DE1616266B1

DE1616266B1 - Vorrichtung zur Zeit- und Amplituden-Quantisierung von Radar-Videosignalen

Info

Publication number: DE1616266B1
Application number: DE1968H0065346
Authority: DE
Inventors: Norol T Evans; John A Propster; Barry E Williams
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1967-02-23
Filing date: 1968-02-17
Publication date: 1971-08-12
Also published as: US3392386A; BE711121A; FR1556548A; GB1156896A; NL6801986A; CH475562A; NL155655B

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Quantisierung der von einem Radarempfänger gezur Quantisierung der von einem Radarempfänger lieferten Videosignale nach Zeit und Amplitude eine gelieferten Videosignale nach Zeit und Amplitude mit Schaltungsanordnung zur periodischen Messung der einer Einrichtung zur Erzeugung von Video-Spitzen- Gesamtverstärkung des Radarempfängers und der werte genannten Signalen, die vorbestimmten Ent- 5 Einrichtung zur Erzeugung der Video-Spitzenwerte fernungsintervallen zugeordnet sind undeinekonstante, umfaßt, die ein für die Gesamtverstärkung charakder in diesem Entfernungsintervall erreichten Maximal- teristisches Signal erzeugt, und daß dieses Signal den amplitude des Videosignals gleiche Amplitude auf- Schwellenwertdetektoren als gemeinsamer Bezugspreisen, und mit einer Anzahl von auf verschiedene pegel zugeführt wird und eine solche Verschiebung Schwellenwerte eingestellten Schwellenwertdetekto- io der Schwellenwerte bewirkt, daß die Ausgangssignale ren, denen die Video-Spitzenwerte zugeführt werden der Schwellenwertdetektoren eine von der Gesamt- und die bei Überschreiten des jeweils vorgegebenen verstärkung unabhängige Funktion der Amplitude Schwellenwertes ein Ausgangssignal liefern. der HF-Echosignale sind.

Ein Hauptproblem in automatischen Überwachungs-, Auf diese Weise wird ein relativ einfacher Mehr-Such- und digitalen Zielverfolgungs-Radarsystemen 15 pegelcodierer für Radar-Empfangssysteme geschaffen, ist die automatische Verarbeitung aller Videosignale, mit dessen HiKe die Spitzenwerte der Video-Echodie von dem Radargerät geliefert werden. Gegenwärtig signale, die jeweils in ein Entfernungsbin fallen, in wird bei nahezu jedem Radarsystem von beliebig einen Digitalcode umwandelbar sind, der die Spitzenkompliziertem Aufbau ein Rechner zur Verarbeitung amplitude des Echos in bezug auf einen einstellbaren der Videosignale benutzt. Diese Signale werden ge- 20 Schwellenwert angibt. Der Codierer ist genau steuerwöhnlich quantisiert oder »digitalisiert«, bevor sie dem bar, so daß er in automatischen Überwachungs- und Rechner zur Speicherung und Verarbeitung zugeführt Akquisitions-Radarsystemen Anwendung finden kann, werden. Bei einer Ausführungsform der Erfindung, die ins-

Im einzelnen werden die jeweils einem Entfernungs- besondere für ein Radar-Empfangssystem mit einem Intervall, auch Entfernungsbin genannt, zugeordneten 25 logarithmischen Empfänger bestimmt ist, wird das Videosignale in der Weise digitalisiert, daß sie die verstärkte Ausgangssignal des logarithmischen Emp-Spitzenamplitude innerhalb des Entfernungsintervalls fängers einem Spitzenwertdetektor und Synchroniin bezug auf einen vorgewählten Schwellenwert dar- sator zugeführt, der den Spitzenwert der Videosignale stellen. Es sind die Video-Spitzenwerte genannten feststellt, die jeweils in einer Systemzeitperiode, wie digitalen Videosignale, die zum rechnerischen Auf- 30 beispielsweise während eines Entfernungsbins, auffassen und Verfolgen von Radarzielen, denen eine treten. Das Ausgangssignal des Synchronisators wird Bedeutung zukommt, benutzt v/erden. Da alle Daten- einer Vielzahl von Detektoren zugeführt, die Wahrverarbeitung an Hand der digitalisierten Spitzenwerte Ausgangssignale hefern, wenn, der Video-Spitzenerf olgt, ist die Genauigkeit des Radarsystems in hohem wert einen ausgewählten Schwellenwert um eine beMaße von der Genauigkeit und der Zuverlässigkeit 35 stimmte db-Zahl überschreitet,
abhängig, mit der die Videosignale zu Video-Spitzen- Bei einer Ausführungsform der Erfindung werden werten quantisiert oder digitalisiert werden. sieben Detektoren verwendet, die Wahr-Ausgangssi-

Eine Quantisierung der Videosignale in der eingangs gnale liefern, wenn der Video-Spitzenwert 3 bzw. 6, 9,

beschriebenen Weise ist aus der französischen Patent- 12, 18, 27 oder 39 db über einem ausgewählten Pegel

schrift 1 438 597 bekannt. DiesePatentschriftoffenbart, 40 liegt, wie beispielsweise dem mittleren Rauschpegel,

daß ein Signal, wie es von der eingangs beschriebenen Um mögliche Schwankungen in der Verstärkung des

Vorrichtung geliefert wird, in eine A_nzahl von Signalen logarithmischen Empfängers des ihm zugeordneten

zerlegt werden kann, die dem Überschreiten ver- Verstärkers und des Spitzenwertdetektors zu kompen-

schiedener Schwellenwerte entsprechen. Eine Schal- sieren, ist eine Bezugspegel-Steuereinheit vorgesehen,

tungsanordnung, die eine solche Quantisierung er- 45 mit deren HiKe die Detektoren so gesteuert werden,

möglichen würde, ist allerdings in der genannten fran- daß unabhängig von Verstärkungsänderungen im

zösischen Patentschrift nicht behandelt. Empfänger und den ihm zugeordneten Schaltungen

Für die Verarbeitung des quantisierten Video- jeder Detektor nur dann ein Ausgangssignal liefert,

signals ist es von Bedeutung, daß die Amplitude des wenn der Video-Spitzenwert den ausgewählten Schwel-

quantisierten Videosignals, also der Video-Spitzen- 50 lenwert um die spezielle db-Zahl überschreitet, die dem

werte, ein genaues Maß für die Amplitude des vom Detektor zugeordnet ist.

Radargerät empfangenen HF-Echosignals ist. Ein Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Er-

solcher Zusammenhang ist jedoch nur dann gegeben, findung sind der folgenden Beschreibung zu entneh-

wenn die Gesamtverstärkung der Schaltungsanordnung men, in der die Erfindung an Hand des in der Zeich-

vom HF-Empfangsteil bis zum Eingang zu den Spit- 55 nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher be-

zenwertdetektoren zeitlich konstant ist. Welche Cha- schrieben und erläutert wird. Es zeigt

rakteristik diese Verstärkung hat, ist dabei unbedeu- F i g. 1 ein Blockdiagramm einer Radar-Eingangs-

tend, sofern diese Charakteristik nur eine zeitliche schaltung, soweit sie für das erfindungsgemäße System

Konstanz aufweist. von Interesse ist,

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, 60 F i g. 2 ein schematisches Schaltbild der Detektor-

diejenigen Fehler auszuschalten, die sich durch zeit- anordnung des erfindungsgemäßen Systems,

liehe Änderungen der Gesamtverstärkung des Radar- F i g. 3 eine Tabelle, die die Beziehungen zwischen

empfängers und der Einrichtung zur Erzeugung der den Ausgangssignalen der verschiedenen Detektoren

Video-Spitzenwerte ergeben könnten und die eine und dem Schwellenwert veranschaulicht,

nachfolgende Verarbeitung der Video-Spitzenwerte 65 F i g. 4 das Diagramm der Bezugssignale, die zur

erschweren würde. Erzeugung eines genauen Bezugspegels dienen, und

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch F i g. 5 das Blockschaltbild der in F i g. 1 veran-

gelöst, daß die eingangs genannte Vorrichtung zur schaulichten Bezugspegel-Steuereinheit.

3 4

Das in F i g. 1 dargestellte Blockschaltbild veran- fer vorliegt. Dies bedeutet eine solche Einstellung des schaulicht die Eingangsschaltung für die in F i g. 2 System-Schwellenwertes, daß die Häufigkeit, mit der schematisch dargestellte Detektorgruppe. Wie oben 3 db über dem Rauschen des Systems liegende Videoangedeutet, ist es zum Zwecke der Erläuterung am Spitzenwerte während eines ausgewählten Intervalls besten, die Erfindung in Verbindung mit einem loga- 5 empfangen werden, eine ausgewählte Häufigkeit nicht rithmischen Radarempfänger zu beschreiben, obwohl überschreitet. Derartige Steuereinheiten oder -schaldie Erfindung auch bei anderen Radarempfängern ver- tungen, die zur Ausführung solcher Funktionen gewendet werden kann. eignet sind, sind in der Radartechnik bekannt. Ein

Der Eingang des in F i g. 1 dargestellten logarith- Beispiel für eine solche Schaltung zur Steuerung eines mischen Empfängers 10 kann wahlweise an einer An- io Schwellenwertes als Funktion einer Zielauffassung ist tenne 12 angeschaltet werden, um von der Antenne aus der USA.-Patentschrift 3 214 754 bekannt.
Hochfrequenzsignale zu empfangen. Der Empfänger In F ί g. 2 ist eine Gruppe von sieben Detektoren enthält übliche Hochfrequenz-, Misch- und Gleich- Dl bis Dl schematisch dargestellt. Die Anzahl der richtungsschaltungen, um Radarsignale mit Video- Detektoren wurde nur zum Zwecke der Erläuterung auf frequenz zu erzeugen, wie es in dieser Technik bekannt 15 sieben begrenzt. Der Detektor D1 wird über die Leiist. Diese Signale können auch als die Video-Ausgangs- tang 18 vom Spitzenwertdetektor 16 (F i g. 1) mit dem signale des Empfängers bezeichnet werden. Die Video- Video-Spitzenwert und über die Leitung 22 mit dem Ausgangssignale des logarithmischen Empfängers 10 System-Schwellenwert versorgt. Er vergleicht die beiwerden in einem Videoverstärker 14 verstärkt, der mit den Werte und liefert ein Wahr-Ausgangssignal, wenn einer Schaltung 16 verbunden ist, die als Spitzenwert- 20 der Video-Spitzenwert gleich oder größer ist als der detektor und Synchronisator bezeichnet ist. Dieser System-Schwellenwert.

Schaltung 16 werden auch Taktsignale zugeführt, die Der System-Schwellenwert wird von der Schwellen-

von einer nicht dargestellten Taktsignalquelle des Sy- wert-Steuereinheit 23 grundsätzlich so eingestellt, daß

stems geliefert werden. Die Funktion des Detektors 16 er 3 db über dem Rauschpegel des Systems liegt. Da-

besteht grundlegend darin, den Spitzenwert der Video- 25 her ist das Ausgangssignal des Detektors Dl nur dann

Echosignale, die während jeder Systemzeitperiode oder wahr, wenn der Video-Spitzenwert 3 db über dem

jedes Intervalls, die bzw. das beispielsweise ein Ent- Rauschpegel des Radarsystems liegt. Solch ein Wahr-

fernungsbin darstellen kann, festzustellen und über die Ausgangssignal kann als 3-db-Treffer betrachtet wer-

Ausgangsleitung 19 den in F i g. 2 dargestellten Detek- den. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wertoren zuzuführen. Diese Signale werden im folgenden 30. den die Wahr-Ausgangssignale des Detektors Dl ge-

als Video-Spitzenwerte bezeichnet. zählt, um die Häufigkeit oder Rate der 3-db-Treffer

Der Spitzenwertdetektor 16 kann aus einem »Box- zu zählen. Diese Zählung wird ihrerseits dazu benutzt,

car«-Detektor bestehen, der außer dem Ausgangsvideo den System-Schwellenwert so zu verändern, daß eine

des Verstärkers 14 während jeder Systemzeitperiode ein Fehlalarmrate von 3-db-Treffern einen gewünschten

Taktsignal empfängt. Wie aus der Radartechnik be- 35 Wert nicht überschreitet.

kannt, ist solch ein Detektor in der Lage, ein Ausgangs- Entsprechend werden auch die Detektoren D 2 bis signal zu liefern, das für den Spitzenwert der Signale DTmitdemVideo-SpitzenwertunddemSystem-Schwelcharakteristisch ist, die ihm während jeder Systemzeit- lenwert versorgt. Sie liefern Wahr-Ausgangssignale, periode zugeführt werden. Am Ende jeder Periode wenn sich der Video-Spitzenwert 6 bzw. 9, 12, 28, 27 wird der Detektor zurückgestellt, damit er auf die Si- 4° oder 39 db über dem Rauschpegel befindet. Jeder der gnale anspricht, die ihm während der folgenden Zeit- Detektoren Dl bis Dl enthält einen Operationsverperiode zugeführt werden. Das Ausgangssignal des stärker 30, dessen Eingang mit jeder der beiden Lei-Spitzenwertdetektors 16 wird weiterhin einer Bezugs- tungen 18 und 22 über einen gesonderten Widerstand pegel-Steuereinheit 50 als Bezugsvideo zu einem Zweck Rl verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers ist zugeführt, der im folgenden noch erläutert wird. 45 unmittelbar mit dem Stelleingang S eines Flipflops

Zum Zwecke der Erläuterung sei im folgenden an- (F/F)32 und mit dessen RückstelleingangJ? unter

genommen, daß unter normalen Arbeitsbedingungen Zwischenschaltung eines Negators (I) 33 verbunden,

das Video-Ausgangssignal des Verstärkers 14 dem Lo- Der Wahr-Ausgang des Flipflops bildet den Ausgang

garithmus des Eigangssignals von der Antenne 12 ge- des Detektors. Ein Widerstand Rf und zwei Dioden 34

maß der Beziehung 0,1 V/db proportional ist. Es sei 50 und 35 bilden die Rückkopplungsschleife des Opera-

weiterhin angenommen, daß unter normalen Betriebs- tionsverstärkers 30.

bedingungen der Detektor 16 die Verstärkung 1 hat. Die Flipflops der Detektoren sind getaktet, d. h.,

Infolgedessen hat eine Zunahme der vom logarithmi- sie werden in nicht näher dargestellter Weise durch

sehen Verstärker 1fr empfangenen Signale um 1 db Taktsignale aktiviert, damit sie auf die Signale an ihren

eine Zunahme von 0,1 V am Ausgang des Detektors 16 55 R- und S-Eingängen reagieren, so daß alle Detektoren

zur Folge. Der effektive Rauschpegel wird auf 1 V gleichzeitig Ausgangssignale liefern, die die relative

eingestellt. Infolgedessen hätte ein Signal, das 3 db Amplitude des Video-Spitzenwertes in bezug auf das

über dem effektiven Rauschen liegt, 1,3 V und ein Rauschen anzeigen. Es ist zu beachten, daß, sobald einer

Signal, das 6 db über dem Rauschen liegt, 1,6 V. der Detektoren ein Wahr-Ausgangssignal liefert, auch

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, enthält die Schaltung 60 die Ausgangssignale aller vorhergehenden Detektoren weiterhin einen Digital-Analog-Wandler 20, um den wahr sind. Wenn beispielsweise der Video-Spitzenwert Detektoren nach F i g. 2 über die Ausgangsleitung 22 wenigstens 12 db, aber weniger als 18 db über dem einen analogen System-Schwellenwert zuzuführen, der Rausehen liegt, dann ist das Ausgangssignal des Deeine Funktion der Digitalsignale ist, die er von einer tektors DA wahr. Weiterhin sind auch die Ausgangs-Schwellenwert-Steuereinheit 23 empfängt. Die Funk- 65 signale der Detektoren D3 und DI wahr, weil ihre tion dieser Schwellenwert-Steuereinheit besteht darin, Ausgangssignale dann wahr sind, wenn der Videoden System-Schwellenwert so einzustellen, daß eine Spitzenwert das effektive Rauschen um wenigstens 9 konstante, vorbestimmte Fehlalarmrate für 3-db-Tref- bzw. 6 db übersteigt.

5 6

Die Ausgangssignale der Detektoren Dl bis Dl bunden, über die den Detektoren ein genau geregelter können einer nicht dargestellten Wählschaltung zu- Bezugspegel zugeführt wird. Die Werte der Widergeführt werden, deren Funktion es ist, den höchst- stände Rl bis Rl sind so gewählt, daß die Ausgangsbezifferten Detektor anzuzeigen, dessen Ausgangs- signale der Detektoren nur dann wahr sind, wenn die signal wahr ist, um dadurch den Bereich in db über dem 5 Video-Spitzenwerte den System-Schwellenwert um Rauschen anzuzeigen, in dem sich der Video-Spitzen- eine bestimmte Anzahl db überschreiten. So ist beiwert befindet. Diese Information kann ihrerseits ver- spielsweise im Detektor Dl der Wert des Widerstandes arbeitet werden, um das Verhältnis eines solchen Vi- Rl in bezug auf Rl so gewählt, daß nur dann, wenn deo-Spitzenwertes zu einem Radarziel festzustellen. der Video-Spitzenwert 6 db über dem effektiven Rau-Die Information kann aber auch in einen Digitalcode io sehen oder 3 db über dem System-Schwellenwert für eine Zieldatenverarbeitung umgesetzt werden. Die hegt, der Ausgang von Dl wahr ist. Entsprechend vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, Detektor- ist im Detektor D3 der Wert von R3 so gewählt, Ausgangssignale zu liefern, die genau angeben, wie- daß nur dann, wenn der Video-Spitzenwert 9 db viel db der Video-Spitzenwert über dem effektiven über dem Rauschen liegt, d. h. 6 db über dem System-Rauschen liegt, nicht aber auf die Mittel zur Verwer- 15 Schwellenwert, das Ausgangssignal von D 3 wahr rung solcher Ausgangssignale. ist.

Die Eingänge der Verstärker 30 der Detektoren Dl Die Funktion jedes der Detektoren Dl bis Dl kann bis Dl sind weiterhin über jeweils einen der Wider- mathematisch durch die folgende Gleichung ausgestände Rl bis Rl mit einer Eingangsklemme 41 ver- drückt werden:

Video-Spitzenwert System-Schwellenwert Bezugspegel

J-sum = -> U . (1)

Rl Rl Rx

In dieser Gleichung ist χ = 2,3 usw. entsprechend der Ziffer des Detektors Dl, D3 usw. Das Ausgangssignal des Detektors ist wahr, wenn /_sw größer ist als Null. Aus der obigen Gleichung ergibt sich durch die Multiplikation jedes Gliedes mit Rl

η 1

Esum = Rl· hum = Video-Spitzenwert — System-Schwellenwert ■—Bezugspegel > 0 . (2)

Rx

Durch richtige Wahl der Werte von Rl bis Rl in 30 stant wäre, könnte den Detektoren an der Klemme 41 bezug auf Rl und den Bezugspegel können demnach ein konstanter Bezugspegel zugeführt werden. Wenn die Detektoren Dl bis Dl so eingestellt werden, daß beispielsweise A konstant 0,1 V/db betrüge, könnte sie nur dann Wahr-Ausgangssignale liefern, wenn sich ein konstanter Bezugspegel V_x erzeugt und Rl im der Video-Spitzenwert um eine bestimmte db-Zahl Detektor Dl so gewählt werden, daß über dem effektiven Rauschpegel liegt. 35

Zu Zwecken der Erläuterung sei der System-Schwel- jj ι

lenwert, der gemäß der obigen Annahme 3 db über dem ~r— V_x = 3(0,1) = 0,3 V.

Rauschpegel liegen soll, mit V₁ und das Ausgangssignal
des Spitzenwertdetektors pro db des Video-Echosignals

als A bezeichnet. Dann ist das Ausgangssignal 40 Entsprechend könnte im Detektor D 3 der Widervon Dl nur dann wahr, wenn der Video-Spitzenwert stand R3 so gewählt werden, daß (R1/R3) V_x = 6(0,1) gleich V₁ + 3A ist, denn es ist Dl so ausgebildet, = 0,6 V usw. In der Praxis liegen diese Bedingungen daß er ein Wahr-Ausgangssignal nur dann liefert, wenn jedoch nicht vor, weil die Gesamtverstärkung oder die der Video-Spitzenwert 6 db über dem Rauschpegel Beziehung V/db des Empfängers 10, Verstärkers 14 oder 3 db über dem System-Schwellenwert hegt. 45 und Spitzenwertdetektors 16, also die Größe A,

Der Pegel V₁ + 3A kann als Definition des Schwel- Schwankungen unterhegt. Infolgedessen kann der lenwertes des Detektors D1 betrachtet werden. Der Bezugspegel keine konstante V_x sein, sondern muß Schwellenwert für die anderen Detektoren ist in der vielmehr steuerbar sein.

Tabelle nach F i g. 3 aufgeführt, auf die hier Bezug Zum Zwecke dieser Steuerung wird die Verstär-

genommen wird. 50 kung V/db des Empfängers 10, Verstärkers 14 und

Gemäß dem Vorstehenden kann die Gleichung (3) Spitzenwertdetektors 16 periodisch überprüft, um Abfür den Detektor D1 wie folgt angeschrieben werden: weichungen von der Verstärkung A festzustellen, die

als Normalverstärkung betrachtet wird, und dement- g sprechend den der Klemme 41 zugeführten Bezugspegel

Esum — V₁-^TiA-V₁ Bezugspegel 55 zu verändern.

