DE2819880C2 - Empfänger für ein Gerät zur kohärenten Puls-Doppler-Rückstrahlortung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Empfänger für ein Gerät zur kohärenten Puls-Doppler-Rückstrahlortung, mit Dopplerfiltern im Videokanal, ferner mit einer an den Ausgang der Dopplerfilter angeschlossenen Wichtungseinrichtung und mit einer an diesen Wichtungsfaktoren liefernden Signalerzeugungsschaltung, welche einen Speicher, in dem eine Anzahl von Signalen entsprechend bestimmten Abtastintervallschritten einspeicherbar sind, sowie eine daran angeschlossene Auswertschaltung zur Ableitung der Wichtungsfaktoren in Abhängigkeit von bestimmten, im Speicher gespeicherten Signalen enthält.

Bei der Filterung von Radar-Videosignalen zur Festzeichenunterdrückung verbleibt mitunter ein Filterungsrest, welcher so groß sein kann, daß fälschlich die Gegenwart eines Zielobjektes angezeigt wird, während talsachlich der Filterungsrest von einem starken Festzeichenecho verursacht worden ist Bei einem MTI-Radar oder einer Radaranlage mit Festzeichenunterdrückung enthalten die Dopplerfilter der Löschstufe Verzögerungsleitungen mit Verzögerungszeiten, welche ein ganzzahliges Vielfaches der Sendeimpulsperiode oder des Reziprokwertes der Pulswiederholungsfrequenz sind. Die Subtration eines starken Festzeichenechos von dem vorausgehend empfangenen Echo aufgrund desselben stillstehenden Zielobjekts führt zur Löschung des Festzeichenechos mit Ausnahme eines Filterungsrestes. Ein bewegtes Zielobjekt, welches sich der Radaranlage nähert oder sich hiervon entfernt, verursacht ein Echosignal, welches nicht gelöscht wird. Das Echosignal aufgrund des bewegten Zielobjektes wird von den Dopplerfiltern ohne Abdämpfung durchgelassen. Einzelheiten der Theorie von MTI-Radaranligen sind der Veröffentlichung »Radarhandbook« von M. I. Skolnik, McGraw-Hill Book Company, 1970, zu entnehmen.
Bei einem Empfänger der eingangs beschriebenen Art, wie er etwa aus der US-Patentschrift 39 72 041 bekannt ist, hat man eine Beseitigung des Filterungsrestes dadurch versucht, daß bei der Ableitung der der Wichtungseinrichtung zugeführten Wichtungsfaktoren die Größe der Echosignale entsprechend mehreren benachbarten Richtungs-Abtastintervallschritten berücksichtigt wurde.

Es zeigt sich jedoch, daß durch eine solche Ausbildung des Empfängers dessen maximale Empfindlichkeit und Leistungsfähigkeit nicht ausgenützt werden kann.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen Empfänger der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß er eine empfindliche Zielobjektortung auch beim Auftreten starker Festzeichenechos durchführen kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des anliegenden Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Einfluß eines Filterungsrestes auf die Erfassung von Zielobjekten bei bereichsweise oder statistisch auftretenden starken Festzeichenechos kann durch die hier angegebene Schaltung gemindert oder beseitigt werden.

Es sei bemerkt, daß der vorliegend angegebene

Empfänger vorzugsweise in digitaler Schaltungstechnik aufgebaut werden kann, wobei der Aufwand zur Verarbeitung der Signale, welche der Wichtungseinrichtung zugeführt werden, durch Logaritnmierung dieser Signale verringert werden kann, wie an sich aus der US-Patentschrift 37 79 017 bekannt ist

Im übrigen bilden zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen des vorgeschlagenen Empfängers Gegenstand der Ansprüche 2 bis 7, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle den Wortlaut zu wiederholen.

Als praktisches Beispiel für die Erläuterung des hier angegebenen Empfängers ist zwar eine azimutal abtastende Radaranlage mit Festzeichenunterdrückung ts beschrieben, doch eignet sich die vorgeschlagene Schaltung auch für andere Ortungssysteme, etwa für Sonaranlagen. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es stellt dar 2u

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Radarsystems mit einem Empfänger der vorliegend angegebenen Art,

F i g. 2 eine schematische Aufsicht des Radarsystems nach F i g. 1 mit einer in Azimutrichtung abtastenden Radarantenne, wobei in dieser Zeichnungsfigur die 2^r> aufeinanderfolgenden Radarimpuls- und Aussendungen während der Abtastung eines Sektors angedeutet sind, welcher einer Breite gleich der Breite des Radar-Richtstrahles besitzt,

F i g. 3 ein Blockschaltbild des in F i g. 1 verwendeten Empfängers, in welchem eine Speicherung und Auswahl von Festzeichenechotastungen und eine Wichtung eines gefilterten Echosignals entsprechend der Stärke des Festzeichenechos stattfindet und

F i g. 4 ein Schaltbild einer Auswahlvorrichtung des Empfängers nach F i g. 3.

