SE508294C2 - Förfarande och anordning för styrning av en radar - Google Patents
Förfarande och anordning för styrning av en radarInfo
- Publication number
- SE508294C2 SE508294C2 SE9700112A SE9700112A SE508294C2 SE 508294 C2 SE508294 C2 SE 508294C2 SE 9700112 A SE9700112 A SE 9700112A SE 9700112 A SE9700112 A SE 9700112A SE 508294 C2 SE508294 C2 SE 508294C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- radar
- time period
- during
- time
- pulses
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/282—Transmitters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
- G01S13/106—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves using transmission of pulses having some particular characteristics
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
- G01S13/18—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein range gates are used
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
10
15
20
25
30
35
508 294
2
flera fysikaliska begränsningar, omöjliggör vanligtvis en
det tilldelade
kylningskapaciteten och/eller effektuttaget för större
utökning av radarn utöver utrymmet,
uteffekt eller för någon annan orsak.
En större antenn låter sig inte alltid användas då
vanligtvis antennstorleken från början är optimerad med
tanke på begränsningar som till exempel storlek, vikt och
kostnad. Att minska en radars brusfaktor är extremt
dyrbart om det ens är möjligt. Exempelvis kan en radar på
grund av en mycket viktig tillämpning redan vara optimerad
vad gäller brusfaktorn, det vill säga vara utrustad med den
mest avancerade elektroniken med den lägsta tillgängliga
brusfaktorn, varvid en ytterligare sänkning av brusnivån
inte möjlig.
Flera försök att utöka en radars räckvidd och/eller
uteffekt har gjorts. Det amerikanska patentet US 4,336,538
förefaller beskriva ett system som visar på en möjlighet
att med hjälp av ett speciellt kraftaggregat öka räckvidden
inom vissa vinkelintervall, vilka bedöms som intressanta.
Detta sker genom att under ett vinkelintervall, vilket
bedöms som intressant, höja medeleffekten genom att höja
pulsrepetitionsfrekvensen (PRF). Detta sker genom att
sända radarpulser med tio olika frekvenser. Det kan anses
vara en nackdel att strömförsörjningen måste ändras för att
kunna förse radarsändaren med totalt sett mera energi. Det
kan således anses vara en nackdel att metoden enligt US
4,336,538 förefaller kräva en omfattande ombyggnad av en
befintlig radar för att kunna tillämpas. Det kan även
anses vara en nackdel att de
vinkelintervallen, som.enligt US 4,336,538 består av resten
av eller större delar av ett rotationsvarv, kan ej næd
mindre intressanta
denna. metod dra fördel av en utökad räckvidd eftersom
radarn behöver en lång återhämtningstid enligt patentet.
10
15
20
25
30
sus 294_
3
Det amerikanska patentet US 5,140,332 förefaller beskriva
ett radarsystem där pulskompression sker i två steg. Ett
första steg, som ger en kortare modulerad puls och ett
andra steg som ger den slutgiltiga kompressionen. Avsikten
med metoden enligt US 5,l40,332 förefaller vara att
modernisera äldre radarstationer, som består av rör-
baserade sändare vilka använder korta pulser, med.modernare
halvledar-bestyckade sändare som använder långa pulser.
Genom att införa ett system med pulskompression i två steg
behöver endast sändaren bytas ut för en modernisering och
därigenom ökning av prestanda. Det kan däremot anses vara
en nackdel att sändaren behöver bytas ut och att en ny
pulskompression behöver införas för att uppnå en prestanda-
förbättring.
Det amerikanska patentet US 5,136,300 förefaller beskriva
en sändarmodul som beroende på tillämpning och därmed också
uteffektsbehov kan användas i olika antal tillsammans.
Exemplen som ges är två moduler som används tillsammans för
en väderradar och 30 moduler för en avfyrningsstyrradar.
Det kan, som nämnts tidigare, anses vara en nackdel eller
rent av en omöjlighet att öka prestanda genom att utvidga
sändaren med hjälp av moduler, eftersom detta innebär ökad
strömförbrukning, större platsbehov och större kylbehov.
Tidigare känd teknik visar att det är ett stort problem att
kunna utöka en radars räckvidd utan att förändra radarns
effektslutsteg och/eller strömförsörjning. Förändring av
en radars effektslutsteg innebär att radarn måste byggas om
både direkt i samband med effektslutsteget och även i
samband med förändrat kylbehov & kraftbehov.
fx
10
15
20
25
30
35
508 294
4
REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN
Ett ändamål med uppfinningen är att ange ett förfarande och
att öka
ovanstående nämnda nackdelar.
en anordning för en radars prestanda utan
Ett annat ändamål med uppfinningen är att ange ett för-
farande och en anordning för att öka en radars prestanda
utan att radarns energibehov ökar.
Ett ändamål därutöver med uppfinningen är att ange ett
förfarande och en anordning för att frigöra antenn,
radarsändare och radarmottagare under en deltidsperiod för
annat än radaranordningens ordinarie radarfunktion son\till
exempel för datakommunikation.