-^a Zur Erläuterung dieser Steuerung wird auf die

R₁ F i g. 1 und 4 Bezug genommen, von denen F i g. 4 ein

⁼ 3A — Bezugspegel > 0 . Diagramm zweier Bezugssignale darstellt. Zur Über-

² wachung der Verstärkung A wird zwischen zwei vor-

60 gewählten Zeitpunkten zugeordneten Video-Echosi-

Es ist so ersichtlich, daß die Genauigkeit des Detek- gnalen eine Bezugs-Signalquelle 40 (F i g. 1) mit Hilfe tors Dl, mit der er ein Wahr-Ausgangssignal liefert, eines Schalters 42 mit dem Eingang des Empfängers 10 wenn sich der Video-Spitzenwert 6 db über dem Rau- verbunden. Der Schalter 42, der zum Umschalten von sehen oder 3 db über dem System-Schwellenwert be- HF-Signalen geeignet ist, verbindet den Empfänger 10 findet, von der Genauigkeit von A oder den V/db ab- 65 entweder mit der Antenne 12 oder der Signalquelle 40. hängt, die der logarithmische Empfänger 10, der Ver- Wenn die Signalquelle 40 angeschlossen ist, ersetzt sie stärker 14 und der Spitzenwertdetektor 16 (F i g. 1) die Antenne und führt dem Empfänger Signale beliefert. Wenn A unter allen Betriebsbedingungen kon- kannter Amplitude zu. Die Signalquelle 40 kann auch

Claims

7 8

mit dem Empfänger lOübereinengeeignetenRichtungs- wird. Alle Taktsignale für die Boxcar-Detektoren wer-

koppler verbunden sein. den in bekannter Weise von einer nicht dargestellten

Unabhängig von der Art der Verbindung zwischen Taktsignalquelle des Systems zugeführt,
der Signalquelle 40 und dem Empfänger 10 liefert die In der Zwischenzeit zieht der Subtrahierer 52 c das Quelle 40, wenn die Verbindung hergestellt ist, dem 5 Ausgangssignal des Detektors 52 a vom Ausgangs-Empfänger 10 nacheinander zwei Impulse gleicher signal des Detektors 526 ab. Das Ausgangssignal des Dauer und von bekanntem genauem Pegel, beispiels- Subtrahierers, das einem Eingang eines Differenzweise von 6 und 26 db über einem bestimmten bekann- Verstärkers 53 zugeführt wird, ist für die Differenz ten Pegel. In F i g. 4 sind die beiden Impulse mit zwischen den Spitzen-Ausgangssignalen des Detekden Ziffern 46 und 47 bezeichnet. Beide haben die io tors 16 für die Impulse 46 und 47 charakteristisch, die gleiche Dauer t_t und sind durch die Zeitspanne f₂ unter den oben angenommenen Normalbedingungen getrennt. Das in Abhängigkeit von den beiden Bezugs- 2 V beträgt. Ein anderer Eingang des Differenzverimpulsen vom Spitzenwertdetektor 16 erzeugte Aus- stärkers 53 ist mit einer Klemme 54 verbunden, der gangssignal, das in F i g. 1 als Bezugsvideo bezeichnet ein festes Potential zugeführt wird, das in dem vorist, wird der Bezugspegel-Steuereinheit 50 zugeführt, 15 liegenden Beispiel 2 V beträgt. Das Ausgangssignal des deren Ausgang mit der Klemme 41 (F i g. 2) verbun- Differenzverstärkers 53 kann seinerseits von einem Verden ist. stärker 55 verstärkt werden, dessen Ausgangssignal

Die Steuereinheit 50 vergleicht die von den beiden den gesteuerten Bezugspegel darstellt, der den Detek-

Bezugsimpulsen 46 und 47 (F i g. 4) abhängigen Aus- toren Dl bis Dl an der Klemme 41 (F i g. 2) zu-

gangssignale des Detektors 16, indem sie das Ausgangs- 20 geführt wird.

signal für den Impuls 46 von dem Ausgangssignal für Wenn die Verstärkung pro db in der Kette Empfänden Impuls 47 subtrahiert. Die Einheit 50 speichert ger 10, Verstärker 14 und Detektor 16 den erwarteten oder behält die Differenz, bis ein weiteres Impulspaar Wert hat, sind die beiden Eingangssignale des Diffedem Empfänger 10 von der Quelle 40 zugeführt wird. renzverstärkers 53 gleich, so daß den Detektoren ein

Da die Differenz zwischen den Impulsen 46 und 47 25 normaler Bezugspegel zugeführt wird. Jede Abwei-20 db beträgt, sollte die Differenz zwischen den Aus- chung der Verstärkung pro db vom Normalen hat jegangssignalen des Detektors das 20fache der Normal- doch eine Differenz zwischen den beiden Eingangssiverstärkung pro db betragen. Wenn beispielsweise, gnalen des Verstärkers 53 zur Folge, die ihrerseits das wie oben angenommen, die Verstärkung pro db 0,1 V Ausgangssignal des Verstärkers 55 beeinflußt, um den beträgt, sollte die Differenz 20 (0,1) = 2 V betragen. 30 Bezugspegel zur Kompensation der Änderungen in Wenn die Differenz 2 V beträgt, führt die Steuereinheit der Verstärkung pro db zu verstellen. Das bedeutet, 50 den Detektoren einen normalen Bezugspegel zu. daß in den obigen Beziehungen, nach denen beispiels-Wenn jedoch die Differenz von 2 V abweicht, was an- weise für den DetektorD2 die Summe 3A — RIfRl zeigt, daß die Verstärkung pro. db in der Kette Empfän- (Bezugspegel) gleich oder größer als Null sein muß, ger 10, Verstärker 14 und Detektor 16 vom Normalen 35 jede Änderung von A durch eine entsprechende Änabweicht, stellt die Steuereinheit 50 den Bezugspegel derung im Bezugspegel kompensiert wird. Infolgedementsprechend ein. dessen liefern die Detektoren der erfindungsgemäßen

Eine Ausführungsform der Steuereinheit 50 ist in Anordnung genaue Angaben über die Spitzenwerte F i g. 5 mehr im einzelnen dargestellt. Bei der Aus- der Video-Echosignale in bezug auf den Rauschpegel führungsform nach F i g. 5 enthält der Spitzenwert- 40 des Systems, unabhängig von Änderungen in der detektor 16 einen Boxcar-Detektor, der vom Verstär- Verstärkung pro db der Eingangsschaltung,
ker 14 das verstärkte Videosignal erhält. Wie oben Es soll erneut betont werden, daß bei Fehlen des erwähnt, soll ein Boxcar-Detektor getaktet und zu Be- gesteuerten Bezugsignals die Detektoren richtige Anginn einer jeden Systemzeitperiode zurückgestellt gaben über die db-Zahl, um die der Video-Spitzenwert werden, beispielsweise zu Beginn jedes Entfernungs- 45 das effektive Rauschen überschreitet, nur dann liefert, bin, um den Spitzenwert des Videosignals zu liefern, wenn die Verstärkung pro db des Empfängers 10, der während eines solchen Entfernungsbins empfangen des Verstärkers 14 und des Detektors 16 konstant ist. wird. Der Boxcar-Detektor der Schaltung 16 wird in Da jedoch in praktischen Fällen diese Bedingung im gleicher Weise zu Beginn der Bezugsimpulse 46 und allgemeinen nicht erfüllt ist, sind die Detektoren nur bei 47 getastet, um der Einheit 50 das Bezugsvideo für je- 5° Anwendung des oben beschriebenen gesteuerten Beden der beiden Bezugsimpulse zu liefern. zugspegels in der Lage, genaue Angaben zu liefern.

Die Steuereinheit 50 enthält zwei Boxcar-Detekto- Es wurde demnach eine neue Schaltung beschrieben ren 52a und SIb, die beide das Bezugsvideo empfan- und dargestellt, die eine digitale Anzeige über die Amgen. Es sei angenommen, daß der Detektor 52a zu plitude des Spitzenwertes von Videosignalen, die wäh-Beginn des Bezugsimpulses 46 aufgesteuert wird, so 55 rend einer ausgewählten Systemzeitperiode empfandaß nach der Zufuhr des Impulses 46 das ihm zugeord- gen wurden, in db in bezug auf den effektiven Rauschnete Bezugsvideo durch das Ausgangssignal des De- pegel liefert. Die Digitalanzeige erfolgt in der Form tektors 52 a dargestellt wird, das dem einen Eingang von Wahr- oder Falsch-Ausgangssignalen einer Vieleines Subtrahierers 52 c zugeführt wird. Analog wird zahl von Detektoren. Jeder Detektor Hefert ein Wahrzu Beginn des Bezugsimpulses 47 der Detektor 51b 60 Ausgangssignal nur dann, wenn der Video-Spitzendurch ein Taktsignal aufgesteuert, damit er dem zwei- wert um eine db-Zahl über dem Rauschpegel liegt, ten Eingang des Subtrahierers 52c ein Ausgangssignal die dem speziellen Detektor zugeordnet ist.
liefert, das das dem Impuls 47 zugeordnete Bezugsvideo darstellt. Die Ausgangssignale der Detektoren 52a Patentansprüche:
und SIb bleiben für das in Abhängigkeit von den Im- 65

pulsen 46 und 47 erzeugte Bezugsvideo charakteri- 1. Vorrichtung zur Quantisierung der von einem

stisch, bis zu einer folgenden Zeit ein zweites Impuls- Radarempfänger gelieferten Videosignale nach

paar dem Empfänger von der Quelle 40 zugeführt Zeit und Amplitude mit einer Einrichtung zur Er-

zeugung von Video-Spitzenwerte genannten Signalen, die vorbestimmten Entfernungsintervallen zugeordnet sind und eine konstante, der in diesem Entfernungsintervall erreichten Maximalamplitude des Videosignals gleiche Amplitude aufweisen, und mit einer Anzahl von auf verschiedene Schwellenwerte eingestellten Schwellenwertdetektoren, denen die Video-Spitzenwerte zugeführt werden und die bei Überschreiten des jeweils vorgegebenen Schwellenwertes ein Ausgangssignal liefern, d adurch gekennzeichnet, daß sie eine Schaltungsanordnung (40, 42, 50) zur periodischen Messung der Gesamtverstärkung des Radarempfängers (10,14) und der Einrichtung (16) zur Erzeugung der Video-Spitzenwerte· umfaßt, die ein für die Gesamtverstärkung charakteristisches Signal erzeugt, und daß dieses Signal den Schwellenwertdetektoren (Dl bis Dl) als gemeinsamer Bezugspegel zugeführt wird und eine solche Verschiebung der Schwellenwerte bewirkt, daß die Ausgangssignale der Schwellenwertdetektoren eine von der Gesamtverstärkung unabhängige Funktion der Amplitude der HF-Echosignale sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Schwellenwertdetektoren (D 1 bis DT) ein weiteres, für den effektiven Rauschpegel des Radarempfängers (10, 14) charakteristisches, System-Schwellenwert genanntes Signal zugeführt wird und jeder der Schwellenwertdetektoren ein Ausgangssignal liefert, wenn der ihm zugeführteVideo-SpitzenwertdeneffektivenRauschpegel um eine bestimmte db-Zahl überschreitet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung zur Bestimmung der Signalverstärkung eine Quelle (40) für zwei Bezugssignale (46 und 47) bestimmter Amplituden, einen Schalter (42), der das Zuführen der Signale zum Radarempfänger (10, 14) ermöglicht, und eine Steuereinheit (50) umfaßt, der das Ausgangssignal der Einrichtung (16) zur Erzeugung der Video-Spitzenwerte zugeführt wird, wenn dem Radarempfänger die beiden Bezugssignale zugeführt werden, und die den Bezugspegel als Funktion dieses Ausgangssignal bildet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (50) einen ersten Detektor (52a) zur Speicherung des in Abhängigkeit von dem ersten Bezugssignal (46) erzeugten Video-Spitzenwertes und einen zweiten Detektor (52b) zur Speicherung des in Abhängigkeit von dem zweiten Bezugssignal (47) erzeugten Video-Spitzenwertes aufweist, daß an die beiden Detektoren (52a und 526) ein Subtrahierer (52c) angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal für das Ansprechen des Radarempfängers (10, 14) auf ein Signal charakteristisch ist, dessen Größe gleich der Differenz zwischen den beiden Bezugssignalen ist, und daß an den Subtrahierer (52 c) eine Anordnung (53, 54, 55) angeschlossen ist, die den Bezugspegel als Funktion des Ausgangssignals des Subtrahierers (52 c) erzeugt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Detektor (52α und 526) je von einer getakteten Abtast- und Speicherschaltung (»Boxcar-«Detektor) gebildet werden und der Unterschied zwischen den beiden Bezugssignalen (46 und 47) in db als ganze Zahl ausdrückbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen