DE1766173B1

DE1766173B1 - Anordnung zur unterdrueckung von dichten videoquanten zonen in einer impulsradaranlage mit schwellenwertberechnung

Info

Publication number: DE1766173B1
Application number: DE19681766173
Authority: DE
Inventors: Fred Mohlo; Joel Soupirot
Original assignee: Thomson Infomatique and Visualisation Tiv
Current assignee: Thomson Infomatique and Visualisation Tiv
Priority date: 1967-04-12
Filing date: 1968-04-13
Publication date: 1972-02-03
Also published as: NL160655B; GB1216406A; US3487405A; NL6804945A; FR1527968A; NL160655C; SE352450B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Unterdrückung von dichten Zonen in einer Impulsradaranlage, in welcher die in jeder Folgeperiode »empfangenen Echosignale zur Feststellung von Echogruppen großer Dichte verarbeitet werden, wobei die videofrequenten Echosignale bezüglich mehrerer Quantisierungsniveaus amplitudenquantisiert und zur Zuordnung zu aufeinanderfolgenden Entfernungsquanten dauerquantisiert werden, mit, einer Gruppe von parallelen Schieberegistern mit einer der Anzahl der zu untersuchenden Entfernungsquanten entsprechenden Anzahl von Stufen, in welche die durch die Amplitudenquantisierung für die aufeinanderfolgenden Entfernungsquanten erhaltenen Videoquanten in binärer Form parallel eingegeben und mit der Folgeperiode der Entfernungsquanten fortgeschaltet werden, und mit einer an die Schieberegistergruppe angeschlossenen Anordnung zur Schwellenwertberechnung, welche eine mit den Videoquanten gespeiste Schwellenschaltung steuert.

Dichte Zonen entsprechen bei einer Impulsradaranlage abgetasteten Raumbereichen, in welchen eine starke Echodichte festgestellt wird. Diese Echos beruhen auf Hindernissen großer Abmessungen, wie großen Bauwerken, Wolken, Störungen oder auch auf diffusem Rauschen (»Clutter«), und sie stören die Gewinnung von Nutzinformationen, wenn sie dieselbe nicht überhaupt unmöglich machen. Zum Schutz der Auswertungsschaltungen für die Radarsignale in Echogruppen mit hoher Dichte verwendet man im Empfänger eine besondere Unterdrückungsanordnung für dichte Zonen. Eine solche Anordnung ermöglicht es, die überladung der Darstellungsgeräte sowie der Informationsverarbeitungsanlagen zu vermeiden.

Es sind verschiedene Arten von Unterdrückungsanordnungen für dichte Zonen bekannt. Bei einer bekannten Anordnung erfolgt von Hand eine Markierung, beispielsweise eine Schwärzung der kontinuierlich auf dem Schirm dargestellten dichten Zonen auf einem Kontrollanzeigegerät. Mit Hilfe einer Photozelle ist es dann möglich, die diesen Zonen entsprechenden Videosignale zu sperren. Da die Markierung der dichten Zonen für ein gegebenes Radargerät, das ein vorgegebenes Raumvolumen abtastet, festliegt, können die_# vorübergehenden oder beweglichen dichten Zonen, wie die Wolken, nicht unterdrückt werden. Ferner erfolgt bei diesem Verfahren die Markierung in sehr grober Weise, so daß die Unterdrückung mit mangelhafter Genauigkeit erfolgt.

Bei einer anderen bekannten Anordnung zur Unterdrückung dichter Zonen werden die empfangenen Echos entsprechend der Entfernung des sie zurückwerfenden Ziels in die verschiedenen Stufen eines Schieberegisters eingeschrieben. Die Entscheidung, daß es sich um eine dichte Zone handelt, wird dann getroffen, wenn die Zahl der eingeschriebenen Echos einen vorher gewählten Grenzwert übersteigt. Die Nachteile dieser Anlage beruhen darin, daß es

ίο einerseits erforderlich ist, die ankommenden Videosignale vor ihrem Durchgang durch die in Abhängigkeit von der Entscheidung über die dichte Zone gesteuerte Torschaltung zu verzögern, und daß andererseits die Unterdrückung mit mangelhafter Genauigkeit erfolgt. Die unterdrückten Echos können auf mehrere mehr oder weniger dichte Gruppen aufgeteilt sein, so daß die unterdrückte Zone Löcher enthalten kann, in denen die Feststellung eines Nutzechos daher unmöglich gemacht ist.

Bei einer weiteren Art von Unterdrückungsanordnung für dichte Zonen zählt man die Anzahl von Echos, welche in einem Fenster von mehreren aufeinanderfolgenden Entfernungsquanten empfangen werden, und die Entscheidung über das Vorhandensein einer dichten Zone wird getroffen, wenn diese Anzahl größer wird als ein vorbestimmter Wert. Diese Entscheidung ruft dann entweder die Sperrung des Videosignals oder auch die Umschaltung auf einen anderen Videotyp hervor. Diese Anlage arbeitet jedoch nur mit einem einzigen Schwellenwert. Dies führt dazu, daß jedes Nutzecho im Innern einer dichten Zone unbeachtet bleibt, selbst wenn seine Amplitude über derjenigen der umgebenden dichten Zone liegt, wie es bei einem Echo eines Flugzeugs inmitten von Wolkenechos der Fall sein kann.

Dieser Nachteil wird bei einer anderen bekannten Anordnung dadurch vermieden, daß die Echosignale bezüglich mehrerer Quantisierungsniveaus amplitudenquantisiert sowie zur Zuordnung zu aufeinanderfolgenden Entfernungsquanten dauerquantisiert werden und über Verzögerungsschaltungen logischen Verknüpfungsschaltungen derart zugeführt werden, daß nur für solche Videoquanten ein Ausgangssignal erhalten wird, die in dem entsprechenden Quantisierungsniveau höchstens eine Breite von zwei Entfernungsquanten haben (französische Patentschrift 1 438 597). Dies entspricht einer automatischen Änderung des Schwellenwerts, der stets den Wert annimmt, den die in der unmittelbaren Umgebung des durchgelassenen Signals liegenden Signale haben, dessen Breite größer als zwei Entfernungsstufen ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung der eingangs angegebenen Art, welche bei der Unterdrückung von dichten Zonen eine optimale Änderung des Schwellenwerts in der Weise ermöglicht, daß möglichst viele in der dichten Zone liegende Nutzechos bei geringer Falschsignalwahrscheinlichkeit erhalten bleiben.

Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß die Schwellenwertberechnungsanordnung eine erste, mit den Schieberegistern verbundene Schaltungsanordnung, welche für die Umgebung jedes Entfernungsquantums die Dichte der die Schieberegister durchlaufenden Videoquanten bestimmt, und eine zweite, mit den Schieberegistern verbundene Schaltungsanordnung enthält, welche den Abstufungsgrad der Videoquanten durch Abschätzung der Amplitudendifferenzen der Videoquanten in den aufein-

anderfolgenden Stufen der Schieberegister bestimmt, und daß an diese Schaltungsanordnungen eine Kombinierschaltung angeschlossen ist, welche den Schwellenwert individuell für jedes Entfernungsquantum abgibt.

Bei der Anordnung nach der Erfindung wird für jedes Entfernungsquantum ein eigener Schwellenwert auf Grund der Verhältnisse in einer großen Zahl von Entfernungsquanten zu beiden Seiten des untersuchten binärer Form darstellenden Signale abwechselnd den Eingängen der ersten Schieberegister und der zusätzlichen Schieberegister zugeführt werden, und daß ein Umschalter vorgesehen ist, der den Eingang der Schwellenschaltung abwechselnd mit den mittleren Stufen der ersten Schieberegister und mit den letzten Stufen der zusätzlichen Schieberegister verbindet.

Die Anordnung nach der Erfindung ist auch dann geeignet, wenn die Untersuchung des Videosignals

Entfernungsquantums gebildet. Dabei werden zwei io über mehrere Folgeperioden der Radaranlage erstreckt

Eigenschaften der dichten Zone berücksichtigt, nämlich einerseits die Dichte, d. h. der Mittelwert aller in den betreffenden Entfernungsquanten empfangenen Echos, und andererseits der Abstufungsgrad, d. h. die Änderung der Echoamplitude in aufeinanderfolgenden Entfernungsquanten. Da die Anordnung vollständig digital arbeitet, weist sie alle Vorteile dieser Betriebsart auf, insbesondere eine große Stabilität und eine leichte Speicherung der Informationen.

werden soll. Sie ist dann vorzugsweise so weitergebildet, daß eine Gruppe von in Kaskade geschalteten Speichern für die Speicherung der in einer entsprechenden Anzahl von Folgeperioden erhaltenen Videoquanten vorgesehen ist, daß die Eingangs- bzw. Ausgangssignale aller Speicher über eine Oder-Schaltung der Schwellenwertberechnungsanordnung zugeführt werden und daß die von der Schwellenwertberechnungsanordnung gesteuerte Schwellenschaltung

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung 20 an den in der Mitte liegenden Speicher der Kaskade

besteht darin, daß die erste Schaltungsanordnung eine an die Eingänge der Schieberegister angeschlossene Addierschaltung, eine an die Ausgänge der Schieberegister angeschlossene Subtrahierschaltung und einen Speicher enthält, die so miteinander verbunden sind. daß im Speicher stets die Summe der in die Schieberegister eingegebenen Videoquanten, vermindert um die aus den Schieberegistern ausgetretenen Videoquanten steht, daß mit dem Speicher eine Dividierschaltung verbunden ist, die den Speicherinhalt durch die Anzahl der untersuchten Entfernungsquanten dividiert, und daß der Ausgang der Dividierschaltung mit einem Eingang der Kombinierschaltung verbunden ist.

In entsprechender Weise ist die Anordnung weiterhin so ausgebildet, daß die zweite Schaltungsanordnung eine mit zwei aufeinanderfolgenden Stufen an den Eingängen der Schieberegister verbundene erste Subtrahierschaltung zur Bestimmung der Differenz der in diesen Stufen gespeicherten Videoquanten, eine mit zwei aufeinanderfolgenden Stufen an den Ausgängen der Schieberegister verbundene zweite Subtrahierschaltung zur Bestimmung der Differenz der in diesen Stufen gespeicherten Videoquanten, eine an den Ausgang der ersten Subtrahierschaltung angeschlossene Addierschaltung, eine an den Ausgang der zweiten Subtrahierschaltung angeschlossene dritte Subtrahierschaltung un einen Speicher enthält, daß die Addierschaltung, die dritte Subtrahierschaltung und der Speicher so miteinander verbunden sind, daß im Speicher stets die Summe der von der ersten Subtrahierschaltung gebildeten Differenzen, vermindert um die von der zweiten Subtrahierschaltung gebildeten Differenzen steht, und daß der Ausgang des angeschlossen ist.

An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild des Empfangsteils einer Impulsradaranlage mit der erfindungsgemäßen Unterdrückungsanordnung,

F i g. 2 ein Ubersichtsschaltbild der erfindungsgemäßen Unterdrückungsanordnung,

F i g. 3 eine graphische Darstellung des Mittelwerts für eine ideale dichte Zone,

F i g. 4 eine abgeänderte Ausführungsform der Unterdrückungsanordnung und

F i g. 5 eine weitere Abänderung der Unterdrükkungsanordnung.

Das Blockschaltbild von F i g. 1 zeigt die Lage der Anordnung zur Unterdrückung von dichten Zonen in dem Empfangsteil einer Impulsradaranlage. Diese Unterdrückungsanordnung B, deren Ubersichtschaltbild in F i g. 2 wiedergegeben ist, wirkt auf die vom Radarempfänger A empfangenen Vikeodignale ein. Das Element C stellt einen Impulsdauerdiskriminator dar, das Element!) ist eine Sichtanzeigevorrichtung und das Element E eine automatische Auswertungsvorrichtung, welche beispielsweise einen Rechner enthält.

Die vom Radarempfänger A kommenden Videosignale werden in der Anordnung B zuerst mittels einer Analog-Digital-Codiervorrichtung mit 2ⁿ — 1 Niveaus amplitudenquantisiert, wobei η eine ganze positive Zahl ist, deren Wert von der gewünschten Amplitudenauflösung abhängt. Ein stabiler Taktgeber ermöglicht gleichzeitig eine Dauerquantisierung in der Weise, daß jede Folgeperiode des Radarempfängers A in eine bestimmte Anzahl von Elementarperioden l id lh ll lih ß id d i

Speichers mit einem Eingang der Kombinierschaltung 55 zerlegt wird, welche alle gleich groß sind und einem

p
verbunden ist.

Eine bessere Entfernungsauflösung kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht werden, daß eine zusätzliche Gruppe von parallelen Schieberegistern vorgesehen ist, deren Anzahl gleich der Anzahl der ersten Schieberegister und deren Stufenzahl halb so groß wie diejenige der ersten Schieberegister ist, daß den Schieberegistern der zusätzliche Gruppe Fortschalteimpulse zugeführt werden, welche die gleiche Folgefrequenz wie die den ersten Schieberegistern zugeführten Taktimpulse haben, aber gegen diese um eine halbe Folgeperiode phasenverschoben sind, daß die Videoquanten in Zeitraum der Dauer τ entsprechen. Einem Zeitquantum entspricht ein Entfernungsquantum, und für jedes Entfernungsquantum wird eine n-stellige Binärzahl abgegeben, die dem Maximum des Videosignals in diesem Entfernungsquantum entspricht und ein Videoquantum darstellt. Die Anordnung zur Unterdrückung von dichten Zonen untersucht die für die aufeinanderfolgenden Entfernungsquanten erhaltenen Videoquanten, um einen optimalen Schwellenwert festzulegen, welcher zur Unterdrückung der dichten Zonen bei vollständiger Erhaltung der Nutzechos dient.

Um diese durchzuführen, untersucht die Anordnung B die Videoquanten in einem Fenster von 2^P

Entfernungsquanten, um daraus zwei Parameter zu bestimmen, welche für die Berechnung des Schwellenwerts der Unterdrückung verwertbar sind. Der eine Parameter, welcher »Dichte« der Videoquanten genannt wird, wird dadurch erhalten, daß die Videoquanten in den betreffenden Entfernungsquanten summiert werden und dann die erhaltene Summe durch die Anzahl der untersuchten Entfernungsquanten dividiert wird; praktisch entspricht dies einer Bildung des Mittelwerts des Videosignals über die das Fenster bildenden Entfernungsquanten. Der andere Parameter, welcher »Abstufungsgrad« des Videosignals genannt wird, wird durch Summierung der Amplitudendifferenzen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Videoquanten erhalten, wobei beispielsweise nur die positiven Differenzen berücksichtigt werden. Mittels dieser beiden Parameter definiert man sodann einen Schwellenwert der Unterdrückung, welcher daher die Besonderheiten des Videosignals berücksichtigt. Mit diesem Schwellenwert wird das Videosignal vergleichen, das um so viele Zeitquanten verzögert worden ist, wie zur Berechnung des Schwellenwerts notwendig waren. Jedes Echo, dessen Amplitude unterhalb dieses Schwellenwerts liegt, wird auf diese Weise unterdrückt. Die erforderliche Verzögerung des Videosignals ist leicht zu erhalten, da die Amplitude dieses Signals in dem Beobachtungsfenster in jedem Zeitpunkt in Form einer n-stelligen Binärzahl bekannt ist.

Es wird also eine Digital-Analog-Umsetzung mit der gewünschten Verzögerung durchgeführt, wobei man die Verzögerung bekanntlich auch vermeiden kann, wenn sie nicht erwünscht ist, indem man einen Speicher verwendet, der mit Voreilung abgelesen wird (französische Patentschrift 1 372 503). Durch Einwirkung auf den Abstufungsgrad des Videosignals kann man den am Ausgang erhaltenen Schwellenwert so regeln, daß man den gewünschten Grad der Unterdrückung in den dichten Zonen hat, ohne daß die Einzelechos beeinträchtigt werden. Man erhält daher am Ausgang die Einzelechos sowie alle Echos, deren Amplitude in den dichten Zonen den berechneten Schwellenwert übersteigt. Die Schwächung des Videosignals erfolgt in Abhängigkeit von seiner Dichte unter Berücksichtigung seiner Amplitude und seines Abstufungsgrads.

Um in den dichten Zonen eine gute Unterscheidung zwischen den auf den dichten Zonen berührenden Signalen und den in diesen Zonen gelegenen stärkeren Echos zu erhalten, ohne daß bei der Codierung die Sättigung erreicht wird, wird vorzugsweise ein Radarempfänger A mit logarithmischer Kennlinie verwendet. Die Dodierung hängt auf diese Weise stets von der Stärke des Echos ab.

Um am Ausgang die Anzahl der Echos zu verringern, welche den berechneten Schwellenwert übersteigen, verwendet man vorzugsweise einen an sich bekannten Impulsdauerdiskriminator C (deutsche Auslegeschrift 1 067 090), welcher an die Breite τ der Radarimpulse sowie an die von der Codiervorrichtung gegebenen Entfernungsgenauigkeit angepaßt ist. Vorzugsweise ist dieser Diskriminator C hinter der Unterdrückungsanordnung B angeordnet, da man bei Anordnung davor eine der gewünschten Wirkung entgegengesetzte Wirkung erhalten würde.

Die Anordnung B zur Unterdrückung von dichten Zonen ist in F i g. 2 im einzelnen dargestellt. Das ankommende Videosignal wird zuerst von einer Digitalcodiervorrichtung 1 untersucht, welche eine parallele Codierung mit 2"-l Niveaus mit einer sehr kurzen Auflösungszeit bewirkt. Das Ergebnis dieser Codierung, welches in Form einer n-stelligen Binärzahl erscheint, wird zu η Schieberegistern 3 übertragen, von denen jedes beispielsweise durch eine Reihe von 2^P + 1 bistabilen Kippschaltungen gebildet ist. Das in einem gegebenen Zeitpunkt von der Codiervorrichtung 1 kommende Videoquantum wird im gleichen Zeitpunkt dadurch in die ersten Stufen der Register 3 eingeschrieben, daß die betreffenden Kippschaltungen in den entsprechenden Zustand gebracht werden, während im gleichen Zeitpunkt die bereits in den verschiedenen Stufen der Register 3 enthaltenen Videoquanten jeweils in die folgende Stufe übertragen werden. Diese übertragung wird durch den Taktgeber 2 gesteuert, welcher außerdem zur Abtastung des Videosignals verwendet wird, wobei die Abtastungsfrequenz vorzugsweise gleich l/τ gewählt wird. Die Schieberegister 3 enthalten daher die Videoquanten von 2^P +1 Entfernungsquanten. Bezogen auf die mittleren Stufen 32 dieser Register 3 kann man daher die Dichte der Videoquanten in 2^P-1 vorausgehenden Entfernungsquanten und in 2^p~^l nachfolgenden Entfernungsquanten untersuchen.

Die Berechnung der Dichte der Videoquanten wird in jedem Entfernungsquantum durch Summierung, der in die Register 3 eingegebenen Videoquanten und Subtraktion der aus den Registern 3 austretenden Videoquanten durchgeführt. Man verwendet zu diesem Zweck eine Addierschaltung 62 und eine Subtrahierschaltung 54 sowie einen Speicher 72. An den Speicher 72 ist eine Dividierschaltung 8 angeschlossen, welche den Mittelwert der in den Registern 3 enthaltenen Informationen liefert, indem sie den aus dem Speicher 72 kommenden Wert durch 2^P teilt, was einer Verschiebung um ρ Binärstellen entspricht.

Zur Berechnung der Abstufung des Videosignals ermittelt man zuerst mittels einer Subtrahierschaltung 51 die am Eingang der Register 3 auftretenden Amplitudendifferenzen in den aufeinanderfolgenden Entfernungsquanten. Man addiert sodann diese Werte mittels einer Addierschaltung 61 zu dem Inhalt eines Speichers 71. Gleichzeitig ermittelt man in einer Subtrahierschaltung 52 die Amplitudendifferenzen der in aufeinanderfolgenden Entfernungsquanten die Register 3 verlassenden Informationen, und diese Werte werden von dem Inhalt des Speichers 71 mittels einer Subtrahierschaltung 53 subtrahiert.

Die so berechneten Werte der Dichte und der Abstufung des Videosignals werden sodann in eine Kombinierschaltung 9 zur Bestimmung des Schwellenwertes gegeben. Diese Kombinationsschaltung besteht nur aus einer Addierschaltung, wenn die Wahrscheinlichkeit, daß man ein falsches Echo erhält, verhältnismäßig gering ist. Im allgemeinen Fall schaltet man vorzugsweise eine Multiplizierschaltung hinter die Addierschaltung, damit der vorher am Ausgang der Addierschaltung erhaltene Schwellenwert mit einem Koeffizienten multipliziert wird, welcher die Wahrscheinlichkeit von falschen Echos vermindert.

Der Wert dieses Koeffizienten liegt in der Regel zwischen 1 und 1,5.

Nachdem man den Schwellenwert erhalten hat, bestimmt man für jedes Entfernungsquantum mittels einer Schwellenschaltung 11 die Differenz zwischen dem Schwellenwert und der an den mittleren Stufen 32 der Register 3 abgenommenen Amplitude des Video-

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signals, welche dem um 2^P * +1 Zeitquanten verzögerten Eingangssignal entspricht. Der erhaltene Digitalwert wird sodann in einem Digital-Analog-Umsetzer 12 in einen Analogwert umgesetzt, damit er mittels der Vorrichtung!) in Fig. 1 sichtbar gemacht werden kann. Man kann die aus den Anordnungen 8, 71 und 10 kommenden Signale auch automatisch auswerten, indem man sie der Anordnung E zuführt, welche beispielsweise einen Rechner enthält Im Fall einer einfachen Sichtbarmachung kann der Schwellenwert auch durch ein rein analoges Verfahren auf Grund der Digitalwerte der Dichte und der Abstufung des Videosignals bestimmt werden, welche zu diesem Zweck vorher in analoge Größen umgesetzt werden.

Die Arbeitsperiode der beschriebenen Unterdrükkungsanordnung ist gleich der Dauer τ des ausgesendeten Signals, so daß ein in zwei benachbarten Entfernungsquanten festgestelltes Echo mit einer Breite von 2 t sichtbar gemacht wird.

Eine Verbesserung der Entfernungsgenauigkeit wird dadurch erzielt, daß das Videosignal durch den

Taktgeber 2 mit der Periode ^ abgetastet wird. Zu

diesem Zweck werden zu der vorangehend beschriebenen Vorrichtung η Halbregister 4 hinzugefügt, welche Taktsignale mit der Periode τ empfangen, die um gegen die den Hauptregistern 3 zugefügten Taktsignale phasenverschoben sind. Die Codiervorrichtung 1 verteilt dann abwechselnd die Informationen auf die eine Registergruppe 3 oder die andere Registergruppe 4, und diese Informationen gelangen sodann mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung

von ^ zu einem mit der Schwellenschaltung 11 verbundenen Umschalter 10.

F i g. 3 zeigt im oberen Teil den Verlauf des Mittelwertes a₂ für eine um 2^P"~¹ Zeitquanten verzögerte ideale dichte Zone Ci₁. Dieser Mittelwert erreicht die halbe Amplitude des Signals a_x der dichten Zone am Beginn derselben, während der Maximalwert 2^P-1 Zeitquanten später erzielt wird. Wenn die Mittelwerte in jedem Halbfenster ausgewertet und als Schwellenwert der größere Wert verwendet wird, erhält man ein schnelleres Ansprechen. Im unteren Teil von Fig. 3 sind die beiden so erhaltenen Mittelwerteb2 und Z>3 der dichten Zone b 1 gezeigt, sowie der Schwellenwert b 4, welcher die Maximalamplitude bereits am Beginn der dichten Zone erreicht. Man erhält das gleiche Ergebnis, wenn man den Mittelwert nur im ersten Halbfenster von 2^p-1 Quanten berechnet, und denjenigen des zweiten Halbfensters durch Verzögerung des ersten um 2^P~"^X + 1 Quanten bildet. Dieses Verfahren wird bei der in F i g. 4 dargestellten Anordnung angewendet. Das ankommende Videosignal wird nach dem Durchgang durch die Codiervorrichtung 1 auf eine Gruppe von Halbregistern 31 gegeben, welche 2^P~^J Quanten enthalten. Die Berechnung des Schwellenwerts wird durch eine Schaltung 13 bewirkt, die derjenigen von F i g. 2 ähnlich ist. Sodann wird dieser Schwellenwert zu einer Gruppe 33 von Registern übertragen, welche 2^P-1 + 1 Stufen enthalten und diesen Schwellenwert daher um ebenso viele Quanten verzögern, bevor er einem Komparator 14 zugeführt wird, welcher auch den ankommenden Schwellenwert empfängt und eine Torschaltung 15 steuert. Diese Torschaltung läßt zur Schwellenschaltung 11 denjenigen der beiden Schwellenwerte durchgehen, dessen Amplitude höher ist.

Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens, außer der Schnelligkeit der Berechnung, beruht darin, daß man bei der Berechnung des Schwellenwertes die Amplitude des untersuchten Quantums nicht berücksichtigt. So erhält man im Fall eines einzelnen Echos einen sehr niedrigen Schwellenwert.

Bei Untersuchung der die vorangehend beschriebene Unterdrückungsanordnung B verlassenden Signale erkennt man, daß im allgemeinen eine bestimmte Anzahl von Echos vorhanden ist, welche keinen Nutzzielen entsprechen. Diese Anzahl wird merklich verringert, wenn man den Impulsdauerdiskriminator C am Ausgang der Unterdrückungsanordnung B anordnet. Er hat die Aufgabe, alle Echos zu unterdrücken, deren

Breite entweder größer ist als 2r oder kleiner als ^ ,

wobei gleichzeitig alle diejenigen Echos auf den Wert τ gebracht werden, deren Breite zwischen τ und 2 t liegt.
Eine Abänderung der beschriebenen Unterdrükkungsanordnung besteht darin, daß der zuvor nach dem oben beschriebenen Verfahren berechnete Schwellenwert dazu verwendet wird, den Videoausgang auf Verstärker mit verschiedenen Verstärkungsfaktoren umzuschalten, wobei eine Erhöhung des Schwellenwertes zu einer Verminderung des Verstärkungsfaktors führt. Diese Verstärker können beispielsweise die hinter den Demodulatoren liegenden Ausgänge der verschiedenen Stufen der logarithmischen Kette des Radarempfängers A sein. Die Schaltung 13 zur Berechnung des Schwellenwerts enthält dann vorzugsweise einen Speicher, damit die Umschaltung in der Echozeit des Videosignals bewirkt wird. Eine Verbesserung dieser Anordnung besteht darin, daß ihr eine Anordnung zur Berechnung eines Fein-Schwellen-

40. werts hinzugefügt wird.

In bestimmten Fällen und insbesondere dann, wenn die dichten Zonen sehr abgestuft sind, genügt die Untersuchung des Videosignals in einer einzigen Radarfolgeperiode nicht, um eine gute Unterdrückung der dichten Zonen zu erzielen. Eine Verbesserung der beschriebenen Anordnung zur Unterdrückung von dichten Zonen besteht dann darin, daß eine Untersuchung des Signals auf einer Fläche durchgeführt wird, welche 2 N Radarfolgeperioden entspricht. Dies kann mit der in F i g. 5 dargestellten Anordnung geschehen. Die Amplituden des Videosignals in den 2N Radarfolgeperioden werden in Speichern 16(1) bis 16(2iV) registriert, welche in Kaskade geschaltet sind. Jedes Entfernungsquantum wird in einem Fenster nach Entfernung und Azimut untersucht. Je nach der Verteilung und Dichte der Signale in diesem Fenster definiert man mittels der am Ausgang einer die 2N — 1 Videosignale empfangenden Oder-Schaltung 17 angeordneten Vorrichtung 13 einen Schwellenwert, welcher sodann mittels der Schwellenschaltung 11 auf das um N Folgeperioden verzögerte und von den im Speicher 16(N) enthaltenen Informationen stammende Videosignal angewendet wird, wobei das Ergebnis wieder in analoge Größen umgesetzt wird.

Eine Abwandlung der in F i g. 5 gezeigten Vorrichtung besteht darin, daß das Videosignal in N Speichern und der berechnete Schwellenwert in den N anderen Speichern registriert wird. Gleichermaßen

kann man nur den Schwellenwert ohne Verzögerung des Videosignals dem Azimut nach registrieren.

Ein wichtiger Vorteil der beschriebenen Unterdrückungsanordnung besteht darin, daß sie eine Unterdrückung der dichten Zonen ermöglicht, ohne die Echos von sich dort befindlichen Zielen verschwinden

zu lassen. Darüber hinaus erfordert sie nur eine einzige Empfangskette.

Die besonderen Vorteile einer vollständig digitalen Lösung beruhen in der sehr großen Stabilität der Einstellungen, sowie in der Möglichkeit, eine Flächenuntersuchung durch Speicherung zu bewirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Unterdrückung von dichten Zonen in einer Impulsradaranlage, in welcher die in jeder Folgeperiode empfangenen Echosignale zur Feststellung von Echogruppen großer Dichte verarbeitet werden, wobei die videofrequenten Echosignale bezüglich mehrerer Quantisierungsniveaus amplitudenquantisiert und zur Zuordnung zu aufeinanderfolgenden Entfernungsquanten dauerquantisiert werden, mit einer Gruppe von parallelen Schieberegistern mit einer der Anzahl der zu untersuchenden Entfernungsquanten entsprechenden Anzahl von Stufen, in welche die durch die Amplitudenquantisierung für die aufeinanderfolgenden Entfernungsquanten erhaltenen Videoquanten in binärer Form parallel eingegeben und mit der Folgeperiode der Entfernungsquanten fortgeschaltet werden, und mit einer an die Schieberegistergruppe angeschlossenen Anordnung zur Schwellenwertberechnung, welche eine mit den Videoquanten gespeiste Schwellenschaltung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwertberechnungsanordnung (13) eine erste, mit den Schieberegistern (3) verbundene Schaltungsanordnung (62, 54, 72, 8), welche für die Umgebung jedes Entfernungsquantums die Dichte der die Schieberegister (3) durchlaufenden Videoquanten bestimmt, und eine zweite, mit den Schieberegistern (3) verbundene Schaltungsanordnung (51, 52, 61, 53, 71) enthält, welche den Abstufungsgrad der Videoquanten durch Abschätzung der Amplitudendifferenzen der Videoquanten in den aufeinanderfolgenden Stufen der Schieberegister bestimmt, und daß an diese Schaltungsanordnungen eine Kombinierschaltung (9) angeschlossen ist, welche den Schwellenwert individuell für jedes Entfernungsquantum abgibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Kombinierschaltung (9) gesteuerte Schwellenschaltung (11) an die in der Mitte liegenden Stufen (32) der Schieberegister (3) angeschlossen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltungsanordnung eine an die Eingänge der Schieberegister (3) angeschlossene Addierschaltung (62), eine an die Ausgänge der Schieberegister (3) angeschlossene Subtrahierschaltung (54) und einen Speicher (72) enthält, die so miteinander verbunden sind, daß im Speicher (72) stets die Summe der in die Schieberegister (3) eingegebenen Videoquanten, vermindert um die aus den Schieberegistern (3) ausgetretenen Videoquanten steht, daß mit dem Speicher (72) eine Dividierschaltung (8) verbunden ist, die den Speicherinhalt durch die Anzahl (2^P) der untersuchten Entfernungsquanten dividiert, und daß der Ausgang der Dividierschaltung (8) mit einem Eingang der Kombinierschaltung (9) verbunden ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schaltungsanordnung eine mit zwei aufeinanderfolgenden Stufen an den Eingängen der Schieberegister (3) verbundene erste Subtrahierschaltung (51) zur Bestimmung der Differenz der in diesen Stufen gespeicherten Videoquanten, eine mit zwei aufeinanderfolgenden Stufen an den Ausgängen der Schieberegister (3) verbundene zweite Subtrahierschaltung (52) zur Bestimmung der Differenz der in diesen Stufen gespeicherten Videoquanten, eine an den Ausgang der ersten Subtrahiersehaltung (51) angeschlossene Addierschaltung (61), eine an den Ausgang der zweiten Subtrahierschaltung (52) angeschlossene dritte Subtrahierschaltung (53) und einen Speicher (71) enthält, daß die Addierschaltung (61), die dritte Subtrahierschaltung (53) und der Speicher (71) so miteinander verbunden sind, daß im Speicher stets die Summe der von der ersten Subtrahierschaltung (51) gebildeten Differenzen, vermindert um die von der zweiten Subtrahierschaltung (52) gebildeten Differenzen steht, und daß der Ausgang des Speichers (71) mit einem Eingang der Kombinierschaltung (9) verbunden ist.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinierschaltung (9) eine Addierschaltung für die ihr zugeführten Werte der Dichte und der Abstufung der Videoquanten enthält.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Addierschaltung eine Multiplizierschaltung nachgeschaltet ist, die das Ausgangssignal mit einem die Wahrscheinlichkeit von falschen Echos vermindernden Faktor multipliziert.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Gruppe von parallelen Schieberegistern (4) vorgesehen ist, deren Anzahl gleich der Anzahl der ersten Schieberegister (3) und deren Stufenzahl halb so groß wie diejenige der ersten Schieberegister (3) ist, daß den Schieberegistern (4) der zusätzlichen Gruppe Fortschalteimpulse zugeführt werden, welche die gleiche Folgefrequenz wie die den ersten Schieberegistern (3) zugeführten Taktimpulse haben, aber gegen diese um eine halbe Folgeperiode phasenverschoben sind, daß die die Videoquanten in binärer Form darstellenden Signale abwechselnd den Eingängen der ersten Schieberegister (3) und der zusätzlichen Schieberegister (4) zugeführt werden und daß ein Umschalter (10) vorgesehen ist, der den Eingang der Schwellenschaltung (11) abwechselnd mit den mittleren Stufen der ersten Schieberegister (3) und mit den letzten Stufen der zusätzlichen Schieberegister (4) verbindet.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberegister in zwei Gruppen von Halbregistern (31, 33) unterteilt sind, daß die Schwellenwertberechnungsanordnung (13) mit den Halbregistern (31) der ersten Gruppe verbunden ist, daß das Ausgangssignal der Schwellenwertberechnungsanordnung (13) den Eingängen der Halbregister (33) der zweiten Gruppe zugeführt wird und daß eine Vergleichs- und Torschaltungsanordnung (14, 15) vorgesehen ist, die einerseits das Ausgangssignal der Schwellenwertberechnungsanordnung (13) und andererseits das Ausgangssignal der Halbregister (33) der zweiten Gruppe empfängt und von diesen beiden Signalen dasjenige mit dem größeren Wert als Schwellenwert zu der Schwellenschaltung (11) überträgt.

9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine

Gruppe von in Kaskade geschalteten Speichern (16 (1) bis 16 (2N)) für die Speicherung der in einer entsprechenden Anzahl von Folgeperioden erhaltenen Videoquanten vorgesehen ist, daß die Eingangs- bzw. Ausgangssignale aller Speicher über eine Oder-Schaltung (17) der Schwellenwertberechnungsanordnung (13) zugeführt werden und daß die von der Schwellenwertberechnungsanordnung (13) gesteuerte Schwellenschaltung (11) an den in der Mitte liegenden Speicher (16 (N)) der Kaskade angeschlossen ist.