DE2144050C3 - Ultraschall-Alarmanlage zum Melden eines Eindringlings - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschall-Alarmanlage zum Melden eines Eindringlings in einem überwachten Bereich, mit einem ein Ultraschallsignal in diesen Bereich aussendenden Ultraschallsender, einem Empfänger zur Aufnahme der aus diesem Bereich zurückkehrenden Signale und einer Auswerteeinrichtung, wobei Detektoreinrichtungen unter Ausnutzung des Dopplereffekts abhängig von den empfangenen Signalen ausgangsseitig bei Vorhandensein eines bewegten Zielobjektes ein Objektsignal und in Abhängigkeit von Störerscheinungen ein Störsignal erzeugen.

Bekanntermaßen werden Ultraschall-Alarmanlagen dazu eingesetzt, das Vorhandensein eines bewegten Zielobjekts innerhalb eines überwachten Bereiches festzustellen und eine Alarmmeldung oder Alarmanzeige bei Vorhandensein eines solchen Zielobjektes zu liefern. Im allgemeinen wird ein kontinuierlicher Ultraschallton in den überwachten Bereich ausgesandt und die von stillstehenden Objekten und von bewegten Zielobjekten innerhalb des betreffenden Bereiches re flektierten Signale werden zum Empfänger zurückgeleitet und mit einem Teil des ausgesendeten Ultraschalltones gemischt. Echosignale von bewegten Zielen erzeugen eine niedrige Schwebungsfrequenz, die mittels eines Filters ausgesiebt und dazu verwendet wird, einen Alarm auszulösen. Bei der Konstruktion solcher Alarmanlagen bereitet deren Anfälligkeit zur Auslösung eines falschen Alarms auf Grund verschiedener Störbedingungen oder Verfälschungsbedingungen Schwierigkeiten, die in dem überwachten Bereich auftreten können. Falscher Alarm kann beispielsweise durch Luftströmungen ausgelöst werden, welche durch Temperaturgradienten, durch Klimaanlagen oder durch Heizungen verursacht sind oder die Falschalarmauslösung kann durch bewegte Vorhänge oder Fenster-Abblendungen hervorgerufen werden. Ein falscher Alarm kann auch durch Erschütterungen an Wänden oder leichtem Mobilar hervorgerufen werden, die ihre Ursache beispielsweise in einem vorbeifahrenden Kraftfahrzeug, in einem augenblicklichen Schalldruck oder in Erdbeben haben können. Auch können hohe Ultraschall-Amplituden auf Grund von Blitz oder Koronaentladung in einer Ultraschall-Alarmanlage einen falschen Alarm auslösen. Man hat bereits verschiedene Versuche zur Verringerung des Auftretens von falschem oder blindem Alarm gemacht, doch ging bisher eine Verringerung des falschen Alarmes auf Kosten der Ansprechempfindlichkeit gegenüber bewegten Zielobjekten, insbesondere gegenüber solchen Zielobjekten, die sich mit geringer Geschwindigkeit bewegen.

Fm Versuch zur Verminderung der Empfindlichkeit einer Alarmanlage gegenüber störenden Bedingungen bestand darin, den Vetrstäikungsgewinn oder die Ansprechschwelle des Systems abhängig von einer Messung des Rausch-Hintergrundes oder des Rauschechos im Mittel über eine bestimmte Zeitspanne zu verändern. Diese Art der Veränderung des Verstärkungsgewinns oder des Ansprechpegels ist aber nur wirkungsvoll, wenn die Störungserscheinung einen allmählichen Einsatz aufweist, der sich über eine Zeitspanne von etlichen zehn Sekunden hinzieht, wie dies bei langsamen Veränderungen der Raumlufttemperatur oder bei einer

allmählich einsetzenden Bewegung eines Gegenstandes innerhalb des Raumes der Fall ist. Praktisch aber setzen die Störerscheinungen im allgemeinen nicht allmählich ein, sondern sind vielmehr normalerweise abrupt, insbesondere beispielsweise Störerscheinungen auf Grund des Anlaufens oder des Abschaltens einer Klimaanlage, einer Heizanlage oder auf Grund der verfälschenden Bewegung oder Vibration von Gegenständen. Eine Kompensation über den Verstärkungsgewinn oder den Ansprechpesel ist daher im allgemeinen nicht sehr wirkungsvoll gegenüber den meistens in einem überwachten Bereich oder einem Arbeitsbereich anzutreffenden Verfälschungsbedingungen. Darüber hinaus führt eine Veränderung des Verstärkungsgewinns auch zu einer Veränderung der Ansprechempfindlichkeit und damit is zu einer Veränderung im Ansprechbereich hinsichtlich zu erfassender Zielobjekte.

Eine andere Maßnahme zur Unterscheidung echter bewegter Ziele gegenüber störenden Erscheinungen sieht die Verwendung einer selektiven Filterung vor, wodurch versucht werden soll, den größten Teil von Doppler-Rauschenergie auszufillern, welche durch bewegte Luftströmungen verursacht sind, während eine Empfindlichkeit gegenüber einem Echo von einem Zielobjekt erhalten bleibt, das sich mit einer verhältnismäßig hohen radialen Geschwindigkeit mit Bezug auf den Empfänger bewegt. Während hier eine gewisse Sicherheit gegen die Auslösung eines falschen Alarms bei Verwendung zur Erfassung von Zielobjekten gegeben ist, die sich mit der genannten, relativ hohen Geschwindigkeit bewegen, arbeiten derartige Anlagen nicht sehr wirkungsvoll bezüglich der Erfassung mit niedriger Geschwindigkeit bewegter Ziele, da für solche langsamen Zielobjekte die Dopplerfrequenzen entsprechend den Echtzielen im allgemeinen dieselben sind, wie die Dopplerfrequenzen auf Grund von Störungserscheinungen. Niedrige Radialgeschwindigkeiten können überdies vorkommen, wenn ein Zielobjekt absichtlich versucht, die Alarmanlage zu täuschen oder wenn sich ein Zielobjekt zwar mit normaler Geschwindigkeit bewegt, jedoch in einer Richtung, die nahezu senkrecht zu einem Strahlungsstrahl verläuft.

In der USA.-Patentschrift 2 794 974 ist beispielsweise eine Alarmanlage der eingangs kurz beschriebenen Art angegeben, bei welcher eine Kompensation gegenüber Luftturbulenzen in der Weise vorgesehen ist, daß der Ansprech-Schwellenwert des gesamten Systems eine Spannung ist, die aus einer Messung des Hintergrund-Rauschens bei niedriger Dopplerfrequenz abgeleitet wird, derart, daß der Ansprechpegel des Systems erhöht und die Wahrscheinlichkeit der Auslösung eines falschen Alarms verringert wird, wenn sich der Doppler-Rauschpege! auf Grund einer Erhöhung der Luftturbulenz erhöht Diese Maßnahme ist zwar einigermaßen wirksam bei der Herabsetzung der Häufigkeit von Fehlauslösungen, doch geht dies in starkem Maße auf Kosten der Ansprechempfindlichkeit gegenüber Zielobjekten, die sich mit geringer radialer Geschwindigkeit bewegen. Die Ansprechempfindlichkeit der Anlage gegenüber Zielobjekten mit niedriger Radialgeschwindigkeit ist schlecht, da die Abschneidfrequenz des Doppler-Filters im De'ektorkanal auf hohe Doppler frequenzen eingestellt ist und auch deswegen, weil die Echoenergie von einem mit geringer Radialgeschwindigkeit bewegten Zielobjekt zu einer Erhöhung des Ansprechpegels selbst beiträgt welcher dann das Auftreten einer noch größeren Amplitude eines zu verarbeitenden Echosignals von einem Zielobjekt erforderlich macht, um einen Alarm auslösen zu können.

Aus der USA.-Patenlschrift 3 432 855 ist schließlich ein Doppler-Radarsystem bekannt, bei welchem die Echosignale in zwei getrennten, mit unterschiedlicher Phasenlage arbeitenden Doppler-Detcktorkanälen verarbeitet werden und danach wieder miteinander kombiniert werden, um je nach Bewegungsrichtung des Zielobjekts gegenüber dem Radarsender Ausgangssignale unterschiedlicher Polarität zur Unterscheidung der Bewegungsrichtung zu erhalten. An dem bekannten Radarsystem sind keine Einrichtungen erkennbar, mittels welchen die Erkennbarkeit von Zielobjckt-Echosignalen in gestörter Umgebung verbessert werden könnte, ohne die Ansprechempfindlichkeit zu verschlechtern.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Häufigkeit von Fehlauslösungen in einer Ultraschall-Alarmanlage auf Grund von Störerscheinungen herabsetzen zu können, ohne daß die Ansprechempfindlichkeit gegenüber echten bewegten Zielobjekten leidet.

Ausgehend von einer Ultraschall-Alarmanlage der eingangs beschriebenen, allgemeinen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unter Auswertung unterschiedlicher Spektralsymmetriecigenschaften der zurückkehrenden objektbedingten und störbedingten Signale das Objektsignal der Detektoreinrichtungen bei bewegtem Zielobjekt in Abhängigkeit von dessen Bewegungsrichtung entweder ein erstes oder ein zweites Ausgangssignal darstellt, während das Störsignal bei Störerscheinungen gleichzeitig sowohl das erste als auch das zweite Ausgangssignal umfaßt, und daß die auf die genannten Ausgangssignale ansprechende Auswerleeinrichtung eine Alarmmeldung nur beim Auftreten des ersten oder des zweiten Ausgangssignals hervorbringt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Ultraschall-Alarmanlage nach der Erfindung bilden Gegenstand der anliegenden Ansprüche 2 bis 15.

Eine bestimmte spektrale Eigenschaft von Echosignalen auf Grund bewegter Zielobjekte und auf Grund von Störerscheinungen wird also dazu verwendet, eine ganz beträchtlich verbesserte Unterscheidung und Erfassung von bewegten Zielobjekten beim Vorhandensein solcher Slörerscheinungen zu gewährleisten.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß das Spektrum, das von Störerscheinungen, beispielsweise von Luftturbulenzen, verursacht wird, symmetrisch zu der Trägerfrequenz des Sendesignals liegt, während das Spektrum eines auf einem echten Zielobjekt beruhenden Echosignals asymmetrisch zu der Trägerfrequenz liegt. Diese unterschiedliche Spektrumseigenschaft der Echosignale macht sich die Erfindung zunutze, indem Einrichtungen vorgesehen sind, die abhängig von einem Empfangssignal einen Alarm auslösen, wenn das Spektrum des Empfangssignals gegenüber der Trägerfrequenz um einen bestimmten Betrag asymmetrisch ist, während kein Alarm abhängig von einem Empfangssignal ausgelöst wird, dessen Spektrum zur Trägerfrequenz symmetrisch liegt.

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Ziehungen näher erläutert. Es stellen dar:

F i g. la und Ib Diagramme der Spektren auf Grund eines bewegten Zielobjekts und auf Grund von Störerscheinungen zur Erläuterung der Wirkungsweise,

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Ultraschall-Alarmanlage.

(ο

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer anderen Auslührungsform einer Alarmanlage,

F i g. 4 ein Blockschaltbild einer nochmals anderen Ausführungsform,

F i g. 5 ein Blockschaltbild eines in der Alarmanlage verwendbares Senders,

F i g. 6 ein Blockschaltbild einer anderen Signalvcrarbeitungseinrichtung,

F i g. 7 ein Blockschaltbild einer nochmals anderen Ausführungsform und

F i g. 8 ein Blockschaltbild einer Alarmanlage mit genauerer Darstellung der Einzelheiten.

In F i g. la sind die Spektralkurven für Signale aufgezeichnet, welche von einem bewegten Ziel herrühren bzw. auf Störerscheinungen, beispielsweise auf einer Luftturbulenz. beruhen. Die Kurve 10 stellt die Spektrumskurve für ein bewegtes Zielobjekt dar, das sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 Zentimeter je Sekunde mit Bezug auf die Radialrichtung bewegt, während die Kurve 11 das Spektrum von Hintergrundrauschen auf Grund turbulenter Luft wiedergibt. Das Spektrumsdiagramm ist nach Umwandlung der Ultraschall-Echosignale mit Trägerunterdrückung gezeichnet, was eine übliche Darstellungsweise für solche Spektrumskurven ist. Nun bedeutet aber eine solche Umsetzung auf das Grundfrequenzband oder eine solche Trägerunterdrückung gleichsam ein Umfalten der unterhalb der Trägerfrequenz gelegenen Frequenzen auf die Frequenzbereiche oberhalb der Trägerfrequenz und es ergibt sich eine Spektrumsdarstcllung, welche von derjenigen verschieden ist, die bei Versuchen mit dem Gegenstand der Erfindung tatsächlich festgestellt werden konnte.

Wird dasselbe Spektrum bei der ausgesendeten Trägerfrequenz beispielsweise mittels eines Frequenzanalysator;, von hohem Auflösungsvermögen aufgenommen, so hat das Spektrum die in Fig. Ib gezeigte Gestalt. Man erkennt, daß die Spektrumskurve 12. die von einem bewegten Zielobjekt hervorgerufen wird, mit Bezug auf die Trägerfrequenz im wesentlichen nicht symmetrisch gelegt ist, während die Spektrumskurve 13, die von einer Luftturbulenz oder einer anderen Störungserscheinung herrührt, im wesentlichen symmetrisch zur Trägerfrequenz liegt. Es hat sich nun gezeigt, daß die Spektren auf Grund von Störungserscheinungen und auf Grund echter bewegter Zielobjekte unterscheidbar sind und daß bewegte Zielobjekte in Gegenwart von Störerscheinungen mittels der nachfolgend beschriebenen Einrichtungen erfaßbar sind.

Untersuchungen mit dem Erfindungsgegenstand haben gezeigt, daß das durch Luftturbulenzen verursachte Spektrum im allgemeinen drei Ursachen besitzt. Die erste Ursache ist das Vorhandensein von Dichtegradienten in der bewegten Luft, welche zur Folge haben, daß die Summe der rückkehrenden Signale von allen Gegenständen in dem Gesichtsfeld einer Ultraschall-Alarmanlage hinsichtlich Amplitude und Phase statistisch schwankt. Diese Ursache scheint die wichtigste Quelle einer Auslösung von falschem Alarm zu sein und besteht im wesentlichen in einer Störung mit gegenüber der ausgesendeten Trägerfrequenz symmetrischen Seitenbändern.

Die zweite Ursache sind langsame Änderungen der mittleren Ausbreitungsgeschwindigkeit des reflektierten F.nergiestrahles als Folge von Änderungen der durchschnittlichen Lufttemperatur und/oder der durchschnittlichen Luftfeuchtigkeit. Die zweite Ursache führt zu einem asymmetrischen Spektrum im allgemeinen niedrigerer Amplitude und niedrigerer Frequenzen. Die letztgenannte Erscheinung führt aber zu wesentlich niedrigeren Amplituden und zu geringerem Frequcnzgehalt als die erste Ursache und hat daher keinen stark ins Gewicht fallenden Einfluß auf die Wirkungsweise der Anlage. Die dritte Ursache, welche zur Form des Spektrums von Störerscheinungen beiträgt, beruht auf Echosignalen von Luft-Trennflächen zwischen Bereichen unterschiedlicher Temperatur, wodurch sowohl symmetrische als auch unsymmetrische Spektrumsteile hervorgerufen werden. Die symmetrischen Teile beruhen auf kleinen Wirbelströmungen, während die unsymmetrischen Spektrumsteile auf Bewegungen einer Kalt-Warm-Trennflächc der Luft in einer bestimmten Richtung beruhen. Bei einer Ultraschall-Trägerfrequenz von etwa 25 KHz ist die Wirkung der dritten Ursache nicht so stark, daß sich wesentliche Probleme ergeben.

Das Spektrum von Ultraschallstörungen auf Grund von Blitz- oder Koronaentladung pflegt ziemlich breitbandig und sehr genau symmetrisch mit Bezug auf die Frequenz im interessierenden Doppler-Frequenzband zu sein. Umfangreiche Versuche haben ergeben, daß im wesentlichen alle in einer Ultraschall-Alarmanlage der hier betrachteten Art empfangenen Störsignale im wesentlichen ein symmetrisches Spektrum besitzen, so daß derartige Echosignale mit symmetrischem Spektrum deutlich von Echosignalen mit unsymmetrischem Spektrum von echten bewegten Zielen her unterschieden werden können. Echosignale mit unsymmetrischem Spektrum treten durch die radiale Bewegungskomponente eines Eindringlings auf, der sich auf die Alarmanlage hin oder von dieser wegbewegl. Ein von der Alarmanlage sich entfernendes Zielobjekt bewirkt eine rückkehrende Energie mit gegenüber der Trägerfrequenz niedrigerer Frequenz., während die Echosignale eine gegenüber der Trägerfrequenz höhere Frequenz besitzen, wenn sich das Zielobjekt auf die Alarmanlage zu bewegt.

Eine mit den Merkmalen der Erfindung ausgestattete Alarmanlage ist in F i g. 2 der Zeichnung gezeigt. Eir Oszillator 20 mit einer Betriebsfrequenz von beispiels weise 25 KHz speist einen Ultraschall-Sendewandlei 22, der Ultraschallenergie in einen bestimmten, zi überwachenden Bereich aussendet. Ein Ultraschall Empfangswandler 24 nimmt die reflektierte Energie aus dem überwachten Bereich auf und gibt ein Signa an einen Seitenbandaufteiler 26 ab, der außerdem von Oszillator 20 her ein Bezugssignal erhält. Der Seiten bandaufteiler 26 hat zwei Ausgänge, von denen dei Ausgang 28 ein Signal abgibt wenn ein Echosigna Komponenten oberhalb der Trägerfrequenz enthäll während der Ausgang 30 ein Signal abgibt, wenn da! Echosignal Komponenten unterhalb der Trägerfre quenz enthält. Im wesentlichen liefert also der Seiten bandaufteiler 26 zwei Ausgangssignale, welche den oberen bzw. dem unteren Seitenband eines vom Ultra schall-Empfangswandler 24 aufgenommenen Signal entsprechen. Der Ausgang 28 ist mit einem Filter 3; verbunden, der seinerseits an einen Detektor 34 ange schlossen ist. Der Ausgang 30 ist an einen Filter 3ii angekoppelt, der wiederum Verbindung mit einem De tektor 38 hat. Der Detektor 34 vermag ein positive Vollwellengleichnchter-Ausgangssignal in Abhängig keit von einem Eingangssignal vom Filter 32 her / erzeugen, während der Detektor 38 ein negatives Voll wellengleichrichter-Ausgangssignal abhängig vo einem Fmgangssignal vom Filter 36 her erzeugt. Di

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positiven und negativen Ausgangssignale der Detcktoten 34 und 38 gelangen zu einer Additionsschallung 40, deren Ausgang an einen Integrator 42 angeschlossen fet. Letzlerer speist eine Schwellenwertschaltung 44 zur Auslösung eines geeigneten Alarm-Anzeigegerätes 46. Wenn ein bewegtes Zielobjekt vorhanden ist, so eraeugt entweder der Detektor 34 oder der Detektor 38 tin Ausgangssignal. Der Detektor 34 liefert sein positives Gleichrichter-Ausgangssignal, wenn ein Zielobjekt »orhanden ist, das eine Bewegungskomponente in Richtung auf den Sender zu besitzt, während der Detektor 38 sein negatives Gleichrichter-Ausgangssignal abgibt, wenn ein Zielobjekt vorliegt, das eine Bewegungskomponente vom Sender weg aufweist. Wegen des von Störerscheinungen verursachten, im wesentlichen symmetrischen Spektrums im Gegensatz zu dem unsymmetrischen Spektrum auf Grund bewegter Zielobjekte erzeugen die Detektoren 34 und 38 beim Vorhandensein solcher Störerscheinungen beide jeweils Ausgangssignale, die sich bei Überlagerung in der Additionsschaltung 40 und im Integrator 42 im wesentlichen gegenseitig auslöschen. Beim Vorhandensein von Störerscheinungen allein liefert daher der Integrator 42 im wesentlichen ein Ausgangssignal des Wertes Null und es liegt keine Bedingung für die Alarmauslösung vor. Wird jedoch ein bewegtes Zielobjekt festgestellt, so liefert der Integrator 42 ein positives oder negatives Ausgangssignal an die Schwellenwertschaltung 44, die dann in Tätigkeit tritt und das Alarmanzeigegerät 46 beaufschlagt, wenn ein Eingangssignal vorliegt, das den in der Schwellenwertschaltung 44 vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. Es ist also festzustellen, daß für ein bewegtes Zielobjekt eine Alarmanzeige erzeugt wird, während Störerscheinungen, die bisher die Auslösung eines falschen Alarms verursachten, auf Grund der vorgesehenen Signalverarbeitung nach der Erfindung nicht gezeigt werden.

Die Filter 32 und 36 des Ausführungsbeispiels nach F i g. 2 haben eine schmale Bandbreite und praktisch bereitet die Verwirklichung oder Beschaffung solcher Filter für eine Trägerfrequenz von 25 KHz wegen der Forderung hoher Güte und Stabilität Schwierigkeiten. Die erforderliche Filterung kann aber auch in der in F i g. 3 gezeigten Weise erreicht werden. Die von Ultraschall-Empfangswandler 24 aufgenommenen Echosignale werden einem Mischerpaar 48 und 50 zugeleitet. Der Mischer 48 empfängt außerdem eine Bezugsschwingung von einem mit 25 KHz betriebenen positiven Frequenzbandversetzer, welcher durch eine Bezugsschwingung vom Sendeoszillator 20 gespeist wird und kleine Frequenzversetzungen ausführen kann. Eine solche Schaltung ist beispielsweise der Serrodyn-Frequenzbandversetzer 52, der ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Frequenz um 200 Hz oberhalb der Sendefrequenz liegt. Der Mischer 50 empfängt demgegenüber ein Signal mit einer Frequenz von 24,8 KHz von den negativen Frequenzbandversetzer 54, der ebenfalls durch eine Bezugsschwingung vom Sendeoszillator gespeist wird und ein Bezugssignal mit einer Frequenz von 200 Hz unterhalb der Sendefrequenz abgibt.

Die Ausgangssignale der Mischer 48 und 50 werden jeweils Tiefpaßfiltern 56 bzw. 58 zugeleitet, dessen Durchlaßbereich bei 200 Hz liegt, so daß der Träger unterdrückt wird. Die Ausgangssignale von den Filtern und 58 gelangen jeweils zu dem zugehörigen Detektor 34 bzw. 38 gemäß F i g. 2 und die Signalverarbeitung geht dann in der oben beschriebenen Weise vor sich.

tine andere Möglichkeit für die Seitenbandaufteilung und die Durchführung der erforderlichen Filterung ist m F ι g. 4 aufgezeigt. Ein vom Ultraschall-Empfangswandler 24 aufgenommenes Echosignal wird den Mischern 60 und f>2 zugeführt, die außerdem jeweils Signale von einer Vcrzögerungssehaltung 64 bzw. einer Vorruckungssehaltung 66 aufnehmen. Die Schaltungen 64 und 66 nehmen vom Sendeoszillator 20 eine Bezugsschwingung auf und bilden phasenmäßig aufeinander ίο senkrecht stehende Bezugssignale zur Speisung der Mischer 60 und 62. Die Ausgangssignale der Mischer sind daher auf einander senkrecht stehende Vektorkomponenten (A sin (■) und Λ cos Θ) des empfangenen Signalvektors. Die Ausgangssignale der Mischer werden in einer breitbandigen Phasenschieberschaliung 68 um yu phasenverschoben gehalten.

Eine Additionsschaltung 70 liefert cmc Summe der beiden Ausgangssignale der Schaltung 68. während eine Subtraktionsschaltung 72 eine Differenz dieser beiden Signale liefert. Die Differenz, wird beispielsweise!dadurch erzeugt, daß eines der Ausgangssignale der Phasensch.eberschaltung 68 invertiert und dieses phasenverschobene Signal zu dem anderen Signal dann addiert wird. Die Ausgangssignale von den Addilions- ^•S^ra'ctionsschaltungen 70 bzw. 72 entsprechen ^lelobjekt-Echosignalen mit einer Frequenz oberhalb der Tragerfrequenz bzw. Zielobjekt-Echosignalen mit einer Frequenz unterhalb der Trägerfrequenz. Diese Si-, mtP ^d^{rden ann ems}P^reehenden Dopplcr-Bandpaßfiltern 74 bzw. 76 zugeleitet und in der ober, im Zusammenhang mit F , g. 2 erläuterten Weise weiter verarbei-

In Fig. 5 ist eine zweckmäßige Sonderst haltung gc-

« erSrp'Mi Ü^{h eiP Paar} Operationsverstärker inte gratoren 78 und 80, die in Reihe geschaltet sind, wöbe, hma« κ⁸?"⁸ '"'gators 80 über eine Rückkopp-Seih T^{g 82} T ^{dem El}"S^ang ^des 'ntegrators 78 leV2 c f^C? ¹I ^{ES Sei darauf} hingewiesen, daß die .o d llh ^U^ ^{mit Rückk}0PP'ung einen Sender bildet, welcher e.n sinusförmiges Ausgangssignal mit Frequenz von beispielsweise 25 KHz abgibt. Das •ngssignal des Integrators 80 wird einem Lei-Emnfe .f/" ^{M zu}S^eführt· der den Ultraschall-

« ,Ζ ^ngS*^{andler 22} gemäß F ig. 2 speist. Der Aus-2dt ^^{egratOrS 78 iie}g' Phasenmäßig 90° gegend°e elekii h^Sgaf^ng ^ ^lnleg^rators «0 verschoben und die elektrisch aufeinander senkrecht stehenden Signale der Integratoren werden als Bezugssignale in den mit ,o narhM ^aSe"^v _K ^erschiebung betriebenen Mischern der so nachfolgend beschriebenen Schaltung verwende.

werlün³^ u^{Orm der} Signalverarbeitung unter Auswertung des oberen und unteren Seitenbandes ist in

LunrtHf^Zf'f-e^Wu^{bei d}'^{eSC Sch}a'tung gemischt analos, daß Ϊ ?W^{e Schaltun}g^stei'e aufweist. Es sei bemerkt, der SiH J⁶¹" ^{Um eine andere Art der} Untersuchung oh ,Ϊ κ" ^Elt}^ⁿS^^le handelt, um festzustellen, lune 11 ι"⁶" ^{eine 90}° Voreilung oder -Nache.

ung fur eine bestimmte Mindestzeitdauer vorhanden

SnH^r¹¹",^{diese Beain}e^a^e bei einer bestimmten Mmdest-S.gnalamplitude erfüllt ist. wird eine Alarmnerbeigeführt. Man erkennt, daß es viele ■^eit-^e.ⁿ,- ^diese grundsätzliche Wirkungswei- Z_n Γο^'Όΰ¹⁰¹¹⁶"· ^Vorliegend werden also die von aS Phasenverschiebung arbeitenden Mischern

δ₅ der Ausfuhrungsbeispiele nach den F i g. 3 oder 4 dargebotenen S,gnale jeweils Doppler-Bandpaßfiltern 86 und 88 zugeführt und die verstärkten Ausgangssignale dieser F.lter gelargen zu Vergleichern 90 bzw. 92 Die

Vergleicher sind außerdem mit einem Bezugspotential, beispielsweise mit Erde verbunden und können ein positives Detektorsignal erzeugen, wenn ein Eingangssignal über dem Bezugspotential oder dem Erdpotential liegt.

Die Ausgangssignale der Vergleicher 90 und 92 werden dem Auslöseeingang und dem Zeiteingang einer Kippschaltung oder eines Flip-Flops 94 zugeführt. Der »Q«-Ausgang des Flip-Flops 94 ist an einen elektronischen Schalter 96 gelegt, dessen Ausgang zu einem bipolaren Begrenzer und Integrator 98 gelangt, der seinerseits eine bipolare Schwellenwertschaltung 100 speist. Der Flip-Flop 94 hat die Eigenschaft, daß er an seinem »Q«-Ausgang ein Ausgangspotential darbietet, welches dem Signalpotential am »D«-Eingang zur Zeit des positiven Durchgangs des Zeitimpulses gleich ist, wobei dieses Potential beibehalten wird, bis der nächste positive Zeitimpuls durchläuft. Der »Q«-Ausgang bleibt daher ständig positiv, solange das Signal am »D«-Ein· gang hinter dem Signal am Zeitsteuereingang um 90° nacheilt. Wenn das Signal am »D«-Eingang gegenüber dem Signal am Zeitsteuereingang um 90° voreilt, bleibt der »Q«-Ausgang negativ.

Der elektronische Schalter 96 wirkt als Wechselschalter und nimmt ein Signal von dem Detektor 102 auf, wenn der »Q«-Ausgang des Flip-Flop 94 positives Potential hat, während ein Signal von dem Detektor 104 aufgenommen wird, wenn der »Q«-Ausgang negatives Potential aufweist. Die Detektoren 102 und 104 liefern an ihrem Ausgang ein Maß für den tatsächlich vorhandenen Rauschpegel und der Schalter % gestattet die Weiterleitung einer Tastung des Signals vom Doppelfilter 86 zum Begrenzer und Integrator 98 entweder mit positiver oder mit negativer Polarität, abhängig von der augenblicklichen Einstellung des Schalters 96. Übersteigt das Signal aus dem Begrenzer und Integrator 98 den durch die Schwellenwertschaltung 100 vorgegebenen Schwellenwert, so wird an einen Alarmanzeiger ein Auslösesignal weitergegeben.

In F i g. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, in welcher ein Paar Bandpaßfilter mit schmalem Durchlaßband in einer durch Rückkopplung gesteuerten Schaltung eingesetzt werden. Ein Sendewandler 200 ist an einen spannungsgesteuerten Oszillator 202 angeschlossen, der beispielsweise eine Betriebsfrequenz von 25 KHz besitzt. Der Wandler 200 dient wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen dazu, eine zu überwachende Zone mit Ultraschallenergie zu bestrahlen. Ein Empfangswandler 204 kann die aus dem überwachten Bereich reflektierte Energie aufnehmen und erzeugt in Abhängigkeit davon ein einem Verstärker 206 eingegebenes Signal, wobei der Ausgang des Verstärkers einem Paar von Bandpaßfiltern 208 und 210 von schmalem Durchlaßband zugeführt wird.

Der Bandpaßfilter 208 spricht nur auf die Frequenzen im oberen Seitenband des Empfangssignals an, während der Filter 210 nur auf die Frequenzen im unteren Seitenbandbereich des Spektrums des Empfangssignals anspricht. Die Filter sind an jeweils zugehörigen Detektoren 212 bzw. 214 angeschlossen, deren Ausgangssignale einer Additionsschaltung 216 aufgeprägt werden. Der Detektor 212 liefert ein positives Glexhspannungssignal bei Vorhandensein eines sich auf den Sender zu bewegenden Zielobjekts, während der Detektor 214 ein negatives GleichsDannungssignal bei Vorhandensein eines sich vom Sender entfernenden Zielobjekts liefert. Beide Detektoren 212 und 214 liefern Ausgangssignale beim Vorhandensein von Störerscheinungen wegen des dadurch verursachten symmetrischen Spektrums im Gegensatz zu dem unsymmetrischen Spektrum, das von echten bewegten Zielobjekten hervorgerufen wird.

Der Ausgang der Addilionsschaltung 216 beaufschlagt einen Integrator 218, der seinerseits eine Schwellenwertschaltung und einen zugehörigen Alartnanzeiger 220 betreibt. Das Auftreten eines unsymmetrischen Energiespektrums auf Grund eines bewegten Zieles bewirkt die Zuführung eines Signals an den Integrator 218, dessen Ausgangssignal bei Überschreiten des Schwellenwertes eine Auslösung des Alarms hervorruft.

Wenn aber ein im wesentlichen symmetrisches Spektrum vorhanden ist, so liefern die Detektoren 212 und 214 beide ihre Ausgangssignale an die Additionsschaltung 216, wo es wegen des positiven bzw. negativen Vorzeichens der Detektorausgangssignale zu einer Auslöschung kommt.

Das Ausgangssignal der Additionsschaltung 216 wird außerdem einem weiterer. Integrator 222 -ugeführt, dessen Ausgang zum spannungsgesteuerten Oszillator 202 rückgekoppelt ist. Der Integrator 222 dient dazu, von dem Ausgangssignal der Additionsschaltung 216 ein Steuersignal zur Aufrechterhaltung der Lage der Ausgangsfrequenz des Oszillators 202 in der Mitte zwischen den Filterdurchlaßbändern der Bandpaßfilter 208 und 210 abzuleiten. Durch die Verwendung dieser Schaltung ist es nicht notwendig, eine Seitenbandaufteilung des oberen und unteren Seitenbandes zum Zwekke der Mischung mit 90° phasenverschobenen Signalen vorzunehmen. Vielmehr werden unveränderliche Filter zur Aussiebung des oberen und unteren Seitenbandes aus dem empfangenen Gesamtsignal verwendet, während der über eine Rückkopplung gesteuerte Oszillator 202 bezüglich seiner Frequenz in der Mitte zwischen den Filterdurchlaßbändern gehalten wird, um eine richtige Unterscheidung der Seitenbänder zu ermöglichen.

F i g. 8 zeigt eine mehr ins Einzelne gehende Darstellung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung. Die Anlage enthält einen Sender 106, einen Wandlerteil 108, einen Empfänger 110, eine Signalverarbeitungseinrichtung 107, Ausgangsschaltungen 109 und eine Energiequelle oder Stromversorgung 112. Letztere erhält einen Transformator 114 zum Heruntertransformieren der Leitungswechselspannung einer Wechselstromquelle und zur Speisung eines Vollwellengleichrichters 116 und eines Filters 118. Eine Notstromversorgung ist durch eine Batterie 120 sichergestellt, welche durch ein Batterie-Ladegerät 122 ständig in geladenem Zustand gehalten wird. Die gleichgerichtete und im Filter 118 gefilterte Spannung und die Spannung von der Batterie 120 sind über einen ODER-Schalter t26 an einen Spannungsregler 124 gelegt Ist auf der Wechselstrom-Speiseleitung Spannung vorhanden, so erhält der Spannungsregler 124 Energie aus dem Filter 118, während beim Ausfall der Speisespannung die Batterie 120 selbsttätig an den Spannungsregler 124 angeschlossen wird, um als Notstromversorgung zu dienen.

Der Sender 106 enthält einen selbstschwingenden Multivibrator 12&, welcher beispielsweise eine Betriebsfrequenz von 10OKHz besitzt Das Ausgangssignal des Multivibrators 128 wird durch zwei in Reihe geschaltete Flip-Flop-Schaltungen 130 und 132 durch vier geteilt. Der Ausgang des Flip-Flop 132, welcher nun eine Frequenz von 25 KHz hat wird durch einen Leistungsverstärker 134 verstärkt und dem Sende-

wandler 136 zugeführt Außerdem können vom Ausgang des Leistungsverstärker 134 aus weitere Wandler betrieben werden, die in größerer Entfernung von der Signalverarbeitungseinrichtung aufgestellt iind. Der Kornplementärausgang des Flip-Flop 130 ist an eine Flip-Flop-Schaltung 138 gelegt, die eine Rechteckwelle abgibt, deren Grundwelle gegenüber derjenigen der Rechteckwelle des Flip-Flop 132 eine ^"-Phasenverschiebung hat. Die Ausgangssignale der Flip-Flop-Schaltungen 132 und 138 stehen also vektoriell aufeinander senkrecht und bilden die gegeneinander um 90° phasenverschobenen Bezugsschwingungen zur oben beschriebenen Seitenband-Signalverarbeitung.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Sender digitalen Aufbau besitzt und eine stabile und genaue 90°-Phasen- »s verschiebung der Ausgangssignale unabhängig von der Taktfrequenz und unabhängig von der Symmetrie der Wellenform beibehält, welche vom Multivibrator 128 erzeugt wird. Die gegeneinander um 90° phasenverschobenen Bezugssignale der Flip-Flop 132 und 138 so werden den Mischern 140 bzw. 142 zugeführt. Die vom Empfangswandler 144 aufgenommenen Echosignale werden im Vorverstärker 146 verstärkt, welcher im allgemeinen nahe dem Empfangswandler gelegen ist. Eine weitere Signalverstärkung erfolgt in einem Verstärker as 148 mit automatischer Verstärkungsgradregleung, wobei in diesen Verstärker auch zusätzliche Rückkehrsignale von anderen, entfernten Empfangswandlern eingegeben werden können.

Der Ausgang des Verstärkers 148 wird einem 25 KHz-Bandpaßfilter 150 zugeführt und gelangt nach weiterer Verstärkung in dem Verstärker 152 zu den Mischern 140 und 142. Die Ausgangss.-gnale der Mischer sind eine Darstellung des empfangenen Signalvektors in elektrisch aufeinander senkrecht stehenden Tonfrequenzsignalen. Diese tonfrequenten Komponenten aus den Mischern 140 und 142 erfahren eine Bandpaßfilterung in Filterverstärkern 154 bzw. 156. Die Ausgänge der Filter 154 und 156 werden jeweils den Eingängen eines Phasenschiebers 157 zur Aufrechterhaitung einer 90" Phasenverschiebung zwischen den Ausgangssignalen dieses Phasenschiebers eingegeben. Die Ausgangssignale des Phasenschieber 157 werden jeweils beide einer Subtraktionsschaltung 158 und einer Additionsschaltung 160 zugeführt. Die Ausgangssignaie der Additionsschaltung und der Subtraktionsschaltung liefern schließlich eine Information bezüglich Zielobjekten, die sich gegenüber den Wandlern annähern oder entfernen.

Die Additiosschaltung 160 ist an einen Hochpaßfilter und Verstärker 162 angeschlossen, der seinerseits an einen Vollwellendetektor 164 angekoppelt ist. In entsprechender Weise ist der Ausgang der Subtraktionsschaltung 158 mit einem Hochpaßfilter und Verstärker 166 verbunden, der s.inerseits an einen Vollwelleiidetektor 168 angeschlossen ist. Die Hochpaßfilter der Bauteile 166 und 162 dienen beide zur Unterdrückung niedriger Dopplerfrequenzen und zur Beseitigung von Gleichstrom-Versetzungen, welche sonst die Abglcichung oder Symmetrie stören könnten. Die Detektoren 164 und 168, welche ein negatives bzw. ein positives Ausgangssignal liefern, sind an eine Additionsschaltung 170 angeschlossen, deren Ausgang Verbindung zu einem bipolaren Begrenzer 172 hat. Letzerer ist wiederum mit einem bipolaren Integrator uund Schwellenwertdetektor 174 verbunden, der eine Alarmrelaisichaltung 176 betreibt. Die Ausgangssignaie von den Hochpaßfiltern und Verstärkern 162 und 166 werden außerdem beide in eine ODER-Schaltung 171 eingegt ben, deren Ausgang zu einem Vergleicher 173 gefühi ist. Der Vergleicher 173 gibt sein Ausgangssignal a einen rasch arbeitenden Integrator 175 ab, dessen Aus gang als Steuersignal für den Verstärker 148 mit auto malischer Verstärkungsgradsteuerung dient. Der Ver Stärkungsgrad des Verstärkers 148 wird durch diesi lasch arbeitende Verstärkungsgradsteuerung so einge stellt, daß sich ein maximaler Unterschied zwischen dei jeweiligen Energien in den Seitenbändern eines Emp fangssignals ergibt. Jede Begrenzung der Schaltunj würde diesen Unterschied vermindern. Das Steuersi gnal, welches von dem Integrator 175 bereitgestell wird, erreicht beispielsweise seinen vollen Wert in etw< einer Sekunde und hat eine Abfallszeit in der Größen Ordnung von zehn Sekunden. Übersteigt ein von der Hochpaßfiltern und Verstärkern 1&2 oder i66 aufgenommenes Signal ein durch eine geeignete Bezugsquelle vorgegebenes Niveau, so wird die automatische Verstärkungsgradsteuerung wirksam und stellt den Signalpegel auf einen bestimmten Bereich ein, so daß eine optimale Zielerfasvjng erreicht wird, indem eine Begrenzung des Signals verhindert wird.

Die rasch arbeitende automatische Verstärkungsgradsteuerung ermöglicht vorteilhafterweise die Herabsetzung der störenden Wirkung von Mehrfach-Rauschecho, wie es beispielsweise durch Signale verursacht wird, die von Zielobjekten aus zum Empfangswandler erst nach Reflexionen, beispielsweise an Wänden oder Gegenständen innerhalb des überwachten Bereiches zurückkehren. Solche Mehrfach-Rückkehrsignale können am Orte des Empfangswandlers unerwartet hohe Energien verursachen, wodurch eine Signalbegrenzung verursacht wird. In einigen Fällen kann das Vielfach-Rückkehrsignal auch Energien in dem anderen Seitenband hervorrufen. Beide Erscheinungen bewirken eine entsprechende Verminderung des Kontiastes /wischen den Signalen, die von den beiden Signalverarbeitungskanälen untersucht weiden. Durch die Schaltung mit der automatischen Verstar kungsgradsteuerung wird eine solche Signalbegrenzung verhindert und ein verhältnismäßig hoher Energieunterschied zwischen dem oberen und dem unteren Seitenband aufrechterhalten. Die automatische Verstärkungsgradsteuerung vermag den Signalpegel am Verstärker 148 so einzustellen, daß er nahe dem Sättigungspunkt des Verstärkers gehalten wird, so daß eine optimale Zielerfassung sichergestellt ist.

Das Ausgangssignal der Additionsschaltung hat positive Polarität für sich nähernde Zielobjekte und negative Polarität für sich entfernende Zie'objekle. Das Aus gangssignal der Additionsschaltung schwankt also in positiver und negativer Richtung um das Nullniveau bei Eingangsbedingungen auf Grind von Ultraschallstörungen oder auf Grund eines Gegenstandes, der vcwärts und rückwärts schwingt oder vibriert. Der Begrenzer 172 trägt dafür Sorge, daß sich der Integrator 174 nicht zu rasch auf Grund der Wirkung eines schwingenden Gegenstandes oder auf Grund einc^ Signals auflädt, das von Ultraschallstörungen hoher Amplitude bewirkt wird und die Parameter des Integrators sind so gewählt, daß ein in eine Richtung sich bewegendes Zielobjekt diese Bewegung für eine Zeitdauer von mindestens einer Sekunde beibehalten muß. bevor der Schwellenwert des Detektors 174 überschritten wird.

Ein Signal, welches den bipolaren Schwellenwert des Schwellenwertdetektors 174 übersteigt, bewirkt die Auslösung eines Alarmrelais 176. welches die Alarm-

meldung an ein geeignetes Anzeigegerät, beispielsweite ein optisches oder akustisches Alarmgerät weitergibt. Eine Anzeigelampe 178 und ein akustisches Anzeigegerät 180 dienen zur Sichtanzeige oder zur akustischen Alarmmeidung und diese Anzeigegeräte können tuch zur Prüfung der Anlage verwendet werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Ultraschall-Alarmanlage zum Meiden eines Eindringlings in einem überwachten Bereich, mit einem ein Ultraschallsignal in diesen Bereich ausjendenden Ultraschallsender, einem Empfänger zur Aufnahme der aus diesem Bereich zurückkehrenden Signale und einer Auswerteeinrichtung, wobei Detektoreinrichtungen unter Ausnutzung des Dopplereffekts abhängig von den empfangenden Signalen »usgangsseitig bei Vorhandensein eines bewegten Zielobjekts ein Objektsignal und in Abhängigkeit von .Störerscheinungen ein Störsignal erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß unter Aus-Wertung unterschiedlicher Speluralsymmetrieeigenichaften der zurückkehrenden objektbedingien und «törbedingten Signale das Objektsignal der Delektoreinrichtungen (26 bis 38 bzw. 34, 38, 48 bis $8 bzw. 34, 38,60 bis 72 bzw. 86 bis 96, 102, 104 bzw. 208 bis 214 bzw. 154 bis 168) bei bewegtem Zielobjekt in Abhängigkeit von dessen Bewegungsrichtung entweder ein erstes oder zweites Ausgangssignal darstellt, während das Störsignal bei Störericheinungen gleichzeitig sowohl das erste als auch das zweite Ausgangssignal umfaßt, und daß die auf die genannten Ausgangssignale ansprechende Auswerteeinrichtung (40, 42, 44 bzw. 98, 100 bzw. 216, 218, 220 bzw. 170, 172, 174, 176) eine Marmmeldung tiur beim Auftreten des ersten oder des zweiten Ausgangssignals hervorbringt.

2. Alarmanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Detektoreinrichlungen (26 bis 38 bzw. 34, 38, 48 bis 58 bzw. 34, 38. 60 bis 72 bzw. 86 bis 96, 102, 104 bzw. 208 bis 214 bzw. 154 bis 168), das erste oder das zweite Ausgangssignal abhängig von zurückkehrenden Signalen erzeugbar ist, deren Spektrum in bezug auf das ausgesendete Ultraschallsignal asymmetrisch liegt.

3. Alarmanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Detektoreinrich-Itungen (26 bis 38 bzw. 34, 38, 48 bis 58 bzw. 34, 38, 60 bis 72 bzw. 86 bis 896, 102, 104 bzw. 208 bis 214 bzw. 154 bis 168), gleichzeitig sowohl das erste und das zweite Ausgangssignal abhängig von zurückkehrenden Signalen erzeugbar ist, deren Spektrum in bezug auf das ausgesendete Ultraschallsignal symmetrisch liegt.

4. Alarmanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtungen einen Seitenbandaufteiler (26) mit ersten und zweiten Ausgängen (28, 30) enthalten, welcher beim Vorhandensein eines bewegten Zielobjekts entweder ein oberes oder ein unteres Seitenbandsignal auf einem der ersten und zweiten Ausgänge abgibt und beim Vorhandensein von Störerscheinungen auf den entsprechenden ersten und zweiten Ausgängen sowohl das obere als auch das untere jeitenbandsignal erzeugt.

5. Alarmanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtungen außerdem einen mit dem ersten Ausgang (28) gekuppelten und das obere Seitenbandsignal aufnehmenden Filter (32), einen mit dem zweiten Ausgang (30) gekuppelten und das untere Seitenbandsignal aufnehmenden Filter (36), wobei die Filter (32, 36) in jeweils zugehörige Detektoren (34, 38) angeschlossen '.ind. sowie eine Übcrlagerungsschaltung (40) enthalten, in welcher die Ausgangssignale der genannten Detektoren derart miteinander kombiniert werden, daß ein Ausgangssignal nur beim Auftreten eines Signals entweder am Ausgang des einen Detektors oder am Ausgang des anderen De tektors erzeugt wird (F i g. 2).

6 Alarmanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrich tungen ein Paar mit 90" gegenseitiger Phasenverschiebung arbeitender Mischer (60, 62) enthalten, die jeweils ein aus dem überwachten Bereich empfangenes Signal aufnehmen und ein Paar vektoriell aufeinander senkrecht stehender Ausgangssignale erzeugen, ferner durch eine Schaltung (64, 66) zum Erzeugen und Leiten eines vom Sendesignal abgeleiteten Bezugssignals zu den Mischern (60, 62) und durch auf die senkrecht aufeinanderstehenden Ausgangssignalc ansprechende Schallkreise (70. 72) zum Erzeugen der ersten und /weiten Ausgangssignale.

7^Alarmanlagc nach Anspruch b, dadurch gekennzeichnet, daß in den Detektoreinrichtungen ferner mit dem Sender (20) gekoppelte Phasenver Schiebungseinrichtungen (64, 66) vorgesehen sind, "von velchen aus einem (60) der Mischer eine gegenüber der Sendefrequenz verzögerte Be/ugsschwingung und dem anderen Mischer (62) eine gegenüber der Sendefrequenz voreilende Bezugsschwingung /uleitbar ist. derart, daß an den Mischerausgängen vektoriell aufeinander senkrecht stehende Ausgangssignale auftreten, die in Filterschaltungen (74, 76) zur Erzeugung dem oberen und dem unteren Seitenband entsprechender Signalteile einleitbar sind (F i g. 4).

8. Alarmanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Delektoreinrichtungen ein Paar von jeweils mit den aus dem überwachten Bereich zurückkehrenden Signalen beaufschiagbaren Mischern (48, 50) sowie Frequenzverschiebungsschaltungen (52, 54) enthalten, welche an den Sender (20) angekoppelt sind und von welchen aus dem einen Mischer eine Bezugsschwingung mit einer oberhalb der Sendefrequenz liegenden Frequenz und dem anderen Mischer eine Bezugsschwingung mit einer unterhalb der .Sendefrequenz liegenden Frequenz zulcitbar ist und daß Filter (56, 58) zur Erzeugung dem oberen und dem unteren Seitenband entsprechender Signale an die Mischer angeschlossen sind (F i g. 3).

9. Alarmanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vektoriell aufeinander senkrecht stehenden Ausgangssignale der Phasenschiebereinrichtungen einer eine Phasendifferenz von 90" aufrechterhaltenden Schaltung (68) zuführbar sind, die ein Paar sinusförmiger, 90° phasenverschobener Ausgangssignale darbietet, und daß eine Additionsschaltung (70) die Ausgangssignale der soeben genannten Schaltung zur Bildung des ersten Ausgangssignals miteinander überlagert, während eine Subtraktionsschaltung (72) die Ausgungssignale der genannten Schaltung zur Bildung des zweiten Ausgangssig.uils miteinander überlagert (F ig. 4).

10. Alarmanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Sender zwei in Reihe geschaltete Integratoren (78, 80), eine Riickkopplungsschaltung (82), welche den Ausgang des

einen Integrators mit dem Eingang des anderen Integrators zur Schwingungsrückkopplung verbindet, weiter einen an den Ausgang des einen Integrators (80) angeschlossenen Leistungsverstärker (84) zur Abgabe der Sendeenergie an den überwachten Bcreich und schließlich mi* den Ausgängen der beiden Integratoren verbundene Leitungen enthält, von denen für die Signalverarbeitung im Empfänger gegeneinander um 90° phaser.verschobene Signale abnehmbar sind (F i g. 5).

11. Alarmanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger einen broitbandigen Verstärker (206) enthält, welchen- ein Paar Filter (208, 210) mit schmalem Durchlaßband zur Erfassung der Frequenzen im oberen bzw. unteren Seitenband der zurückkehrenden Signale nachgeschaltet sind und daß eine Steuerschaltung (216, 222) z»r Einstellung der Frequen2 des Senders (202. 200) auf einen Wert in der Mitte zwischen den Durchlaßbändern der beiden Filter vorgesehen ist (F i g. 7).

12. Alarmanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichlungen ein Bandpaßfilterpaar (86, 88) enthalten, welches jeweils die gegeneinander 90" phasenverschoDenen Ausgangssignale der Mischer aufnehmen und jeweils an einen eines Paares von Vergleichern (90, 92) angeschlossen sind, die ein Ausgangssignal abgeben, wenn das Eingangssignal einen vorbestimmten Wert übersteigt, daß ferner dem jeweiligen Rauschpegel entsprechende Signale erzeugende Detektoren (102, 104) vorgesehen sind, und daß von den Ausgangssignalen der Vergicicner und den Ausgangssignalen der Detektoren beaufschlagbare digitale Schalteinrichtungen (%) vorgesehen sind, welche ein einer Alarmbedingung entsprechendes Ausgangssignal darbieten (F i g. 6).

I 3. Alarmanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger einen Verstärker (148) variabler Verstärkung aufweist, ferner eine Referenzsignalquelle mit vorbestimmtem Schwellwertpegel, einen Vergleicher (173) zum Vergleichen der Amplituden der ersten und zweiten Ausgangssign;iU· mit derjenigen des Referenzsignals und zum li/eugen eines Fehlersignals, wenn die Amplituden der ersten oder zweiten Signale diejenige des Referenzsignals übersteigen, und einen auf das Fehlersignal ansprechenden Integrator (175) zum Erzeugen eines Steuersignals zur Verstärkungsänderung des Verstärkers (148), um einen maximalen Unterschied zwischen den Energien in den Seitenbändern des Empfangssignals zu erzeugen und um eine vorbestimmte fehlerarme Alarmrate bei unterschiedlich großen Störerscheinungen aufrechtzuerhalten.

14. Alarmanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die ersten oder zweiten Ausgangssignale ansprechende Auswerteeinrichtung (170, 172, 174, 176) eine Alarmgebung erst dann durchführt, wenn ein bewegtes Zielobjekt während eines vorbestimmten Zeitintervalls geortet wurde.

15. Alarmanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung einen Begrenzer (172) zum Empfangen der ersten oder zweiten Ausgangssignale und eine Integrationsanordnung (174) enthält, die auf das Ausgangssignal des Begrenzers (172) anspricht und einen Schwellwertpegel aufweist, bei dessen Überschreitung eine Alarmgebung begründet wird.