Ovannämnda ändamål uppnås enligt uppfinningen genom ett
förfarande och en anordning för att i en radaranordning för
måldatainmätning styra utsändning av radarpulser och
mottagning av målekon, vilka härstammar från de utsända
radarpulserna, på ett sådant sätt att radaranordningens
prestanda ökar för att därmed få en längre räckvidd under
Tidsperioden företrädesvis
en tidsperiod. upprepas
kontinuerligt. Tidsperioden delas in i en första och en
andra deltidsperiod där den första och andra
deltidsperioden vardera är minst två gånger så lång som ett
pulsrepetitionsintervall vilket används under den första
deltidsperioden. Radaranordningen styrs att under den
första deltidsperioden, för måldatainmätning, sända
radarpulser med ett högre energiinnehåll än vad som är
möjligt i ett fortvarighetstillstånd. Styrning sker på ett
sådant sätt att radaranordningens utsända energi under
tidsperioden högst uppgår till radaranordningens möjliga
energiutsändning i ett fortvarighetstillstånd under en
nmtsvarande tidsperiod. Därmed erhålls en effektivare
signalintegrering genom att målekon som härstammar från
fT\
10
15
20
25
30
35
508 294
5
radaranordningen signalintegreras koncentrerat under den
första deltidsperioden. Radaranordningen styrs även att
inte sända radarpulser för måldatainmätning under den andra
deltidsperioden.
Ovannämnda ändamål uppnås enligt uppfinningen även genom
ett förfarande för att i en radaranordning för
måldatainmätning
mottagning av målekon på ett sådant sätt att radar-
anordningens prestanda ökar under en tidsperiod. Prestanda
styra utsändning av radarpulser och
ökas för att därmed få en längre räckvidd. Radar-
anordningen innefattar avståndsfållor vari målekoenergi
signalintegreras. Enligt förfarandet delas tidsperioden
först in i en första och en andra deltidsperiod. Den
första och andra deltidsperioden är vardera minst två
gånger så lång son1ett pulsrepetitionsintervall som används
under den första deltidsperioden. Enligt förfarandet styrr
radaranordningen under den första deltidsperioden att f«:
måldatainmätning sända radarpulser med ett högre enerc.-
innehåll än vad som är möjligt i ett fortvarighetstill-
stånd.
håll sker på ett sådant sätt att radaranordningens utsända
Sändning av radarpulser med ett högre energiinne-
energi under tidsperioden högst uppgår till radar-
anordningens möjliga energiutsändning i ett fortvarighets-
Därmed erhålls
en effektivare signalintegrering genom att de nålekon,
tillstånd under en motsvarande tidsperiod.
vilka härstammar från radaranordningen koncentreras till
den första deltidsperioden. Radaranordningen styrs att
inte sända radarpulser för måldatainmätning under den andra
deltidsperioden. Företrädesvis är kvoten nællan tids-
perioden och den första deltidsperioden proportionell mot
under den första
radarpulsernas högre energiinnehåll
deltidsperioden. I en tillämpning eftersträvas att radar-
pulsernas energiinnehåll under den första deltidsperioden
är i storleksordningen dubbelt så stort än vad som är
möjligt i ett fortvarighetstillstånd. En nöjlighet att
10
15
20
25
30
35
508 294
6
uppnå radarpulsernas högre energiinnehåll under den första
deltidsperioden är genom en förlängning av radarpulserna.
Företrädesvisförlängsavståndsfållornaproportionelltlika
mycket som radarpulserna förlängs. Eftersom inga radar-
pulser sänds under den andra deltidsperioden för måldata-
data-
Luckor i
inmätning kan radaranordningen användas för
kommunikation under den andra deltidsperioden.
täckningen kommer att uppstå om tidsperioden upprepas och
den andra deltidperioden uppträder vid samma lobriktning
svep/varv efter svep/varv. Antingen kan upprepningen av
tidsperioden vara sådan att respektive andra deltids-
perioder inte uppträder vid samma lobriktning under ett
efterföljande svep, eller så minskas svephastigheten
(hastigheten med vilken antennloben sveps), exempelvis
proportionellt, i beroende av längden av den andra deltids-
perioden. En metod att förhindra att respektive andra
deltidsperioder inte uppträder vid samma lobriktning kan
exempelvis vara att tidsperioden inte
kontinuerligt, det vill säga att en lämplig variabel
tidsfördröjning sätts in mellan successiva tidsperioder för
upprepas
att därmed undvika luckor i täckningen. Företrädesvis är
antennen en elektriskt styrd antenn (ESA) och även att
tidsperioden upprepas kontinuerligt med eller utan tids-
fördröjning mellan successiva tidsperioder.
Ovannämnda ändamål uppnås enligt uppfinningen även genonxen
radaranordning innefattande en radarsändare, en
radarmottagare, en styranordning och avståndsfållor. Styr-
anordningen är inrättad att, för måldatainmätning, styra
radarsändaren att sända radarpulser och radarmottagaren att
motta målekon vilka härstammar från de utsända
radarpulserna på ett sådant sätt att radaranordningens
prestanda ökar för att därmed få en längre räckvidd under
en tidsperiod. I avståndsfållorna signalintegreras måleko-
energi. Enligt uppfinningen delas tidsperioden in i en
första och en andra deltidsperiod. Den första och andra
10
15
20
25
30
35
508 294_
7
deltidsperioden är vardera minst två gånger så lång som ett
pulsrepetitionsintervall som används under den första
deltidsperioden. Styranordningen är även inrättad att
styra radarsändaren att under den första deltidsperioden,
för måldatainmätning, sända radarpulser med ett högre
energiinnehåll än vad som är möjligt i ett fortvarighets-
tillstånd. Sändning av radarpulser med ett högre energi-
innehåll sker på ett sådant sätt att radaranordningens
utsända energi under tidsperioden högst uppgår till radar-
anordningens möjliga energiutsändning i ett fortvarighets-
tillstånd under en motsvarande tidsperiod. Därmed erhålls
en effektivare signalintegrering genom att nålekon som
härstammar från radaranordningen koncentreras under den
första deltidsperioden. Styranordningen är även inrättad
att styra radarsändaren att inte sända radarpulser för mål-
datainmätning under den andra deltidsperioden.
Företrädesvis är kvoten mellan tidsperioden och den första
deltidsperioden proportionell mot radarpulsernas högre
energiinnehåll under den första deltidsperioden. En
variant är att styranordningen är inrättad att styra radar-
sändaren att för måldatainmätning sända radarpulser med ett
energiinnehåll under den första deltidsperioden som är i
storleksordningen dubbelt så stort jämfört med vad som är
möjligt i ett fortvarighetstillstånd. En möjlighet är att
styranordningen är inrättad att styra radarsändaren att
förlänga radarpulserna som sänds för måldatainmätning för
att därmed uppnå det högre energiinnehållet i radarpulserna
under den första deltidsperioden. Företrädesvis förlängs
avståndsfållorna proportionellt lika mycket som. radar-
pulserna förlängs. Eftersom inga radarpulser sänds under
den andra deltidsperioden för måldatainmätning kan styr-
anordningen vara inrättad att styra radarsändaren och/eller
radarmottagaren för datakommunikation under den andra del-
tidsperioden. Luckor i täckningen kommer att uppstå om
tidsperioden upprepas och den andra deltidsperioden upp-
träder vid samma lobriktning svep efter svep. Därför är
ffifi
10
15
20
25
30
35
sos 294
8
att vid
styranordningen även är inrättad att styra radarsändaren
det lämpligt en upprepning av tidsperioden
och radarmottagaren på ett sådant sätt att respektive andra
deltidsperioder inte uppträder vid samma lobriktning under
efterföljande svep för att därmed undvika att luckor i
täckningen inom svepet uppstår. Som ett alternativ kan
svephastigheten (hastigheten med vilken antennloben sveps)
minskas, exempelvis proportionellt, i beroende av längden
av den andra deltidsperioden. Företrädesvis är antennen en
elektriskt styrd antenn (ESA).
lämpligen kontinuerligt med eller utan tidsfördröjning
Tidsperioden upprepas
mellan successiva tidsperioder.
Uppfinningen uppvisar en rad fördelar gentemot tidigare
känd teknik.
ombyggnad genom till
effektslutsteg i befintliga radaranordningar sonlönskar dra
Uppfinningen kräver inte en omfattande
exempel utbyte/komplettering av
nytta av uppfinningen. Uppfinningen kan enkelt kopplas in
och ur. Energibehovet för en radaranordning som
implementerar uppfinningen ökar inte trots att en
prestandaförbättring uppnås.
FIGURBESKRIVNING
Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas i
förklarande och inte på något vis begränsande syfte, med
hänvisning till bifogade figurer, där
Fig. 1 visar ett blockschema över en radar enligt
föreliggande uppfinning,
Fig. 2 visar ett flödesdiagram över en nætod enligt
föreliggande uppfinning,
7)
L..
10
15
20
25
30
35
sus 294_
FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFQRMER
Föreliggande uppfinning har som ändamål att öka en radars
prestanda. För att tydliggöra uppfinningen skall några
exempel på dess tillämpning i det följande beskrivas i
anslutning till figurerna 1 och 2.
Föreliggande uppfinning har som grundidé att öka en radars
prestanda och därmed åstadkomma en möjlig räckvidds-
av måleko-
förbättring genom effektivare integration
signaler.
Prestanda för en radar är till stor del beroende på den
signalbehandling som en nmttagen målekosignal undergår.
Ett av syftena med signalbehandlingen är att förbättra
signalbrusförhållandet (SNR - Signal to Noise Ratio). Om
signalbrusförhållandet kan förbättras, kan radarn uppfatta
svagare målekosignaler och indikera dessa sonx målekon.
Svagare nålekosignaler kommer från mål som befinner sig
längre bort från radarn och/eller har en mindre ekvivalent
målarea än målekosignaler vilka kommer från mål som
befinner sig närmare radarn och/eller mål med en större
ekvivalent målarea.
Signalbehandlingen i en radar innefattar vanligtvis
integration av mottagen målekosignal i flera steg och på
olika sätt i syfte att förbättra signalbrusförhållandet.
Några av de olika integrationsstegen benämns vanligen
innefattar koherent
signalintegrering och vanligen
integration och icke-koherent videointegration. Den
ackumulering av upptäcktssannolikheter som sker vid
successiva loböversvep (antennöversvep) kan också ses som
en integration och kommer att betecknas som en variant av
integration. De olika typerna av integration har olika
begränsningar och effektivitet.
fïx
10
15
20
25
30
35
508 294
10
Koherent integration förbättrar signalbrusförhållandet med
en faktor n, där n är antalet provtagningar. Här kan kort
nämnas att det antas att all signalbehandling sker digitalt
vilket är vanligast i en modern radar. Det är dock inget
som hindrar att signalbehandlingen sker analogt eller som
en blandning av analog och digital signalbehandling
eftersom uppfinningen inte är beroende av vilken metod som
används för signalbehandlingen.
Videointegration förbättrar signalbrusförhållandet med en
faktor vilken approximativt kan beskrivas som n“7, alltså
en inte lika effektiv förbättring som koherent integration.
Signalintegrationens (koherent och icke koherent) tidsut-
sträckning är begränsad av kravet att målekosignalen skall
avståndsfålla
Detta sätter i princip en praktisk övre
kvarligga i en och samma under in-
tegrationstiden.
gräns för möjlig signalintegrering eftersom mål vanligen
förflyttar sig. Signalintegrering utöver den tid då
målekosignalen ligger kvar i en avståndsfålla tillför
inget.
Signalbrusförhållandet efter signalintegreringen. ger en
Successiva loböversvep
Till sist
som en
viss sannolikhet för målupptäckt.
ger då en ackumulerad upptäcktssannolikhet.
kommer därför ackumuleringen vilken kan ses
integration av typen 1/n, det vill säga att målet skall
kunna detekteras minst en gång under n stycken försök.
Effektiviteten i denna ackumulering är dock vanligen låg,
sig på måttligt stora
upptäcktssannolikheter per loböversvep (till exempe1.mindre
än 10 %).
i synnerhet om den grundar
Uppfinningen bygger, som nämnts tidigare, på att utföra en
effektivare integration av målekosignaler. En effektivare
integration av målekosignaler åstadkomes enligt
uppfinningen genom att förbättra den koherenta
«\.~|
10
15
20
25
30
35
508 294_
11
integrationen och/eller videointegrationen på bekostnad av
den mindre effektiva ackumuleringen.
Detta nñjliggörs lämpligen genom en nmmentan ökning av
radarns uteffekt (medeleffekt) under kortare tider, typiskt
100 ms (vilket motsvarar cirka 100-1000 pulser), med
motsvarande perioder av radartystnad för att medeleffekten
period inte skall
medeleffekt under de
mätt under en längre ändras.
dubbleras
Radarn kommer då att omväxlande ha
Företrädesvis radarns
kortare perioderna.
lika långa perioder med dubbel uteffekt som med radar-
tystnad, för att medeleffekten mätt under en längre period
(sekunder) inte skall ändras.
Orsaken till att man ej vill/kan (utan en ombyggnad av
radarn) ändra radarns medeleffekt under en längre period är
att radarn är konstruerad för ett visst energiuttac.
effektslutsteg,
magnetroner, vandringsvågrör (TWT), eller halvledare, a:
Radarns som exempelvis kan innehå“la
normalt konstruerade att tåla en viss medeleffekt och då
speciellt med hänsyn till kylningen av slutsteget. En
fördelaktig utföringsfornxär att dubbleringen av uteffekten
sker med en förlängning av pulslängden. Detta innebär att
man inte belastar några komponenter med en högre toppeffekt
utan det är endast kylningsbehovet som ökar momentant. Om
däremot medeleffekten under en längre period (sekunder) är
samma som tidigare, ökar inte heller kylbehovet.
Eftersom radarn är "tyst" under en viss del av tiden (halva
tiden vid en momentan dubblering av uteffekten) uppstår det
"tomma" luckor om samma svep/rotationshastighet på antennen
bibehålls.
(vid en dubblering av uteffekten) svep/rotationshastigheten
Detta kan lösas genom att man antingen halverar
för antennen eller ser till att de "tomma" luckorna inte
uppträder i samma riktningar vid successiva antennsvep.
Detta minskar inmätningstakten och uppfinningen kommer
Cm
10
15
20
25
30
35
508 294
12
således bäst till sin rätt i exempelvis en spanningsradar
med en relativt liten och begränsad sökvolym såsom i nosen
på spaningsplan som endast "ser" framåt. En radar som
utnyttjar uppfinningen kan lämpligen vara utrustad med en
elektriskt styrd antenn (ESA).
kan på ett enkelt sätt styras på ett sådant sätt att byte
mellan "halv" svephastighet och "full" svephastighet, med
En elektriskt styrd antenn
undvikande av att "tomma" luckor uppträder i samma riktning
vid successiva antennsvep, kan ske beroende på till exempel
det aktuella behovet.
Metoden att sända med periodvis momentant högre uteffekt
möjliggör således en bättre signalintegration på bekostnad
av en mindre ackumuleringseffekt (lägre inmätningstakt).
I ett första exempel på prestandaförbättringar antas det
att en möjlig integrationstid är T sekunder med hänsyn till
möjlig målförflyttning. Den mottagna målenergin med
dubblerad utsänd energi under T blir då jämfört med en
radar, med konstant utsänd energi, dubbelt så stor. Detta
innebär en förbättring av signalbrusförhållandet om +3 dB
vid dubbel pulsenergi. På grund av att radarn är tyst
under halva tiden uppstår en lägre inmätningstakt och
därmed ackumuleringseffekt, varvid nettovinsten reduceras
till typiskt +2 dB.
I ett andra exempel på prestandaförbättringar antas det att
den nwmentant dubblerade utsända energin åstadkoms med
dubblerad pulslängd, som då också medför en dubbelt så lång
avståndsfålla i radarmottagaren. Därvid kan med hänsyn
till kravet på målets läge i avståndsfållen integrations-
tiden fördubblas till 2-T sekunder. Vi får sålunda under
integrationstiden fyrdubbel målekoenergi (en faktor två
från dubbel nædeleffekt och en faktor två från dubbel
integrationstid).
Fß,
:Ä
JJ
10
15
20
25
30
35
sus 29;
13
En uppskattning av känslighetsvinsten sker enligt följande;
där en effektivare koherent integration står för cirka +3
dB vinst på grund av den. momentant dubblerade utsända
energin. Videointegration står för cirka +2 dB på grund av
den dubblerade
minskar med en faktor fyra varför en förlust på cirka -2 dB
integrationstiden. Uppdateringstakten
uppstår och man kan räkna med en nettovinst på cirka +3 dB.
Figur 1 visar ett blockschema över en radar som utnyttjar
uppfinningen. Radarn innefattar en styranordning 110, en
sändare 120, en mottagare 130, en antennstyranordning 140,
en antenn 150 och en S/M-växlare (S/M - Sändning / Mottag-
160.
utsända radarpulser> via S/M-växlaren och antennen 150.
ning) Styranordningen 110 styr sändaren 120 att
Antennen 150 kan tillsammans med antennstyranordningen 140
vara mekaniskt styrd så att svep med antennloben endast
beror på att antennen 150 fysiskt rör på sig eller
företrädesvis elektroniskt styrd (ESA - Elektroniskt Styrd
Antenn). En målekosignal returneras till radarn via
antennen 150 och S/M-växlaren 160 till mottagaren 130.
Ytterliggare signalbehandling och presentation utförs på
signaler 191 från mottagaren 130 och visas ej i figuren.
Enligt uppfinningen styr styranordningen 110 sändaren 120
på ett sådant sätt att sändaren 120, under en förutbestämd
tid, sänder radarpulser med en högre medeleffekt än radarns
nominella medeleffekt. Den högre utsända medeleffekten är
företrädesvis en fördubbling av medeleffekten jämfört med
radarns nominella medeleffekt. Medeleffekthöjningen sker
företrädesvis genom en förlängning av radarpulserna. Den
förutbestämda tiden som sändaren 120 sänder med en högre
medeleffekt står i till
medeleffekten och är maximerad till den tid ett normerat
mål avståndsfålla,
storleksordningen 50-200 millisekunder.
proportion höjningen av
ligger kvar i en vilket är i
I proportion till
höjningen av uteffekten och höjningens varaktighet så styr
styranordningen 110 sändaren 120 till radartystnad så att
10
15
20
25
30
35
508 294
14
den utsända nædeleffekten över längre tidsintervall (i
storleksordningen sekunder) är densamma som radarns
nominella medeleffekt.' Styranordningen 110 styr även
antennstyranordningen 140 på ett sådant sätt att antennens
150 svep/rotation på ett önskat sätt och efter behov
förhöjd medeleffekt och
Styranordningen 110 styr även
anpassas till perioderna av
perioderna av radartystnad.
mottagaren 130 så att den "synkroniseras" med svep/rota-
tionshastigheten och till perioderna av radartystnad och
perioderna med högre utsänd medeleffekt.
Genon1 att en radar, enligt uppfinningen, företrädesvis
endast arbetar under halva tiden är antennloben och
radarmottagaren tillgängliga för andra uppgifter under 50%
datalänkmottagning och/eller
datasändning är exempel på. möjliga användningsområden.
av tiden. Signalspaning,
Fördelarna att kunna utnyttja antennen till andra uppgifter
under de "tysta" perioderna framträder speciellt i system
med elektriskt styrd antenn (ESA) på grund av tröghetsfri
lobstyrning.
Figur 2 visar ett flödesschema över ett förfarande enligt
uppfinningen. I ett sändsteg 210 sänder radaranordningen
en radarpuls för måldatainmätning med högre energiinnehåll
än vad som är möjligt i ett fortvarighetstillstånd. Ett
första teststeg 220 testar om flera radarpulser för
måldatainmätning skall sändas. Som beskrivits tidigare så
delar uppfinningen upp en tidsperiod i två delar, en första
deltidsperiod och en andra deltidsperiod. Under den första
deltidsperioden sänder radaranordningen radarpulser med
högre energiinnehåll än vad som är nñjligt i ett fort-
varighetstillstånd.
passat att radaranordningens genomsnittliga utsända energi
Det högre energiinnehållet är så av-
under tidsperioden som mest motsvarar radaranordningens
möjliga energiutsändning i ett fortvarighetstillstånd.
Längden på den första deltidsperioden är som minst två
\....
10
15
20
25
30
35
508 294_
15
gånger så lång som ett pulsrepetitionsintervall vilket
används under den första deltidsperioden. Beroende på
radartyp kan exempelvis ett hundratal radarpulser (en
pulsgrupp, eller ett antal pulsgrupper) vara det minsta
antal radarpulser som måste sändas i en följd för att
Det första
sänds för
radarfunktionen skall kunna säkerställas.
teststeget 220
måldatainmätning så att rätt antal radarpulser som skall
Så länge
räknar radarpulser vilka
sändas under det först deltidsintervallet sänds.
som fler radarpulser skall sändas upprepas sändsteget 210.
Därefter kommer ett ickesändsteg 230 som i kombination med
ett andra teststeg 240 ser till att inga radarpulser för
måldatainmätning sänds under den andra deltidsperioden.
Eventuellt kan pulser med låg uteffekt sändas under den
andra deltidsperioden för datakommunikation. Normalt är
det tillräckligt att dessa pulser sänds med en låg uteffekt
eftersom de endast skall färdas en väg. Energiinnehållet
i dessa pulser är vanligtvis försumbart men bör tas med i
beräkningarna för radaranordningens genomsnittliga utsända
energi under tidsperioden i de fall radarsändaren används
för att sända dessa datakommunikationspulser. Efter det
att det andra teststeget 240 indikerar att den andra
deltidsperioden är slut kan antingen en ny tidsperiod följa
varmed förfarandet fortsätter med sändsteget 210 direkt
eller så fortsätter förfarandet med en förutbestämd
tidsfördröjning under vilken radaranordningen exempelvis
radarfunktion innan en ny
fungerar i sin ordinarie
tidsperiod eventuellt följer.
I de föregående exemplen har det antagits en periodvis
dubblerad uteffekt. Både lägre och högre uteffektshöj-
ningar är tänkbara men då med andra procentuella tysta
svårigheter att
dubbelt
perioder är viss
perioder som följd. Vid exempelvis
apparatmässigt åstadkomma radarpulser med
energiinnehåll även under korta
508 294
16
prestandahöjning åtkomlig även vid måttlig momentan höjning
av radarpulsers energiinnehåll.
Uppfinningen är ej begränsad till de ovan nämnda utförings-
formerna utan kan varieras inom ramen för de efterföljande
patentkraven.
Claims (19)
1. Förfarande för att i en radaranordning innefattande avståndsfållor vari.målekoenergi signalintegreras, under en tidsperiod mottagning av målekon på ett sådant sätt att radar- styra utsändning av radarpulser och styra anordningens prestanda ökas, kännetecknat därav, att: - tidsperioden delas in i en första och en andra del- tidsperiod där den första och andra deltidsperioden vardera är minst två gånger så lång som ett pulsrepetitions- intervall vilket används under den första deltidsperioden; - radaranordningen styrs under den första deltids- perioden att för måldatainmätning sända radarpulser med ett högre energiinnehåll än vad som är nöjligt i ett fort- på ett sådant sätt att anordningens utsända energi under tidsperioden högst uppgår varighetstillstånd, radar- till radaranordningens möjliga energiutsändningj.ett fort- varighetstillstånd under en motsvarande tidsperiod för att därmed erhålla en effektivare signalintegrering genom att integreringen av målekon som härstammar från radarns utsända radarpulser koncentreras under den första deltids- perioden; - radaranordningen styrs att inte sända radarpulser för måldatainmätning under den andra deltidsperioden.
2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att kvoten mellan tidsperioden och den första deltids- perioden är proportionell mot radarpulsernas högre energi- innehåll under den första deltidsperioden. 10 15 20 25 30 508 294 18
3. Förfarande enligt något av patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att radarpulsernas energiinnehåll under den första deltidsperioden är i storleksordningen dubbelt så stort än vad som är möjligt i ett fortvarighets- tillstånd.
4. Förfarande enligt något av patentkrav 1 till 3, kännetecknat därav, att radarpulsernas högre energiinnehåll under den första deltidsperioden uppnås genom en förlängning av radarpulserna.
5. Förfarande enligt patentkrav 4, kännetecknat därav, att avståndsfållorna förlängs proportionellt lika mycket som radarpulserna förlängs.
6. Förfarande enligt något av patentkrav 1 till 5, kännetecknat därav, att radaranordningen används för datakommunikation under den andra deltidsperioden.
7. Förfarande enligt något av patentkrav 1 till 6, kännetecknat därav, att vid en upprepning av tidsperioden respektive andra deltidsperioder inte uppträder vid samma lobriktning under efterföljande svep för att inte luckor i täckningen skall uppstå.
8. Förfarande enligt något av patentkrav 1 till 6, kännetecknat därav, att hastigheten med vilken antennloben sveps, minskas i beroende av längden av den andra deltids- perioden för att inte luckor i täckningen skall uppstå.
