DE2020775C3 - Hochfrequenzempfaenger zur Erfassung von Impulssignalen - Google Patents

Description

~k — Σ Λ jÄ und β = S — /Δ

definiert sind, wobei § ein der Summe der Signale S(t) und S(t -i dr) entsprechender Vektor ist, S(t) und S(H di)den aufgefangenen Signalen in den Zeitpunkten r und f 4-dr entsprechen, df in der gleichen Größenordnung liegt wie die Foigeperiode τ der Impulssignale, 5 ein der Differenz der Signale S(f) und S (ι -df) entsprechender Vektor ist, j~\ ein von .1 durch Drehung um ;r/2 im trigonometrischen Sinn abgeleiteter Vektor ist und die Vektoren Σ und /Λ aufeinander senkrecht stehen, wenn die Signale SU) und S(I *■ df) vorher demoduliert worden sind.

Praktisch nimmt man für U einfache Funktionen, ^vorzugsweise die Kosinusfunktion allein oder die ^Sinusfunktioc allein.

— Da das Sip'ial U vom Absolutwert J.cr Amplituden 3er Signale S (/} und S (ff df) unabhängig ist, kann

Kleinstwertbegrenzungsschwelle fest sein.
Die zufälligen Störsignalen entsprechenden intcgrienen Sipnale sind um so schwächer bezüglich der ^Nutzsignale, je größer die Anzahl von Integrations- :pcrioden ist. Praktisch genügt es, die Integralion über ^ejnige zehn Perioden durchzuführen.
~ Bei Empfangern, in welchen die verfügbaren Sirgnale S(t) und .V(/ *-dt) sich auf einer genügend ülefcn Zwischenfrequenz/, befinden, können die ^algebraischen Summen S(r) ^! S(i rdt) und SU) =- SU \ df) direkt in der Zwischenfrequenz gebildet :_werden, wenn /, ein Vielfaches von I'd/ ist oder im gegenteiligen Fall nach Phasenverschiebung des einen :-Signu!r.. Das Signal U kann sodann einfach erhallen ~:wcrden, indem man auf die beiden Eingänge eines Amplitudenphasendclektors jeweils die beiden Sum- ^mcn nach Begrenzung und gegebenenfalls Phasen-—verschiebung der einen um .r-2 gibt, wenn man LJ f(sin</) zu erhalten wünscht.

Wenn die Signale SU) und .V(M df) -Jagegen in Videofrequcnz /ur Verfügung siciicn, kann man gc- \gchcnenfalls jeweils zwei in Phase stehende Hüfsträgtrwellen der gleichen Frequenz, entweder direkt mit diesen Signalen oder mit V I .S" und .V - .S" modnlieren. Das Signal U kann sodann wie vorher mit Hilfe eines Amplitudenphasendetcktors erbalten werden

Das Sijinal IJ /(sin«/) winl Null für .V(f) λ',ι · df). Wenn das Si₁IIiJi S(i) aN f iinktum von / eine symmetrische Einhüllende mit einem Maximum ti :"ίί '·■"■ S}!!!!!ie!rii.'2ch«i* -!Hf-IiM^i hi-i^niclswcise also eine im wesentlichen dreieckige Kiiihülluule aufweist, so i-.t die (/ als Funktion der Zeil darstellende Kurve eine ιιπμυ .ldc fuiiklion von (/ f„), welche Null wird für t i_ir wobei /,, der die Symmetrieachse definierende Augeiiblicksweit von 1 ist. Diese Kurve h;il in der Umgebung von Null ein analoges Verlinlten wie die Fehlet kurve einer Zielverfo^iirigsrml.'ige. Der crfindungsgeinäße Hupfiii^er mil konstanter Falschsignalwahrschcinlichkeit Ii.il daher den iiisiitzliehen Vorteil, clad er tihiie /usüt/liche l-inrichlungcn für die Zielverfolgung au.·» der I'nifernung verwcndbar ist. F.s gcniigt dabei, das Ausgangssignal des Integrators auszuwerten.

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

Fig.l ein Beispiel für eine vom erfindungsgemäßen Empfänger erfaßte Signalform,

Fig. 2 ein der Erläuterung dienendes Vektordiagramm,

Fig. 3 und 4 Beispiele für im crfiridungsgemäßcn Empfänger erzeugte Signale,

Fig. 5 das Prinzipschaltbild eines crfindungsgemäßen Empfängers.

F i g. A ein die in F ι g. 5 weggelassenen F in/elheitcn zeigendes Blockschaltbild einer \usfuhrung*- iorm der Erfindung,

Fig 7 ein die in Fig 5 weggelassenen I in/clhciten zeigendes Blockschaltbild einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung und

Fig. K cm Blockschaltbild .mcr als elektromagnetischer Empfängerdetcktor ausgebildeten Ausfuhrungsform der [-!rfindung.

Zur Erläuterung des Grundgedankens wird die Erfindung für den Fall eines Empfängers einer elektromagnetischen Dctcktoranlage beschrieben, welche im wesentlichen rechteckige Impulse mit der Breite τ bei der konstanten Folgefrequenz h_r aussendet. Der ten Fall von reellteckigen J-choimpülscn mit der Dauer r.

Jc nachdem, ob das Fiitcr ein Videosignal oder ein

Zwischcnfrcquenzsignal licfeil, entspricht das Signal

einer der Einhüllenden AHC oder Ali'C mit der !'BreitC;2'uot!cr aiich der modulierten Trägerwelle mit

dci I;inhüncnd(;n:5/f//C7/'.

Diese Darstellung tsi natürlich theoretisch Tat sachlich hat die Einhüllende nichf genau die Form to eines V. sondern cmc n>chr abgerundete Form. *» '*ei für die I rlauicrung das wesentliche dann besteht, daß sie nmmctriscli mit Nullstellen an den Enden und einem Maximum auf der Symmetrieachse ausgebildet ist

Die Form dieses Signais bleibt im wcsenlli'-'i-n fur jedes der V I chos des gleichen /.ich gleich. Seme Amplitude ist eine Funktion der Amplitude des Si gnals am Filtcrcingiuig

f in Rauschsigna) oder allgemeiner cm Slorsienai kann zufälligerweise wahrend einer FoJgcperiodc am Ausgang des filters ein analoges Signal ent iclu-n lassen, aber dieses wird sich im allgemeinen naht wahrend einer anderen I olgcpcnodc wiederholen Zunächst wrd die I rlindung unter der Annahrnr

Empfanger muß unter den empfangenen Signalen as beschrieben, daß das ausgewertete Signal dcmodu diejenigen feststellen, welche auf Echos von ausge- licrt ist Sodann wird gezeigt, wie die Erfindung ebenfalls anwendbar ist, wenn dices Signal ein /wischen frcqucnzsignal ist

S Mt) sei der Wert des Signals im Zeitpunkt ·

rdnung liegt tvjc r

Wenn man mit 2 die Summe .S · 5' und mit ! di-Differenz S S~ bezeichnet, ist das erfindungsgernaß erzeugte Hilfssignal V eine trigonometrische ϊ-ιιπί -

sandten Impulsen beruhen. Die diese Fxhos zurückwerfenden Ziele werden vom Strahlenbündel des Senders während einer bestimmten Zeit 'I₀ getroffen

die von der Breite des Bundeis und — wenn sie mehl 30 und .V S{t · ut) sei der Wert im Zeitpukt /

vernachlässigbar ist — der Breite des Ziels abhängt wobei d / in der gleichen Größenordnung liegt

Die N T₀ F, Echos eines Ziels werden in einer ....... . . _

Filtcranordnung verarbeitet, deren Kennlinie sich mehr oder weniger derjenigen eines !Optimalfilter*«

annähert. Bei einem bekannten Empfänger ergibt eine 35 tion des Winkels <■/ /wischen zw^rci Vektoren

Integration wahrend der Zeit T₀ ein Signal, dessen

Energie für jedes Entfernungsquantum mit einem 4 £ · js und /5 2 - /Δ .

festen Schwellwcrt verglichen wird. Man setzt fest.

dab es sich um ein Echo handelt, wenn der Schwell- wobei £ und /i zwei aufeinander senkrecht stc-

wcrt überschritten wird Dieser Schwellwcrt wird 40 hendc Vektoren jeweils mit der Amplitude £ und Λ

durch eine in Abwesenheit von Nutzechos durch- wie in Fi g. 2 gezeigt, sind.

geführte Messung bestimmt Er wird derart ein- Die vorzugsweise gewählten Funktionen sind die

gestellt, daß man eine mittlere Anzahl von Falsch- Funktionen U /(sinr/) und U -f(cosq), welche

informationen, d. h. eine bestimmte sogenannte man sehr leicht erhält, wie weiter unten erläutert.

»Falschsignalwahrscheinlichkeit« erhält, die bei der 45 insbesondere die Funktion sin </■„ welche bcsonde :

Benutzung der Anlage zulässig ist. Vorteile bietet.

Da sich jedoch die mittlere Höhe des Rausch- Die Fig. 3 uüd 4 stellen cost/ und sitnp als Funk-

pegefs während der Benutzung ändert und zufällige tion der Zeit für de Fall dr = τ dar wobei die

äußere Rauschsignale sich häufig demselben über- ausgewerteten Signale; die in Fig. 1 dargestellte Form lagern, ändert sich die Falschsignalwahrscheinlich- 5° besitzen. Das Signal cosy ist Null für Ii j>|τ/21.

keit, da der Schwcllwert wenigstens während der Dauer der Folgeperiode fest ist.

Beim erfindungsgemäßen Empfänger wird das Ausgangssignal des Optimalfilters nicht direkt integriert. Es wird vielmehr ein Hilfssignal U erzeugt, SS welches vom relativen Wert der Signale abhängt, die zu sich um ein bestimmtes Zeitintervall unterscheidenden Zeitpunkten aufgefangen sind, von deren Absolutwerten jedoch unabhängig sind. Dieses Signal wird über ./V Folgeperioden integriert. Wenn es von zufälligen Störsignalen stammt, ist es statistisch Null (oder wenigstens sehr schwach). Die Kleinstwertbcgrenzung auf die Höhe eines festen Schwellwerts ist jetzt gerechtfertigt, da das mittlere Rauschen in jedem Zeitpunkt auf eine konstante statistische Höhe gebracht wird.

F i g. I zeigt als Funktion der Zeit ι das Signal 5(i) am Ausgang des »Optimalfilters« in dem betrachte-Auf jeden Fall wird festgehalten, daß die sin? und cosf/ als Funktion der Zeil darstellenden Kurven aufgezeichnet sind, indem als Abszissennullpunkt der Zeitpunkt genommen wird, in dem die beiden Werte S and 5' grcicn sind, ά. h., wenn die Probewerte bezüglich der Symmetrieachse des Signals symmetrisch entnommen sind.

In dem betrachteten Fall lassen sich sing* und cosy folgendermaßen ausdrucken:

2 55' cos ψ =

Weiter unten werden die allgemeinen Ausdrücke für sing? und cos ψ angegeben.

7 8

Aber auch an diesen vereinfachten Ausdrucken A = S+S'+j(S—S') und B = S-rS'~j(S—S') erläßt sich bereits ersehen, daß zeugt.

, » , „. , . - „ _..„ - .... Die Phase α- zwischen diesen letzteren oicnalen

a) das Signal sin^in allen Fallen cn algebraisches _wjrd ;_{n dcr f}*_{ora s4 gcmesseilt welchc d}* _cine

Signa ist, wobei das Signal cos,,- nur zwei vcr- _{£ Funktion dicser} phase darstellende Signal U erzeugt,

schicere Polaritäten aufweisen kann, vcnn d.cs _{in dcf Anordnu 55 wcrden dic} fj , _υ j f

auch IUr α und .V zutrifft, mit anderen Worten, j _{wdche m](} £_{f Fol iodc dcs} ^B Senders der

■ wenn man mit Videosignalen mit zwc. Polar.- g_clraChtclen elektromagnetischen Detektoranlage auf^

taten arbeitet. · _{trctcn Das} integrierte Signal wird in der Anordnung

b) über mehrere 1-oigcpenoden der Mittelwert des io 56 auf einen kleinsten Wert begrenzt. Am Ausgang 57 Signals siny für die Storsignalc Null ist, wenn erhält man das Nutzsignal bei statistisch konstanter solche vorhanden sind; tatsächlich sind die Falschsignalzahl.

Mittelwerte Sⁱ und S'¹ durch Definition gleich, Je nach der Form, in welcher die Signale am

und daher ist ihre Diflcrcnz Null; Ausgang der Anordnung 51 abgegeben werden, wo-

<$ bei diese Form im wesentlichen von der Art dieser

c) über mehrere Folgeperioden, wenn das Video- Anordnung abhängt, die keinen Teil der vorliegenden signal /wci Polaritäten besitzt, der Mittelwert Erfindung darstellt, sind die folgenden Vorrichtungen von cos,/ für das thermische Rauschen Null ist, _auf verschiedene Weise ausgeführt

wobei dieses am PmIe der Zeit r vollständig _{A Dcr} Empfangsblock 51 liefert cm Videosignal,

ausgeschaltet ist. _{ao Dann g},i_t das ausführliche Schaltbild der Fig. 6.

Der Block 52 enthält zwei Probenschalter 61. 62.

