DE1247420B - Anordnung zur Bestimmung des Maximums eines von einem Impulsradargeraet gelieferten Videoimpulses - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOls

DeutscheKl.: 21 a4-48/61

Nummer: 1247 420

Aktenzeichen: S 85894IX d/21 a4

Anmeldetag: 28. Juni 1963

Auslegetag: 17. August 1967

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung des Maximums eines von einem Impulsradargerät gelieferten Videoimpulses durch Ermittlung des Wechsels der Änderungsrichtung der Impulsamplitude, mit Einrichtungen zur Mehrstufen-Amplitudenquantisierung des Videoimpulses in aufeinanderfolgenden Zeitintervallen gleicher Dauer, die Entfernungsschritten entsprechen.

Bekanntlich wirft bei Radarimpulsen das von dem ausgestrahlten Bündel erfaßte Ziel einen Echoimpuls zurück, dessen Breite im wesentlichen gleich der Breite des Sendeimpulses ist. Wenn diese Impulsbreite größer als die kleinsten Entfernungsschritte ist, die noch unterschieden werden sollen, ist eine genaue Entfernungsbestimmung offensichtlich nicht möglich. Zur Erhöhung der Genauigkeit versucht man daher, die genaue Mitte jedes empfangenen Echoimpulses bzw. des daraus gewonnen Videoimpulses zu bestimmen, weil diese Impulsmitte die Lage des Ziels mit größtmöglicher Genauigkeit ausdrückt.

Eine angenäherte Lösung besteht darin, daß man an Stelle der Impulsmitte das Inipulsmaximum ermittelt, weil in den meisten Fällen unterstellt werden kann, daß das Impulsmaximum etwa in der Impulsmitte liegt. Das Impulsmaximum, wiederum kann durch Feststellung des Wechsels der Änderungsrichtung der ImpulsampIitude gefunden werden.

Bei einer bekannten Anordnung der eingangs angegebenen Art erfolgt die Feststellung des Wechsels der Änderungsrichtung durch Differentiation des ursprünglichen Impulses bzw. des aus den quantisierten Amplitudenwerten näherungsweise wiederhergestellten Impulses. Die Bestimmung der genauen Entfernung ist also erst nach Beendigung des Impulses und somit nur mit einer Verzögerung von wenigstens der halben Impulsbreite möglich. Außerdem müssen alle aufeinanderfolgenden quantisierten Amplitudenwerte bis zur Beendigung des Impulses gespeichert werden, so daß eine entsprechend große Zahl von Speichern erforderlich ist.

•Es ist auch bereits bekannt, die Radarvideoimpulse eines Zieles, die in aufeinanderfolgenden Impulsfolgeperioden eintreffen, paarweise miteinander zu vergleichen. Die dadurch gewonnenen Differenzspannungen werden aber nach Bildung eines vorzeichenunabhängigen Absolutwertes gegen die gleichgerichteten Impulsspannungen geschaltet, um die Winkelauflösung zu verbessern. Die genaue Bestimmung der zeitlichen Lage des Impulsmaximums eines einzigen Videoimpulses ist mit dieser Maßnahme offensichtlich nicht möglich.

Das Ziel der Erfindung ist demgegenüber die

Anordnung zur Bestimmung des Maximums eines von einem Impülsradargerät gelieferten
Videoimpulses

Anmelder:

Societe Nouvelle d'Electronique
et de la Radio-Industrie, Paris

Vertreter:

DipL-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. Häuser
und DipL-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:
Fred Molho, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 29. Juni 1962 (902 518)

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Schaffung einer Anordnung der eingangs angegebenen Art, welche mit geringem Schaltungsaufwand eine praktisch verzögerungsfreie Ermittlung des Impulsmaximums ermöglicht. . .

Zur Lösung dieser Aufgabe enthält die Anordnung nach der Erfindung eine Anordnung, welche die quantisierten Amplitudenwerte in den aufeinanderfolgenden Zeitintervallen paarweise miteinander vergleicht und ein das Impulsmaximum kennzeichnendes Signal abgibt, wenn sich das Vorzeichen der beim Vergleich festgestellten Differenzen ändert.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist nur die Speicherung eines einzigen quantisierten Amplitudenwerts für die Dauer eines Zeitintervalls erforderlich, und die Anordnung zur Durchführung des Vergleichs und zur Abgabe des Ausgangssignals kann rein elek-• ironisch aufgebaut sein. Die Abgabe des Ausgangssignals erfolgt unmittelbar bei der Änderung des Vorzeichens der beim Vergleich festgestellten Differenzen, also trägheitslos noch vor Beendigung des analysierten Impulses innerhalb einer einzigen Impulsperiode.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß eine erste Gruppe von Speicherst) schaltungen, von denen jede , einer der möglichen Quantisierungsstufen zugeordnet ist und erregt wird, wenn die Amplitude des Videoimpulses in einem

709 637/214

Claims (2)

Zeitintervall die zugeordnete Quantisierungsstufe übersteigt, daß eine zweite Gruppe von Speicherschaltungen vorgesehen ist, von denen jede mit einer Speicherschaltung der ersten Gruppe so verbunden ist, daß sie deren Inhalt in dem folgenden Zeitintervall speichert, daß die Ausgänge der Speicherschaltungen jeder Gruppe mit den Eingängen einer Summierschaltung verbunden sind und daß die Ausgänge der beiden Summierschaltungen mit den Eingängen einer Vergleichsschaltung verbunden sind, die ein kennzeichnendes Signal abgibt, wenn das Ausgangssignal der der zweiten Gruppe zugeordneten Summierschaltung größer als das Ausgangssignal der der ersten Gruppe zugeordneten Summierschaltung wird. Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert, die das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Schaltung zur Bestimmung des Maximums eines Radarvideoimpulses zeigt. Die am EingangJSl erscheinenden Videoimpulse werden einer Reihe von Schwellwertschaltungen 1, 2, 3, 4 zugeführt, von denen jede einen bestimmten Schwellwert aufweist, der einer Quantisierungsstufe für die Amplitudenquantisierung der Videoimpulse entspricht. Natürlich ist die Zahl der Schwellwertschaltungen nicht auf vier beschränkt. Der Schwellwert jeder Schwellwertschaltung wird von einer Quelle 19 gesteuert. Die Arbeitsweise derartiger Schwellwertschaltungen ist allgemein bekannt und wird daher nicht näher erläutert; jede Schaltung spricht nur dann an, wenn der Augenbhckswert der ihr zugeführten Impulsamplitude gleich ihrem Schwellwert ist oder diesen .übersteigt. Jede der Schwellwertschaltungen 1 bis 4 ist mit einer Undschaltung 5, 6, 7 bzw. 8 verbunden, von denen jede Taktimpulse empfängt, welche von einer Quelle 17 abgegeben werden. Diese Quelle wird durch die bei E 2 zugeführten Synchronisierimpulse des Radargeräts so gesteuert, daß die abgegebenen Taktimpulse die den zu unterscheidenden Entfernungsschritten entsprechenden Zeitintervalle bestimmen. Die Und-Schaltungen geben nur dann Signale ab, wenn eine Koinzidenz zwischen den Taktsignalen und den Ausgangssignalen der Schwellwertschaltungen besteht, und sie führen auf diese Weise eine Dauerquantisierung der quantisierten Amplitudenwerte durch. Die von den Und-Schaltungen 5 bis 8 abgegebenen Signale werden jeweils einem bistabilen Speicherelement 9, IOj 11 bzw. 12 zugeführt, die so ausgeführt sind, daß sie in den anderen Zustand übergehen, wenn an ihrem Eingang ein Signal vorhanden ist. Diese bistabilen Speicherelemente zeigen somit durch ihre Zustände den AugenbHckswert der Amplitude des am Eingang El zugeführten Videoimpulses in einem bestimmten Zeitintervall an. Die von der bzw. den in den anderen Zustand übergegangenen bistabilen Speicherelementen gelieferte Information über die Impulsamplitude wird in einer Summierschaltung festgestellt, welche aus fünf Widerständen Rl, R2, R3, R4 und RS besteht. Der Ausgang dieser Summierschaltung ist mit dem einen Eingang einer Vergleichsschaltung 18 verbunden. Die Werte der Widerstände Rl, R2, R3, R4 können voneinander verschieden sein, wodurch es möglich wird, die von den verschiedenen bistabilen Speicherelementen abgegebenen Summanden mit verschiedenen Faktoren zu multiplizieren. Die Taktimpulsquelle 17 ist außer mit den bistabilen Speicherelementen 9 bis 12 der ersten Gruppe mit bistabilen Speicherelementen 13, 14, 15, 16 einer zweiten Gruppe verbunden, welche der ersten Gruppe gleich ist. Dadurch werden die in der ersten Gruppe gespeicherten Informationen zu der zweiten Gruppe übertragen, wenn ein Übergang von einem Zeitinterr vall zum folgenden stattfindet. Die bistabilen Speicherelemente 9 bis 12 sind dann zur Aufnahme des ίο quantisierten Amplitudenwerts bereit, den der Videoimpuls im folgenden Zeitintervall hat. An die Ausgänge der bistabilen Speicherelemente 13, 14, 15, 16 der zweiten Gruppe ist eine zweite Summierschaltung angeschlossen, die aus den Widerständen R'l bis R'5 besteht und der Summierschal tung aus den Widerständen Rl bis RS gleich ist. Diese zweite Summierschaltung liefert somit in jedem Zeitintervall die Information über den Augenblickswert, den die Impulsamplitude im vorhergehenden so Zeitintervall hatte, wogegen die Summierschaltung aus den Widerständen R1 bis RS den Augenblickswert der Amplitude des Videoimpulses in dem betreffenden Zeitintervall anzeigt. Der Ausgang der zweiten Summierschaltung ist mit dem zweiten Eingang der Vergleichsschaltung 18 verbunden, welche die Differenz der beiden verglichenen Größen bildet. In der Vergleichsschaltung 18 werden also systematisch paarweise die in den einzelnen Zeitintervallenaufeinanderfolgenden quantisierten Amplitudenwerte des dem EingangEl zugeführten Videoimpulses verglichen. Die festgestellte Differenz ist zunächst positiv, nimmt dann beim Erreichen des Impulsmaximums auf Null ab und wird anschließend negativ. ImAugenblick des Vorzeichenwechsels dieser Differenz gibt die Vergleichsschaltung 18 einen Impuls ab, der somit anzeigt, daß soeben das Impulsmaximum erreicht worden ist. Dieser Impuls wird bei S zu den Auswerteschaltungen übertragen. Da hinsichtlich der Art der von den SchweUwert- . schaltungen oder den bistabilen Schaltungen abgegebenen Signale keine Voraussetzung gemacht worden ist, kann offensichtlich die Amplitude des Videoimpulses in analoger Form oder in digitaler Formbestimmt werden. Patentansprüche:

1. Anordnung zur Bestimmung des Maximums eines von einem Impulsradargerät gelieferten Videoimpulses durch Ermittlung des Wechsels der Änderungsrichtung der Impulsamplitude, mit Einrichtungen zur Mehrstufen-AmpHtudenquantisierung des Videoimpulses in aufeinanderfolgen- den ZeitintervaUen gleicher Dauer, die Entfernungsschritten entsprechen, gekennzeichnet durch eine Anordnung, welche die quantisierten AmpHtudenwerte in den aufeinanderfolgenden Zeitintervallen paarweise miteinander vergleicht und ein das Impulsmaximum kennzeichnendes Signal abgibt, wenn sich das Vorzeichen der beim Vergleich festgestellten Differenzen ändert.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gruppe von Spei- cherschaltungen (9, 10, 11, 12) vorgesehen ist, . von denen jede einer der möglichen Quantisierungsstufen zugeordnet ist und erregt wird, wenn die AmpUtude des Videoimpulses in einem Zeit-