DE19514465C2

DE19514465C2 - Spherics signal analyzer

Info

Publication number: DE19514465C2
Application number: DE19514465A
Authority: DE
Inventors: Michael Josef Pabst; Josef Eichmeier
Original assignee: Spherics Mess und Analysetechnik GmbH
Current assignee: Elwe Technik 38162 Cremlingen De GmbH; Elwe Technik De GmbH
Priority date: 1994-04-19
Filing date: 1995-04-19
Publication date: 2001-03-08
Anticipated expiration: 2015-04-20
Also published as: DE19514465A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Analysator für Spherics-Signale nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an analyzer for spherics signals according to the preamble of claim 1.

Die Spherics oder Atmospherics(-Signale) sind elektromagnetische Signale in Form von unregelmäßig geformten Strahlungsimpulsen, die von dynamischen Pro zessen in der Atmosphäre erzeugt werden.The spherics or atmospherics (signals) are electromagnetic signals in Form of irregularly shaped radiation pulses by dynamic pro be created in the atmosphere.

Gattungsgemäße Analysatoren sind aus der DE-OS 33 20 908.1, der europäischen Patentanmeldung 0 128 572 und der US-PS 46 31 957 bekannt. Bei den damit durchgeführten Verfahren wird zur Überwachung der Bewegungen von Luftmassen die in der Atmosphäre entstehende elektromagnetische Strahlung im Frequenzbe reich zwischen 3 kHz und 100 kHz mit Hilfe einer richtungsselektiven Empfangsan lage erfaßt, in geeignete Meßsignale umgewandelt und z. B. mit Hilfe von Leuchtdi oden zur Anzeige gebracht.Generic analyzers are from DE-OS 33 20 908.1, the European one Patent application 0 128 572 and US-PS 46 31 957 known. With that Procedure is used to monitor the movements of air masses the electromagnetic radiation generated in the atmosphere in the frequency range range between 3 kHz and 100 kHz with the help of directionally selective reception location detected, converted into suitable measurement signals and z. B. with the help of Leuchtdi oden displayed.

Bei diesen Verfahren werden mit Hilfe von Tiefpaß- und Bandpaßfiltern der Fre quenzgehalt der empfangenen Signale analysiert und innerhalb einzelner Fre quenzbänder (z. B. 3,5-4,5 kHz, 5,5-6,5 kHz, 7,5-8,5 kHz, 9,2-10,7 kHz, 11,5-12,5 kHz, 25-30 kHz und 45-55 kHz) die Ereignishäufigkeiten getrennt voneinander bestimmt. Diese Verfahren eignen sich grundsätzlich für die Wettera nalyse bis zu einer Entfernung von etwa 500 km von der Meßstation.In these methods, the fre frequency content of the received signals analyzed and within individual fre frequency bands (e.g. 3.5-4.5 kHz, 5.5-6.5 kHz, 7.5-8.5 kHz, 9.2-10.7 kHz, 11.5-12.5 kHz, 25-30 kHz and 45-55 kHz) the event frequencies separately determined from each other. These procedures are generally suitable for Wettera Analysis up to a distance of approximately 500 km from the measuring station.

Im Nahbereich bis etwa 150 km Entfernung vom Meßort kann man die Bewegung der Luftmassen bestimmen, indem man die im wesentlichen vertikal polarisierte elektromagnetische Strahlung der Atmosphäre im Frequenzbereich von 15-30 kHz mittels einer VLF-Richtantenne aufnimmt und die Häufigkeit von Signa len einer bestimmten Form anzeigt. The movement can be seen in the close range up to about 150 km from the measuring location of air masses by essentially polarizing them vertically electromagnetic radiation of the atmosphere in the frequency range of 15-30 kHz using a VLF directional antenna and the frequency of Signa len of a certain shape.

Es ist auch bekannt, daß man die Empfangsempfindlichkeit der VLF-Empfangsan lage z. B. in zwei Stufen entsprechend dem bekannten Tag-Nacht-Effekt der Reich weite elektromagnetischer Strahlung steuert und vorzugsweise entsprechend der gemessenen Feldstärke eines bekannten technischen Senders im benachbarten langwelligen Bereich regelt, so daß die Signalamplituden im wesentlichen unab hängig von der durch Umweltfaktoren bestimmten Dämpfung der elektromagneti schen Strahlung sind. Zum Stand der Technik gehört es auch, mit elektronischen Mitteln Störsignale von den empfangenen Nutzsignalen auf Grund einer Analyse von Form und Dauer der Signale zu trennen.It is also known to adjust the reception sensitivity of VLF reception location z. B. in two stages according to the well-known day-night effect of the empire controls wide electromagnetic radiation and preferably according to the measured field strength of a known technical transmitter in the neighboring regulates long-wave range, so that the signal amplitudes essentially independent depending on the damping of the electromagnetic fields determined by environmental factors radiation. It also belongs to the state of the art with electronic Average interference signals from the received useful signals based on an analysis separate from the form and duration of the signals.

Damit ist es grundsätzlich möglich, auch in Gebieten, wo sich keine meteorologi schen Stationen befinden, Angaben über die augenblicklichen Wettervorgänge zu erhalten und Wettervorhersagen zu machen.This makes it possible in principle, even in areas where there is no meteorological stations, information about the current weather events get and make weather forecasts.

Die vorgenannten bekannten Vorrichtungen sind jedoch allesamt sehr aufwendig und daher teuer. Darüber hinaus läßt sich damit keine gute Genauigkeit der Analy se erreichen. Auch ist die Analyse auf Grund der aufwendigen Apparaturen nur mit einem relativ hohen Zeitaufwand möglich, wobei zu berücksichtigen ist, daß nur begrenzte Informationen genutzt und somit analysiert werden, so daß zusätzliche Arbeiten erforderlich wären, wenn man genauere Aussagen über Wettervorgänge machen möchte oder muß.However, all of the known devices mentioned above are very expensive and therefore expensive. In addition, it is not possible to have a good accuracy of the analy reach them. Also, the analysis is only due to the complex equipment a relatively high expenditure of time is possible, taking into account that only limited information is used and thus analyzed, so that additional Work would be needed if you had more accurate statements about weather events want to or must do.

Die DE 26 00 658 C2 offenbart eine Vorrichtung zur Erfassung von durch Wetter phänomene erzeugten elektrischen Störungen, wie Blitzschläge udgl., und zur Wie dergabe der Störungen. Diese Vorrichtung setzt die innerhalb eines Zeitfensters empfangene Signalstärke direkt über einen Inverter in eine Entfernung zum eige nen Standort um. Ferner werden die interessierenden Signale durch eine Verknüp fung von elektrischen und magnetischen Feldkomponenten mittels einer Filterein richtung vergrößert. Das somit geschaffene Sturmkartierungssystem ist sehr auf wendig und teuer und wertet die empfangenen Signalinformationen nur unvollstän dig aus, so daß keine gute Genauigkeit bei der Ermittlung von Sturmorten erreicht werden kann. Daten, die eine Wettervorhersage ermöglichen, werden mittels der bekannten Vorrichtung nicht berücksichtigt oder ermittelt.DE 26 00 658 C2 discloses a device for detecting weather phenomena generated electrical disturbances, such as lightning strikes, etc., and how giving the faults. This device sets the within a time window received signal strength directly via an inverter at a distance from your own a location. Furthermore, the signals of interest are linked of electrical and magnetic field components using a filter direction enlarged. The storm mapping system thus created is very open agile and expensive and only incompletely evaluates the received signal information dig out so that it does not achieve good accuracy when determining storm locations can be. Data that enable a weather forecast are generated using the known device not taken into account or determined.

Die Aufgabe der Erfindung ist, einen einfachen, schnellen und genauen Analysator für Spherics-Signale zu schaffen. The object of the invention is a simple, fast and accurate analyzer for creating spherics signals.

Diese Aufgabe ist mit einem Analysator nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved with an analyzer according to claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Analysegerät, das in einer Weiterbildung gleichzeitig auch als Empfangsgerät dienen kann, wird an den eingangs geschilderten Stand der Technik angeknüpft, aber das Problem der Signalaufbereitung auf neuartige Weise gelöst. Für die Signalaufbereitung werden die Prinzipien der Fuzzy-Logik- Technik (in deutsch: "Unscharfe Logik"-Technik oder "Qualitativaussagelogik"- Technik) angewandt. Diese Technik wurde 1965 von L. F. Zadeh an der University of California entwickelt. Im Jahr 1990 fand sie eine erste industrielle Anwendung in Japan und erst 1992 auch in Europa.In the analysis device according to the invention, which in one development at the same time can also serve as a receiving device, is at the booth described above linked to the technology, but the problem of signal processing to new types Way solved. The principles of fuzzy logic are used for signal processing. Technology (in German: "fuzzy logic" technology or "qualitative statement logic" - Technology) applied. This technique was developed by L. F. Zadeh at the University in 1965 of California. It was first used in industry in 1990 in Japan and only in 1992 also in Europe.

Die Fuzzy-Logik-Technik ermöglicht eine umfassende und schnelle Erfassung, Verarbeitung und Auswertung der in den Spherics-Signalen enthaltenen Infor mationen. Ferner sind Fuzzy-Logik-Einheiten heutzutage für verschiedenste An wendung weit verbreitet und stehen daher in großen Stückzahlen zur Verfügung, wodurch ihr Einsatz auch in diesem Bereich zu einer Kostensenkung gegenüber bekannten Vorrichtungen führt. Der erfindungsgemäße Analysator ist daher gün stiger, einfacher und schneller und bietet zudem den Vorteil, daß er eine umfas sendere Berücksichtigung und Auswertung der in den empfangenen Spherics- Signalen enthaltenen Informationen ermöglicht. Weiterhin ist bei dem Analysator nach der Erfindung von Vorteil, daß die Fuzzy-Logik eine bessere und genauere Unterscheidung von den zu untersuchenden Spherics-Signalen und Störungen, wie z. B. Technics, ermöglicht.Fuzzy logic technology enables comprehensive and fast acquisition, Processing and evaluation of the information contained in the Spherics signals mations. Furthermore, fuzzy logic units are used today for a wide variety of applications widespread and are therefore available in large quantities, whereby their use in this area also leads to a cost reduction known devices leads. The analyzer according to the invention is therefore green stiger, easier and faster and also has the advantage that it includes a transmitter consideration and evaluation of the spherics received in the Allows information contained in signals. Furthermore, the analyzer advantageous according to the invention that the fuzzy logic is better and more accurate Differentiation from the spherics signals to be examined and interference, such as B. Technics.

Bei der Realisierung der Fuzzy-Logik-Technik werden die eingehenden, z. B. von einer Antenne empfangenen Signale nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung zunächst verstärkt, digitalisiert und abgespeichert. Anschließend wer den die Signale sequentiell aus dem Speicher abgerufen und einer Fuzzy-Logik- Schaltung zugeführt, welche die Signale nach unscharfen Kriterien bewertet. Sol che Kriterien können z. B. die Anstiegssteilheit, die Anfangsamplitude, die Fre quenzverteilung, die Amplitudenverteilung, die Anzahl und/oder das Abklingen der Schwingungen der Signale sowie die Impulsfolgefrequenz oder die Häufigkeitsver teilung der auftretenden Frequenzwerte sein. Für jedes dieser Kriterien sind Zu gehörigkeitsfunktionen (Membership-Funktionen) zu definieren, die mit einer ge wissen Wahrscheinlichkeit auf das jeweils anliegende Signal zutreffen (Fuzzifizie rung). Werden von einem Signal mehrere Kriterien annähernd erfüllt, so kann in einer Logikschaltung, die bestimmten Fuzzy-Regeln gehorcht, eine Entscheidung herbeigeführt werden, ob das betreffende Signal ein zu verwertendes Spherics- Signal darstellt, ob das Signal aus dem Nah- oder Fernbereich stammt usw. (Defuzzifizierung). Die so aussortierten Signale können dann weiterverarbeitet und das Ergebnis kann in geeigneter Form dargeboten werden, wie sich aus weiteren Ausgestaltungsformen der Erfindung ergibt.When implementing the fuzzy logic technology, the incoming, e.g. B. from signals received by an antenna according to a preferred development of the Invention first amplified, digitized and saved. Then who which the signals are sequentially retrieved from the memory and a fuzzy logic Circuit supplied, which evaluates the signals according to fuzzy criteria. Sol che criteria z. B. the slope, the initial amplitude, the Fre frequency distribution, the amplitude distribution, the number and / or the decay of the Vibrations of the signals as well as the pulse repetition frequency or the frequency ver division of the occurring frequency values. For each of these criteria are To Define membership functions (membership functions), which with a ge know the probability of the signal present (fuzzification tion). If several criteria are approximately fulfilled by a signal, then in a logic circuit that obeys certain fuzzy rules whether the signal in question is a spherics to be used Signal represents whether the signal comes from the near or far range, etc. (Defuzzification). The signals sorted out in this way can then be processed and the result can be presented in a suitable form, as can be seen from others Embodiments of the invention results.

Der erfindungsgemäße Analysator ermöglicht somit eine schnelle und genaue sowie einfache elektronische Analyse von Spherics-Signalen und, mit einer in Unteransprüchen angegebenen Ausgabeeinrichtung, selbst eine kombinierte akustische und optische Darstellung von langwelligen elektromagnetischen Signa len, die bei Relativbewegungen von Luftmassen in der Atmosphäre entstehen und zur Beobachtung und Prognose von Wettervorgängen verwendet werden können.The analyzer according to the invention thus enables quick and accurate as well as simple electronic analysis of spherics signals and, with an in Sub-claims specified output device, even a combined acoustic and optical representation of long-wave electromagnetic signals len, which arise with relative movements of air masses in the atmosphere and can be used to observe and forecast weather events.

Die kurz Spherics genannten elektromagnetischen Signale haben eine Impuls dauer bis zu einigen 100 Mikrosekunden, bestehen aus ein oder mehreren Schwingungen mit Frequenzen zwischen etwa 3 und 100 kHz, insbesondere zwi schen 3 und 60 kHz, und ihre Impulsfolgefrequenz variiert zwischen null und mehr als 150 Hz. Die maximale Amplitude der Signale hängt von der Art und Entfernung der Signalquelle ab und liegt - was den elektrischen Feldvektor anbetrifft - im Be reich von einigen mV/m bis einigen V/m. Bevorzugte Ausführungsformen der Er findung tragen diesen Randbedingungen Rechnung, d. h. mit dem Analysator in jeweils bevorzugten Ausgestaltngen sind Signale mit den vorgenannten Eigen schaften meß- und verarbeitbar.The electromagnetic signals called Spherics for short have an impulse lasting up to a few 100 microseconds, consist of one or more Vibrations with frequencies between about 3 and 100 kHz, in particular between 3 and 60 kHz, and their pulse repetition frequency varies between zero and more than 150 Hz. The maximum amplitude of the signals depends on the type and distance the signal source and lies - as far as the electrical field vector is concerned - in the Be ranging from a few mV / m to a few V / m. Preferred embodiments of the Er invention take these boundary conditions into account, d. H. with the analyzer in preferred embodiments are signals with the aforementioned eigen can be measured and processed.

Aus zahlreichen Beobachtungen ist bekannt, daß die einzelnen Parameter der Spherics-Signale, wie Anzahl, Amplitude und Frequenz der Schwingungen sowie die Impulsfolgefrequenz bzw. Häufigkeitsverteilung der auftretenden Frequenzwer te, eng mit den sie auslösenden Wettervorgängen, insbesondere mit der Art und Bewegung von atmosphärischen Luftmassen verknüpft sind. So überwiegen bei spielsweise 10 kHz-Atmospherics bei Vorherrschen von horizontalen und 28 kHz- Atmospherics bei ausgeprägten vertikalen Luftmassenbewegungen. Das Auftreten von 8 kHz-Atmospherics kündigt reproduzierbar das Herannahen von Luftmassen an, die wärmer sind als die Luftmasse am Ort der Meßstation. In den Unteran sprüchen angegebene Merkmalskombinationen führen zu vorteilhaften Weiterbil dungen, mittels derer diese Informationen möglichst optimal ausgewertet werden können.It is known from numerous observations that the individual parameters of the Spherics signals such as number, amplitude and frequency of the vibrations as well the pulse repetition frequency or frequency distribution of the occurring frequency values te, closely with the weather events triggering them, especially with the type and Movement of atmospheric air masses are linked. So predominate at for example 10 kHz atmospheres with predominance of horizontal and 28 kHz Atmospherics with pronounced vertical air mass movements. The appearance von 8 kHz-Atmospherics reproducibly announces the approach of air masses which are warmer than the air mass at the location of the measuring station. In the Unteran Characteristic combinations specified say lead to advantageous further training by means of which this information is evaluated as optimally as possible can.

Das erfindungsgemäße elektronische Gerät gemäß bevorzugten Ausführungsfor men, die im folgenden ausführlich beschrieben werden, hat insbesondere den Zweck, die Atmospherics-Signale mit einer geeigneten Antenne zu empfangen, in geeigneter Weise von Störsignalen zu trennen, dann aufzubereiten und das Er geb nis als hör- und/oder sichtbare Information darzubieten. Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Analysator eine für Magnetfeldschwankungen empfindliche Empfangsantenne und eine Fuzzy-Logik-Einheit sowie einen Ausgabeeinrichtung für die Analyseergebnisse enthält.The electronic device according to the invention in accordance with preferred embodiments men, which are described in detail below, has in particular the Purpose of receiving the Atmospherics signals with a suitable antenna, in appropriately separate from interference signals, then process and the Er born to be presented as audible and / or visible information. This is according to the invention provided that the analyzer is sensitive to magnetic field fluctuations Receiving antenna and a fuzzy logic unit and an output device for the analysis results.

Eine optionale Ergebnisanzeige ist dabei entweder optisch (mit Hilfe eines Schrei bers, Druckers, Fernseh- oder Monitorgeräts) oder akustisch (mit Hilfe eines Signalwandlers und angeschlossenen Lautsprechers) möglich. Besonders vorteil haft ist die kombinierte audiovisuelle Informationsdarbietung über die beobachteten Wettervorgänge. Dabei kann der Empfänger von Wetterinformationen die das au genblickliche Wetter beschreibenden Aufzeichnungen visuell beobachten und gleichzeitig die Wettervorgänge in Form von leicht unterscheidbaren Tonsignalen verfolgen. Ein bevorzugtes Mittel für diese Art der Informationsdarbietung stellt das in nahezu allen Haushalten verfügbare Fernsehgerät dar. Die Tonsignale allein er möglichen es dem Empfänger der Wetternachrichten, die Informationen auch auf zunehmen, während er andere Tätigkeiten ausübt, also zum Beispiel Auto fährt, fernsieht, ein Buch oder die Zeitung liest oder sich unterhält.An optional result display is either visual (with the help of a scream bers, printer, television or monitor) or acoustically (using a Signal converter and connected loudspeaker) possible. Particularly advantageous the combined audiovisual presentation of information about the observed is Weather events. The recipient of weather information that the au visually observe current weather descriptive records and at the same time the weather processes in the form of easily distinguishable sound signals follow. This is a preferred means for this type of information presentation television available in almost all households. The sound signals alone it is possible for the recipient of the weather news to access the information as well increase while doing other activities, such as driving a car, watching TV, reading a book or newspaper, or talking.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden Teil eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Spherics-Signalanalyse und -verarbeitung anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigen:For a better understanding of the invention, a preferred one is given in the following section Embodiment of the device according to the invention for spherics signal analysis and processing explained in more detail using illustrations. Here show:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Analyse und optischen Dar stellung des Wettergeschehens auf einem Fernsehschirm oder Monitor schirm, Fig. 1 is a block diagram of a device for analysis and optical Dar position of the weather on a television screen or monitor screen,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Analyse und akustischen Dar bietung des Wettergeschehens über einen Lautsprecher, ein Radio oder den Tonteil eines Fernsehgeräts, Fig. 2 is a block diagram of the device for analysis and acoustic Dar tender can of weather events via a speaker, a radio or the audio portion of a television set,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Analyse und akustischen Infor mation über das Wettergeschehen mittels Sprachprozessor und Tele fon, und Fig. 3 is a block diagram of the device for analysis and acoustic infor mation on the weather by means of a speech processor and telephone, and

Fig. 4 ein Blockschaltbild der Fuzzy-Logik-Einheit für die Signalerkennung und -bewertung. Fig. 4 is a block diagram of the fuzzy logic unit for signal detection and evaluation.

Im folgenden wird ein Analysator für die Durchführung eines Verfahrens zur Analy se und optischen Darstellung des Wettergeschehens auf einem Fernseh- oder Mo nitorschirm anhand der Fig. 1 näher beschrieben.An analyzer for carrying out a method for analyzing and optically displaying the weather on a television or monitor screen is described in more detail below with reference to FIG. 1.

Der Analysator enthält ein Empfangssystem, das eine Antennenanordnung mit ei ner aktiven Antenne 1 enthält, in deren Antennenkörper ein Vorverstärker und ein Impedanzwandler enthalten ist. Die Antenne 1 ist an eine Verstärker- und Filterein richtung 2 angeschlossen. Die Filtereinrichtung enthält eine Filtereinheit, die im dar gestellten Fall aus SC-Filtern (Switched-Capaity-Filtern) besteht, die den Emp fangsbereich der Anlage auf ein Frequenzband von 3 bis 60 kHz begrenzen. Die Signale werden dann über einen Signaleingang an eine Einrichtung 3 gegeben, wo sie digitalisiert werden und die somit einen Analog-Digital-Wandler darstellt, und anschließend einer Speichereinrichtung in Form eines Halbleiterspeichers 4 zuge führt. Damit stehen sie für die weitere spezifische Signalverarbeitung und Anzeige zur Verfügung.The analyzer contains a receiving system which contains an antenna arrangement with an active antenna 1 , in the antenna body of which a preamplifier and an impedance converter are contained. The antenna 1 is connected to an amplifier and filter device 2 . The filter device contains a filter unit, which in the case presented consists of SC filters (switched capacity filters) which limit the reception range of the system to a frequency band of 3 to 60 kHz. The signals are then passed via a signal input to a device 3 , where they are digitized and which thus represents an analog-to-digital converter, and then leads to a memory device in the form of a semiconductor memory 4 . This means that they are available for further specific signal processing and display.

In der Vorrichtung nach der Fig. 1 werden die aus dem Speicher 4 entnommenen Signale einer Fuzzy-Logik-Einheit 5 zugeführt, welche die Signale nach bestimm ten Kriterien bewertet und dadurch z. B. in der Lage ist, "echte" Atmospherics-Si gnale von Störsignalen (z. B. Technics) zu unterscheiden. In einer nachfolgenden, an einen Ergebnissignalausgang angeschlossenen Ausgabeeinrichtung ist als Si gnalumwandlungseinheit eine Videoeinrichtung 6 vorgesehen, in der die nutzbaren Signale in Videosignale umgesetzt werden. Ein angeschlossenes Videogerät (Fernseh- oder Monitorgerät) 7 als Anzeigeeinrichtung der Ausgabeeinrichtung zeigt das zugehörige Bild des Wettergeschehens in einem Farbcode an. Die Fuz zy-Logik-Einheit 5, der Analog-Digital-Wandler 3, der Halbleiterspeicher 4 sind Be standteile einer Verarbeitungs- und Aufbereitungseinrichtung des Analysators.In the device according to FIG. 1, the signals taken from the memory 4 are fed to a fuzzy logic unit 5 which evaluates the signals according to certain criteria and thereby z. B. is able to distinguish "real" Atmospherics-Si signals from interference signals (z. B. Technics). In a subsequent output device connected to a result signal output, a video device 6 is provided as a signal conversion unit, in which the usable signals are converted into video signals. A connected video device (television or monitor device) 7 as a display device of the output device displays the associated picture of the weather in a color code. The fuzzy logic unit 5 , the analog-digital converter 3 , the semiconductor memory 4 are components of a processing and processing device of the analyzer.

Die weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Vorrichtung zur Be schreibung des Wettergeschehens betreffen in der Fig. 1 die Einrichtungen 6 und 7 der Ausgabeeinrichtung zur weiterverarbeitenden Aufbereitung und Darstellung der Wetterinformation.The other embodiments of the device according to the invention for describing the weather events relate to the devices 6 and 7 of the output device for further processing and presentation of the weather information in FIG. 1.

In der Fig. 2 ist schematisch eine Ausgabeeinrichtung zur akustischen Darbietung des Wettergeschehens über einen Lautsprecher, ein Radio oder den Tonteil eines Fernsehgeräts dargestellt. Die der Fuzzy-Logik-Einheit 5 über den Ergebnissignal ausgang entnommenen Signale, die zu kurz und teilweise zu hochfrequent sind, um gehört werden zu können, werden einem Frequenzwandler 8 als Signalum wandlungseinheit zugeführt. Dieser Frequenzwandler 8 teilt die in den ankommen den Signalen enthaltenen Frequenzen durch fünf und transformiert sie damit voll ständig in den Hörfrequenzbereich. Durch anschließende Filterschaltungen werden die einzelnen Frequenzanteile der Signale voneinander getrennt. Die Frequenzan teile werden dann dazu verwendet, um während genügend langer Intervalle Tor schaltungen zu öffnen. Jede Torschaltung ist mit einem Signalgenerator verbun den, welcher ein Dauersignal der gleichen Frequenz liefert, wie sie das für die Öff nung der Torschaltung verwendete Steuersignal hat. Dadurch wird jeder Frequenz anteil des ursprünglichen Atmospherics-Signals in einen länger dauernden Si gnalimpuls im Hörfrequenzbereich umgesetzt. Diese Signale werden im Frequen zwandler 8 verstärkt und wahlweise einem Lautsprecher 9 als akustische Anzeige einrichtung oder einem Rundfunksender 10 oder einem Fernsehsender 11 als mögliche Signalübertragungseinrichtungen zugeführt, die der Ausgabeeinrichtung entsprechende Anzeige- oder Wiedergabeeinrichtungen zuordnen. Ein Radio- oder Fernsehgerät als akustische Anzeigeeinrichtung, das auf den die Sendung übertra genden "Wetterkanal" eingestellt ist, kann die Wetter-Tonsignale unmittelbar emp fangen und wiedergeben.In FIG. 2, an output device for audible presentation of the weather through a speaker, a radio or the sound section is shown of a television set schematically. The signals taken from the fuzzy logic unit 5 via the result signal, which are too short and sometimes too high-frequency to be heard, are fed to a frequency converter 8 as a signal conversion unit. This frequency converter 8 divides the frequencies contained in the incoming signals by five and thus completely transforms them into the hearing frequency range. The individual frequency components of the signals are separated from one another by subsequent filter circuits. The frequency parts are then used to open gate circuits during sufficiently long intervals. Each gate circuit is connected to a signal generator which provides a continuous signal of the same frequency as the control signal used for opening the gate circuit. As a result, each frequency component of the original Atmospherics signal is converted into a longer-lasting signal pulse in the listening frequency range. These signals are amplified in the frequency converter 8 and optionally a loudspeaker 9 as an acoustic display device or a radio transmitter 10 or a television transmitter 11 is supplied as possible signal transmission devices which assign the corresponding display or playback devices to the output device. A radio or television set as an acoustic display device, which is set to the "weather channel" that transmits the broadcast, can immediately receive and reproduce the weather sound signals.

In der Fig. 3 ist schematisch eine Vorrichtung zur Analyse und akustischen Infor mation über die Wettervorgänge mittels einer Signalumwandlungseinheit in Form eines Sprachprozessors 12 und einem Telefon als akustische Anzeigeeinrichtung gezeigt. Die von der Fuzzy-Logik-Einheit 5 kommenden Wetter-Signale werden hier von einem Sprachprozessor 12 als Signalumwandlungseinheit der Ausgabeeinrich tung aufgenommen und in gesprochene Wetterinformationen umgesetzt. Diese In formationen können über das der Ausgabeeinrichtung zugeordnete Telefonnetz 13 als Signalübertragungseinrichtungen abgehört werden. Sie können natürlich auch über Signalübertragungseinrichtungen wie Rundfunk- bzw. Fernsehsender als aku stische Informationen übertragen werden.In FIG. 3, a device for analyzing acoustic and infor mation is shown schematically above the weather events by means of a signal conversion unit in the form of a voice processor 12 and a telephone as an acoustic display device shown. The weather signals coming from the fuzzy logic unit 5 are recorded here by a speech processor 12 as a signal conversion unit of the output device and converted into spoken weather information. This information can be intercepted via the telephone network 13 assigned to the output device as signal transmission devices. Of course, they can also be transmitted as signal information via signal transmission devices such as radio or television stations.

Bei Verwendung eines Fernsehgeräts als optische und akustische Anzeigeeinrich tung können die Wettersignale natürlich auch gleichzeitig optisch und akustisch dargeboten werden. Generell lassen sich auch insbesondere alle geeigneten ISDN-Dienste von Telefongesellschaften, wie z. B. der Telekom, für die Datenüber mittlung, d. h. Signalübertragung, einsetzen, wodurch ebenfalls optische und akusti sche Anzeigen oder Wiedergaben der Wetterinformationen möglich sind. When using a television as visual and acoustic display device of course, the weather signals can also be visually and acoustically at the same time are presented. In general, all suitable ones can also be used ISDN services from telephone companies, such as. B. the Telekom, for the data over averaging, d. H. Signal transmission, use, which also optical and acousti It is possible to display or reproduce the weather information.

Einige der vollständig ausgebauten Ausführungsformen der Erfindung stellen somit einen Fuzzy-Logik-Spherics-Analysator mit audiovisueller Signalauswertung zur Wetterbeobachtung und -prognose dar.Some of the fully developed embodiments of the invention thus represent a fuzzy logic spherics analyzer with audiovisual signal evaluation Weather observation and forecast.

In der Fig. 4 ist das Grundschema der Fuzzy-Logik-Einheit 5 dargestellt. Sie be steht aus einer zweiteiligen Logikschaltung. Im ersten Teil 5a dieser Schaltung wer den von den ankommenden Signalen Parameter gewonnen, welche die Signale identifizieren. Im zweiten Teil 5b werden die Parameter so miteinander verknüpft, daß die zugehörigen Signale eindeutig als Atmospherics-Signale erkannt und so von unerwünschten Störsignalen getrennt werden können.In FIG. 4, the basic scheme of the fuzzy logic unit 5 is illustrated. It consists of a two-part logic circuit. In the first part 5 a of this circuit, who obtained the parameters from the incoming signals which identify the signals. In the second part 5, the parameters are linked to each other b that the associated signals can be clearly recognized as atmospherics signals and thus separated from unwanted noise.

Claims

1. Analyzer for spherics signals with a signal input and a processing and processing device for incoming spherics signals and with a result signal output, characterized in that the processing and processing device contains a fuzzy logic unit ( 5 ).

2. Analyzer according to claim 1, characterized in that the fuzzy logic unit ( 5 ) takes into account the unsharp evaluation of the Spherics signals signal criteria, with membership criteria for fuzzification are determined, and that the fuzzy logic unit ( 5 ) contains a fuzzy logic circuit for defuzzification.

3. Analyzer according to one of the preceding claims, characterized in that the processing and processing device contains one of the fuzzy logic unit ( 5 ) upstream analog-digital converter ( 3 ).

4. Analyzer according to one of the preceding claims, characterized in that the processing and processing device contains a fuzzy logic unit ( 5 ) upstream memory device ( 4 ) for storing input signals.

5. Analyzer according to claims 3 and 4, characterized in that the analog-to-digital converter ( 3 ) is connected upstream of the memory device ( 4 ) which serves for the storage of the incoming spherics signals accordingly digital signals.

6. Analyzer according to claim 4 or 5, characterized in that the memory device is a semiconductor memory ( 4 ).

7. Analyzer according to one of claims 4 to 6, characterized in that in the memory device ( 4 ) stored signals for processing and processing by the fuzzy logic unit ( 5 ) sequentially from the memory device ( 4 ) and the fuzzy memory Logic unit ( 5 ) can be fed.

8. Analyzer according to one of the preceding claims, characterized in that an antenna arrangement ( 1 ) connected upstream of the signal input is provided for receiving spherics signals.

9. Analyzer according to claim 8, characterized in that the antenna arrangement ( 1 ) is directionally selective and / or sensitive to magnetic field fluctuations.

10. Analyzer according to claim 8 or 9, characterized in that the antenna arrangement contains an active antenna ( 1 ).

11. Analyzer according to claim 10, characterized in that the active antenna ( 1 ) contains an antenna body with a preamplifier and an impedance converter.

12. Analyzer according to one of the preceding claims, characterized in that an amplifier and filter device ( 2 ) is provided upstream of the signal input.

13. Analyzer according to claim 12 and one of claims 8 to 11, characterized in that the amplifier and filter device ( 2 ) is arranged between the antenna arrangement ( 1 ) and the signal input.

14. Analyzer according to claim 12 or 13, characterized in that the amplifier and filter device ( 2 ) contains a filter unit made of SC filters.

15. An analyzer according to claim 14, characterized, that the filter unit the reception range of the analyzer to 3 to 60 kHz limited.

16. Analyzer according to one of the preceding claims, characterized in that an output device ( 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 ) connected downstream of the result signal output is provided.

17. Analyzer according to claim 16, characterized in that the output device contains a signal conversion unit ( 6 , 8 , 12 ) which converts the result signals of the fuzzy logic unit ( 5 ) into optically and / or acoustically representable signals.

18. Analyzer according to claim 17, characterized in that the signal conversion unit ( 6 , 8 , 12 ) downstream optical and / or acoustic display devices ( 7 , 9 ) in the output device or are assigned via signal transmission devices ( 10 , 11 , 13 ) .

19. Analyzer according to claim 18, characterized in that the signal transmission devices contain a radio transmitter ( 10 ), a television transmitter ( 11 ) and / or a telephone network ( 13 ), in particular ISDN telephone network.

20. An analyzer according to claim 18 or 19, characterized, that the optical display devices light-emitting diodes, a recorder and / or contain a printer.

21. Analyzer according to one of claims 17 to 20, characterized in that the signal conversion unit contains a video unit ( 6 ) for converting the result signals into optically representable video signals.

22. Analyzer according to claim 21, characterized in that the output device of the video unit ( 6 ) contains downstream optical display devices ( 7 ).

23. Analyzer according to claim 22, characterized in that the optical display devices are a video device ( 7 ).

24. Analyzer according to one of claims 17 to 23, characterized in that the signal conversion unit contains a frequency converter ( 8 ).

25. Analyzer according to claim 24, characterized in that the frequency converter ( 8 ) divides the frequencies contained in the result signals Fre and transforms them into the hearing frequency range.

26. Analyzer according to claim 25, characterized in that the frequency converter ( 8 ) divides the frequencies contained in the result signals by five.

27. Analyzer according to one of claims 24 to 26, characterized in that the signal conversion unit, the frequency converter ( 8 ) downstream filter circuits for separating individual signal frequencies from each other and thus generating corresponding control signals.

28. Analyzer according to claim 27, characterized, that the signal conversion unit downstream of the filter circuits Contains gates that are assigned to the separate signal frequencies and by opening them over predefinable, audible time intervals.

29. The analyzer according to claim 28, characterized, that each gate circuit is connected to a signal generator.

30. Analyzer according to claim 29, characterized, that each signal generator has a duration during the predetermined time interval it provides the same frequency as that for opening the door device used control signal.

31. Analyzer according to claim 30, characterized in that each signal generator applies the continuous signals to the frequency converter ( 8 ) which is designed to amplify the continuous signals.

32. Analyzer according to claim 30 or 31, characterized in that the frequency converter ( 8 ) forwards the continuous signals for reproduction or transmission to a loudspeaker ( 9 ) or a radio transmitter ( 10 ) or a television transmitter ( 11 ).

33. Analyzer according to one of claims 17 to 32, characterized in that the signal conversion unit contains a speech processor ( 12 ) which converts the result signals coming from the fuzzy logic unit ( 5 ) into spoken information.

34. Analyzer according to one of claims 17 to 33, characterized in that the output device of the signal conversion unit contains downstream acoustic display devices ( 9 ).

35. Analyzer according to claim 34, characterized in that the acoustic display devices include a loudspeaker ( 9 ), a radio, a sound part of a television set and / or a telephone terminal.

36. Analyzer according to one of the preceding claims, characterized in that the fuzzy logic unit ( 5 ) consists of a two-part logic circuit ( 5 a, 5 b).

37. Analyzer according to claim 36, characterized in that the first part ( 5 a) of the two-part logic circuit serves for signal identification on the basis of predeterminable parameters.

38. Analyzer according to claim 37, characterized in that the second part ( 5 b) of the two-part logic circuit is designed to carry out a linking of the parameters with one another, so that the associated signals are in particular clearly recognizable as spherical signals and can be separated from interference .