Dagegen kann es fur bestimmte andere Storsignalc weiche mit einer relativen Versetzung von df durch flicht Null sein. Man sucht daher das Signal sin 7 einen Taktgeber 63 mit der Folgefrequenz der Anlage auszuwerten. gesteuert werden, sowie eine Verzögerungsleitung64

Das Nut/stgnal wird daher durch Integration von »j mit dem K^nwortd/, d h. bei dem beschriebenen H Signalen erhalten, weiche N aufeinanderfolgenden Beispiel *, welche in Revhc mit einem der Proben-IFolger. rioden entsprechen Für die Echos erhält schalter liegt

ftian am Eingang des Integrators /V-mal das gleiche Der Block 53 enthält zwei Modulatoren 65 und 66,

Signal Der Rauschabstand wird daher, grob gesagt, welchc mit dem gleichen, beispielsweise bei 2 MHz im Verhältnis \ 77 vergrößert 30 schwingenden Oszillator 67 gekoppelt sind und wcl-

In jedem Fall hat unter der Voraussetzung, daß chcn ein an sich bekannter Operator 6* nachgeschaltct 4Kc spektrale Breite des Rauschens wenigstens gleich ist. der aus einer Kombination von Widerständen dem Durchlaßbcrcich des Empfängers ist. das inlc- und Kondensatoren besteht und die Summen

Ericrie Signal für die Storsignalc einen statistisch . -,.cm ,

onslantcn Mittelwert, was cine I-csilcgung des 3 5 S(I* (WS(I ft und 5(1 j) * S (1 · |)

Sch well wcrts ein für allemal ermöglicht. bildet.

Wenn dagegen die spektrale Breite der Störsignalc In dem bevorzugten Fall, daß U - f(sin<j) gesetzt

geringer ist als der Durchlaßbcrcich des Empfängers, wird, enthält der Block 54 zwei gleiche Begrenzun^swobct /V₁ die Anzahl von nicht unabhängigen Probe- verstärker 6t5 und iiv. wobei dem etnen cm Phasenwcrtcntnahmen der Störsignale ist (und /V, kleiner 40 schieber 611 mit der Phasenverschiebung τ/2 und ein ist als /V), ist der Nutzsignal-Störsignalabstand nach Phascnamplitudendctcktor 612 vor- oder nachgcdcr Integration in der Größenordnung von schaltet ist, dessen Ausgang den Integrator 55 speist;

dieser kann in an sich bekannter Weise vorteilhaft

y in Form einer Schleife verwirklicht sein, welchc ein

I/ " 45 Additionsglied 613 mit zwei Eingängen enthält; der

\ N_x erste Eingang dieses Gliedes ist mit dem Ausgang

des Detektors 612 gekoppelt und sein Ausgang mit

daher erhöht sich die Fabchsignaizahl bei gleichem einem Ende einer Verzögerungsleitung 614 mit dem Schwellwerk Man kann dem abhelfen, jndem man Nennwert T ~ MF_n das andere Ende der Verzöge-

• ■ ,, ...,, N .. „ ,, .. j so rungsleituno ist mit einem KleinstwertbcRrenzcr56

entweder im Verhältnis ^ die Bestrahlungszelt des ^j^ ^ _{Ejngang cines V}erstärkerf615 mit

Ziels erhöht oder eine Sender-Empfängcfanlage mit einem Verstärkungsfaktor geringfügig kleiner als 1

Schnell veränderlicher Frequenz verwendet, welchc gekoppelt, wobei dessen Ausgang mit dem zweiten

cine Dekorrelierung der Störsignale von einer Folge- Eingang des Additionsglicdes gekoppelt ist.

Periode zur nächsten gestattet. 5s B. Der Empfangsblock gibt ein Zwischenfrequenz-

F i g. S zeigt das Prinzipschaltbild eines erfindungs- signal ab. in diesem FaU ksss die Aseidijasg 52=

gemäßen Empfängers. einfach, wie in Fig.7 gezeigt, eine Anordnung71

Die von der AntenneA_n aufgefangenen und, wie enthalten, welche die Signale in den Zeitpunkten/

gezeigt, gegebenenfalls im Eingangsblock oder eigent- und i + dt zeitlich zusammenfallen läßt, und eine

liehen »Empfangsblock« 51 verarbeiteten Signale 60 Anordnung 72 zur Phasenabgleichung, die eine Regel-

werdcn auf eine Anordnung 52 gegeben, welche im anordnung eoihkU, denn die Trägerfrequenz der

Zeitpunkt t + di an ihrem Ausgang 52i die im Zeit- Signale raüSie ein Vielfaches you 1/d t sein, damit

punkt t empfangenen Signale und an ihrem Ausgang die Signale an der richtigen Stelle lägen. Da dies

522 die im Zeitpunkt i + at empfangenen Signale im allgemeinen nicht der Fall ist, ist die Phasen-

abgibt. An den Ausgängen 521 und 522 hat man 65 abgleichanordnung erforderlich. In diesem Fall ent-

daher jeweils die Signale S bzw. 5'. Diese Signale halt die Anordnung 53 nur den Operator 68, welcher

werden in der Anordnung 53 verknüpft, welche an direkt durch die Ausgangssignale der Anordnung 52

den zwei Ausgängen 531 und 532 die Signale gespeist wird.