9. Förfarande enligt något av patentkrav 1 till 8, kännetecknat därav, att radarpulserna utsänds via en elektriskt styrd antenn (ESA). 10 15 20 25 fïx 30 å) 35 508 294 19
10 Förfarande enligt något av patentkrav 1 ~till 9, kännetecknat därav, att tidsperioden upprepas kontinuerligt.
11. Radaranordning innefattande en radarsändare, en radarmottagare, en styranordning och avståndsfållor vari målekoenergi signalintegreras, där styranordningen är inrättad att för måldatainmätning styra radarsändaren att sända radarpulser och radarmottagaren att nmtta målekon vilka härstammar från de utsända radarpulserna på ett sådant sätt att radaranordningens prestanda ökar under en tidsperiod, kännetecknad därav, att - tidsperioden delas in i en första och en andra del- tidsperiod där den första och andra deltidsperioden vardera är minst två gånger så lång som ett puls- repetitionsintervall vilket används under den första deltidsperioden; - styranordningen även är inrättad att styra radar- sändaren att under den första deltidsperioden för måldatainmätning sända radarpulser med ett högre energiinnehåll än vad som är nöjligt i ett fort- varighetstillstånd, på ett sådant sätt att radar- anordningens utsända energi under tidsperioden högst uppgår till radaranordningens möjliga energi- utsändning i ett fortvarighetstillstånd under en motsvarande tidsperiod för att därmed erhålla en effektivare signalintegrering genom att integreringen av målekon som härstammar från radaranordningens utsända radarpulser signalintegreras koncentrerat under den första deltidsperioden; - styranordningen även är inrättad att styra radar- sändaren att inte sända radarpulser för måldata- inmätning under den andra deltidsperioden.
12. Radaranordning enligt patentkrav ll, kännetecknad därav, att kvoten mellan tidsperioden och den första del- o Ål 10 15 20 25 30 35 508 294 20 tidsperioden är proportionell mot radarpulsernas högre energiinnehåll under den första deltidsperioden.
13. Radaranordning enligt något av patentkrav 11 eller 12, kännetecknad därav, att inrättad att styra radarsändaren att för måldatainmätning styranordningen även är sända radarpulser med ett energiinnehåll under den första deltidsperioden som är i storleksordningen dubbelt så stort än vad som är möjligt i ett fortvarighetstillstånd.
14. Radaranordning enligt något av patentkrav 11 till 13, kännetecknad därav, att styranordningen även är inrättad att styra radarsändaren att förlänga radarpulserna som sänds för måldatainmätning för att därmed uppnå det högre energiinnehållet i radarpulserna under den första deltids- perioden.
15. Radaranordning enligt patentkrav 14, kännetecknad därav, att avståndsfållorna förlängs proportionellt lika mycket som radarpulserna förlängs.
16. Radaranordning enligt något av patentkrav 11 till 15, kännetecknad därav, att styranordningen även är inrättad att styra radarsändaren och/eller radarmottagaren för datakommunikation under den andra deltidsperioden.
17. Radaranordning enligt något av patentkrav 11 till 16, kännetecknad därav, att vid en upprepning av tidsperioden styranordningen även är inrättad att styra radarsändaren och radarmottagaren på ett sådant sätt att respektive andra deltidsperioder inte uppträder vid samma lobriktning under efterföljande svep för att därmed undvika att luckor i täckningen inom svepet uppstår.
18. Radaranordning enligt något av patentkrav ll till 16, kännetecknad därav, att hastigheten med vilken antennloben (x 10 508 294. 21 sveps minskas i beroende av längden av den andra deltids- perioden för att inte luckor i täckningen skall uppstå.
19. Radaranordning enligt något av patentkrav 11 till 18, kännetecknad därav, att radarpulserna utsänds via en elektriskt styrd antenn (ESA). 20 Radaranordning enligt något av patentkrav 11 till 19, kännetecknad därav, att tidsperioden upprepas kontinuerligt.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9700112A SE508294C2 (sv) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | Förfarande och anordning för styrning av en radar |
DE69823576T DE69823576T2 (de) | 1997-01-17 | 1998-01-16 | Verfahren und System zur Steuerung eines Radargerätes |
US09/008,625 US5920279A (en) | 1997-01-17 | 1998-01-16 | Procedure and system for the control of a number of radar units |
EP98850006A EP0864880B1 (en) | 1997-01-17 | 1998-01-16 | Procedure and system for the control of a number of radar units |
US09/008,624 US5907301A (en) | 1997-01-17 | 1998-01-16 | Procedure and device for the control of a radar unit |
EP98850005A EP0864879B1 (en) | 1997-01-17 | 1998-01-16 | Procedure and device for the control of a radar unit |
DE69829794T DE69829794T2 (de) | 1997-01-17 | 1998-01-16 | Verfahren und System zur Steuerung einer Anzahl von Radargeräten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9700112A SE508294C2 (sv) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | Förfarande och anordning för styrning av en radar |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9700112D0 SE9700112D0 (sv) | 1997-01-17 |
SE9700112L SE9700112L (sv) | 1998-07-18 |
SE508294C2 true SE508294C2 (sv) | 1998-09-21 |
Family
ID=20405434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9700112A SE508294C2 (sv) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | Förfarande och anordning för styrning av en radar |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5907301A (sv) |
EP (1) | EP0864879B1 (sv) |
DE (1) | DE69823576T2 (sv) |
SE (1) | SE508294C2 (sv) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016105646A1 (de) | 2016-03-28 | 2017-09-28 | Krohne Messtechnik Gmbh | Vorrichtung zur Messung der Entfernung zu einem Objekt |
JP6928838B2 (ja) * | 2017-12-28 | 2021-09-01 | 古河電気工業株式会社 | レーダ装置およびレーダ装置の対象物検出方法 |
US20190306447A1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-10-03 | Analog Devices Global Unlimited Company | Lookup table |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3162853A (en) * | 1961-02-10 | 1964-12-22 | Cossor Ltd A C | Diversity radar installations |
US3090953A (en) * | 1956-09-27 | 1963-05-21 | Sperry Rand Corp | Pulse burst compression radar |
US3161870A (en) * | 1963-05-06 | 1964-12-15 | Peter H Pincoffs | System for increasing the detection range of a group of search radars |
US3618088A (en) * | 1970-02-26 | 1971-11-02 | Us Federal Aviation Admin | Second-time-around echo immune radar system |
US3731310A (en) * | 1971-06-30 | 1973-05-01 | Us Army | Operating proximate radars with interlaced spectral lines |
US4336538A (en) * | 1975-07-26 | 1982-06-22 | The Marconi Company Limited | Radar systems |
DE3102541A1 (de) * | 1981-01-27 | 1982-08-26 | Lawrence F. 94577 San Leandro Calif. Anderson | System zur kombinierung von vielfachradar zum empfang der ausgangssignale von wenigstens zwei radaranlagen |
JPS62153785A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 船舶用ハイブリツドレ−ダ |
GB8615204D0 (en) * | 1986-06-21 | 1986-10-29 | Thorn Emi Electronics Ltd | Radar |
US5140332A (en) * | 1989-07-13 | 1992-08-18 | Westinghouse Electric Corp. | Short pulse radar system with a long pulse transmitter |
SE466974B (sv) * | 1990-09-06 | 1992-05-04 | Bofors Electronics Ab | Radaranordning med modulerad baervaagssignal |
US5136300A (en) * | 1991-06-13 | 1992-08-04 | Westinghouse Electric Corp. | Modular solid state radar transmitter |
US5448243A (en) * | 1991-12-30 | 1995-09-05 | Deutsche Forschungsanstalt Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. | System for locating a plurality of objects and obstructions and for detecting and determining the rolling status of moving objects, such as aircraft, ground vehicles, and the like |
JPH0659020A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ信号処理装置 |
US5302955A (en) * | 1992-10-19 | 1994-04-12 | Schutte Peter C | Apparatus for combining data produced from multiple radars illuminating a common target area |
JPH06138222A (ja) * | 1992-10-26 | 1994-05-20 | Mitsubishi Electric Corp | 距離追尾装置 |
US5341141A (en) * | 1993-03-09 | 1994-08-23 | Hughes Missile Systems Company | Three dimensional imaging radar |
-
1997
- 1997-01-17 SE SE9700112A patent/SE508294C2/sv not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-01-16 US US09/008,624 patent/US5907301A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-16 DE DE69823576T patent/DE69823576T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-16 EP EP98850005A patent/EP0864879B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5907301A (en) | 1999-05-25 |
DE69823576T2 (de) | 2004-09-16 |
EP0864879A1 (en) | 1998-09-16 |
SE9700112L (sv) | 1998-07-18 |
SE9700112D0 (sv) | 1997-01-17 |
EP0864879B1 (en) | 2004-05-06 |
DE69823576D1 (de) | 2004-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7944390B2 (en) | High-resolution synthetic aperture side view radar system used by means of digital beamforming | |
EP2353027B1 (en) | Method and apparatus for radar signal processing | |
EP0321877B1 (en) | Weather radar with turbulence detection | |
AU618402B2 (en) | Surveillance sensor | |
US5760734A (en) | Radar clutter removal by matrix processing | |
CA2251125A1 (en) | Material penetrating imaging radar | |
CN1021601C (zh) | 利用电磁辐射的多普勒频移测量目标速度的方法和装置 | |
IL112508A (en) | Signal processing for ultra- wideband impulse radar | |
EP2296006A3 (fr) | Radar aeroporte à large couverture angulaire, notamment pour la fonction de détection et d'évitement d'obstacle | |
US6639546B1 (en) | Radar system in which range ambiguity and range eclipsing are reduced by frequency diversity and alternation of pulse periodicity | |
JPH0247711B2 (sv) | ||
US20180313952A1 (en) | Method and device for tracking objects, in particular moving objects, in the three-dimensional space of imaging radar sensors | |
Taylor et al. | Design of a new airport surveillance radar (ASR-9) | |
US4894659A (en) | Radar altimeter systems | |
US4303920A (en) | Radar systems | |
JP2000028705A (ja) | 気象レーダネットワークシステム | |
EP0238306B1 (en) | Stabilising air to ground radar | |
US4633254A (en) | Circuit arrangement for post-detection suppression of spurious radar echoes | |
CN113554876B (zh) | 多毫米波雷达域控制系统 | |
SE508294C2 (sv) | Förfarande och anordning för styrning av en radar | |
CA2102101A1 (en) | Multi-Frequency Automotive Radar System | |
KR100329449B1 (ko) | 레이더장치 | |
US3150364A (en) | Anti-collision detection and warning system | |
FR2522414A1 (fr) | Radar pulse-doppler | |
US4503432A (en) | Adaptive threshold detection utilizing a tapped charge transfer device delay line |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |