DE1962251B2 - Signalverarbeitungsschaltung zum Nachweis bestimmter Signale innerhalb eines Signalflusses, insbesondere zur Verarbeitung von Radar-Echosignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Signalverarbeitungsschaltung zum Nachweis bestimmter Signale innerhalb eines Signalflusses, welcher die nachzuweisenden Signale neben Rauschsignalen zeitlich und frequenzabhängig veränderlicher Stärke enthält, mit einer auf die nachzuweisenden Signale ansprechenden Detektorschaltung, mit dieser vorgeschalteten Filtern zum Ausfiltern der Rauschsignale und mit Einrichtungen zum Ändern der Bandbreite des Signalwegs zu der Detektorschaltung abhängig von Stärke und Frequenz der Rauschsignale, insbesondere zur Verarbeitung von Radar-Echosignalen.

ίο In Radarsystemen, weiche ein sich über den Boden bewegendes Zielobjekt erfassen oder verfolgen sollen, tritt im Radarecho sowohl von dem Gelände reflektierte Energie als auch von dem interessierenden Zielobjekt reflektierte Energie auf. Vom Gelände reflektierte Energie, welche durch Reflektion an natürlichen Gegenständen, wie Bäumen, Laub, Felsen, Hügeln oder dergleichen oder von künstlichen Objekten, wie Gebäuden oder dergleichen, herrühren kann, stellt einen Signalanteil dar, welcher Signale aufgrund des interes sierenden Zieles zu überdecken droht und als Boden rauschecho bezeichnet wird. Bei Anwendung auf See wird das Rauschecho durch Zurückstreuung von der Meeresoberfläche verursacht Der Rauschpegel kann dabei von einer Reihe von Faktoren, beispielsweise von der Größe der Auflösung des Radargerätes, von der Rauhigkeit oder Bewegtheit des Geländes bzw. der Meeresoberfläche, von der Stärke der Belaubung oder von dem Einfallwinkel des Radar-Abtaststrahles relativ zum Gelände, abhängig sein. Zusätzlich zu Veränderun gen des Rauschpegels kann auch die Verteilung der

. Rauschleistung innerhalb der Doppelfrequenz, d. h. das Spektrum der Rauschsignale, beträchtlich schwanken. Bestrahlt ein Radargerät den Boden von einer stillstehenden Antenne aus und herrscht Windstille, so ist das Rauschspektrum in seiner Doppelfrequenz eng begrenzt und die Breite des Spektrums ist nur durch kleine Instabilitäten innerhalb des Radarsystems bestimmt Es gibt jedoch eine Reihe von Einflußgrößen, welche dieses Spektrum beträchtlich verbreitern kön nen, insbesondere der Wind, welcher eine Bewegung der Zweige und Blätter oder auf See einen verstärkten Wellengang herbeiführt, ferner eine Drehung der Radarantenne an einem festen Orte oder eine translatorische Bewegung der Radarantenne, wie dies der Fall ist, wenn die Antenne an einem Flugzeug oder einem Schiff angeordnet ist

Die starke Veränderlichkeit der Eigenschaften des Rauschspektrums bereitet bei Doppler-Radarsystemen Schwierigkeiten, da die Amplitude der Rauschsignale, welche von der Radar-Signalverarbeitungsschaltung durchgelassen werden, in hohem Maße schwanken und in bestimmten Fällen zu einer hohen Quote von Fehlauslösungen führen, bei welchen ein Rauschecho fehlerhaft als echtes Ziel interpretiert wird.

Bei Signalverarbeitungsschaltungen der eingangs angegebenen, aus der US-Patentschrift 3149 333 bekannten Art hat man versucht, die Rauschsignale abhängig von ihrem Auftreten im Frequenzband in der Weise auszufiltern, daß je Bereichskanal einer mit mehreren Kanälen ausgerüsteten Radaranlage eine Filterreihe vorgesehen war, deren einzelne Filter je nach dem Ergebnis einer Mittelwertbildung aus den Rauschsignalanteilen in den einzelnen Bereichskanälen zu- oder abgeschaltet werden, so daß insgesamt das Durchlaßband der Filteranordnung jedes Kanals abhängig von dem Rauschsignalzustand der Echosignale verändert wird. Nachteilig ist bei dieser bekannten Schaltung, daß für

eine Veränderung des Durchlaßbandes der Filteranordnung jedes Kanals in weiteren Grenzen und auch bei einer nur groben Abstufung ein außerordentlich großer Schaltungsaufwand erforderlich ist und die Kosten des Schaltungsaufbaus wegen der erforderlichen Justierung unannehmbar sind.

Aus der deutschen Patentschrift 9 77 423 ist es bekannt, je Entfernungsbereichskanal eines Doppel-Ratdargerätes Hochpaßfilter unveränderlicher Grenzfniquenz vorzusehen, wodurch sich eine einfachere Schaltung ergibt, jedoch der Nachteil in Kauf genommen werden muß, daß bei einer Einstellung der Hochpaßfilter derart, daß in allen Betriebszuständen Rauschechos ausgefilte rt werden, ein beträchtlicher Teil des Frequenzbandes für den Nachweis von bewegten Zielen verloren geht

Schließlich ist es aus der US-Patentschrift 31 40486 bekannt, der in einem Bereichskanal angeordneten FiKerreihe einer mit mehreren Entfernungsbereichskanälen ausgerüsteten Radaranlage Schwelle.iwertschaltungen nachzuschalten, deren Amplituden-Schwellenwert abhängig von dem Ergebnis einer Mittelwertbildung aus den Ausgangssignalen der Filter der Filterreihe verändert wird. Auch hier ist ein beträchtlicher Schaltungsaufwand erforderlich und die für den Nachweis interessierender Signale ausgenützte Bandbreite wird in nachteiliger Weise eingeschränkt

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Signalverarbeitungsschaltung der eingangs angegebenen Art in der Weise auszubilden, daß die nachzuweisenden Signale von den Rauschsignalen bei verhältnismäßig geringem Schaltungsaufwand auch dann optimal getrennt werden können, wenn die Rauschsignale bezüglich Amplitude und spektraler Lage stark veränderlich sind, derart, daß Fehlauslösungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Hochpaß-Filter mit regelbarer Grenzfrequenz und zwei Signalausgängen vorgesehen sind, von denen einer an die Detektorschaltung angeschlossen ist, während der andere mit einer Regelschaltung verbunden ist, welche in Abhängigkeit von der spektralen Verteilung der Amplitude der Rauschsignale automatisch die Grenzfrequenz der Filter derart verstellt, daß mit zunehmender Bandbreite der Rauschsignale die genannte Grenzfrequenz angehoben wird.

Der an die Detektorschaltung angeschlossene Signalausgang ist Bestandteil eines Zielecho-Nachweiskanals. Dieser spricht auf bewegte Ziele an und erregt geeignete Zielanzeigegeräte. Der Nachweis von Zielechosignalen ist dabei besonders gut, da erfindungsgemäß eine optimale Unterdrückung des Bodenrauschechos vorgenommen wird. Eine Kenntnis der zu erwartenden Rauschspektren ist im Gegensatz zu bekannten Systemen bei dem erfindungsgemäßen System nicht notwendig, da hier ein zulässiger Ausgangspegel der Rauschsignale während der Veränderung ihres Spektrums aufrecht erhalten wkd.

Das Bodenrauschecho kann als instationäre Störung ungleichförmiger Spektralverteilung bezeichnet werden, d.h. als eine Störung mit nicht konstanter Verteilung und einer veränderlichen Energie je Bandbreiteneinheit, welche in ihrer spektralen Dichte im allgemeinen mit steigender Doppelfrcquenz monoton abfällt Die Erfindung ist ganz allgemein beim Nachweis von interessierenden Signalen in Gegenwart eines solchen störenden Hintergrundes oder anderer, nicht stationären Störungen mit unterschiedlicher, ungleichförmiger Spektraiverteilung von großem Wert Demgemäß ist die Erfindung nicht auf Radar-Signalverarbeitungssysteme beschränkt Nichtstationäre Störungen ungleichförmiger Spektralverteiiung treten beispielsweise auch bei Sonar-Nachweiseinrichtungen, beim Nachweis von akustischen Signalen oder Infrarot-Signalen, bei Systemen zur Verarbeitung elektro-optischer Signale oder seismologischer Signale und dergleichen auf, und die Erfindung kann in solchen

ίο Systemen eingesetzt werden, um eine optimale Störsignalauslösung zu erzielen und die Zahl der Fehlnachweise zu verringern, wobei eine minimale Einbuße an Nachweiswahrscheinlichkeit bezüglich der interessierenden Signale erzielt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert In den Zeichnungen

stellt dar

Fig. 1 ein Diagramm der Spektralverteilungen charakteristischer Bodenrauschecho-Signale und Zielecho-Signale zur Erläuterung der Erfindung,
F i g. 2 ein Blockschaltbild eines Radar-Signalverarbeitungssystems nach der Erfindung,

F i g. 3 eine Blockschaltbild eines in dem erfindungsgemäßen System verwendeten, elektronisch veränderbaren Filternetzwerkes,
Fig.4 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 5 ein Diagramm zur Darstellung der Filterkennlinie der Schaltung nach F i g. 4 und

F i g. 6 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Bevor die verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher betrachtet werden, erscheint es zweckmäßig, die Spektren charakteristischer Bodenrauschechos und Zielechos zu betrachten, wie sie in F i g. 1 dargestellt sind, um die neuartige Signalverarbeitungsweise besser zu verstehen, bei welcher eine Unterdrückung von zeitlich veränderlichen Rauschsignalen erreicht wird. Die Spektral-UmhüUungskurven 5, 6 und 7 nach F i g. 1 haben eine Gestalt wie sie charakteristischerweise durch vom Wind bewegte Bäume bei unterschiedlichen Windstärken verursacht wird. Das Spektrum 5 verhältnismäßig geringer Bandbreite wird durch die Bewegung der Bäume bei niedrigen Windgeschwindigkeiten erzeugt, während die zunehmend breiteren Spektren 6 und 7 durch die Bewegung der Bäume bei höheren Windgeschwindigkeiten hervorgebracht werden. Die Spektren zweier bewegter Ziele sind durch die Umhüllenden 8 und 9 wiedergegeben. Man sieht daß die Amplif jde der vom Zielecho herrührenden Umhüllenden im wesentlichen kleiner als die Amplitude der vom Rauschecho herrührenden Umhüllenden ist und daß die dem Zielecho entsprechende Umhüllende 8 bereits im wesentlichen innerhalb der Spektralkurve 7 des Rauschechos liegt Man erkennt, daß Zielobjekte, die sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegen, unter bestimmten Bedingungen durch das herrschende Bodenrauschecho überdeckt werden können, so daß solche Zielobjekte ohne Verwendung der hier vorgeschlagenen Maßnahmen von einem System nicht erfaßt werden könnten, in dem nicht regelbare Filter hoher Grenzfrequenz eingesetzt werden, um bei starkem Bodenrauschecho eine niedrige Fehlauslösequote zu erreichen. Aus den nachfolgenden Ausführungen ergibt

sich, daß vorliegend eine optimale Unterscheidung von Zielobjekten gegenüber Rauschsignalen ermöglicht wird, indem eine dynamische Unterdrückung zeitveränderlicher Rauschsignale erfolgt

In F i g. 2 ist ein Blockschaltbild einer Radar-Signalverarbeitungsschaltung nach der Erfindung dargestellt. In dieser Schaltung werden die bereits niederfrequenten Empfangssignale verarbeitet, welche von dem Ausgang einer kontinuierlich strahlenden Radaranlage oder von dem Ausgang der Tast- und Halte-Schaltung eines Impulsradargerätes abgeleitet sind. Diese niederfrequenten Empfangssignale entsprechen dem Dopplerecho erfaßter, sich bewegender Zielobjekte. Die Dopplersignale werden einem Tiefpaßfilter 10 zugeführt dessen Ausgang mit einem elektronisch regelbaren Hochpaßfilter 12 verbunden ist Letzteres besitzt einen ersten Ausgang im Zuge einer Regelschleife 14 und einen an einen Kanal 16 zum Nachweis von Zielobjekt-Echosignalen angeschlossenen zweiten Ausgang. Das Tiefpaßfilter 10 besitzt eine Grenzfrequenz, mittels welcher vom Zielobjekt und vom Radargerät herrührende Störsignalkomponenten ausgeschaltet werden können, die oberhalb des interessierenden Dopplerfrequenzbandes liegen. Das elektronisch regelbare Hochpaßfilter 12 besitzt eine Grenzfrequenz, welche in bestimmten Grenzen derart regelbar ist, daß sich entsprechend dem der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken eine besondere Behandlung der Empfangssignale erzielen läßt. Vorzugsweise besitzt der zweite Ausgang des Filters eine stärker abfallende Kennlinie als der erste Ausgang des Filters, so daß sich zur Betätigung der Regelschleife zur Unterdrückung des Rauschens eine verhältnismäßig hohe Rauschsignalenergie ergibt Beide Ausgänge besitzen jeweils eine annähernd gleiche augenblickliche Grenzfrequenz, welche elektronisch veränderbar ist Die Regelschleife 14 enthält einen Verstärker 18, einen Detektor 20, einen Rauschsignalrest-Integrator 22 und eine Geberschaltung 24. Ein von dem ersten Ausgang des Filters 12 abnehmbares Signal wird in dem Verstärker 18 verstärkt und in dem Detektor 20 untersucht. Hierauf gelangt das Signal zu dem Rauschsignalrest-Integrator 22, der vorzugsweise eine Zeitkonstante besitzt, die ein Vielfaches der Zeitkonstanten des angepaßten Integrators 30 im Zielecho-Signalverarbeitungsweg 16 beträgt, um zu verhindern, daß das Filter auf ein Zielechosignal abgestimmt wird, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Erfassung des betreffenden Zieles vermindert würde. Die Schaltung 24 leitet von dem Ausgangssignal des Integrators 22 ein Signal ab, welches zu dem elektronisch regelbaren Filter 12 rückgekoppelt wird und welches die Grenzfrequenz des Filters 12 in solchem Sinne verändert daß eine optimale Unterscheidung zwischen Bodenrauschechosignalen und Zielechosignalen erreicht wird.

Der Zielecho-Signalverarbeitungsweg 16 enthält einen Verstärker 26, einen Detektor 28, einen auf die Tastzeit abgestimmten Integrator (Time-on-target-Abstimmung), eine Auslöseschaltung 32 und ein Warngerät 34. Nach Verstärkung und Untersuchung im Verstärker 26 bzw. im Detektor 28 wird das vom zweiten Ausgang des Filters 12 abgenommene Signal von dem abgestimmten Integrator 30 integriert, wobei der Integrator eine optimale Abstimmung für die Erfassung von Zielobjekten innerhalb eines bestimmten Geschwindigkeitsbereiches aufweist, welcher einem bestimmten Bereich von Zielbeobachtungszeiten entspricht. Die Auslöseschaltung 32 wird von oberhalb eines bestimmten Wertes gelegenen Ausgangssignalen des Integrators betätigt und der Ausgang der Auslöseschaltung erregt ein geeignetes Warngerät 34, welches beispielsweise ein akustisches Signal oder eine Sichtanzeige liefert. Das Warngerät kann von Hand zurückgestellt werden, wenn die Warnung zur Kenntnis genommen ist und die Auslöseschaltung 32 kann selbsthaltend ausgebildet sein, so daß das Warnsignal in Betrieb bis zur Rückstellung fortdauert Bei einem bestimmten Ausführungsbeispiel kann das elektronisch regelbare Filter 12 selbst mit ausreichendem Verstärkungsgrad ausgestattet sein, um entweder einen oder beide der Verstärker 18 bzw. 26 weglassen zu können.

Das elektronische regelbare Hochpaßfilter 12 kann durch eine Vielzahl von Schaltungen verwirklicht werden. Vorzugsweise handelt es sich jedoch um ein aktives Filternetzwerk, bei welchem eine genaue Veränderung der Kennlinien durch ein Regelsignal möglich ist Filter dieser Art sind bereits entwickelt worden. Ein hier verwendbares Filter ist schematisch in F i g. 3 angedeutet und enthält ein aktives Hochpaßfilter 36 sowie eine Gebereinheit 38, welche mit dem Filter 36 verbunden ist und die jeweiligen Eigenschaften des Filternetzwerkes selektiv steuert Das aktive Filternetzwerk 36 ist im wesentlichen ein aus drei Abschnitten bestehendes aktives ÄC-Hochpaßfilter mit fünfpoligem Verhalten der Kennlinie nach Butterworth von 30 db je Frequenzoktave am Ausgang der dritten Filterstufe und einem dreipoligen Verhalten der

Kennlinie nach Butterworth von 18db je Frequenzoktave am Ausgang der zweiten Filterstufe. Der Ausgang, dessen Kennlinie das geringere Gefälle besitzt liegt im Zuge der Regelschleife 14, um für den Betrieb der Regelschleife eine verhältnismäßig hohe Rauschsignalenergie zur Verfügung zu haben. Die Einheit 38 hat die Form einer Reihe von fünf angepaßten, elektronisch veränderbaren Widerständen, welche den drei Stufen des Filternetzwerkes 36 so zugeordnet sind, daß eine genaue Veränderung der Widerstandswerte der angepaßten Widerstandsreihe zu einer Einstellung der Filtergrenzfrequenz in umgekehrtem linearem Verhältnis zu den Widerstandswerten führt, ohne daß das grundsätzliche Hochpaßverhalten beeinflußt wird. Die veränderlichen Widerstandselemente enthalten Kombinationen von photoempfindlichen Widerständen und Lichtquellen, worin Veränderungen der Lichtintensität, weiche durch Änderungen des erregenden elektrischen Signals verursacht werden, zu einer entsprechenden Veränderung des jeweiligen Widerstandswertes führen. Das Stellsignal für diese bevorzugte Form eines Filters bildet ein temperaturstabiler, veränderlicher Strom, der von einer als Stromquelle dienenden, innerhalb der Schaltung 24 angeordneten Speiseschaltung abgeleitet wird. Der veränderliehe Strom speist die Lichtquellen der Einheit 38, die ihrerseits auf die photoempfindlichen Widerstände dei Einheit 38 einwirken, wodurch wiederum die Kennlinier des aktiven Filternetzwerkes 36 verändert werden.

Als Eingang zu dem aktiven Filternetzwerk 36 diener die durch das Tiefpaßfilter gesandten tonfrequenter Radar-Empfangssignale, während als Eingang zu dei Einheit 38 das von der Schaltung 24 abgeleitete Signa aus der Regelschleife 14 dient Das aktive Filternetzwerk kann einen Gesamt-Verstärkungsgrad über die drei Stufen hinweg von 30 db bis 50 db oder darübei aufweisen, so daß sich ein großer dynamische) Betriebsbereich ergibt und in diesem Falle muß in derr Ausführungsbeispiel nach Fig.2 nur der äußere

Verstärker 18 vorgesehen sein, um einen entsprechenden Verstärkungsgrad in der Regelschleife 14 mit Bezug auf den Verstärkungsgrad im gesamten Filternetzwerk vorzusehen, da der Ausgang an der zweiten Stufe des Filternetzwerkes nicht dieselbe Verstärkung erfährt, wie der Ausgang an der dritten Filterstufe.

Der aktive Filter 12 wird in Abhängigkeit von der Frequenz und/oder der Amplitude der dem Filter zugeführten Eingangssignale so betätigt, daß sich seine Grenzfrequenz entsprechend verändert, so daß eine optimale Unterdrückung des Bodenrauschechos erzielt wird und man daher eine optimale Erfassung von Zielobjekten erreicht. Die Filterkennlinie wird selbsttätig so eingestellt, daß das Verhältnis von Zielobjekt-Echosignal zu Rausch-Echosignal bei den jeweiligen Rauschechobedingungen so groß wie möglich gehalten wird. Ist beispielsweise das Spektrum eines bestimmten Rauschechos in seiner Frequenz von dem Spektrum eines sich bewegenden Zielobjektes getrennt gelegen, so stellt sich die Filterkennlinie selbsttätig so ein, daß nur jene Frequenzen im Rauschsignalbereich gelöscht werden, so daß sich eine verhältnismäßig breitbandige Zielobjekterfassung ergibt. Ist andererseits das Spektrum der Rauschsignale so ausgedehnt, daß es nahe an dem Spektrum der Zielobjekt-Echosignale liegt oder diese teilweise überdeckt, so gleicht sich die Filterkennlinie zur Löschung des Bodenrausch-Echos diesen neuen Bedingungen an, wobei zwar das Verhältnis von Zielobjekt-Echosignal zu Rauschecho-Signalrest vermindert wird, jedoch bei den herrschenden Bedingungen eine optimale Zielerfassung erreicht wird. In ganz bestimmten Fällen, in denen eine außerordentlich rasche Erhöhung der Spektralbreite der Rauschsignale auftritt, ist eine Übergangszeit der Filterabstimmung zu beobachten, während welcher die Wahrscheinlichkeit von Fehlauslösungen zunimmt, doch solche Bedingungen sind in den meisten Betriebsfällen nicht sehr häufig und selbst dann, wenn sie auftreten, ergibt sich nur eine geringe Häufigkeit von Fehlauslösungen.

Der Zielobjekt-Verarbeitunsweg kann je nach dem für einen bestimmten Anwendungsfall erforderlichen Aufwand in vielfältiger Weise schaltungsmäßig verwirklicht werden. Beispielsweise zeigt F i g. 4 eine Einrichtung zum Nachweis von Zielobjektsignalen, welche eine optimale Erfassung über einen weiteren Bereich zu erwartender Zielobjektgeschwindigkeiten ergibt, als dies bei der Ausführungsform nach F i g. 2 der Fall war. Dies wird durch eine Mehrzahl von Kanälen erreicht, welche auf bestimmte Geschwindigkeitsbänder abgestimmt sind. In F i g. 4 ist also eine Mehrkanal-Verarbeitungsschaltung gezeigt, welche anstelle des in Fig.2 gezeigten Kanals 16 eingesetzt wird. In der Zeichnung sind drei Kanäle abgebildet, und zwar einer für Zielobjekte niedriger Geschwindigkeit, einer für solche mittlerer Geschwindigkeit und einer für Zielobjekte hoher Geschwindigkeit: Jeder der Kanäle enthält ein Voruntersuchungsfilter 40a bzw. 40b bzw. 40c, einen Detektor 42a, 42Z> und 42c und einen auf die Zielverfolgungszeit abgestimmten Integrator 44a, 44Z> und 44c, wobei jeder abgestimmte Integrator in seinem Ansprechverhalten so eingestellt ist, daß sich eine Abstimmung bezüglich Zielobjekten ergibt, deren Geschwindigkeiten den von den jeweils vorgeschalteten Vcruntersuchungsfiltern durchgelassenen Dopplerfrequenzen entsprechen. Die Ausgangssignale der Integratoren werden in einem ODER-Schaltglied 46 kombiniert und der Ausgang dieses ODER-Schaltgliedes gelangt zu einer Auslöseschaltung 48, die ihrerseits ein Warngerät 50 speist. Die Voruntersuchungsfilter 40a, 40b und 40c besitzen jeweils ein solches Durchlaßband, daß sie Signale von Zielobjekten des jeweiligen Geschwindigkeitsbereiches durchlassen. Die Filter 40a und 40c brauchen jedoch keine Bandpaßfilter zu sein. Die Filter 40a, 406 und 40c werden mit Signalen gespeist, welche im Eingangsfilter 10 einen Tiefpaß und in dem aktiven Filter 12 einen Hochpaß durchlaufen haben. Das Tiefpaßverhalten des Filters 40a ergibt

ίο zusammen mit dem Hochpaßverhalten des Filters 12 das gewünschte Bandpaßverhalten gegenüber Signalen von Zielobjekten niedriger Geschwindigkeit. In gleicher Weise ergibt das Hochpaßverhalten des Filters 40c in Verbindung mit dem Tiefpaßverhalten des Filters 10 das gewünschte Bandpaßverhalten mit Bezug auf Signale von Zielobjekten hoher Geschwindigkeit. Das Filter 40b ist ein Bandpaßfilter zur Erfassung von Zielobjekten des mittleren Geschwindigkeitsbereiches.

Die einzelnen Kennlinien des Ansprechens der Filter in der Schaltung nach Fig.4 sind in Fig.5 der Zeichnungen angegeben. Die gestrichelten Kurven 52 und 54 zeigen die niedrigste bzw. die höchste Grenzfrequenz des veränderlich einstellbaren Filters 12. Die ausgezogenen Kurven 56, 58 und 60 zeigen die Ansprechkennlinie des Tiefpaßfilters 40a bzw. des Bandpaßfilters 40b bzw. des Hochpaßfilters 40c. Die Kennlinie des am Eingang angeordneten Tiefpaßfilters 10 ist bei 62 gestrichelt angegeben. Es ergibt sich ohne weiteres, daß das kombinierte Verhalten der Filter 12 und 40a ebenso wie das kombinierte Verhalten der Filter 10 und 40c ein bestimmtes Bandpaßverhalten darstellt.

Fig.6 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem die neuartige Unterdrückung des Bodenrauschechos auf eine Gegentaktschaltung zum Nachweis von Zielobjekt-Echosignalen angewendet ist. In diesem Ausführungsbeispiel werden vektoriell aufeinander senkrecht stehende Komponenten der tonfrequenten Empfangssignale, welche von einem kohärenten Radargerät abgeleitet werden, jeweils einem von zwei abstimmbaren Filtern 64 bzw. 66 zugeführt, die jeweils eine zugehörige Regelschleife 68 bzw. 70 der zuvor beschriebenen Art aufweisen.

Der jeweils zweite Ausgang der abstimmbaren Filter wird einer Einseitenband-Tonfrequenzumsetzerschaltung 72 zugeleitet, welche ein Paar von Ausgängen darbietet, nämlich einem für Zielobjekte, die sich vom Radargerät wegbewegen und einen anderen für Zielobjekte, die sich auf das Radargerät zubewegen.

so Jeder der Ausgänge wird dann einer jeweils zugehörigen Filterreihe 74 bzw. 76 zugeführt, die jeweils den Mehrkanal-Filter nach F i g. 4 ähnlich sind. Der Ausgang jeder Filterreihe gelangt zu einem jeweils zugehörigen Detektor 78 bzw. 80 und die Ausgänge dieser Detektoren schließlich werden in einer Summationsschaltung 82 summiert. Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 sind die Filterreihen oder Filtersätze so ausgebildet, daß jeder Filter auf einen bestimmten Bereich entsprechend einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich der Zielobjekte abgestimmt ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel findet jedoch für jeden, einem Geschwindigkeitsbereich zugeordneten Kanal ein einzelner Integrator Verwendung und jeder Integrator wird durch das Summationsergebnis der

h5 Ausgänge positiver und negativer Polarität je eines Detektors gespeist, der seinerseits jeweils von dem Ausgang eines Annäherungskanals bzw. eines Entfernungskanals her betrieben wird. Die Ausgänge der

Integratoren 84 werden in einer ODER-Schaltung 86 kombiniert und einer Auslöseschaltung 88 zugeführt, die zur Erregung des Warngerätes 90 dient, wenn ein bestimmter Schwellwert überschritten wird. Der Integrator kann entweder durch positive oder durch

10

negative Signale betätigt werden. Die Triggerschaltung kann daher eine Warnung auslösen, wenn entweder positive oder negative Signale aufgetreten sind, die einen bestimmten Schwellenwert überschritten haben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Signalverarbeitungsschaltung zum Nachweis bestimmter Signale innerhalb eines Signalflusses, weicher die nachzuweisenden Signale neben Rauschsignalen zeitlich und frequenzabhängig veränderlicher Stärke enthält, mit einer auf die nachzuweisenden Signale ansprechenden Detektorschaltung, mit dieser vorgeschalteten Filtern zum Ausfiltern der Rauschsignale und mit Einrichtungen zum Ändern der Bandbreite des Signalwegs zu der Detektorschaltung abhängig von Stärke und Frequenz der Rauschsignale, insbesondere zur Verarbeitung von Radar-Echosignalen, dadurch gekennzeichnet, daß Hochpaß-Filter (12; 36,38; 64, 66) mit regelbarer Grenzfrequenz und zwei Signalausgängen vorgesehen sind, von denen einer an die Detektorschaltung (16; 40 bis 50; 72 bis 90) angeschlossen ist, während der andere mit einer Regelschaltung (18 bzw. 24; 68, 70) verbunden ist, welche in Abhängigkeit von der spektralen Verteilung der Amplitude der Rauschsignale automatisch die Grenzfrequenz der Filter derart verstellt, daß mit zunehmender Bandbreite der Rauschsignale die genannte Grenzfrequenz angehoben wird.

2. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Regelschaltung (18 bis 24; 68, 70) verbundene Signalausgang der Hochpaß-Filter (12; 36, 38; 64, 66) eine weniger stark abfallende Kennlinie besitzt als der mit der Detektorschaltung (16 bzw. F i g. 4 bzw. 72 bis 90) verbundene Signalausgang.

3. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung einen Detektor (20) und einen Rauschsignalrest-Integrator (22) enthält

4. Signalverarbeitungsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung einen Detektor (28; 42a bis c-, 78, 80), einen abgestimmten Integrator (30; 44a bis c-, 84) und eine Schwellenwert-Schaltung (32; 48; 88) enthält und daß der Rauschsignalrest-Integrator (22) der Regelschaltung eine größere Zeitkonstante als der abgestimmte Integrator (30) der Detektorschaltung hat.

5. Signalverarbeitungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochpaß-Filter (12) und die zugehörige Regelschaltung (14) für mehrere, der Detektorschaltung angehörende Kanäle mit Doppelfrequenzbereichs-Filtern (40a bis 40cjl Detektoren (42a bis 42c) und abgestimmte Integratoren (44a bis 44c) gemeinsam vorgesehen sind (F i g. 4).

6. Signalverarbeitungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, zur Auswertung vektoriell aufeinander senkrecht stehender Empfangssignale zur Unterscheidung der Bewegungsrichtung eines Zielobjektes, dadurch gekennzeichnet, daß zwei identische Hochpaßfilter (64, 66) mit regelbarer Grenzfrequenz und je eine zugehörige Regelschaltung (68,70) vorgesehen sind (F i g. 6).