die erzeugte Welle wird über eine erste Antenne gesendet und die von einem Ziel reflektierte Welle wird über eine zweite Antenne empfangen. Die erzeugte Welle ist typischerweise mit einem bestimmten Code moduliert, so daß die Zeitdifferenz zwischen der gesendeten Welle und der empfangenen Welle gemessen werden kann.

Ein Nachteil des Dauerstrichradars liegt darin, daß bei wachsender Zielentfernung und wachsender Leistung der ausgesandten Welle ein übersprechen zwischen der Sende- und der Empfangsantenne stattfindet, wobei sich dieses Signal dem von dem Ziel reflektierten Signal überlagert.

Das unterbrochene Dauerstrichradar vermeidet das Problem des Übersprechens. Bei dem unterbrochenen Dauerstrichradar werden die codierten Bits einzeln mit ausreichendem Zeitabstand zwischen den Impulsen übertragen, wodurch die Empfangsantenne die reflektierten Impulse empfangen kann. Das übersprechen zwischen der sendenden und der empfangenden Antenne wird somit verhindert. Die Schwierigkeit bei diesem System liegt jedoch darin, daß für einen geeigneten unzweideutigen Bereich der Trennabstand zwischen den einzelnen Impulsen ziemlich groß sein muß, was zu einer geringen mittleren Leistung des gesendeten Signales führt. Die Einschaltzeit eines jeden Impulses erstreckt sich hierbei typischerweise nur ungefähr über 3% des Tastzyklus.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gepulstes

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Dopplerradar-System anzugeben, das in einem großen Bereich eine unzweideutige Entfernungsbestimmung ermöglicht.. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein verbessertes Doppler-System mit hoher Impuls-Wiederholfrequenz angegeben. Wie eingangs erwähnt, werden bei einem solchen System im wesentlichen gleichförmige Impulse von vorbestimmter Amplitude, Dauer und Frequenz über eine Antenne ausgesendet. Die von einem Ziel reflektierten Impulse werden durch die Antenne empfangenem die Entfernung des Zieles festzustellen. Die Annäherungs- bzw. Entfernungsgeschwindigkeit des Zieles wird über die Dopplerversch.ie.bung der Impulsfrequenz des reflektierten Impulszuges festgestellt. Die zeitliche Trennung zwischen benachbarten Impulsen gibt den unzweideutigen Entfernungsbereich des Radars vor. Wenn die zeitliche Trennung zwischen benachbarten Impulsen geringer als die Laufzeit des ausgesandten und reflektierten Impulses ist, so ergeben sich aus der impulsüberlappung unklare Ergebnisse, da der reflektierte Impuls während des Aussendes des letzten Impulses ankommen kann und somit teilweise oder vollständig überdeckt sein kann. Da ferner alle Impulse im wesentlicheneinander gleich sind, können die einzelnen reflektierten Impulse nicht eindeutig identifiziert und mit den gesendeten Impulsen korrelliert werden.

Durch die vorliegende Erfindung wird dieser Nachteil des herkömmlichen Dopplerradarsystems mit hoher Impuls-Wiederholungsfrequenz behoben, in dem eine Phasenmodulation jedem gesendeten Impuls hinzugefügt wird. Jeder Impuls ist in

eine vorbestinimte Anzahl von Unter impulsen bzw. Bits unterteilt ,die in Bezug auf einen Hauptoszillator phasencodiert , (gleichphasig oder gegenphasig) sind. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Code durch einen-PRN-Code (PRN =Pseudo-Random-Noise) vorgegeben. Dieser Code verteilt sich über 2 ⁿ~¹ Impulse mit m Auflösungselementen, wobei η eine beliebige Zahl ist, die den Grad des Codes festlegt und wobei m ebenfalls eine beliebige Zahl ist, die der Anzahl der Bits pro Impuls entspricht. Die Korrelationseigenschaften des Codes sind dergestalt, daß sich alle Bits addieren, wenn alle ein Wort bildenden Bits der reflektierten Impulse auf das verzörgert gesendete Wort ausgerichtet sind. Wenn die Bits nicht genau aufeinander ausgerichtet sind, so heben sie sich im allgemeinen gegenseitig auf. Aufgrund dieser Tatsache erzeugt eine teilweise Impulsüberlappung keinen bemerkenswerten Effekt und stellt keine Schwierigkeit dar.

Erfindungsgemäß ist somit die Zweideutigkeit des Entfernungsbereiches nicht langer durch den zeitlichen Abstand zwischen benachbarten Impulsen begrenzt. Es ist daher möglich, die Impuls-Wiederholungsfrequenz zu erhöhen und dadurch entsprechend die mittlere Leistung des Radarsystems in Richtung auf die Spitzenleistung zu verschieben. Die Gesamtleistung des gesendeten Signales wird somit wesentlich erhöht, ohne daß die Spitzenleistung des Systems vergrößert werden muß. Aufgrund der Impulscodierung wird ferner die Entfernungsauflösung wesentlich verbessert. Wenn beispielsweise ein bekanntes gepulstes Dopplerradar-System eine Impulsbreite von 1,0με verwendet, so beträgt die Entfernungsauflösung 147 m. Bei dem erfindungsgemäßen System,bei dem jeder Impuls in verschiedene Bits unterteilt ist, ist die Entfernungsauflösung eine Funktion der Bitbreite. Wenn beispielsweise der Impuls

in 5 Bits mit einer Bitbreite von 200ns unterteilt ist, so ergibt sich eine Entfernungsauflösung von 29,5m. Gegenüber dem herkömmlichen gepulste η Dopplerradar ergibt sich somit bei identischer Impulsbreite eine Verbesserung um den Faktor

Anhand eines in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei im folgenden die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig.1 ein schematische Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Radarsystems mit digitaler Impulskompression;

Fig.2 ein Ausführungsbeispiel eines schnellen Phasenwenders für die Erzeugung eines zweiphasig-codierten Trägers;

Fig.3 ein Ausführungsbeispiel einesschnellen Phasendemodulators für die Decodierung des zweiphasigcodierten Trägers;

Fig.4 eine detaillierte Darstellung des Codegenerators und Zuordners gemäß Figur 1;

Fig.5 das Format der über die Antenne der Anordnung gemäß Figur 1 übertragenen codierten Impulse;

Fig.6 codierte durch die Antenne in der Anordnung gemäß Figur 1 empfangene Impulse und von dem Codegenerator gelieferte verzögerte Impulse;

Fig.7 eine graphische Darstellung der Korrelationseigenschaften des bei dem erfindungsgemäßen Aus-

führungsbeispiel verwendeten Codes; und

Fig.8 eine graphische Darstellung der schrittweisen Veränderung der Codeverzögerungen, um den Bereich des Radars zu verändern.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Radars ist ein Dauerstrichoszillator 10 mit einem ersten Ausgang an einen ersten Eingang eines Phasen-Codierschalters 11 angeschlossen und mit einem zweiten Ausgang auf einer^ersten Eingang eines Mischers 30 geführt. Der Phasen-Codeschalter 11 ist mit seinem Ausgang auf den Eingang eines Ein/Ausschalters 12 geführt, welcher seinerseits mit seinem Ausgang über einen Verstärker 13 auf einen ersten Eingang eines Antennenduplexers 14 geführt ist und von dort einerAntenne zugeführt wird. Ein Codegenerator 20 ist mit einem ersten Ausgang an den zweiten Eingang des Phasen-Codeschalters 11 angeschlossen und ferner auf die Eingänge von Codeverzögerungsgliedern 42 bis 48 geführt. Der Codegenerator 20 ist ferner mit einem Ausgang an den Eingang eines Zuordners 22 angeschlossen, der seinerseits mit einem ersten Ausgang an den Eingang des Ein/Ausschalters 12 und mit einem zweiten Ausgang an einen zweiten Eingang des Antennenduplexers 14 angeschlossen ist. Der Duplexer 14 ist mit einem Ausgang auf den Mischer 30 geführt, in welchem das von der Antenne 15 empfangene Signal mit dem Signal des Oszillators 10 kombiniert wird. Das sich ergebende Signal des Mischers 30 wird dem Eingang eines ZF-Verstärkers 31 zugeführt, und der Ausgang des Verstärkers 31 ist auf die ersten Eingänge mehrerer Decodierschalter 32 bis 38 geführt. Den Decodierschaltern 32 bis 38 wird an einem zweiten Eingang das Ausgangssignal der Codeverzögerungseinrichtung bis 48 zugeführt. Die Ausgangssignale der Decodierschalter bis 38 werden den Eingängen vonVerstärkungs- und Detektorein-

-10-richtungen 52 bis 58 entsprechend zugeführt.

Ein Ausführungsbeispiel des Phasen-Codierschalters 1· ist in Figur 2 dargestellt. Die Codierung des gesendeten Signales erfolgt in einfacher Weise durch einen schnellen Phasenwender (Zweiphasenschalter),der durch den von dem Codegenerator 20 gelieferten Code betätigt wird. Das resultierende Signal stellt eine Kette hochfrequenter Impulse mit abwechselnder Phase (0°, 180°) dar.

Die Decodierung der von dem Ziel reflektierten Signale stellt im wesentlichen eine Umkehrung der Codierung dar, wie sie durch den Phasen-Codierschalter 11 bewerkstelligt wird. Figur 3 veranschaulicht die prinzipielle Arbeitsweise der Decodierschalter 32 bis 38..Die dem Decodierschalter 32 bis durch die Codeverzögerungseinrichtungen 42 bis 48 zugeführten Signale sind identisch mit dem durch den Codegenrator 20 erzeugten Code, wobei sie allerdings entsprechend dem Radarbereich um vorbestimmte Beträge verzögert sind. Jede Verzögerung ist eine Funktion der Laufzeit des gesendeten Signales zu einem festgelegten Punkt im Raum und von diesem zurück. Die am Ausgang eines jeden Decodierschalters 32-38 auftretenden Signale sind eine Funktion der Korrelation zwischen dem empfangenen an dem Ziel reflektierten Signal und dem durch die Codeverzögerungseinrichtungen 42 bis 48 verzögerten Signal.

Der Oszillator 10 erzeugt Impulse mit der gewünschten Frequenz und Leistung. Der Phasen-Codierschalter 11 und der Ein/Ausschalter 12 modulieren das hochfrequente Signal in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Codegenrators 20 und des Zuordners 22. Der Verstärker 13 verstärkt das modulierte hochfrequente Signal auf den gewünschten Pegel und der Duplexer liefert das verstärkte Signal an die Antenne 15 für die Abstrahlung in den Raum.

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Wenn ein von einem Ziel reflektieres Signal durch die Antenne 15 empfangen wird, so verbindet der Duplexer 14 die Antenne 15 mit dem Eingang des Mischers 30, wobei dies in einer bekannten Weise geschieht. Im Mischer 30 wird das Signal von der Antenne 15 in eine Frequenz mit einem passenden Zwischenwert umgesetzt. Nach der Verstärkung durch den ZF-Verstärker 31 wird das Signal durch die Decodierschalter 32 bis 38 decodiert, die von dem Codegenerator 20 über die Code-Zeitverzögerungsglieder 42 bis 48 gesteuert werden. Eine nachfolgende Verstärkung und anderweitige Signalbehandlung erfolgt in Verstärkungs- und Detektoreinrichtungen 52 bis 58 in bekannter Weise.

Der Betrieb des Codegenrators 20 und des Zuordners 22 wird unter Bezugnahme auf Figur 4 leichter verständlich. Der Codegenrator umfaßt einen Code-Festwertspeicher ROM-50, der eine vorbestimmte Codefolge gespeichert enthält.

Ein Ereigniszähler 51 erhält an einem ersten Eingang Zeittaktimpulse von einer Taktquelle 55 zugeführt. Der Ereigniszähler 51 erzeugt Schalterbefehle in Übereinstimmung mit dem in Figur 5 gezeigten Format. Einer Bit-Phasensteuerung 54 wird ebenfalls der Code von dem Codespeicher ROM-50 zugeführt und sie erzeugt eine Reihe von Impulsen,die auf den Phasen-Codierschalter 11 in Figur 1 geführt werden. Der erzeugte Code wird in der Code-Bereichverzögerungseinrichtung 42 um einen genauen Zeitbetrag verzögert, der der Radar-Bereichsverzögerung entspricht. Schaltbefehle werden in der Code-Bereichsverzögerung 42 erzeugt und an den Eingang des Decodierschalters 32 in Figur 1 gesendet.

Die nachstehend aufgeführte Tabelle 1 zeigt eine Codefolge, wie sie bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung benutzt wird. Sie besteht aus 31 Impulsen, die jeweils 7 Bit um-

31Ί 6562

fassen. Der Code stellt einen zusammengesetzten Code dar, der aus einem 31 Bit-PRN-Code und einem 7-Bit-Barker-Code aufgebaut ist. PRN-Codes und Barker-Codes sind als solche bekannt und können beispielsweise dem Buch "Radar Design Principles" von F.E. Nathanson, McGraw-Hill, 1969 in den Abschnitten 12.4 und 12.5 entnommen werden.

Tabelle 1

Bitnummer in dem Impuls bit 2 bit 3 bit 4 bit 5 fait 6 bit 7

0 0 0 110

0 110 11

1 0 0 0 0.0

0 10 111 11 1 0 0 0

1 0 0 1 .1 1

0 1 1 0 0 1

1 0 0 10 1

0 1110 0

1 0 1 11 0 0 0 10 10

0 0 0 0. 1 1

0 10 0 0 0 110 110 1110 10

1 0 0 0 1.0 0 1 0 0 10

Impuls- Nummer	bit
1	0
2	0
3	0
4	1
5	ο
6	ι
7	1
8 ·	0
9	1
10	0
11	1
12	0
13	0
14	0
15	1
16	1
17	1

	9	18	0	1	1	0	0	1	1
		19	1	1	1	0	0	0	1
		20	1	1	1	0	1	0	0
/	21	1	1	1	. 1	1	1	1
	22	1	1	0	r-l	0	0	1
	23	1	0	0	0	1	0	0
φ	24	0	0	1	1	1	1	0
	25	0	1	0	1	0	1	1
	26	1	0	0	0	0	0	1
	27	0	0	1	0	1	0	1
	28	0	1	1	1	1	0	1
29	1 '	1	0	1	r-l	0	0
30	1	0	0	1	1	1	1
31	0	0	0	1	0	0	0

Jeder gesendete Impuls umfaßt sieben Unterimpulse bzw.Bits_rdie bezüglich ihrer Phase codiert sind und sich in Bezug auf das Signal des Dauerstrich-Oszillators 10 entweder gleichphasig oder gegenphasig verhalten. 31 Impulse bilden ein Codewort, das sich während der Zeitdauer wiederholt,in der der Sender eingeschaltet ist. Das Codewort mit einer Länge 31 Impulsen umfaßt somit 217 Bits.

Die nachstehende Tablle 2 zeigt eine aus einem 75g-Polynom erzeugte 31 Bit-PRN-Folge.

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	Tabelle 2	Bitnuraasr	Bitwert	•
	Bitwert	17	1
Bitnursnar	O	18	0
1	0	19	1
2	O	20	1
3	1	21	1
4	0	25 ■	1
5	1	23	' 1
6	1	24	0
7	O	25	0
8	1	26	1
9	0	27	. 0
10	/ 1	28	0
11 . -	0	29	1
12	0	30	1
13	0	31	ο -
14	1
15	1
16

Der PBN-Code ist mehrfach über die 31 Impulseverteilt, die jedes Wort bilden, was aus der Matrix gemäß Tabelle 3 hervorgeht.

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Tabelle 3

Impuls- Nummer 1	1	2	3	4	Bitnummer 5	in dem 3 6	Cmpu! 7
2	2	3	4	5	6	7	8
3	3	4	5	6	7	8	9
4	4	5	6	7	8	9	10
5	5	6	7	8	9	10	11
6	6	7	8	9	10	11	12
7	7	8	9	10	11	12	13
8	8	9	10	11	12	13	14
9	9	10	11	12	13	14	15
10	IQ	^ll	12	13	14	15	16
11	11	12	13	14	15	16 .	17
12	12	13	14	15	16	17	18
13	13	14	15	16	17	18	19
14	14	15	16	17	18	19	20
15	15	16	17	18	19	20	21
16	16	17	18	19	20	21	22
17	17	18*	19	20	21	22	23
18	18	19	20	21	22	23	24
19	19	20	21	22	23	24	25
20	20	21	22	23	24	25	26
21	21	22	23	24	25	26	27
22	22	23	24	25	26	27	28
23	23	24 ,	25	26	27	28	29
24	24	25	26	27	28	29	30

-is-

	25	26	27	28	29	30	31
26	26	27	28	29	30	31	1
27	27	28	29	30	31	1	2
28	28	29	30	31	1	2	3
29	29	30	31	1	2	3	4
30	30	31	1	2	3	4	5
31	31	1	2	3	4	5	6

Jede der sieben Spalten in der Tabelle 3 besteht aus dem gleichen Grundcode mit der Ausnahme, daß eine Verschiebung in der Bitnuirjiier stattgefunden hat. Beispielsweise ist das zweite Bit des ersten Impulses (Impulsnummer 1) durch das zweite Bit in der PRN-FoIge gemäß der Tabelle 1 vorgegeben. Der Zweck der vertikalen Fortschaltung des Codes liegt in einer einfachen Anpassung des gepulsten Formates;wenn eine teilweise Korrelation gefordert ist. Dies geht am besten aus Figur 6 der Zeichnung hervor. Wenn bei einer vorgegeben Bereichsverzögerung, die an einem Ziel reflektierten Impulse 4 Bits früher als der verzögerte Impuls auftreten, so tritt eine teilweise Überlappung der empfangenen Impulse und der verzögerten Impulse auf. Bei dem Beispiel in Figur 6 fallen nur die Bits 5,6 und 7 des empfangenen Impulses mit entsprechenden Bits des Referenzcodes zusammen.

Es gibt eine identische Bitkette, die jedem Referenzbit 1 bis 7 zugeordnet ist und durch Korrelation der Bits 1,2 und 3 des verzögerten Referenzsignales mit den Bits 5,6 und 7 des Empfangssignales ist somit der volle 31 Bit -Code korreliert. Die vertikale Anordnung in Tabelle 3 gestattet somit eine vollständige Codekorrelation bei einer teilweisen Impulsüberlappung. Eine derartige Ordnung der Codebits läßt pro Überlappung des Impulsbit mit gleicher Phase einen Rest von 1. Die Auflösung zwischen

- -

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den Impulsen wird durch die Anwendung eines 7-Bit-Barker-Codes verbessert. Jeder gesendete Impuls ist sodann durch das Produkt aus dem PRN-Code gemäß Tabelle 3 mit einem 7-Bit-Barker-Code gemäß der nachstehenden Tabelle 4 vorgegeben.

	1	Tabelle	4	3	4	5	6	7
Bitnummer	1	2	1	0	0	1	0
Bitwert	1

Der gesendete und in Tabelle 1 dargestellte Code ist somit ein Produkt aus dem richtigen PRN-Bit mit dem Barker-Bit an der entsprechenden Bitstelle in dem Impuls.

Figur 7 zeigt die Korrelation des zuvor beschriebenen Codes in Abhängigkeit von Bereichsverzögerungen um ein ganzes Bit. Bei genauer Übereinstimmung zwischen den empfangenen und den verzögerten Impulsen ist die Korrelation sehr groß, was durch den Spitzenwert von 220 bei einer Verschiebung um 0 Bit angezeigt wird. Wenn die Bits von entsprechenden empfangenen und verzögerten Impulsen nicht genau aufeinander ausgerichtet sind, so heben sich die Bits in einem großen Ausmaß gegenseitig auf. Jede Trennung zwischen empfangenen und verzögerten Impulsen führt daher zu einer drastischen Verminderung der Korrelation. Ein großer Vorteil des vorstehend erwähnten Codes liegt darin, daß teilweise Überlappungen der Impulse keinen bemerkenswerten Effekt erzeugen.

Wie zuvor erwähnt, ist bei dem erfindungsgemäßen System eine eindeutige Bereichsbestimmung nicht langer durch die zeitliche Trennung zwischen benachbarten Impulsen begrenzt. Es

ist daher möglich/ die Impuls-Wiederholfrequenz zu erhöhen und dadurch entsprechend die mittlere Leistung des Radarsystems ohne Erhöhung der Spitzenleistung des Systems zu verbessern.

Der Bereich des Radars bzw. die in jedem speziellen Augenblick im Raum betrachtete Entfernung hängt von der Bereichsverzögerung ab, die durch die Code-Verzögerungseinrichtungen 42 bis 48 in Figur 1 vorgegeben wird. Durch Anordnung mehrerer Decodierschalter 32 bis 38 und zugeordneter Code-Verzögerungseinrichtungen 42 bis 48, wobei die Verzögerung einen Abstand entsprechend einer Bitbreite aufweisen, ist das Radar in der Lage, den Raum mit einex Betrachtungstiefe zu beobachten, die eine Funktion des Produktes aus Bitbreite und Anzahl der Code-Verzögerungseinrichtungen ist. Die Bereichsauflösung verhält sich umgekehrt wie die Bitbreite.

Damit das Radarsystem gemäß Figur 1 den Raum ohne Löcher abdecken kann, werden die Code-Verzögerungseinrichtungen periodisch und schrittweise durch unterschiedliche Bereichs·'-verzögerungen durchgeschaltet/wie dies aus Figur 8 hervorgeht. Die zeitliche Trennung zwischen dem gesendeten Impuls und den verzögerten Impulsen wird von Schritt zu Schritt verändert, wodurch der Bereich des Radars in einer für den Fachmann bekannten Art verändert wird. Der durch das Radar betrachtete Raum kann in Abhängigkeit von dem Antennen-Abstrahlungsmuster einer teilweise sphärischen Umhüllung entsprechen ,die sich periodisch ausdehnt und zusammenzieht und den Raum zu einer Schwebung veranlaßt. Jede der Linien in der Darstellung gemäß Figur 8 stellt einen Schritt der Bereichsverzögerungen dar. Die sieben durch die Code-Verzögerungseinrichtungen 42 bis 48 in Figur 1 erzeugten verzögerten Impulse grenz en aneinander an und bewegen sich zusammen als

- * Z3

-19-

ein Block,wenn der Bereich durchschritten wird. Die Schritte überlappen um eine Gatterbreite.

Leerseite

Claims

HONEYWELL INC. . 9 3. htf ty

Honeywell Plaza 1007261 Ge

Minneapolis, Minn., USA Hz/umw

Dopplerradar-System

Patentansprüche:

Gepulstes Dopplerradar-System, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (10,12) zur Erzeugung von im wesentlichen gleichförmigen Impulsen mit vorbestimmter Amplitude, Dauer und Frequenz;

eine Einrichtung (20,11) zum Codieren dieser Impulse mit einem Code, durch den. jeder Impuls eindeutig gegenüber einer Folge unmittelbar vorhergehender oder nachfolgender Impulse unterscheidbar ist;

eine Sendeeinrichtung (13,14,15),die die codierten Impulse von der Codiereinrichtung zugeführt erhält und die co-'-■ dierten Impulse in den Raum abstrahlt;

eine Verzögerungseinrichtung (42-48), der die codierten Impulse von der Codiereinrichtung zugeführt werden, um diese um eine vorbestimmte Verzögerungszeit zu verzögern;

eine Empfangseinrichtung (14,15,30,31) zur Aufnahme der von einem Ziel im Raum reflektierten Impulse; und

eine Einrichtung (32-38) zum Decodieren der reflektierten empfangenen Impulse durch Vergleich der empfangenen Impulse

mit den verzögerten Impulsen, um die Entfernung und die Annäherungsgeschwindigkeit bzw. Entfernungsgeschwindigkeit des Zieles zu bestimmen.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulserzeugungseinrichtung einen Oszillator (10) mit einer konstanten Frequenz aufweist, wobei jeder Impuls aus einer vorbestimmten ganzen Anzahl von Signalzyklen des Oszillators besteht, und daß die Codiereinrichtung einen von einem Codegenerator (20) betätigten Phasenwender (11) aufweist.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekenn-.zeichnet, daß die Impulse aus einer" vorbestimmten Anzahl von Unterimpulsen bestehen, von denen jeder einen Teil des von dem Oszillator (10) erzeugten Signales umfaßt und zwei unterschiedliche Zustände einnehmen'kann, in denen er gleichphasig oder gegenphasig zu dem Signal des Oszillators ist.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennz eichnet, daß der Code aus einem über 2ⁿ~' Impulsen mit m Auflösungselementen gestaffelten PRN-Code besteht,wobei η eine beliebige den Grad des Codes kennzeichnende Zahl ist und m der Anzahl der Bits pro Impuls entspricht.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Code durch ein Produkt aus einem PRN-Code und einem Barker-Code gegeben ist. . ■ "
6. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der PRN-Code durch einen Barker-Code überlagert ist.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (42-48) jeden codierten Impuls um mehrere vorbestimmte Zeiten verzögert und daß die Decodiereinrichtung (32-38) die empfangenen Impulse mit den verzögerten codierten Impulsen vergleicht.
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (42-48) der Reihe nach die vorbestimmte Zeitverzögerung in

einer Reihe von Schritten verändert.