DE1125981B

DE1125981B - Arrangement for frequency band compression of radar signals

Info

Publication number: DE1125981B
Application number: DES67158A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl Euler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-02-18
Filing date: 1960-02-18
Publication date: 1962-03-22

Description

Anordnung zur Frequenzbandkompression von Radarsignalen Es sind verschiedene Verfahren zur Bandbreitenkompression von Radar-Bildsignalen bekannt, die eine Übertragung dieser Signale auf schmalbandigen Kanälen oder Leitungen ermöglichen. Eines dieser Verfahren besteht darin, durch eine sogenannte Ausmusterung ein stroboskopartig gedehntes Bild zu erhalten. Dieses Verfahren ist überall dort anwendbar, wo in periodischer Folge ein mit Redundanz behaftetes Signal auftritt. Aus diesem Signal wird durch einen Austastimpuls, dessen Folgefrequenz sich nur wenig von der Signalfolgefrequenz unterscheidet, eine neue Nachricht ausgetastet, die unter entsprechender zeitlicher Dehnung das im Frequenzband komprimierte Signal darstellt. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß umfangreiche Taktgeneratoren erforderlich sind und daß keinerlei Verbesserungen des Nutz-Stör-Verhältnisses erreicht werden, da immer nur ein geringer Teil einer jeden Signalperiode zur Bildung des komprimierten Ausgangssignals verwendet wird.Arrangement for frequency band compression of radar signals There are different Method for the bandwidth compression of radar image signals is known that a transmission enable these signals on narrow-band channels or lines. One of these The method consists of a so-called scrapping in a stroboscopic manner to get a stretched image. This procedure can be used wherever periodic As a result, a signal with redundancy occurs. This signal becomes through a blanking pulse whose repetition rate differs only slightly from the signal repetition rate differs, a new message blanked out under the appropriate time Stretch represents the signal compressed in the frequency band. This procedure has however, the disadvantage that extensive clock generators are required and that no improvements in the useful-to-interference ratio can be achieved, since only a small part of each signal period to form the compressed output signal is used.

Nach einem anderen bekannten Verfahren wird die Abtastung jeder Signalperiode mit mehreren zeitlich gegeneinander versetzten Austastimpulsen vorgenommen, so daß bei der Radar-Bildübertragung mehrere Teilbilder entstehen, die über getrennte Kanäle übertragen werden können und wodurch eine Verbesserung des Auflösungsvermögens von Radarbildern erzielt wird. Die obenerwähnten Nachteile werden auch hier nicht vermieden. According to another known method, the sampling of every signal period made with several temporally offset blanking pulses, so that With the radar image transmission, several partial images are created, which are via separate channels can be transferred and thereby an improvement in the resolution of Radar images is achieved. The disadvantages mentioned above are not avoided here either.

Um das Nutz-Stör-Verhältnis zu verbessern, ist anderweit vorgeschlagen, bei der mehrfachen Abtastung jeder Signalperiode durch mehrere gegeneinander phasenverschobene Austastimpulsfolgen die ausgestasteten Sekundärsignale nach Kompensation ihrer Phasenverschiebungen zu einem komprimierten Ausgangssignal zu addieren. Zur weiteren Vereinfachung einer derartigen Anordnung ist anderweit vorgeschlagen, alle aus Verzögerungsleitungen bestehenden Laufzeitglieder zu einer einzigen Verzögerungsleitung mit entsprechenden Anzapfungen zusammenzufassen bzw. die Laufzeitglieder zur Kompensation der Phasenverschiebungen der Sekundärsignale durch einen magnetischen Speicher zu ersetzen, von dem alle eingespeicherten Sekundärsignale nach verschieden langen Laufzeiten (vom Aufnahmekopf bis zum Wiedergabekopf, hervorgerufen durch eine entsprechende Formgebung des Wiedergabekopfes) wieder abgenommen werden. In order to improve the useful-disturbance ratio, it is proposed elsewhere, in the multiple sampling of each signal period by several mutually phase-shifted Blanking pulse sequences the blanked secondary signals after their phase shifts have been compensated to be added to a compressed output signal. To further simplify a such arrangement is suggested elsewhere, all comprised of delay lines existing delay elements to a single delay line with corresponding Summarize taps or the delay elements to compensate for the phase shifts to replace the secondary signals with a magnetic memory, all of which stored secondary signals after different lengths of time (from the recording head up to the playback head, caused by a corresponding shape of the playback head) can be removed again.

Um den Aufwand, den die Ausmusterung durch Taktgeneratoren erfordert, zu vermeiden, ist es bereits bekannt, aufeinanderfolgende Signale gleichen Nachrichteninhaltes entsprechend einem Fennsehraster zeilenweise untereinander auf den Schirm einer Braunschen Röhre aufzuzeichnen, das Raster durch eine Blende bis auf einen diagonal verlaufenden Schlitz abzublenden und nur die durch den Schlitz sichtbaren Bildpunkte auszuwerten. Das Nutz-Stör-Verhältnis ist auch hier noch schlecht, da nur geringe Teile jeder Signalperiode ausgenutzt werden. In order to reduce the effort required by clock generators for decommissioning, It is already known to avoid successive signals with the same message content according to a television grid line by line one below the other on the screen of a Braunschen To record a tube, the grid through a diaphragm except for a diagonal Fade down the slit and only evaluate the image points visible through the slit. The useful-disturbance ratio is still bad here too, since only small parts of each Signal period are used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache, von einem üblichen umlaufenden Trommelspeicher Gebrauch machende Anordnung zur Durchführung der Ausmusterung bei der Frequenzbandkompression von in periodischer Folge auftretenden, mit Redundanz behafteten Radarsignalen anzugeben und dabei noch das Nutz-Stör-Verhältnis durch additive Zusammenfassung zeitlich aufeinanderfolgend gespeicherter gleicher Signalteile zu verbessern. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Frequenzbandkompression unter Verwendung eines umlaufenden Trommelspeichers erfolgt, dessen magnetisierbare Schicht in Form von mehreren parallelen, schraubenlinienförmig verlaufenden Speicherspuren am Trommelumfang aufgebracht ist, daß je ein die ganze Breite des Trommelspeichers einnehmender Aufnahme- und Wiedergabekopf vorgesehen ist, wobei der Aufnahmekopf parallel zur Drehachse des Trommelspeichers angeordnet ist und jeweils nur eine Speicherspur punktweise beaufschlagt, und der Wiedergabekopf auf einer Seite am Umfang des Trommelspeichers mit dem Aufnahmekopf zusammenfallend den Trommelspeicher schraubenlinienförmig umgibt und gleichzeitig mehrere Speicherspuren punktweise abtastet, daß ferner die Speicherspuren eine solche Neigung gegenüber der Achse und einen solchen Abstand voneinander haben, daß die Speicherung durch den Aufnahmekopf am Ende einer Speicherspur lückenlos am Anfang der in Drehrichtung des Trommelspeichers nächstfolgenden Speicherspur fortgeführt wird, und zwar derart, daß durch den in seiner ganzen Breite mit den vom Signalempfänger erhaltenen Primärsignalen beadschla-gten Aufnahmekopf die Impulsfolge jeder Signalperiode kontinuierlich in Einzelelemente aufgelöst und in einem Zeitraum, der um einen geringen Betrag kleiner ist, als zur Uberstreichung einer ganzen Speicherspur erforderlich ist, in aufeinanderfolgenden Speicherspuren gespeichert wird, und der Wiedergabekopf alle zeitlich aufeinanderfolgend gespeicherten gleichen Signalteile ohne Phasenverschiebung zu einem Ausgangssignal addiert. The invention is based on the object of a particularly simple, of a conventional rotating drum storage making use of an arrangement for implementation the decommissioning in the frequency band compression of periodically occurring, Specify redundant radar signals and the useful-to-interference ratio by additive combination of the same ones stored consecutively in time To improve signal parts. According to the invention this is achieved in that the Frequency band compression is carried out using a rotating drum storage system, its magnetizable layer in the form of several parallel, helical lines running memory traces on the drum circumference is applied that each the whole Width of the drum store occupying recording and playback head provided is, wherein the recording head is arranged parallel to the axis of rotation of the drum store is and only acted on one memory track point by point, and the playback head coinciding with the recording head on one side on the circumference of the drum store surrounds the drum storage in a helical shape and at the same time several storage tracks point by point scans that the memory tracks also have such an inclination with respect to the axis and have such a distance from each other that the storage by the recording head at the end of a storage track without gaps at the beginning of the direction of rotation of the drum storage the next memory track is continued, in such a way that by the in its entire width with the primary signals received from the signal receiver Recording head continuously divides the pulse train of each signal period into individual elements dissolved and in a period that is a small amount smaller than at Scanning an entire memory track is required in consecutive Memory tracks are stored, and the playback head is all sequentially in time stored equal signal parts without phase shift to an output signal added.

Ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Frequenzbandkompression gemäß der Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. An embodiment of an arrangement for frequency band compression according to the invention is shown in Figs.

Fig. 1 zeigt die Speichertrommel mit Aufnahme-und Wiedergabekopf, Fig. 2 die Abwicklung der Speichertrommel, auf der die Verteilung der Speicherschicht und die Anordnung des Aufnahme- und Wiedergabekopfes deutlich zu erkennen sind. Fig. 1 shows the storage drum with recording and playback head, Fig. 2 shows the development of the storage drum on which the distribution of the storage layer and the arrangement of the recording and playback heads can be clearly seen.

Die Trommel 1 ist um die Achse 2 drehbar gelagert und wird durch einen nicht dargestellten Antrieb in gleichförmige Umdrehung versetzt. Auf dem Trommelmantel ist die speicherfähige Schicht in schmalen, zueinander parallel verlaufenden Streifen 7 schraubenlinienförmig angeordnet. Der Aufnahmekopf 3 liegt parallel zur Trommelachse 2, der Wiedergabekopf 4 ist schraubenlinienförmig um die Trommel 1 geschlungen. Beide Köpfe 3 und 4 überstreichen die ganze Breite der Trommel und sind an einem Ende miteinander verbunden. The drum 1 is rotatably mounted about the axis 2 and is through a drive, not shown, is set in uniform rotation. On the drum shell is the storable layer in narrow, parallel strips 7 arranged helically. The recording head 3 lies parallel to the drum axis 2, the playback head 4 is looped around the drum 1 in a helical manner. Both heads 3 and 4 sweep the entire width of the drum and are on one End connected.

Im Gegensatz zu der obenerwähnten, anderweit vorgeschlagenen Anordnung, bei der mit einer größeren Anzahl von Austastimpulsen aus jeder Signalperiode eine entsprechende Anzahl von Einzelwerten ausgetastet und gleiche Nachrichtenteile nach Kompensation ihrer Phasenverschiebung durch Laufzeitglieder zu einem komprimierten Ausgangssignal addiert werden, wird mit dieser Anordnung eine kontinuierliche AufIösung und Speicherung aller Signalteile erreicht, indem der Aufnahmekopf 3 die Speicherspuren 7 nacheinander Punkt für Punkt mit dem jeweils an der Klemme 5 des Aufnahmekopfes zugeführten Primärsignal S, (t) beaufschlagt. Jede Spur wird vom Aufnahmekopf in einem Zeitraum überstrichen, der um einen kleinen Betrag größer als die Signalperiodendauer ist. Dadurch ergibt sich, daß die gleichen Signalteile gleicher Signalperioden in den parallel verlaufenden Spuren um einen konstanten Betrag gegeneinander versetzt sind. Der Wiedergabekopf 4, der mehrere Spuren 7 gleichzeitig schneidet, bildet mit diesen einen solchen Winkel, daß in jedem Zeitpunkt nur die Stellen der Speicherschicht abgetastet werden, die gleiche Signalteile gespeichert haben. An der Ausgangsklemme 6 wird die im Frequenzband komprimierte Nachricht S2.' (t) abgenommen. In contrast to the above-mentioned, otherwise proposed arrangement, in the one with a larger number of blanking pulses from each signal period one corresponding number of individual values blanked and the same message parts after Compensation of their phase shift by delay elements to a compressed one Output signal are added, a continuous resolution is achieved with this arrangement and storage of all signal parts is achieved by the recording head 3 the storage tracks 7 one after the other point by point with the one at the terminal 5 of the recording head applied primary signal S, (t). Each track is recorded by the recording head in a period of time that is a small amount greater than the signal period is. This means that the same signal parts of the same signal periods in the parallel tracks are offset from one another by a constant amount are. The playback head 4, which cuts a plurality of tracks 7 at the same time, forms with these such an angle that at any point in time only the locations of the storage layer are scanned that have stored the same signal parts. At the output terminal 6, the message S2 compressed in the frequency band. ' (t) decreased.

