DE2143637C3

DE2143637C3 - Impuls-Entfernungsmeßempfänger mit Langecho- und Echohäufungseliminierung

Info

Publication number: DE2143637C3
Application number: DE19712143637
Authority: DE
Inventors: Gero Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Schollmeier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-08-31
Filing date: 1971-08-31
Publication date: 1974-10-17
Also published as: DE2143637A1; DE2143637B2

Description

Als Kriterium zur Erkennung derartiger Fehledios wird hierbei benutzt, daß diese in Gruppen schnei! aufeinanderfolgender, eventuell überlappender Impulse auftreten gegenüber einem Einzelecho von einer festen Fläche.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei Verlängerungsglieder mit wenigstens annähernd gleicher Verlängerungszeit vorgesehen und derart ausgebildet und über ein zwischengeschaltctes UND-Gatter miteinander verbunden sind, daß das erste der beiden von einem Videosignal gestarteten Verlängerungsglieder während seiner Verlüngerungszeit die Weitergabe ankommender Impulse an das zweite Verlängerungsglied verriegelt und selbst bei jedem ankommenden Impuls seine Verlängerungszeit von vorne beginnt, und daß die wenigstens annähernd gleichzeitige Rückkehr beider Verlängerungsglieder in ihre Ruhelage als Kriterium für ein auszuwertendes Echo dient, wobei in vorteilhafter Weise das erste Verlängerungsglied mit Potcntialumkehr arbeitet und cingangsseilig mit dem .Signaleingang und ausgangsseitig einerseits mit dem einen Eingang des UND-Gatters, dessen zweiter Eingang direkt an den Signaleingang geführt ist, und andererseits über ein Differenzierglied mit einem Eingang ciiiL-r Koinzidenzschaltung verbunden ist und das zwciie Verlängcrungsglied eingangsseitig mit dem Ausgang des UND-Gatters, wobei dieses negierend ausgebildet ist, und ausgangsseitig über ein zweites Differenzierglied mit einem zweiten Eingang des Koinzidenzgliedes verbunden ist.

Als Verlängerungsglieder werden in vorteilhafter Weise Gatter oder Transistorstufen geeigneter Anstiegszeit oder monostabile Multivibratoren gewählt.

Ferner ist es vorteilhaft, eine durch die Schaltung auftretende konstante Verzögerung bei der Laufzeitbestimmung durch ein entsprechendes Verzögerungsglied im Start-Kanal zu kompensieren.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den empfangsseitigen Schaltungstcil des Entfernungsmessers zur Erkennung und Auswertung der Echosignale,

Fig. 2 ein Impuls-Zeitdiagramm für ein Nutzecho und

Fig. 3 ein Impuls-Zeitdiagramm für durch Rück-Itreuung hervorgerufene Fehlechos.

In Fig. 1 ist eine Schaltung angegeben mit zwei Verlängerungsgliedern 1,2, die beispielsweise aus monostabilen Multivibratoren bestehen, zwei UND-Gattern 3,4 und zwei Differenzierglicdern mit den Kondensatoren C 1 bzw. C 2 und den Widerständen R 1 bzw. R 2. Das erste Verlängerungsglied 1 mit fotentialumkchr ist eingangsseitig an den Schallungseingang α angeschlossen und ausgangsseitig mit dem einen Eingang des ersten UND-Gatters 3 mit Potentialumkehr einerseits und über das Differenzierglied Cl, Hl mit dem einen Eingangddes zweiten UND-Gatters4 (Koinzidenzschaltung) andererseits verbunden. Der zweite Eingang des ersten UND-Gatters 3 ist direkt mit dem Schaltungseingang α verbunden. Das zweite Verlängerungsglied 2 ist einganggsseitig mit dem Ausgange des ersten UND-Gatters 3 und ausgangsseitig über das zweite Differenzierglied Cl, Rl mit dem zweiten Eingang

ίο e des zweiten UND-Gatters 4 verbunden.

An Hand der Jmpuls-Zeitdiagramme nach den F i g. 2 und 3 soll die Wirkungsweise der Schaltung näher erläutert werden, und zwar einmal für ein gewünschtes Nut7echo und zum anderen für eine Gruppe von Fehlechos. Dabei ist für die einzelnen Punkte α bis / innerhalb der Schaltung die jeweils auftretende Impulsform aufgezeichnet. Bei einem Einzelimpuls am Eingänge erhält man am Ausgang ft des ersten Verlängerungsgliedes 1 einen RecrUeckimpuls, der im ersten Differcnzierglied Cl, R 1 in eine Impulsform mit einer nega.-.ven und einer positiven Spitze umgewandelt und auf de.i einen Eingang d des zweiten UND-Gatters 4 gegeben wird. Am Ausgang c des ersten UND-Gatters 3 erhält man eine negative Impulsspitze, die am Ausgange des zweiten Verbngerungsgliedes 2 einen Rechteckimpuls und im nachgeschalteten zweiten Diffcrenzierglied C 2, R 2 am Punkt c eine negative und eine positive Impulsspitze ergibt, die in ihrer auf die Zeitachse bezogenen Lage gleich sind zu den Impulsspitzen am Punkt rf. Damit ist also das Kriterium der Gleichzeitigkeit erfüllt, und am Ausgang des zweiten UND-Gatters 4 entsteht ein Impuls, der zur Auswertung weitergegeben wird. Wird auf den Eingänge eine Gruppe schnell aufeinanderfolgender Impulse gegeben, so erscheint am Ausgang b des ersten Verlängerungsgliedes 1 ein Rechteckimpuls von größerer Länge als"bei einem Einzclimpuls am Schaltungsein^ang a. Dementsprechend ist auch am Punkt d nach der Differen-

4c tiation am Differenzierglied Cl, Al der Abstand zwischen der negativen und positiven Impulsspitze größer als der Abstand der betreffenden Spitzen am Punkt c nach dem zweiten Differenzierglied Cl, Rl für den Signalteil aus dem zweiten Verlängerungsglied 2. An den Eingängen des zweiten UND-Gatters 4 ist also keine Gleichzeitigkeit für die ankommenden Signale gegeben; es erscheint also kein Impuls am Ausgang/ des zweiten UND-Gatters 4. Auf diese Weise können also Fehlcchos in Form von Gruppen schnell aufeinanderfolgender Impulse, die beispielsweise durch Rückstreuung an Lufi, Nebel, Regen, Wasservorhängen, Bäumen od. dgl. hervorgerufen worden sind, gegenüber einem einzelnen Nutzecho erkannt und ausgeschieden werden, wodurch die Reichweite solcher Meßsysteme wesentlich erweitert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

I 2 vorgenommen ist, mit ImpulsverlUngerungsgliecJorn Patentansprüche: und Koinzidenzschaltungen zur Eliminierung der Vi-

1. Empfänger für mit scharfer Bündelung aus- deoimpuise relativ langer oder gehäuft auftretender gestrahlte und an einem Objekt reflektierte Im- Echos. , ,»„„,„

pulse eines Entfernungsmessers, bei dem die Ent- 5 Es ist bekannt, daß be. Entfernungsmessern, fernung des Objekts durch Laufzeitbestimmung welche aus der Laufzeit einer ausgesandten und von festgestellt und eine Zielauswahl vorgenommen einem Objekt reflektierten Strahlung die Entfernung ist, mit Impulsverlängerungsgiiedern und Koinzi- bestimmen, Schwierigkeiten auftreten, wenn von denzschaltungen zur Eliminierung der Videoim- mehreren Objekten Echos eintreffen So kann es ζ. Β. pulse relativ langer oder gehäuft auftretender io sein, daß, wenn Fahrzeuge erfaßt werden sollen, Echos, dadurch gekennzeichnet, daß auch Echosignale von Bäumen, Gebäuden, Bodenzwei Verlängerungsglieder (1,2) mit wenigstens Unebenheiten oder durch Ruckstrahlung (»backscatannähernd gleicher Verlängerungszeit vorgesehen ter«) an Luft, Nebel, Regen, Wasservorhangen u dgl. und derart ausgebildet und Ober ein wischenge- hervorgerufene Fehlechos auftreten, die eine Vielzahl schaltetes UND-Gatter (3) miteinander verbun- 15 von Anzeigen ergeben und deshalb cmc Auswertung den sind, daß das erste (I) der beiden von einem stark erschweren.

Videosignal (α) gestarteten Verlängerungsglieder Es ist bekannt, durch die Anwendung von Anzei-

während seiner Verlängerungszeit (b) die Weiter- geschwelten (z. B. der auch als »STC« bekannten

gäbe ankommender Impulse an das zweite Ver- Art) Echosignale von der Auswertung ausschalten.

längerungsglied (2) verriegelt und selbst bei je- 20 deren Pegel unterhalb eines bestimmten MindeMwer-

dem ankommenden Impuls seine Verlängerungs- tes liegen. Da jedoch auch Echosignale von lnteres-

zeit von vorne beginnt, und daß die wenigstens sierenden Objekten in ihrer Größe erheblichen

annähernd gleichzeitige Rückkehr beider Ver- Schwankungen unterworfen sind, darf diese Schwelle

längerungsglieder (1, 2) in ihre Ruhelage als Kri- nicht zu hoch gewählt werden, so daß nicht mit viilli-

terium (/) für ein auszuwertendes Echo dient. 25 ger Sicherheit auszuschließen ist, daß mehl doch iin-

2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch ge- erwünschte Objekte mit zur Anzeige gelangen,
kennzeichnet, daß das erste Verlängerungsglied Durch die deutsche Auslegeschrift 1 067 090 ist (1) mit Potentialumkehr arbeitet und eingangssei- ein impulsgetastetes Radargerät bekannt, mit dem ertig mit dem Signaleingang und ausgangsseitig ei- wünschte Ziele von Störsignalen, von denen Echos nerseits mil dem einen Eingang des UND-Gatters 30 größerer Breite erhalten werden, unterschieden wer-(3), dessen zweiter Eingang direkt an den Signal- den. Dabei sind Mittel zur Umwandlung der cmpfaneingang geführt ist, und andererseits über ein genen Videosignale in Signale vorgesehen, die wenig-Differenzierglied (C,, R₁) ; lit einem Eingang stens angenähert den differenzierten empfangenen einer Koinzidenzschaltung (4) verbunden ist und Videosignalen entsprechen. Diese nach der L'mwanddaß das zweite Verlängerungsglied (2) eingangs- 35 lung erhaltenen Signale werden zwei parallelen Kaseitig mit dem Ausgang des UND-Gatters (3), nälen zugeführt, von denen der eine die Polarität wobei dieses negierend ausgebildet ist, und aus- umkehrt und die Signale gleichrichtet und der zweite gangsseitig über ein zweites Differenzierglied (C.,. dip Signale um eine SendeimpuJr.länge verzögert und R₁) mit einem zweiten Eingang des Koinzidenz- gleichrichtet. Die Ausgänge der beiden Kanäle sind gliedes (4) verbunden ist. 40 mit zwei Eingängen einer Koinzidenzschaltung und

3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, da- der Ausgang der Koinzidenzschaltung ist mit einer durch gekennzeichnet, daß die Verlängerungs- Anzeigeanordnung verbunden.

glieder (1, 2) aus einem monostabilen Multi- Ferner ist durch die deutsche Auslcgeschrift

vibrator bestehen. I 239 747 ein Verfahren zur Unterdrückung von lang

4. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, da- 45 dauernden Echos durch automatische Steuerung des durch gekennzeichnet, daß die Verlängerungs- Schwellenwertes bei der Auswertung von in Entfcrglieder (1,2) aus einer Transistorstufe geeigneter nungselcmente zerlegten Radarvideosignalen be-Anstiegszeit bestehen. kannt. bei dem die Radarvideosignale auch in Am-

5. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, da- plitudenstufen zerlegt werden und die Signalbcstanddurch gekennzeichnet, daß die Verlängerungs- 50 teile in jeder Amplihidenstufe auf je eine Auswahlglieder (1, 2) aus einem monostabilen Multivibra schaltung gegeben werden, die nur Signale von der tor bestehen. Dauer eines oder zweier Entfernungsclementc durch-

6. Empfänger nach einem der vorhergehenden läßt und wobei die durchgelassenen Signalbestand-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine teile der einzelnen Amplitudenstufen über ein geeigdtirch die Schaltung auftretende konstante Verzö- 55 netes Netzwerk additiv zusammengefaßt werden,
gerung bei der Laufzeitbestimmung durch ein Bei der durch die deutsche Offenlcgungsschrift entsprechendes Verzögerungsglied im Start-Kanal 1 943 727 bekannten Schaltungsanordnung zum Unkompensiert ist. terdrücken von »ClutterÄ-Siörungen in den Videosignalen eines Impuls-Radargerätes werden Verzöge-

60 rungsleitungen verwendet, die Vorzugsweise mit An-

¹¹ zapfungen versehen sind, deren gegenseitiger Ver-

zögerungszeitabstand gleich der oder größer als die Sendeimpulsbreite des Radargerätes gewählt ist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Empfänger Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für mit scharfer Bündelung ausgestrahlte und an 65 einfachen Weg aufzuzeigen, auf dem interessierende einem Objekt reflektierte Impulse eines Entfemungs- Objekte exakt erfaßt werden und durch Rückstreumessers, bei dem die Entfernung des Objekts durch ung an Bäumen, Luft, Nebel, Regen u. dgl. auftre-Laufzeitbestimmung festgestellt und eine Zielauswahl tende Fehlechos erkannt und ausgeschieden werden.