In Fig. 1 ist das als Blockschaltbild wiedergegebene Radarsystem mit 20 bezeichnet und enthält einen Signalgenerator 22, einen Sender 24, einen Taktgeber 26, eine Bezugssignalquelle 28, eine Sendeantenne 30, eine Empfangsantenne 32, eine Empfängerstufe 34, eine Signalverarbeitungsschaltung 36 und ein Wiedergabegerät 38. Die vorliegend interessierenden Schaltungsteile sind in der Signalverarbeitungsschaltung 36 und in dem Wiedergabegerät 38 zu finden. Die Signalverarbeitungsschaltung 36, wird genauer anhand von Fig.3 beschrieben. Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist eine bistatische Radaranlage mit im Abstand voneinander angeordneten Antennen 30 und 32, welche mit der vorliegend angegebenen Schaltung zusammenwirken. Es kann jedoch auch eine einzige Antenne 40 vorgesehen sein, wie in F i g. 2 gezeigt ist, wobei der Sender 24 und die Empfängerstufe 34 mit der Antenne 40 nach Fig.2 über eine Sende-Empfangsweiche 42 gekoppelt sind.

Der Tatkgeber 26 liefert Taktsignale, welche zur Steuerung des Signalgenerators 22 und der Bezugssignalquelle 28 in Synchronismus mit den Taktsignalen dienen. Die Bezugssignalquelle 28 gibt ein hochfrequentes Bezugssignal und ein zwischenfrequentes Bezugssignal an den Sender 24 ab, wobei das hochfrequente Bezugssignal auch der Empfängerstufe 34 zugeleitet wird, während das zwischenfrequente Bezugssignal außer zu dem Sender 24 auch zu der Signalverarbeitungsschaltung 36 gelangt. Der Sender 24 enthält Mischer zur Aufmodulation eines von dem Signalgenerator 22 erzeugten Signales auf einen zwischenfrequenten Träger und dann auf einen hochfrequenten Träger zur Aussendung über d^;e Antenne 30. Der Ausbreitungsweg 44, über welcher· sich die von der Antenne 30 abgestrahlte Energie zur Antenne 32 hin ausbreitet enthält ein reflektierendes Zielobjekt, beispielsweise ein das Zielobjekt darstellendes Flugzeug. Die Echosignale aufgrund des Flugzeugs, welche auf die Empfangsantenne 32 treffen, werden von der Empfängerstufe 34 verstärkt die einen Mischer enthält welcher die Echosignale mit dem hochfrequenten Bezugssignal mischt um die Echosignale wieder auf das Niveau des Zwischenfrequenzträgers herabzusetzen. Die in dieser Weise umgesetzten Signale erscheinen auf der Leitung 46. Das auf der Leitung 46 dargebotene Signal wird sodann in der Signalverarbeitungsschaltung 36 weiterverarbeitet und schließlich ausgewertet etwa durch Darstellung in dem Wiedergabegerät 38 oder beispielsweise unter Verwendung eines nicht dargestellten Rechners zur Zielobjektidentifizierung und automatischen Nachführung. Der Taktgeber 26 liefert noch weitere Taktsignale, welche von der sich auffächernden Leitung 48 abgenommen werden können und an einen Anschluß C der Signalverarbeitungsschaltung 36 und des Wiedergabegerätes 38 angekoppelt werden, um die digitale Schaltung in diesen Schaltungseinheiten zu betätigen und den Betrieb der genannten Einheiten mit dem Betrieb des Signalgenerators 22 und des Senders 24 zu synchronisieren.

Die hier vorgeschlagene Signalverarbeitungsschaltung 36 enthält Schaltungsmittel zur Speicherung der Größe der Festzeichenechosignale die sich längs des Übertragungsweges 44 ausbreiten und aus einer Folge von ausgesendeten Radarimpulsen des Senders 24 resultieren. Die auf der Leitung 46 dargebotenen Signale werden in der Signalverarbeitungsschaltung 36 gefiltert und dann mit Wichtungsfaktoren gewichtet, welche entsprechend bestimmter Eigenschaften der gespeicherten Festzeichenechosignale ausgewählt werden, so daß man auf einer Leitung 50 ein Signal erhält, welches von einem zu großen Löschrest aufgrund der gefilterten Festzeichenechos befreit ist.

In F i g. 2 ist eine andere Ausführungsform eines Radarsystems beschrieben, bei welcher der Sender 24 und die Eimpfängerstufe 34, wie bereits gesagt, über die Sende-Empfangsweiche 42 mit einer gemeinsamen Antenne 40 gekoppelt sind. Die Sende-Empfangsweiche oder der Duplexer 42 koppelt die Signale des Senders 24 unmittelbar an die Antenne 40 an, während die empfangenen Signale von der Antenne 40 über den Duplexer 42 der Empfängerstufe 34 zugeführt werden. Die Antenne 40 rotiert im Uhrzeigersinn um die Antennenbasis 52. Die Richtcharakteristik oder der Richtstrahl 54 gemäß F i g. 2 sind bei der Antenne 40 für Sendung und Empfang identisch. Die Antenne 40 kann auch die Gestalt einer phasengesteuerten Antennenelementreihe haben, wobei der Richtstrahl schrittweise eine Abtastbewegung ausführt.

Fig. 2 verdeutlicht aufeinanderfolgende Einstellungen der Richtstrahlachse während aufeinanderfolgender Sendetakte oder Bereichsabtastungen des Senders 24 während des Umlaufes der Antenne 40 zur azimutalen Abtastung. Ein Wasserturm liegt in Richtung der augenblicklichen Einstellung der Richtstrahlachse in bestimmter Entfernung, während ein das Zielobjekt darstellendes Flugzeug etwas seitlich von dem Wasserturm und in größerer Entfernung von der Antenne 40 dargestellt ist. Die Breite des Richtstrahles zwischen den Punkten, an welchen die Strahlungsintensität in der Richtcharakteristik sich um 3 dB verringert hat, ist in

F i g. 2 ebenfalls angedeutet. Die den Entfernungsbereich überstreichende Abtastung in einem Sektor etwa gleich einer Richtstrahlbreite liefert bezüglich des Festzeichenechos entsprechende Daten, welche in einem Speicher der Signalverarbeitungsschaltung 36 nach F i g. 1 gespeichert werden. Falls gewünscht, kann ein größerer Sektor, beispielsweise ein Sektor entsprechend zwei Richtstrahlbreiten, zur Erfassung einer größeren Menge von Festzeichenechodaten untersucht werden. F i g. 2 läßt fernerhin beispielsweise einige Entfernungs-Abtastintervallschritte erkennen, die nachfolgend als Entfernungsbereichszellen bezeichnet sind und welche das Entfernungs-Auflösungsvermögen der Radaranlage 20 versinnbildlichen, wobei eine Gruppe von Entfernungsbereichszellen jeweils eine Zelle in einer Reihe entsprechend den einzelnen Entfernungsbereichsabtastungen enthält und jeweils symmetrische radiale Lage mit Bezug auf die Antenne 40 hat.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, enthält die Signalverarbeitungsschaltung 36 zwei synchron arbeitende Detektoren 56 und 57, zwei Analog-/Digitalumsetzer 60 und 61, zwei Digitalfilter 64 und 65, zwei betragsbildende Schaltungseinheiten 68 und 69, zwei Logarithmierungsschaltungen 72 und 73, Speichereinheiten 76 und 78, einen Speicher 80, eine Wichtungseinrichtung 82, eine Delogarithmierungsschaltung84, einen Digital-/Analogumsetzer 86 und eine Auswahlvorrichtung mit einer Gruppe von Wählern 88. Das auf der Leitung 46 dargebotene Signal wird jeweils einem Eingangsanschluß der Detektoren 56 und 57 zugeführt Das Zwischenfrequenz-Bezugssignal gelangt zu einem Zwischenfrequenz-Bezugssignaleingang des Detektors 56 und wird über einen 90°-Phasenschieber 90 dem Bezugssignaleingangsanschluß des Detektors 57 zugeleitet Die in Phase liegende Signalkomponente der Amplitude des Echosignals auf der Leitung 46, welche durch den Buchstaben / versinnbildlicht wird, erscheint am Ausgang des Detektors 56 und wird in den Analog-/Digitalumsetzer 60 eingegeben, um dort in ein entsprechendes Digitalsignal umgeformt zu werden. Die um 90° phasenverschobene Komponente des Echosignals, welche durch den Buchstaben Q versinnbildlicht wird, erscheint am Ausgang des Detektors 57 und gelangt zu dem Analog-/Digitalumsetzer 61, um ebenfalls die Gestalt eines Digitalsignales zu erhalten. Die Umsetzer 60 und 61 werden durch Taktimpulse gesteuert welche an den jeweiligen Anschluß C gelegt werden und von dem Taktgeber 26 gemäß F i g. 1 bereitgestellt werden. Die Ausgangssignale der Analog-/Digitalumsetzer 60 und 61 werden an die betragsbildende Schaltungseinheit 69 angekoppelt welche die in Phase liegende Komponente und die um 90° phasenverschobene Komponente der digitalen komplexen Zahl vom Ausgang der Analog-/Digitalumsetzer 60 und 61 miteinander kombiniert um den Betrag der komplexen Digitalzahl darzustellen, welcher der Größe des Echosignales der Leitung 46 entspricht Die den genannten Betrag darstellende Digitalzahl wird von der betragsbildenden Schaltungseinheit 69 an die Logarithmierungsschaltung 73 weitergegeben, welche auf der Leitung 92 eine Digitalzahl abgibt, welche den Logarithmus des genannten Betrages bzw. der Größe des Echosignals angibt

Jeder der in F i g. 3 gezeigten Digitalfilter 64 und 65 enthält digitale Verzögerungsleitungen, beispielsweise Schieberegister, Summationseinrichtungen und Multiplikationseinrichtungen zur Steuerung des Filter-Verstärkungsfaktors, wie dies beispielsweise für die MTI-Löschstufe nach den Kapiteln 17 und 35 der zuvor erwähnten Veröffentlichung »Radar Handbook« beschrieben ist. Im einzelnen ist festzustellen, daß die Verzögerungen, welche durch die Verzögerungsleitun-■"> gen des Filters 64 eingeführt werden, bei einer MTI-Löschstufe ganzzahlige Vielfache der Radar-Sendepulsperiode des Senders 24 nach F i g. 1 sind, was wiederum gleich dem ganzzahligen Vielfachen des Reziprokwertes der Pulswiederholungsfrequenz ist.

ίο Audi andere Filtereinrichtungen, beispielsweise Transversalfilter, wie sie ebenfalls in dem erwähnten Handbuch beschrieben sind, können verwendet werden. Der Filter 64 nimmt eine Filterung der in Phase liegenden Signalkomponente vor, während der Filter 65

is die um 90° phasenverschobene Komponente der Echosignale filtert. Die Ausgangssignale der Filter 64 und 65 stellen somit die in Phase liegende Komponente und die um 90° phasenverschobene Komponente einer dem Echosignal entsprechenden komplexen Zahl dar.

7ü Die komplexe Zahl wird darauf in die betragsbildende Schaltungseinheit 68 eingeführt, welche ein Signal entsprechend dem Betrag der komplexen Zahl abgibt. Der digitale Ausgang der Schaltung 68 wird an die Logarithmierungsschaltung 72 angekoppelt, welche eine logarithmische Darstellung des gefilterten Echosignals auf ihrer Ausgangsleitung 94 darbietet. Im einzelnen ist festzustellen, daß die logarithmischen Darstellungen der Signale auf den Leitungen 92 und 94 Digitalzahlen sind, welche bedeutend weniger Stellen haben als die Digitalzahlen, welche am Signalausgang der betragsbildenden Schaltungseinheiten 69 und 68 erscheinen.

Die Speichereinheiten 76 und 78 können jeweils Speicher willkürlicher Zugriffsmöglichkeit (nicht darge stellt) oder Schieberegister enthalten, wie in der Zeichnungsfigur gezeigt ist Das Schieberegister des Speichers 76 enthält wie aus der Zeichnung zu entnehmen, eine Reihe von Zellen, die den Entfernungsbereichszellen nach F i g. 2 entsprechen. Das Schiebere- gister ist ausreichend lang, um eine genügende Speicherkapazität darzubieten, so daß die Festzeichenechodaten der Entfernungsbereichszellen in der jeweiligen Richtung des Antennenrichtstrahlen eingespeichert werden können, welche innerhalb der Strahlbreite der Antenne nach F i g. 2 gelegen ist Betrachtet man ein Beispiel, bei welchem innerhalb eines Sektors der Breite des Antenenrichtstrahles 16 Sendeimpulse zur Überstreichung des Entfernungsbereiches verarbeitet werden, so besitzt das Schieberegister eine Zellenzahl gleich dem Sechzehnfachen der Anzahl von Entfernungsbereichszellen auf jeder die Entfernungsbereiche überstreichenden Spur nach Fig.2. Bei praktischen Ausführungsformen der Signalverarbeitungsschaltung 36 zeigt es sich, daß Festzeichenechos nur während der Zeiten entsprechend verhältnismäßig kurzen Entfernungen in einem Luftüberwachungsradar bedeutsam sind und folglich der Taktgeber 26 nach Fig. 1 Taktimpulse zur Weiterschaltung des Schieberegisters nur während der Abschnitte entsprechend den geringen Entfernungen der Entfernungsabtastung nach Fig.2 abgeben muß. In diesem Falle kann der Speicher 76 eine bedeutend geringere Anzahl von Zellen aufweisen. Starke Festzeichenechos von stillstehenden Zielobjekten, beispielsweise dem erwähnten Wasserturm, treten

in bedeutsamem Maße nur während des den geringen Entfernungen entsprechenden Abschnittes der Entfernungsabtastung auf, während die Echosignale aufgrund des Flugzeugs in großer Entfernung insbesondere dann,

wenn eine Entfernungsbereichsschaltung des Empfängers verwendet wird, durch das Bodenrauschecho oder bodenbedingte Störungen nicht wesentlich beeinflußt werden. Weiter ist bemerkenswert, daß Festzeichenechos von aufeinanderfolgenden Abtastungen in starkem Maße eine Korrelation erfahren, so daß gegebenenfalls nicht die Daten sämtlicher Abtastungen in dem Speicher 76 untergebracht zu werden brauchen. Beispielsweise können die Daten von jeder vierten Abtastung innerhalb des Sektors nach F i g. 2 gespeichert werden. In diesem Falle bewirken die aus dem Anschluß C des Speichers 76 wirksamen Taktsignale, daß die Signaltastungen nur während jeder vierten Entfernungsabtastung genommen werden.

Jede Zelle des Schieberegisters des Speichers 76 enthält eine Anzahl von Speicherplätzen zur Einspeicherung einer bestimmten Zahl von Stellen oder Bits der logarithmischen digitalen Darstellung einer Tastungsprobe des Echosignales. Das Schieberegister wird durch Taktimpulse, welche dem Anschluß C zugeführt werden, mit einer Geschwindigkeit getaktet, welche der Probennahmegeschwindigkeit der Analog-/Digitalumsetzer 60 und 61 gleich ist wobei diese Geschwindigkeit gleich dem Reziprokwert der Verzögerungszeit zwischen aufeinanderfolgenden Entfernungsbereichszellen nach F i g. 2 ist, so daß aufeinanderfolgende Tastungsproben der Festzeichenechodaten der Reihe nach am Schieberegister entlanglaufen und das Schieberegister die Historie der Störungen oder des Festzeichenechos in den sechzehn Entfernungsabtastspuren enthält.

Das Schieberegister des Speichers 76 besitzt, wie aus F i g. 3 zu entnehmen ist sechzehn Ausgangsleitungen, welche jeweils in Paaren an acht Wähler 88 geführt sind. Wenn die in den Zellen des Schieberegisters enthaltenen Daten taktweise das Schieberegister durchwandern, so erfahren sie eine Verzögerung beim Weiterschreiten von Zelle zu Zelle. Die Verzögerung zwischen je zwei Ausgangsleitungen 96 des Schieberegisters ist gleich der Periode der Aussendungen des Senders 24 nach Fig. 1, so daß die augenblicklich auf der jeweils zweiten Ausgangsleitung 96 auftretenden Daten gegenüber den augenblicklich auf der ersten der Ausgangsleitungen 96 auftretenden Daten um eine Sendeperiode verzögert sind. Entsprechendes gilt für die Verzögerungszeiten der das Schieberegister durchlaufenden Daten an den weiteren Paaren von Ausgangsleitungen 96.

Der Wähler 88, der nachfolgend im Zusammenhang mit F i g. 4 genauer beschrieben werden soll, vergleicht die Amplitude der Digitalzahlen an einem Paar von Ausgangsleitungen 96. Die Wähler-Auswahlvorrichtungen enthalten eine Gruppe von acht Wählern 88, welche unmittelbar an das Schieberegister des Speichers 76 angeschlossen sind. Eine darauffolgende Stufe enthält vier Wähler 88, die jeweils ein Paar von Eingangsanschlüssen aufweisen, welche je an einen Ausgangsanschluß eines Wählers eines Wählerpaares der vorgeschalteten Stufe von acht Wählern 88 gelegt sind. Dieses Schaltschema, welches oft als Schaltungsbaum bezeichnet wird, setzt sich in zwei Wählern 88 einer dritten Stufe und einem einzigen Wähler 88 in einer vierten Stufe der Auswahlvorrichtungen fort Jeder Wähler 88 der ersten Stufe koppelt das jeweils größere der beiden in diesen Wähler eingegebenen Signale zu dem Wähler 88 der nächsten bzw. zweiten Stufe aus. Die sechzehn Signale, welche auf die erste Stufe oder die Reihe von Wählern 88 treffen, werden somit zahlenmäßig auf acht Signale reduziert, welche in die zweite Reihe von Wählern 88 eingegeben werden. Diese Signale werden wieder zahlenmäßig auf vier Signale reduziert die der dritten Stufe oder Reihe von Wählern zugeführt werden und schließlich treffen nur noch zwei Signale auf den letzten Wähler 88. Dieser letzte Wähler 88 koppelt also die größte Digitalzahl, welche in einer Gruppe von Zellen des Schieberegisters des Speichers 76 gespeichert ist, zu der Leitung 98 aus, von wo aus diese Digitalzahl an den Adresseneingang des Speichers 80 gelangt. Wegen der Verzögerungen zwischen den

ίο Signalen und den jeweiligen Ausgangsanschlüssen des Schieberegisters stellen die Signale an jeder der Leitungen 96 Festzeichenechodaten in Entfernungsbereichszellen dar, welche in jeder Entfernungsabtastspur nach Fig.2 jeweils gleichen Radialabstand von der Antenne 40 besitzen. Im Falle des bistatischen Systems nach F i g. 1 beziehen sich die Daten auf die Entfernungsbereichszellen des Ausbreitungsweges von der Antenne 30 zum Zielobjekt und von dort zur Antenne 32 zurück. Folglich ist unter Berücksichtigung von F i g. 2 und F i g. 3 die Digitalzahl auf der Leitung 98 der Logarithmus des Betrages des größten Festzeichenechosignals aus einer gegebenen Entfernung von der Antenne 40 wobei die betreffende Entfernung sich in Abhängigkeit von der Zeit ändert und die auf der Leitung 98 auftretende Zahl sich ebenfalls in Abhängigkeit von der Zeit entsprechend ändert während die Daten im Schieberegister des Speichers 76 entlangwandern.
Der Speicher 80, welcher ein Festwertspeicher sein kann, enthält eine Gruppe von Wichtungsfaktoren, von welchen jeder einem Betrag der Digitalzahl zugeordnet ist, welche auf der Leitung 98 erscheinen kann. Jede auf der Leitung 98 zugeführte Zahl adressiert also einen bestimmten Wichtungsfaktor im Speicher 80, so daß dieser von dem Speicher auf der Leitung 100 dargeboten wird, um die Wichtungseinrichtung 82 entsprechend der Größe des FeFtzeichenechos aus einer bestimmten Entfernung innerhalb der Strahlbreite der Antenne 40 nach F i g. 2 zu steuern.

Der Speicher 78 enthält ein Schieberegister 102, welches genauso aufgebaut ist wie das Schieberegister des Speichers 76. Ferner ist ein Schalter 104 mit einem Bedienungsknopf 106 vorgesehen, um selektiv einen bestimmten aus einer Anzahl von Ausgängen des Schieberegisters 102 mit der Leitung 108 zu koppeln. Die auf der Leitung 94 auftretenden Signale werden der Reihe nach taktweise durch das Schieberegister 102 geführt was unter Steuerung der Taktimpulse geschieht die dem Anschluß Czugeleitet werden. Die Digitalsigna-Ie erscheinen der Reihe nach an jedem der Ausgangsanschlüsse der einzelnen Stellen des Schieberegisters 102. Eine Verzögerung gleich der Periode der Takiimpuise tritt zwischen benachbarten Ausgängen des Schieberegisters 102 auf und demgemäß bewirkt die Auswahl eines bestimmten Ausgangsanschlusses des Schieberegisters 102 vermittels des Schalters 104, daß einem sich über die Leitung 94 ausbreitenden Signal eine bestimmte Verzögerungszeit für die Weitergabe auf die Leitung 108 aufgeprägt wird. Die Verzögerungszeit läßt sich mittels des Bedienungsknopfes 106 einstellen, so daß die Gesamtverzögerung der Ansprechzeit des Digitalfilters 64 oder des Filters 65, welcher eine Ansprechzeit gleich derjenigen des Filters 64 hat zuzüglich der Verzögerung in dem Speicher 78 gleich der Hälfte der Gesamtverzögerung ist welche durch den Speicher 76 aufgeprägt wird. Berücksichtigt man, daß die Gesamtverzögerung der Speichereinhert 76 gleich der Zeit ist welche die Richtstrahlachse gemäß

F i g. 2 benötigt, um schrittweise einen Sektor gleich der Strahlbreite abzutasten, so resultiert das Auftreten eines Signales auf der Leitung 108 nach derjenigen Zeit, welche das zugehörige Signal dazu benötigt, um den Speicher 76 halb zu durchlaufen, um Wirksamwerden eines Wichtungsfaktors des Speichers 80 entsprechend Festzeichenechodaten aus dem Bereich im halben Richtstrahl vor der Richtstrahlachse und im halben Richtstrahl hinter der Richtstrahlachse während der azimutalen Abtastung durch den Richtstrahl. Auf diese Weise erfolgt also die Gewichtung symmetrisch unter Berücksichtigung der Festzeichenechos um das Zielobjekt herum.

Die Taktimpulse an dem Anschluß C bewirken, daß der über die Leitung 100 zugeführte Wichtungsfaktor und das zu wichtende Signal, das über die Leitung 108 rageführt wird, gleichzeitig in der Wichiungseinrichtung 82 auftreten, so daß die Signale der Leitungen 108 und 100 miteinander kombiniert werden können. Das gewichtete Signal tritt am Ausgang des Multiplizierers oder der Wichtungseinrichtung 82 auf und wird der Delogarithmierungsschaltung 84 zugeführt, welche eine Delogarithmierung vornimmt, um die ursprüngliche Form des gefilterten Signales wieder herzustellen. Danach wird das am Ausgang der Delogarithmierungsschaltung 84 dargebotene, gefilterte Signal von dem Umsetzer 86 in ein Analogsignal umgeformt und dieses wird der in F i g. 1 gezeigten Wiedergabeeinrichtung zugeführt.

Nachdem das auf der Leitung 108 auftretende Signal logarithmische Form besitzt, muß auch das über die Leitung 100 zugeführte Wichtungsfaktorsignal logarithmische Form haben. Die Wichtung oder Multiplikation in der Wichtungseinrichtung 82 geschieht also durch Aufsummieren der logarithmischen Signale von den Leitungen 100 und 108. Das Summieren wird durch eine Recheneinheit (nicht dargestellt) innerhalb der Wichtungseinrichtung 82 durchgeführt, wobei diese Recheneinheit eine Addition und Subtraktion von logarithmischen Signalen entsprechend einem positiven oder negativen Vorzeichenbit vornimmt welches in der auf der Leitung 100 dargebotenen Digitalzahl enthalten ist. Bei anderen Ausführungsformen des hier vorgeschlagenen Empfängers können die Logarithmierungsschaltungen 72 und 73 und die Delogarithmierungsschaltung 84 weggelassen werden. In diesem Falle werden die Signalwerte, welche von den betragbildenden Schaltungseinheiten 68 und 69 erzeugt werden, und nicht ihre Logarithmen, weiterverarbeitet Finden also keine logarithmischen Werte Verwendung, so wird die Wichtung oder Multiplikation in der Wichtungseinrichtung 82 mittels eines Multiplizierers (nicht dargestellt) durchgeführt welcher die auf den Leitungen 108 und 100 zugeführten Signale miteinander multipliziert

Aus F i g. 4 ist zu ersehen, daß die Wähler 88 jeweils einen digitalen Vergleicher 110, einen digitalen Inverter 112, zwei Torschaltelemente 114 und 116 sowie ein ODER-Schaltelement 118 enthalten. Der digitale Vergleicher 110 nimmt einen Vergleich der digitalen Eingangssignale an den beiden Eingangsleitungen des betreffenden Wählers 88 vor und gibt an das Torschaltelement 114 einen hohen Spannungspegel oder ein Signal der logischen Bedeutung 1 weiter, wenn das in das Torschaltelement 114 eingegebene Signal das jeweils größere der beiden Eingangssignale ist, während der digitale Vergleicher 110 einen niedrigen Spannungspegel oder ein Signal der logischen Bedeutung 0 über den Inverter 112 an das Torschaltelement 116 liefert, wenn das in das Torschaltelement 116 eingespeiste Signal das größere der beiden Eingangssignale ist. Die Torschaltelemente 114 und 116 besitzen gleiche Konstruktion und können aus einer Gruppe zueinander parallel liegender UND-Schaltelemente gebildet sein, um jede Stelle der das jeweilige Eingangssignal darstellenden, vierteiligen Digitalzahl durchzulassen. In Abhängigkeit von dem an das Torschaltelement 114 angekoppelten hohen Spannungspegel läßt das Torschaltelement 114 das Eingangssignal zu dem ODER-Schaltelement 118 und von dort zu dem Ausgangsanschluß des Wählers 88 durch. In entsprechender Weise läßt das Torschaltelement 116 bei Zuführung eines hohen Spannungspegels über den Inverter 112 das Eingangssignal zu dem ODER-Schaltelement 118 zu dem Ausgangsanschluß des Wählers 88 durch. Man erkennt also, daß der Wähler 88 das jeweils größere der beiden Eingangssignale zu dem Ausgangsanschluß auskoppelt Kehrt man nun zu Fig.3 zurück, so ist festzustellen, daß der Speicher 78 anstelle des Schieberegisters 102 auch in nicht dargestellter Weise einen Speicher willkürlicher Zugriffsmöglichkeit enthalten kann. In diesem kann die Folge der über die Leitung 94 angelieferten Signale mit fortlaufender Adresse in bestimmte Plätze des Speichers eingeschrieben werden und hier später nach einer bestimmten Verzögerungszeit und in Abhängigkeit von den am Anschluß C eingespeisten Taktimpulsen können die Signale der Reihe nach adressiert und über die Leitung 108 aus dem Speicher entnommen werden. Die Speicher 78 und 76 können somit entweder als Mittel zur Speicherung der Historie der Abtastungen oder als Mittel zur Verzögerung des Auftretens der Signalabtastproben um eine bestimmte Verzögerungszeit betrachtet werden.

Sollen die Wichtungsfaktoren aus dem Speicher 80 auf der Basis der quadratischen Mittelwerte einer Gruppe von Signalen auf den Ausgangsleitungen 96 des Speichers 76 gewählt werden, so sind die Signale von diesen Leitungen 96 einer nicht dargestellten Quadrierungseinheit zuzuführen, um die Signale jeweils zu quadrieren. Der Ausgang der Quadrierungseinheit ist dann einer ebenfalls nicht dargestellten Sammationsschaltung zuzuleiten, deren Ausgang wiederum einer Schaltung zur Bildung der Quadratwurzel zuzuführen ist Der Ausgang der Quadratwurzel bildenden Schaltung ist dann auf die Leitung 98 aufzugeben und bestünde ir. einer Digitslzahl, welche der Wurzel der mittleren Quadratwerte der Signale auf den Leitungen 96 entspricht Die soeben kurz beschriebene Schaltung zur Bildung der quadratischen Mittelwerte ist dann vorteilhaft, wenn das Festzeichenecho von Objekten in einem gemeinsamen Entfernungsbereich zufällig schwankt und die Schwankungen mit der Größe des Echos etwa von dem vorerwähnten Wasserturm vergleichbar sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Empfänger für ein Gerät zur kohärenten Puls-Doppler-Rückstrahlortung, mit Dopplerfiltern (64, 65) im Videokanal, ferner mit einer an den Ausgang der Dopplerfilter (64,65) angeschlossener. Wichtungseinrichtung (82) und mit einer an diese Wichtungsfaktoren liefernden Signalerzeugungsschaltung (69, 73, 76, 88, 98, 80), welche einen Speicher (76), in dem eine Anzahl von Signalen entsprechend bestimmten Abtastintervallschritten einspeicherbar sind, sowie eine daran angeschlossene Auswertschaltung (88, 98, 80) zur Ableitung der Wichtungsfaktoren in Abhängigkeit von bestimmten, im Speicher gespeicherten Signalen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in den Speicher (76) Signale entsprechend Entfernungs-Abtastintervallschritten und entsprechend Richtungs-Abtastintervallschritten eingespeichert werden und daß die Auswertschaltung (88, 98, 80) einen Wichtungsfaktor für jedes einem bestimmten Entfernungs-Abtastintervallschritt entsprechende Ausgangssignal der Dopplerfilter (64, 65) aus einer Gruppe von in dem Speicher gespeicherten Signalen entsprechend demselben Entfernungs-Abtastintervallschritt, jedoch einer Mehrzahl von Richtungs-Abtastintervallschritten bildet.

2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wichtungseinrichtung (82) eine Verzögerungsschaltung (78) vorgeschaltet ist, welche die der Wichtungseinrichtung (82) zugeführten Ausgangssignale der Dopplerfilter (64, 65) verzögert, bis die Signalerzeugungsschaltung (69, 73, 76, 88, 98, 80) einen zugehörigen Wichtungsfaktor gebildet hat.

3. Empfänger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (88,98, 80) die demselben Entfernungs-Abtastintervallschritt entsprechenden Signale im Speicher (76) nach einem Signal bestimmter Eigenschaft zur Ableitung des Wichtungsfaktors in Abhängigkeit von diesem Signal untersucht.

4. Empfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (88, 98, 80) Auswahlvorrichtungen (88) zur Auswahl des jeweils größten Signals unter den demselben Entfernungs-Abtastintervallschritt entsprechenden Signalen enthält

5. Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (88, 98, 80) einen weiteren Speicher (80) enthält, in welchem eine Gruppe von Wichtungsfaktoren gespeichert ist und welcher in Abhängigkeit von bestimmten, im erstgenannten Speicher (76) der Signalerzeugungsschaltung gespeicherten Signalen adressierbar ist.

6. Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Abtastintervallschritten entsprechenden Signale dem Speicher (76) der Signalerzeugungsschaltung (69, 73, 76, 88, 98, 80) über eine Logarithmierungsschaltung (73) zugeführt werden.

7. Empfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die den Abtastintervallschritten entsprechenden Signale, welche der Wichtungseinrichtung (82) zugeführt werden, als auch die der Wichtungseinrichtung zugeführten Wichtungsfaktoren durch Logarithmierungsschaltungen (72) logarithmiert werden und daß die Ausgangssignale der Wichtungseinrichtung (82) in einer Delogarithmierungsschaltung (84) delogariihmiert werden.