Analog der erwähnten, anderweit vorgeschlagenen, mit mehreren Austastimpulsfolgen arbeitenden Anordnung, deren Wirkungsweise in der Fig. 3 in einer Zeitdarstellung angedeutet ist, ergeben sich folgende Werte für die Bemessung des Trommelspeichers. Das Primärsignal S, (t) mit der Periode T, wird durch eine erste Folge von Austastimpulsen g (t) mit der Periode, (obere Reihe der Pfeile) und außerdem durch eine Anzahl weiterer Folgen von Austastimpulsen g(t+A), g(t+2A) ... g(t+(m-1)J) der gleichen Periode abgetastet. Die Austastimpulsfolgen sind also jeweils um einen BetragS gegeneinander phasenverschoben. Jede der Impulsfolgen der Periode T3 tastet aus den Primärsignalen Sekundärsignale mit der vergrößerten Periode T2 aus. In der Fig. 3 sind diese Sekundärsignale mit S2 (t), S2(tT), S2 (t- 2 ... s2 (t- (m- 1) r) bezeichnet, die gegeneinander eine Phasenverschiebung von T haben. Die phasenrichtige Addition dieser mSignale ergibt das komprimierte Ausgangssignal s2'(t). Analogous to the mentioned, otherwise proposed, with several blanking pulse sequences working arrangement, the mode of operation in Fig. 3 in a time representation is indicated, the following result Values for dimensioning the drum storage system. The primary signal S, (t) with the period T, is generated by a first sequence of blanking pulses g (t) with the period, (upper row of arrows) and also by a number of others Sequences of blanking pulses g (t + A), g (t + 2A) ... g (t + (m-1) J) of the same period scanned. The blanking pulse sequences are therefore each relative to one another by an amount S out of phase. Each of the pulse trains of the period T3 samples from the primary signals Secondary signals with the enlarged period T2. In Fig. 3 these are secondary signals with S2 (t), S2 (tT), S2 (t- 2 ... s2 (t- (m- 1) r), which are against each other have a phase shift of T. The in-phase addition of these m signals results in the compressed output signal s2 '(t).

Aus der Fig. 3 ergibt sich m A = T8 und r ='T2-Die Phasenverschiebung zwischen dem ersten und letzten Austastimpuls beträgt demnach (m-1) A = und die Phasenverschiebung des ersten Sekundärsignals gegenüber dem m-ten Sekundärsignal ist (m-1) z= T2-T. 3 results in m A = T8 and r = 'T2-the phase shift between the first and last blanking pulse is therefore (m-1) A = and the Phase shift of the first secondary signal with respect to the m-th secondary signal is (m-1) z = T2-T.

Werden diese Verhältnisse auf den Trommelspeicher übertragen, so ergibt sich für den Abstand der Parallelspuren am Trommelumfang T3a und für den größten Abstand des Aufnahmekopfes vom Wiedergabekopf der Wert T2 - r, da die beiden Köpfe an einer Seite zusammenfallen und einen bestimmten Winkel miteinander bilden. If these relationships are transferred to the drum store, so results for the distance between the parallel tracks on the drum circumference T3a and for the largest distance of the recording head from the playback head the value T2 - r, since the two Heads collapse on one side and form a certain angle with each other.

Claims

PATENT CLAIM: Arrangement for frequency band compression of in periodic Resulting radar signals with redundancy, with the received Pulse sequences according to the so-called decommissioning process, and that with avoidance of clock generators, are converted into time-stretched pulse trains, thereby characterized in that the frequency band compression using a rotating Drum storage takes place, whose magnetizable layer in the form of several parallel, helical storage tracks are applied to the drum circumference, that each a recording and playback head occupying the entire width of the drum store is provided, wherein the recording head is parallel to the axis of rotation of the drum store is arranged and acted on only one storage track point by point, and the Playback head on one side on the circumference of the drum store with the recording head coincidentally surrounds the drum storage in a helical manner and at the same time several storage tracks scanned point by point, that also the storage tracks one have such an inclination with respect to the axis and such a distance from each other, that the storage by the recording head at the end of a storage track without gaps at the beginning of the next storage track in the direction of rotation of the drum storage is continued, in such a way that through the in its full width with the Primary signals received from the signal receiver acted upon the recording head Pulse train every signal period continuously resolved into individual elements and in a period which is smaller by a small amount than for scanning an entire memory track is required, is stored in consecutive memory tracks, and the Playback head all stored consecutively same signal parts added to an output signal without phase shift.

Publications considered: German Auslegeschriften No. 1,015,871, 1028634; Telecommunications Journal, 10 (1957), pp. 135, 136.