DE2143637C3 - Pulse distance measuring receiver with long echo and echo accumulation elimination - Google Patents

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.As a criterion for the detection of such incorrect files is used here that these snow in groups! successive, possibly overlapping pulses occur against a single echo from a solid surface.

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.According to the invention, this object is achieved in that two extension members with at least approximately the same extension time is provided and designed in such a way and via an interposed AND gates are connected together that the first of the two started by a video signal Extension links during its extension period the transmission of incoming impulses to the second extension link and locked itself with each incoming impulse its extension time starts again from the beginning, and that at least approximately simultaneous return of both extension links to their rest position as a criterion for a is used to evaluate the echo, the first extension member with potential reversal in an advantageous manner works and on the input side with the signal input and on the output side with the one Input of the AND gate, the second input of which is led directly to the signal input, and on the other hand is connected via a differentiator to an input ciiiL-r coincidence circuit and that between the extension member on the input side with the Output of the AND gate, which is designed to be negating, and on the output side via a second Differentiator is connected to a second input of the coincidence element.

Als Verlängerungsglieder werden in vorteilhafter Weise Gatter oder Transistorstufen geeigneter Anstiegszeit oder monostabile Multivibratoren gewählt.Gates or transistor stages of suitable rise time are advantageously used as extension elements or monostable multivibrators selected.

Ferner ist es vorteilhaft, eine durch die Schaltung auftretende konstante Verzögerung bei der Laufzeitbestimmung durch ein entsprechendes Verzögerungsglied im Start-Kanal zu kompensieren.Furthermore, it is advantageous to have a constant delay occurring due to the circuit in determining the transit time to compensate with a corresponding delay element in the start channel.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to drawings. It shows

Fig. 1 den empfangsseitigen Schaltungstcil des Entfernungsmessers zur Erkennung und Auswertung der Echosignale,Fig. 1 the receiving-side circuit part of the range finder for detection and evaluation the echo signals,

Fig. 2 ein Impuls-Zeitdiagramm für ein Nutzecho und2 shows a pulse time diagram for a useful echo and

Fig. 3 ein Impuls-Zeitdiagramm für durch Rück-Itreuung hervorgerufene Fehlechos.Fig. 3 is a pulse timing diagram for back-scattering evoked false echoes.

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 Eingang1 shows a circuit with two extension members 1, 2, which consist, for example, of monostable multivibrators, two AND gates 3, 4 and two differentiating elements with capacitors C 1 and C 2 and resistors R 1 and R 2 The first extension element 1 with fotentialumkchr is connected on the input side to the sounding input α and on the output side to one input of the first AND gate 3 with potential reversal on the one hand and via the differentiating element Cl, Hl to one input d of the second AND gate 4 (coincidence circuit) on the other connected. The second input of the first AND gate 3 is connected directly to the circuit input α . The second extension member 2 is on the input side with the output of the first AND gate 3 and on the output side via the second differentiating element Cl, Rl with the second input

ίο e des zweiten UND-Gatters 4 verbunden.ίο e of the second AND gate 4 connected.

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-Using the pulse timing diagrams according to FIGS. 2 and 3 the mode of operation of the circuit is to be explained in more detail, on the one hand for a desired groove echo and on the other hand for a group of false echoes. The pulse shape occurring in each case is recorded for the individual points α to / within the circuit. With a single pulse at the input, a recirculation pulse is obtained at the output ft of the first extension element 1, which is converted in the first differential element Cl, R 1 into a pulse shape with a negative and a positive peak and an input d of the second AND gate 4 is given. A negative pulse peak is obtained at the output c of the first AND gate 3, which results in a square pulse at the output of the second extension element 2 and a negative and a positive pulse peak in the downstream second differential element C 2, R 2 at point c The position related to the time axis are the same as the pulse peaks at point rf. The criterion of simultaneity is thus fulfilled, and a pulse arises at the output of the second AND gate 4, which is passed on for evaluation. If a group of rapidly successive pulses is given to the inputs, a square pulse of greater length appears at output b of the first extension link 1 than "with a single pulse at the circuit input a. Accordingly, at point d after the differential

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.4c tiation at the differentiating element Cl, Al the distance between the negative and positive pulse peaks greater than the distance between the peaks in question at point c after the second differentiating element Cl, Rl for the signal part from the second extension element 2. At the inputs of the second AND gate 4 So there is no simultaneity for the incoming signals; no impulse appears at the output / of the second AND gate 4. In this way, false echoes in the form of groups of rapidly successive impulses that have been caused, for example, by backscattering from air, fog, rain, water curtains, trees or the like , compared to a single useful echo are recognized and eliminated, whereby the range of such measuring systems is significantly extended.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

I 2 vorgenommen ist, mit ImpulsverlUngerungsgliecJorn Patentansprüche: und Koinzidenzschaltungen zur Eliminierung der Vi-I 2 is made, with pulse lengthening elements patent claims: and coincidence circuits to eliminate the 1. Empfänger für mit scharfer Bündelung aus- deoimpuise relativ langer oder gehäuft auftretender gestrahlte und an einem Objekt reflektierte Im- Echos. , ,»„„,„1. Receiver for aus- deoimpuise that occur relatively long or frequently with sharp focus radiated im echoes reflected on an object. ,, »" "," 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. pulse of a range finder in which the ent- 5 It is known that be. Rangefinders, distance of the object by determining the transit time, which is the distance from the transit time of an emitted and reflected radiation determined and a target selection made, with pulse lengthening devices and coincidences, difficulties arise when echoes arrive from the video circuits for the elimination of the video in several objects So it can ζ. Β. pulse can be relatively long or frequently occurring io, that when vehicles are to be detected, echoes, characterized in that echo signals from trees, buildings, ground two extension members (1,2) with at least unevenness or through back radiation (»backscatan approximately the same extension time are provided «) In air, fog, rain, water curtains and the like and designed in such a way and if false echoes caused by wiping occur, which result in a multitude of connected AND gates (3) connected to one another and are therefore cmc evaluation that the first (i) of the two of one severely complicate it. Videosignal (α) gestarteten Verlängerungsglieder Es ist bekannt, durch die Anwendung von Anzei- Video signal (α) started extension links It is known to use display während seiner Verlängerungszeit (b) die Weiter- geschwelten (z. B. der auch als »STC« bekannten during its extension period (b) the continued smoldering (eg the one also known as »STC«) gäbe ankommender Impulse an das zweite Ver- Art) Echosignale von der Auswertung ausschalten.would give incoming impulses to the second Ver Type) switch off echo signals from the evaluation. längerungsglied (2) verriegelt und selbst bei je- 20 deren Pegel unterhalb eines bestimmten MindeMwer-extension link (2) locked and even if each level is below a certain minimum dem ankommenden Impuls seine Verlängerungs- tes liegen. Da jedoch auch Echosignale von lnteres-the incoming impulse has its extension tes. However, since echo signals from inter- zeit von vorne beginnt, und daß die wenigstens sierenden Objekten in ihrer Größe erheblichentime starts all over again, and that the objects that are at least moving are considerable in size annähernd gleichzeitige Rückkehr beider Ver- Schwankungen unterworfen sind, darf diese Schwelleare subject to approximately simultaneous return of both fluctuations, this threshold may be used längerungsglieder (1, 2) in ihre Ruhelage als Kri- nicht zu hoch gewählt werden, so daß nicht mit viilli-lengthening members (1, 2) should not be chosen too high in their rest position as Kri-, so that with viilli- terium (/) für ein auszuwertendes Echo dient. 25 ger Sicherheit auszuschließen ist, daß mehl doch iin-terium (/) is used for an echo to be evaluated. It can be ruled out with certainty that flour will 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 und2. Receiver according to claim 1, whereby desired objects are also displayed,
indicates that the first extension member works with potential reversal through the German Auslegeschrift 1 067 090 (1) and a pulse-controlled radar device is known on the input side, with which the signal input and output side desired targets of interference signals, of which echoes on the other hand with the one Input of the AND gate 30 of greater width can be obtained, a distinction can be made (3), the second input of which is directly at the signal ends. Means are provided for converting the cmpfaneingang is guided, and on the other hand via a gene video signals in signals are provided, the little differentiator (C ,, R ₁ ) ; lit an input at least approximately the differentiated received a coincidence circuit (4) is connected and correspond to video signals. These signals received after the input of the second extension member (2) are fed to two parallel cas side with the output of the AND gate (3), one of which negates the polarity, and out - Reverses and rectifies the signals and the second rectifies the output side via a second differentiating element (C.,. dip signals delayed by a transmission pulse length and R ₁ ) with a second input of the coincidence. The outputs of the two channels are member (4) connected. 40 with two inputs of a coincidence circuit and 3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, da- der Ausgang der Koinzidenzschaltung ist mit einer durch gekennzeichnet, daß die Verlängerungs- Anzeigeanordnung verbunden.3. Receiver according to claim 1 or 2, that the output of the coincidence circuit is with a characterized in that the extension display assembly is connected. glieder (1, 2) aus einem monostabilen Multi- Ferner ist durch die deutsche Auslcgeschriftmembers (1, 2) from a monostable multi- Furthermore, the German Auslcgeschrift vibrator bestehen. I 239 747 ein Verfahren zur Unterdrückung von langvibrator exist. I 239 747 a method for the suppression of long 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-4. Receiver according to claim 1 or 2, there- 45 lasting echoes by automatic control of the characterized in that the extension threshold value in the evaluation of in eliminators (1,2) Radar video signals decomposed from a transistor stage of suitable voltage elements with rise time exist. knows. where the radar video signals also 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-5. Receiver as claimed in claim 1 or 2, in which the amplitude levels are broken down and the signal level is determined characterized in that the extension 50 parts in each Amplihidenstufe to one selection member (1, 2) are given from a monostable multivibra circuit that only receives signals from the goal exist. Duration of one or two distance clementc 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- 6. Receiver according to one of the preceding, and wherein the transmitted signal inventory claims, characterized in that some of the individual amplitude stages are additively combined over a constant delayed network that occurs appropriately for the circuit,
In the case of the corresponding delay element in the start channel 1 943 727 known from the German Offenlegungsschrift, the delay element in the start channel 1 943 727 is compensated for. suppressing clutter interference in the video signals of an impulse radar device, delays 60 rungsleitungen verwendet, die Vorzugsweise mit An-60 supply lines are used, which are preferably ¹¹ zapfungen versehen sind, deren gegenseitiger Ver- ¹¹ taps are provided, their mutual connection zögerungszeitabstand gleich der oder größer als die Sendeimpulsbreite des Radargerätes gewählt ist.delay time interval equal to or greater than that Transmission pulse width of the radar device is selected. 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.The invention relates to a receiver. The object of the invention is to provide a for the path radiated with a sharp focus and easy to point out to 65 on the one of interest An object reflected impulses of a distance objects are detected exactly and by backscatter meter, in which the distance of the object by ung on trees, air, fog, rain and the like. Auftre transit time determination determined and a target selection tend false echoes are recognized and eliminated.