9 10

Wenn die Phasenregelung der Signale nicht voll- schieber 611 mit einer Phasenverschiebung von η/2, ständig durchgeführt ist, so wird aus den Ausdrucken wenn man, wie es bevorzugt wird, die Funktion sine/ für siny und cosy gewählt hat.

Das Ausgangssignal des Detektors 612 wird auf

_^ 5'2—5* 5 den Eingang eines Umschalters 192 mit (M-I) Aus-

sin φ — >7«5"^ «te~i~2 s*S'M ¹^ gangen gegeben, welcher mit den obigen synchron ist,

^ ' ■* so daß die Integration der Signale U, welche jeweils

ή unterschiedlichen Entfernungskanälen entsprechen,

_ 2^5' I richtig durchgeführt wird; Zu diesem Zweck ist jeder

cos«;' i^/j 5JJ2 _t VS'*]'' ' ^t0 Ausgang des Umschalters 102 mit einer Integrator

anordnung 55, gekoppelt, welcher eine Spcichcr-

wobei die Nenner nur gleich .V- S- sind, wenn .V anordnung 12, vorgeschaltet ist. und S' in Phase sind. Diese Signale weisen — was Um zu bestimmen, ob ein Nutzecho vorliegt oder

die Ausschaltung der Störsignale betrifft — die glei- nicht, wird in der Anordnung 56 das Signal U jeucs chcn Vorteile auf wie die obengenannten Signale. 15 Kanals mit dem vorbestimmten *khwellwcrt vrt

In Fig. 8 ist ein Empfänger einer elektromagnc- glichen, wobei ein Umschalter 103 zwischen die An tischen Impulsdclcktoranlagc mit Fixechountcr- Ordnung 56 und die Ausgänge der Integratoren 55, drückung und Entfernungskanälen dargestellt, und geschaltet ist.

zwar einer sogenannten kohärenten Anlage, d. h. Falls die Ausgangssignalc der Sperrfilter Vidco-

eincr Anlage, bei welcher die ausgewerteten Echos ao signale sind, ist es wie beim Fall der F i g. 6 erforderenlweder von durch Zerlegen der gleichen Träger- lieh, die Signale abzutasten und mit denselben eine welle ausgesandten Impulsen stammen oder fest- Hilfsträgerwelle zu modulieren. Jedes Entfernungsgestellt werden, indem als Bezugswert für jedes Echo quantum muß daher in Zeitinten/allen abgetastet ein Signal verwendet wird, das in Phase mit der werden, welche in der Größenordnung der Dekor-Trägerwelle des ausgesandten Impulses steht, von as rclarionszeit des thermischen Rauschens liegen, wie welchem es stammt. Der Empfänger enthält sodann es am Ausgang der Sperrfilter auftritt; das bedeutet, in an sich bekannter Weise nach dem Block 51. daß wc in dem üblichen Fall, in welchem der Durchwelchcr in diesem Fall Zwischenfrequenzsignale oder laßbercich eines Sperrfilters bezüglich der Folge-Videofrequenzsignale liefert, eine bestimmte An- frequenz F, kiein ist, unterhalb T = MF _r liegen, zahl M von parallelen Entiernungskanälen, deren 30 Beispielsweise findet für T - 200 jts und M - 20 Eingangstorschaliüiigeii 81.1. 81.2 .. %\M nach- die Messung jedes Kanals während einer unterhalb einander während aneinandergrcnzender Zcitintcr- 10|is liegenden Dauer statt, und die Frequenz der valle mit der Dauer τ durch öffnungsimpulse geöffnet HUfswelle kann gleich 20 MHz genommen werden, werden, die durch die allgemeine Synchronisations- Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist sehr weit,

anordnung 200 der Anlage synchronisiert werden. 35 da es alle Fälle eines Empfangs von mit störende«

Jeder dieser Kanäle enthält ein Fixechosperrfiltcr Rauchsignalen vermischten, wiederkehrenden Im-13 1. 83 2 83.M pulssignalen umfaßt, d.h. insbesondere zahlreiche

Die Ausgangssignale zweier aufeinanderfolgender Empfänger von Flugnavigationsanlagen und Raum-Kanäle said hypdheUsch um % gegeneinander ver- Überwachungsanlagen.

setzt, und man gruppiert die aufeinanderfolgenden 4· übrigens wird bemerkt, daß die Erfindung nicht Ausgangskanäle paarweise, wobei das Ausgangssignal allein auf Empfänger von Senaten mit konstanter des Sperrfilters eines Kanals gleichzeitig das Signals Folgepenode anwendbar ist. hs genügt tatsächlich, dieses Kanals und das Signal S' des folgenden Kanals daß die vom gleichen Ursprung aufgefangenen bildet (M- I) Operatoren 69/, wie der in Fig. 7 Signale gemäß einer bekannten Folgefunktion aufdargestellte Operator«, die mit 68.1, 68.2... 45 treten.

<i.(A/— I) bezeichnet sind, sind mit ihren Eingängen Dies ist insbesondere bei Doppelsignalen der Fall,

jeweils mit den Ausgängen der Filter 83./ bzw. welche häufig in elektromagnetischen Detektor- $3(i + 1) gekoppelt anlagen zur Unterdrückung der sogenannten »Blind-

Wenn die Signale am Ausgang der Anordnung 51 zonen« verwendet werden.

Zwischenfrequenz aufweisen, sind (Af-I) Anord- y> Schließlich wird festgestellt, daß bei einer Anlage nungen 52.1," 52.2,... St.(M—1), welche gleich der mit beweglichem Entfernungsfenster zur Verfolgung Anordnung52 in F'ig.7 sind, vor jedem Operator eines Ziels die Erfindung gleichzeitig die Erfassung angeordnet. des Ziels unter vorteilhaften Bedingungen gestattet,

Jeder Operator gibt auf die beiden entsprechenden da die Falschsignalzahl konstant ist und daher die Ausgänge S₁ und 9, die oben definierten Signale A 35 »Echoanwesenheitse-Funkiion optimal ist Zur und B. Purchfyhning der Yeifc%isg gesägt es dsner, wenn

Die Ausgange 8/ werden fortlaufend durch den die Anwesenheit eines Echos durch, ein Signal an elektronischen Umschalter 1§β, der von der Anord- der Klemme 57 einmal angezeigt ist, das am Eingang Bung ΊΛ% gesteuert wird, mit dem Begrenzungs- des Kleinstwertbegrenzers 56 abgenommene Signal verstärker 69 gekoppelt. Gleichermaßen werden die 60 sin φ zls Falschsignal der Regelschleife für die VerAusgänge 9, fortlaufend synchron mit den Ausgän- Schiebung des Fensters auszuwerten, wobei dieses igen S₁- durch einen elektronischen Umschalter IiI letztere richtig angeordnet ist, wenn sin φ = 0 ist. mit dem Begrenzungsverstärker 62·, der dem obigen Db Erfindung ist nicht allein auf die beschriebenen

gleich ist, gekoppelt Die beiden Verstärker werden, Ausführungsformen beschränkt Sis ist beispielsweise wie obec, mit dein Phasenampliradsndetektor 6i2 65 auch anwendbar, wenn die Verzögerung di sich von τ gekoppc u ynd zwar einer derselben über den Phasen- unterscheidet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Hochfrequenzempfänger zur Erfassung von Impulssignalen mit bestimmter Folgeperiode τ, J mit einer Anordnung zum Empfang der wiederkehrenden Signale, die eine Detektorschaltung enthalten kann, und mit einer integratoranordnung für die wiederkehrenden Signale,, der ein Kleinstwertbegrenzer nachgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß er zwischen der Empfangsanordnung und der Integrationsanordnung eine Anordnung zur Erzeugung eines Signals U enthält, welches auf den Eingang des Integrators unabhängig vom Absolutwert der »5 Höhe des aufgefangenen Signals gegeben wird und von trigonometrischen Funktionen des Phasenwinkels ψ zwischen zwei Vektoren A und a abhängt, die als Resultierende

3=2 I- /Λ ru-Δ B = r - A ^ao

definiert sind, wobei S ein der Summe der Signale5(f)und£(/ { dt) entsprechender Vektor ist, S(t) und S(t l df) den aufgefangenen Signalen in den Zeitpunkten t und ί rdi entsprechen, df in der gleichen Größenordnung liegt wie die Folgeperiode r der Impulssignale, ein der Differenz der Signale S(i) und S(t l· dl) entsprechender Vektor ist, /&. ein von 5 durch Drehung um TtI? m trigonometrischen Sinn abgeleiteter Vektor ist und die Vektoren ν _und /i aufeinander senkrecht stehen, wenn die Signale Sie) und S(t {dt) vorher demoduliert worden sinn.

2. Empfänger nach Anspruch 1, dauur-.-h gekennzeichnet, d:iß die Anordnung zur Erzeugung des Signals V einen Operator mit zwei Eingangen besitzt, weiterhin eine Anordnung zum Aufgeben der Signale S --■ S(t) und S' - S(l Y dt) auf diese beiden Eingange in Form \on modulierten Tragerwellcnabschnitten, wobei der Operator zwei Ausgänge aufweist, welche jeweils die Signale Λ

(S * 5') ' j(S Λ") und D- (S ■ S') /(S- S') abgeben, ferner zwei Begrenzungsvcrsiiirker. welche jeweils mit den zwei Ausgängen des Opcraiors gekoppelt sind, und einen Phascnamplitudendetektor, dessen Eingänge jeweils mit den Ausgängen der Begrenzungsverstärker derart L^rckoppclt sind, daß man ein Signal U erhält, das eine Funktion des Wertes sin </ oder des Wertes cos </■ ist.

3. Empfanger nach Anspruch 2, in welchem die aufgefangenen Signale zunächst auf Videofrciiucnz umgesetzt werden, gekennzeichnet durch zwei Probenbehälter, welche an diesen Signalen Paare von Probeimerteii entnehmen, wobei die beiden Probewerte eines Paars in sich um dt unterscheidenden Zeitpunkten entnommen werden, eine Anordnung, welche die beiden Prohewerte jedes Paars zeitlich zusammenfallen läßt, und zwei Modulatoren, welche vom gleicher Oszillator gespeist werden und jeweils zwei "»riigerwcllcit niit den beiden Probewerten des gleichen Paars modulieren, wobei die Ausgänge der Modulatoren jeweils mit den Eingängen des Operators gekoppelt sind.

-I. Empfänger nacli Anspruch 2, in welchem die aufgefangenen Signale in Form von modulicr-'ten Trügcrwclfcnabschnitlcn geliefert worden, gekennzeichnet durch einen direkten Kanal und einen um df verzögerten Kanal, welche mit den zwei Eingängen des Operators gekoppelt sind, wobei die aufgefangenen Signale in die beiden Kanäle gegeben werden.

5. Empfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Kanäle einen Phasenschieber enthält.

6. Empfänger nach Anspruchs, gekennzeichnet durch eine Phasenregelanordnung, welche mit den Kanälen gekoppelt ist und den Phasenschieber steuert.

7. Empfänger nach einem der Ansprüche 2 bis 6, zur Erfassung der von beweglichen Zielen zurückgeworfenen Echos, wenn die:; die im wesentlichen rechteckigen, wiederkehrenden Impulse mit der Breite r eines Senders einer elektromagnetischen Detektoranlage empfangen, wo-

bei dieser Empfänger eine Filteranordnung,

welche die Signale mit der Breite r in Signale mit einer im wesentlichen V-förmigen Einhüllenden mit der Breite 2 τ umwandelt, und M (ganze Zahl größer als 1) Entfernungskanälc enthält, welche nacheinander während aneinandergrenzenden Zeitintervallen mit der Länge τ geöffnet sind, wo- -bei jeder Kanal ein Sperrfilter für Fixechos enthält, dadurch gekennzeichnet, daß er (M — !) Operatoren enthält, wobei ein Operator mit dem beliebigen Rang i[i ~ 1,2 ... (M- I)] durch die Kanäle mit dem i l· 1 gespeist wird und die (Λί 1) Operatoren jeweils in das Signal Λ abgebende erste Ausgänge und das Signal B abgebende zweite Ausgänge aufweisen, daß zwei Umschalter derart synchronisiert sind, daß nacheinander der eine die ersten Ausgänge der Operatoren mit einem der Begrenzungsverstärker und der andere die zweiten Ausgänge des Operators mit dem anderen BegrcnzungsverstUrkpr koppelt, daß er (M 1 j Intcgratorschaltungcn er..hält, wobei ein Integrator mit dem Rang/ den Kanälen mit dem Rang/ und i 1 zugeordnet ist, daß ein ir.it den beiden obigen synchronen Umschalter den Ausgang des Phasendetektors nacheinander mit den (M 1) Integratoren koppelt, und daß ein weiterer Umschalter nacheinander die Ausgänge der Integratoren mit dem Kleinstwcrlbegrenzer koppeit.

8. Empfänger nach Anspruch 7, in welchem die Signale am Ausgang der Sperrfilter Zwischimfrequenz aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgängen von zwei aufeinanderfolgenden Sperrfiltern mit dem Rang/ und i < 1 und den Eingängen des Operators mil dem Rang; jeweiis (Λί i) Kuin/iutii/:- urn! !'huircnrcg;:!-"-ordnungen eingeschaltet Mild.

'). Empfänger nach Λ11 j>ruch 7, in welchem die Signale am Ausgang der Sperrfilter Videofrequenz aufweisen, <!adurch gekennzeichnet, iliiß er am Ausgang jedes Sperrfilters einen Pnibewcrtnclimcr enthält.

K). Kmpfäiii'.cr nach einem dei Ansprüche I bis 6, welcher zur Zusammenarbeit mit einer elektromagnetischen Impulsdetcktorjiilape bestimmt ist, die eiir bewegliches Fnipfany.sfenslcr zur Verfolgung eines Ziels und eine Kcgclsclilcifc für die Lage des Fensters bezüglich eines IeIilersignals aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß this cr/eiiglc Signal U das Signal / (sin </) ist und

daß das Signal U direkt als Fehlersignal verwendetwird.

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Die Erfindung bezieht sich auf Empfänger zur Erfassung von wiederkehrenden Hochfrequenzimpuis-Signalen, insbesondere auf Impuisradarempfänger, in weichen die NutzsignaJe mit Rauschsignalen und anderen Störsignalen vermischt aufgefangen werden.

Aus dem Buch »introduction to Rai'jr System« von Merrill 1. Skolnik, McGraw-HHl ί%~· S. 35 bis 38, ist es bekannt, die Signale natii Versi—J.ung und gegebenenfalls Frequcnzumsei/un? Fi.-erung und Demoiiulierung zu integrieren. <:. *> ύ 1 .Jie von den Videofrequenzschaltungen in je"-- f-olgeperiode abgegebenen Signale nacheinander-uülert werden. zzzz. Diese Integration bewirkt ei.. Verminderung der Ξ ^Amplitude der meisten Störsignale bezüglich der = zAmpIitude der Nutzsignale, wobei die ersteren im all- ~ ^emeinen nicht wiederkehren oder wenigstens, · .'enn ζ P*ic wiederkehren, im allgemeinen nicht die gleiche ^JFolgefrequenz besitzen wie die Nutzsignaie.

Unter den so erhaltenen Signalen oder »integrier-Jen Signalen« verbleiben jedoch noch Störsignale mit =Jroßer Amplitude, die insbesondere aus dem Rau- =schcn stammen.

Γ~ Diese Störsignale bilden falsche Informationen, ^lieren mitlicre Anzahl je Zeiteinheit für eine ratiojrcllc Auswertung begrenzt werden muß. Die Störsignale haben im allgemeinen eine kleinere Ampli-Jude als das N«,tzsignal. Die Begrenzung der Anzahl ^ik-r Fahchinformationen wird dann dadurch erreicht, r.ikiß die Signale, deren Amplitude unter einem be-'-stimmten Schwellenwert liegt, in einem Kleinstwert- ^besren/cr unterdrückt «.erden.
1: Unter sonst gleichen Bedingungen ist die Falschrugnalwahridieinlichkcii um so höher, je niedriger (Jicscr Schwellenwert ist. Nun muß aber der Schwelauf den minimal zulassigen Wert eingeregelt n. um einen übermaßigen Verlust an schwachen

zu vermeiden.

z. ^^a dii. mittlere Amplitude der falschen I π formationen im wesentlichen /ulälliii ist, muÜ man entweder den Schwellenwert ständig nachregcin, oder man muß dem Kleinstwcrtbcgrcn/'-r einen Verstärker mit automatischer Verstärkungsregelung vorschütten In beiden Fällen ist es wogen der schnellen /\nderungen der niiti'crcn Anipliludc iler falschen !11 formationcn nicht immer ΐηομϊκίι. die F-aKthsignalwahrsclicinlichkeit konstant /ti halten.

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Uochfrequen/enipf.iiuers mit kcinsianlcr «.latistischer F;ilsclisipiiiil/.ihl. uii;ilifuiii^ig von der Hohe der aufgefiingeiii.Mi Signale

Gegenstand der LrJindung ist ein Hochfrequenzempfänger zur llifiissiing von linptilsignalcn mit besummier Folgeperiode r, mit einer Anordnung zum fimpfiing der wiederkehrenden Signale, die eine De-(ckforschüllung ertllinltun kann, und mit einer Integraiiotisnnordntiiig für die wiederkehrenden Signalc, der ein KlciiiKtwcribegreir/er natligeschaltct ist, der erfinduiigsgemiii.? dadurch gekennzeichnet ist, (Iai5 er zwischen der Enipiaiigsaiumlnmig uiicl der Intcgrationsanordnung er -.· Anordnung /ur Erzengung eines Signals U tnthält, welches auf den Eingang des Integrators, unabhängig vom Absolutwert der Höhe des aufgefangenen Signals, gegeben wird und von trigonometrischen Funktionen des Phasenwinkeis φ zwischen zwei Vektoren A und B abhängt, die als Resultierende