DE1591749C - Verfahren und Anordnung zum Regeln der Quantisierungsschwelle in einem Radar empfänger - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln besitzt einen Schwelleriwertdiskriminator· für die der Schwellenspannung in einem Radarempfänger, Videosignale, eine erste, von Taktimpulsen gesteuerte mit der die Amplitudenänderungen der Videosignale Und-Schaltung zur Zeitquantisierung der amplitudenverglichen werden, wodurch ein amplitudenquanti- quantisierten Videosignale, eine zweite Und-Schalsiertes Videosignal während der Zeit erhalten wird, 5 tung für die Videoquanten, auf deren zweiten Einin der das Videosignal die Schwellenspannung über- gang ein Signal-,nur.-,während .des bestimmten (geschreitet, bei dem das amplitudenquantisierte Video- gebenenfalls letzten) Teiles der Zeitperiode zwischen signal durch Zerhacken in Impulse einer bestimmten zwei vom Radarsender ausgesendeten Impulsen geFrequenz auch zeitquantisiert wird, die Anzahl der geben wird, einen Zähler für die ausgewählten Video-Videoquänten während eines bestimmten Teiles der io quanten und eine Sollwertvergleichseinrichtung. Diese Zeitperiode zwischen zwei vom Radarsender aus- Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sollgesendeten Impulsen gezählt wird, der Zählwert mit Wertvergleichseinrichtung durch einen Schalter geeinem bestimmten Sollwert verglichen wird und von bildet ist, der je nach Vergleichsergebnis die beder durch diesen Vergleich erhaltenen Regelspannung stimmte, vergleichsweise niedrige positive oder die die Schwellenspannung abgeleitet wird. Die Erfindung 15 bestimmte, beträchtlich höhere negative Regelspanbetrifft ferner eine Anordnung zur Durchführung des . nung einer Integrationsschaltung zuführt.
Verfahrens. . Die Erfindung wird genauer beschrieben an Hand

Zur Durchführung einer digitalen Signalbehandlung einer Ausführungsform in Verbindung mit den Zeichder Echos, die als analoge Signale von einem Radar- nungen, in denen die

empfänger empfangen werden, muß in dem Emp- 20 Fig. 1 ein Blockschaltbild der Anordnung gemäß fänger eine Analog-Digital-Umwandlung vorge- · der Erfindung zeigt und die

nommen werden. Dies geschieht auf solche Weise, Fig. 2a bis 2g Darstellungen sind, die das Prinzip

daß das empfangene Analogsignal auf einen Diskrimi- der Erfindung erläutern.

nator gegeben wird, an dessen Ausgang ein Gleich- In Fig. 1 wird ein Diskriminator 1 gezeigt, auf den

Spannungssignal erhalten wird, wenn das Eingangs- 35 das empfangene Analogsignal U_ein vom Eingang I videosignal eine bestimmte Schwellenspannung über- der Anordnung geliefert wird. In dem Diskriminator schreitet. Dieses Signal wird teilweise von den tat- wird das Signal mit einer Schwellenspannung CZ₁ versächlichen Echos und teilweise von dem Teil des glichen, die durch den Regelprozeß geregelt wird, der Rauschens erhalten, welcher die Schwellenspannung unten beschrieben wird. Vom Diskriminator wird ein überschreitet. Das amplitudenquantisierte · Video- 30 Ausgangssignal U₂ erhalten, wenn das Analogsignal signal wird zu Impulsen zerhackt, welche ein Binär- die Schwellenspannung überschreitet, wobei dieses wort darstellen, in dem die »Einsen« dem Teil des Ausgangssignal auf den einen Eingang einer Und-Videosignals entsprechen, der die Schwellenspannung Schaltung 2 gegeben wird. Auf den anderen Einüberschreitet, und die »Nullen« dem Teil entsprechen, gang K der Und-Schaltung 2 werden Taktimpulse mit der die Schwellenspannung nicht erreicht. Wenn die 35 solcher Frequenz gegeben, daß sie durch Aufteilung Schwellenspannung auf einen so hohen Wert ein- der Zeit zwischen zwei vom Sender augesandten gestellt war, daß das gesamte empfangene Rauschen Impulsen eine Zielbestimmung möglich machen. Demals »Nullen« registriert wird, wird auch eine große nach wird ein aus Impulsen gebildetes Signal U₃ am Anzahl schwacher Echos als »Nullen« registriert, was Ausgang der Und-Schaltung erhalten, in welchem Sinicht erwünscht ist. Es ist jedoch von großer Wichtig- 40 gnal die Impulsstellungen die Entfernung zu den keit, daß die Wahrscheinlichkeit für das Erscheinen Zielen anzeigen und ihre Anzahl die Größe der Zeit von durch Rauschen hervorgerufenen »Einsen« so' festlegt, in der das Videosignal die Schwellenspannung konstant wie möglich gehalten wird. Um diese Wahr- überschreitet. Der Ausgang der Und-Schaltung 2, der scheinlichkeit konstant zu halten, hat man bis jetzt auch der Ausgang U_aus der Anordnung ist, ist mit die empfangenen »Einsen« gezählt- und veranlaßt, 45 dem einen Eingang einer Und-Schaltung 3 verbunden, daß die Schwellenspannung sich erhöht oder absinkt an deren anderen Eingang ein Signal während des in Proportionalität zu der Anzahl der »Einsen«, um Teiles des Intervalls zwischen den vom Sender ausdie Anzahl der »Einsen« innerhalb bestimmter gesendeten Impulsen angelegt wird, währenddessen Grenzen zu halten. Dies bringt jedoch mit sich, daß die Echos von den am weitesten entfernten Zielen echte Echos und andere Störungen als Rauschen 50 auftreten, z. B. während der letzten zwei Drittel des (z. B. Regenechos) die Schwellenspannung erhöhen Impulsintervalls. Das Ausgangssignal der UND- und dadurch die Wahrscheinlichkeit zur Ermittlung Schaltung 3 wird auf einen Zähler 4 gegeben, welcher schwacher Echos beträchtlich herabgesetzt wird. ein Binärzähler sein kann und auch mit einem Null-

Die vorliegende Erfindung soll ein Verfahren und setzeingang N für jede Ziffernstelle versehen ist. Die eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens 55 Ausgänge der verschiedenen Stufen des Zählers sind liefern, bei dem die obengenannten Nachteile aus- mit je einem Eingang zugehöriger Und-Schaltungen 9 geschaltet sind. Das Verfahren ist in der Hauptsache verbunden. Die anderen Eingänge dieser Und-Schaldadurch gekennzeichnet, daß der Regelspannung ein turigen sind mit einer Impulsquelle S verbunden, bestimmter, vergleichsweise niedriger positiver Wert welche einen Impuls erzeugt, wenn ein Impuls vom gegeben wird, solange der Videoquanten-Zählwert 60 Radarsender ausgesandt wird. Die Impulse von der den Sollwert noch nicht überschritten hat, jedoch Quelle S werden auch über eine Verzögerungsein bestimmter, beträchtlich höherer negativer Wert schaltung 10 auf die Nullsetzeingänge N des Zählers 4 während des folgenden Intervalls, und daß die Regel- gegeben. Auf diese Weise wird der Zähler mit einer Spannung derart integriert wird, daß die Schwellen- geringen Verzögerung nach dem Auftreten der. Sispannung einen zunächst ansteigenden, nach Über- 65 gnale an den Ausgängen der Und-Schaltungen 9 auf schreiten des Sollwertes aber steiler abfallenden Ver- Null gesetzt. Diese Signale werden auf einen Schallauf erhält. ter5 geliefert, der in Abhängigkeit davon, ob die Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ZaW der gezählten Impulse einen gewissen Wert

überschreitet oder nicht, eine positive oder eine negative Spannung an seinem Ausgang so lange liefert, bis der Schalter durch eine neue Zahl vom Zähler betätigt wird. Dieses Ausgangssignal wird auf eine Integrationsschaltung 6 gegeben, die die" Schwellenspannung U₁ erzeugt, welche in Abhängigkeit davon, ob die Spannung vom Schalter 5 positiv oder negativ ist, einen ansteigenden oder abfallenden Wert hat. Da der Absolutwert der negativen Spannung größer als der Absolutwert der positiven Spannung ist, wird der abfallende Teil der Schwellenspannung steiler als der ansteigende Teil sein.

F i g. 2 zeigt ein vereinfachtes Beispiel der in der Anordnung gemäß Fig. 1 auftretenden Signale. Wenn der Verlauf des Videosignals zwischen den Zeitpunktent₀ und I₁ in Fig.2 betrachtet wird, ist zu sehen, daß die Signalamplitude U_1n sich um die langsam ansteigende Schwellenspannung IZ₁ verändert. Wie in Fig. 2c gezeigt wird, wird ein Ausgangssignal U₂ am Ausgang des Discriminators I erhalten, wenn U_1n die Schwellenspannung überschreitet. Fig. 2d zeigt die an die Und-Schaltung2 gelieferten Taktimpulse. Am Ausgang der Und-Schaltung 2 werden nur während der Zeit Impulse erhalten, in der die Taktimpulse und das Signal U₃ gleichzeitig auftreten, wie es die Fig.-2e zeigt. Wie oben erwähnt wurde, ist die Und-Schaltung 3 während der Zeit gesperrt, in der die Echos von nahegelegenen Zielen empfangen werden, wie es die Fig. 2f zeigt. Während des Intervalls Z₀-Z₁ soll die Anzahl der in dem durch die Impulsreihen dargestellten binären Worte enthaltenen binären »Einsen« so groß sein, daß, wenn das Ergebnis in dem Zähler mit Hilfe des Impulses von der Impulsquelle S (F i g. 2 a) zum Zeitpunkt f, zum Schalter 5 übertragen wird, der Schalter ein positives Ausgangssignal liefert, wie es Fig. 2g zeigt. Während des Intervalls t_t-t₂ ändert sich das Videosignal in bezug auf die Schwellenspannung derart, daß die Länge des Ausgangssignals des Diskriminators und infolgedessen die Anzahl der »Einsen« in dem durch die Impulsfolge dargestellten Binärwort" am Ausgang der Schaltung 3 abnimmt, wie es aus der Fig. 2f deutlich wird. Gemäß dem Beispiel wird angenommen, daß diese Zahl so klein ist, daß der Schalter 5 bei Empfang des Zählergebnisses vom Zähler4 zum Zeitpunkt^ bestimmt, daß eine Spannungsumschaltung stattzufinden hat und der negative Spannungswert auf die Integrationsschaltung 8 zu liefern ist. Die Schwellenspannung erhält jetzt einen steil abfallenden Verlauf, was bedeutet, daß bei einem angenommenen beibehaltenen Eingangssignalpegel die vollständige Länge der aus Impulsen gebildeten Ausgangssignale vom Diskriminator ansteigen wird. Dadurch steigt auch die Anzahl der »Einsen« in dem Binärwort, wie es der Teil t.,-t., in Fig. 2f zeigt. Diese Zahl soll einen kritischen" Wert des Schalters 5 überschreiten, wodurch dessen Ausgangssignal positiv wird und die Schwellenspannung einen langsam ansteigenden Verlauf erhält.

Offensichtlich besitzt die Anordnung gemäß der Erfindung im Vergleich zu den bekannten Anordnungen den Vorteil, daß die Regelung der Schwellenspannung nicht auf ungünstige Weise beeinflußt wird, solange das Rauschen auf bestimmte Sektoren begrenzt wird. Im Gegensatz zu den Regelverfahren der bekannten Anordnungen, wo sich die Schwellenspahnung proportional zur Anzahl der »Einsen« in dem durch die Impulsfolge dargestellten Binärwort ändert, findet gemäß der vorliegenden Erfindung ein langsamer Anstieg der Schwellenspannung statt, bis die Anzahl der »Einsen« unter einem bestimmten Wert liegt, und erst dann kommt es zu einem schnellen Abfall der Schwellenspannung. Weiterhin, werden naheliegende Quellen, z. B. Bodenechos, die Schwellenspannung nicht beeinflussen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Regeln der Schwellenspannung in einem Radarempfänger, mit der die Amplitudenänderungen der Videosignale verglichen werden, wodurch ein amplitudenquantisiertes Videosignal während der Zeit erhalten wird, in der das Videosignal· die Schwellenspannung überschreitet, bei dem das amplitudenquantisierte Videosignal durch Zerhacken in Impulse einer , bestimmten Frequenz auch zeitquantisiert wird, die Anzahl der Videoquanten während eines bestimmten Teiles der Zeitperiode zwischen zwei vom Radarsender ausgesendeten Impulsen gezählt wird, der Zählwert mit einem bestimmtea Sollwert verglichen wird und von der durch diesen Vergleich erhaltenen Regelsp'annung die Schwellenspannung abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelspannung ein bestimmter, vergleichsweise niedriger positiver Wert gegeben wird, solange der Videoquanten-Zählwert den Sollwert noch nicht überschritten hat, jedoch ein bestimmter, beträchtlich höherer negativer Wert während des folgenden Intervalls, und daß die Regelspannung derart integriert wird, daß die Schwellenspannung einen zunächst ansteigenden, nach Überschreiten des Sollwertes aber steiler abfallenden Verlauf erhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Videoquanten nur während eines bestimmten letzten Teiles der Zeitperiode zwischen zwei vom Radarsender ausgesendeten Impulsen gezählt wird.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Schwellenwertdiskriminator für die Videosignale, mit einer ersten, von Taktimpulsen gesteuerten Und-Schaltung zur Zeitquantisierung der amplitudenquantisierten Videosignale, mit einer zweiten Und-Schaltung für die Videoquanten, auf deren zweiten Eingang ein Signal nur während des bestimmten (gegebenenfalls letzten) Teiles der Zeitperiode zwischen zwei vom Radarsender ausgesendeten Impulsen gegeben wird, mit einem Zähler für die ausgewählten Videoquanten und einer Sollwertvergleichseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertvergleichseinrichtung durch einen Schalter (5) gebildet ist, der je nach Vergleichsergebnis die bestimmte, vergleichsweise niedrige positive oder die bestimmte, beträchtlich höhere negative Regelspannung (!/.) einer Integrationsschaltung (6) zuführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen