DE2161146B2 - Impulslaufzeit-Entfernungsmeßgerät mit Auswertung des in einem Zeitabschnitt zusammen mit Rauschen auftretenden Nutzsignals - Google Patents

Impulslaufzeit-Entfernungsmeßgerät mit Auswertung des in einem Zeitabschnitt zusammen mit Rauschen auftretenden Nutzsignals

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Description

55
Die Erfindung betrifft ein nach dem Impulsiaafzeitprinzip arbeitendes Entfernungsmeßgerät zur Messung von Entfernungen eines Zieles innerhalb eines vorbestimmten von. starkem Rauschen erfüllten Meßgebietes mit einem in gewissen Zeitabständen einen Impulszug aussendenden Sender und einer Detektorschaltung zum Empfang einfallender Echosignale und einer Aüswerteschaltung, die mit einer ersten und einer zweiten Gruppe von einem oder mehreren Zeitabschnitten arbeitet, wobei die erste GniBoe von Zeitabschnitten einen ersten Zeitabschnitt enthält, der mit <fcr Zeit für ein erwartetes Nutzsignal oder zumindest einem Teil desselben zusammenfällt und der innerhalb eines Zeitintervalls, das dem vorbestimmten Meßgebiet entspricht, verschiebbar ist, und wobei die zweite Gruppe von Zeitabschnitten einen zweiten Zeitabschnitt enthält, der von dem ersten Zeitabschnitt getrennt angeordnet ist und innerhalb dessen nur Rauschsignale eintreffen, und die Größen, die den in den Zeitabschnitten erhaltenen Signalen entsprechen, miteinander vergleicht, wobei ein von der Auswerteschaltung abgegebenes Auseangssignal eine Information darüber enthält, ob ein Nutzsignal vorliegt. Ein solches Entfernungsmeßeerät ist aus der französischen Patentschrift 1554 630 bekannt. Mit solchen Geräten sollen also Nutzsignale erfaßbar gemacht werden, die zusammen mit Rauschsignalen eintreffen, deren Pegel etwa die gleiche Stärke wie die Nutzsignale haben. Die Nutzsignale haben einen sich wiederholenden Verlauf und sind in ihre·· zeitlichen Lage bekannt oder berechenbar.
Bei dem bekannten Entfernungsmeßgerät liegen die Zeitintervalle, innerhalb derer das reine Rauschsignal gemessen wird, außerhalb des Zeitintervalls, in dem sich das Nutzsignal auf dem Wege zum Meßobjekt oder von diesem zurück befindet. Es wird, nachdem das Nutzsignal ausgesendet und wieder empfangenworden ist, ein zusätzliches Zeitintervall bereitgestellt innerhalb dessen das reine Rauschsignal gemessen wird. Diese Methode hat den Nachteil, daß das Rauschsignal zu einer Zeit gemessen wird, die relativ weit von der Zeit entfernt ist, in der das mit dem Rauschsignal überlagerte Nutzsignal gemessen wird, weil im allgemeinen mit dem Auftreten von das Ergebnis verfälschenden Signalen weiterer Objekte im Meßgebiet gerechnet werden muß. Da das Rauschsignal selbst zeitlichen Änderungen unterliegen kann, sind die Fehler, die durch eine mögliche zeitliche Veränderung des Rauschpegels auftreten können, bei dem bekannten Meßgerät relativ groß.
Es sind auch Entfernungsmeßgeräte bekannt, die mit nur einem Zeitabschnitt mit einer im voraus eingestellten konstanten Rauschstärke mit erwarteter Amplitude arbeiten, wobei der genannte Zeitabschnitt den Zeitpunkt umfaßt, in dem ein Signal erwartet wird und wobei das Signal angezeigt wird, wenn in dem genannten Zeitabschnitt ein Signal eintrifft, das eine Hfude hat, die die im voraus eingestellte Rauschst: ;:■ übersteigt. Diese Geräte haben den Nachte·' ; : -as Anzeigen ganz von der im voraus eingestellte· Äauschstärke gesteuert wird, wobei keine Rücksicht auf eine kontinuierlich veränderliche Rauschstärke, z. B. auf Grund einer Wetteränderung, genommen werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Entfernungsmeßgerät der eingangs erwähnten Art derart zu verbessern, daß die Fehler durch eine zeitliche Veränderung des Rauschpegels möglichst klein gehalten werden, wobei aber davon ausgegangen wird, daß in der Nähe des Nutzsignals keine weiteren Objektsignale auftreten, wie dies beispielsweise bei Höhenmeßgeräten, z. B. für Wolken, der Fall ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Entfernungsmeßgerät dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zeitabschnitt nahe beim ersten Zeitabschnitt innerhalb des dem vorbestimmten Meßgebiet entsprechenden Zeitintervalls liegt. Er kann beispielsweise davor
liegen.
An Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles soll die ErfinduiJg näher erläutert werden.
Eine Sendereinheit 10 sendet eine Anzahl von Impulsen 11 aus, die ein Ziel mit bekannter Entfernung treffen. Die von dem Ziel reflektierten Impulse 13 werden einem in der Empfängereinheit 27 vorhandenen Detektor 15 zugeleitet, dessen Ausgangssignal mittels eines Verstärkers 16 verstärkt und danach in der Auswerteschaltung 28 zwei verschiedenen Gliedern 17 und 18 zugeführt wird. Diese Glieder 17 und 18 werden zeitlich durch eine an den Sender 10 angeschlossene Steuerschaltung 19 gesteuert, die drei Impulsglieder ed, 21 und 22 enthält, die mit Zeitverzögerungen Tx, T2 bzw. T3 und mit den Impulslängen T1, t2 bzw. t3 arbeiten. Über die Impulsglieder 20 und 21 sind die Glieder 17 bzw. 18 angeschlossen. Die Zeitverzögerung Tx des Impulsgliedes 20 hat eine solche Länge, daß das Glied 17 nur offen (signaldurchlässig) ist, wenn die reflektierten Impulse 13 erwartet werden, und die Zeitverzögerung T2 des Impulsgliedes 21 hat eine solche Länge, daß das Glied 18 zu einer Zeit offen ist, in der das Glied 17 nicht offen ist. Zweckmäßigerweise schließt das Glied 18 kurze Zeit, bevor das Glied 17 öffnet, d. h. T2 + t2 < T1, und f, und t2 sind im wesentlichen gleich lang (t2=r,). Das bedeutet, daß das Glied 18 eine Zeii T1 nach dem Senden der Impulse 11 für die Zeit t2 geöffnet wird. Hierbei erhält man nur ein Rauschsignal, das einem Integrierglied 24 zugeführt wird, wobei das eintreffende Rauschsignal über die Zeit t2 integriert wird. Nach einer Zeit T, > T7 + U nach dem Senden der Impulse 11 wird das Glied 17 für die Zeit /, geöffnet, wobei das erwartete Signal oder ein Teil desselben zusammen mit dem Rauschsignal empfangen werden und einem Integrierglied 23 zugeführt werden, wo sie über die Zeit tx integriert werden. Der Inhalt der beiden Integrierglieder 23 und 24 wird einem Vergleichsglied 25 zugeführt, in dem das Verhältnis oder die Differenz aus den in dem Glied 25 eingetroffenen Signalen gebildet wird. Venn man annimmt, daß das
ίο Glied 25 differenzbildend arbeitet, so erhält man ein Ausgangssignal am Glied 25, sobald ein Unterschied zwischen den eintreffenden Signalen vorliegt. Das Ausgangssignal des Gliedes 25 wird einem niveauabtastenden Glied 26 zugeleitet, dessen Start und Niveau von dem in der Steuerschaltung 19 enthaltenen Impulsglied 22 gesteuert wird. Das niveauabtastende Glied 26 wird nach geeigneter Zeit T3 > Tx + T2 eingeschaltet, d. h. nachdem eine größere Anzahl von Messungen vorgenommen worden ist. Wenn dabei eine im voraus eingestellte Schwelle des Gliedes 26 durch das Signal des Gliedes 25 überschritten wird, ist ein Signal angekommen. Das Ausgangssignal des niveauabtastenden Gliedes 26 kann hierbei an ein geeignetes Anzeigegerät angeschlossen werden.
Durch sukzessives Verschieben der Zeitabschnitte kann ein größerer Abstandsbereich kontrolliert werden. Die Integrierglieder können hierbei zwischen den einzelnen Verschiebungen der Zeitabschnitte auf Null gestellt werden.
Das letztgenannte Meßverfahren kann mit Vorteil beispielsweise bei Wolkenhöhenmessungen angewandt werden, wobei der Sender vorzugsweise ein Laser ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Nach dem Impulslaufzeitprinzip arbeitendes Entfernungsmeßgerät zur Messung von Entfernungen eines Zieles innerhalb eines vorbestimmten von starkem Rauschen erfüllten Meßgebietes mit einem in gewissen Zeitabständen einen Impulszug aussendenden Sender und einer Detektorschaltung zum Empfang einfallender Echosignale und einer Auswerteschaltung, welche mit einer ersten und einer zweiten Gruppe von einem oder mehreren Zeitabschnitten arbeitet, von denen die erste Gruppe einen ersten Zeitabschnitt enthält, der mit der Zeit fur ein erwartetes Nutzsignal oder zumindest einem Teil desselben zusammenfällt und der innerhalb eines Zeitintervalls, das dem vorbestimmten Meßgebiet entspricht, verschiebbar ist, und von denen die zweite Gruppe einen zweiten Zeitabschnitt enthält, der von dem ersten Zeitabschnitt getrennt angeordnet ist und innerhalb dessen nur Rauschsignale eintreffen, und welche Auswerteschaltung Größen, die den
in den Zeitabschnitten erhaltenen Signalen entsprechen, miteinander vergleicht derart, daß ein von der Auswerteschaltung abgegebenes Ausgangssigna] eine Information darüber enthält, ob ein Nutzsignal vorliegt, wobei in dessen Nähe kein Signal eines weiteren Objektes auftritt, beispielsweise zur Höhenmessung, z. B. von Wolken, d adurch gekennzeichnet, daß der zweite Zeitabschnitt (f2) nahe bei dem ersten Zeitabschnitt (/,) innerhalb des dem vorbestimmten Meßgebiet entsprechenden Zeitintervalls liegt.
2. Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Zeitabschnitten erhaltenen Signale (£3) Integriergliedern (23, 24) zugeführt werden, deren Inhalt einem Vergleichsglied (25) zugeführt wird.
3. Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichsglied (25) differenz- oder quotientenbildend arbeitet.
4. Entfernungsmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während des ersten Zeitabschnitts (<,) in einer ersten Position mehrere Impulse (13) empfangen werden und daß danach die zeitliche Lage des ersten Zeitabschnittes in eine zweite Position verschoben wird.
5. Entfernungsmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrierglieder (23, 24) vor jeder Verschiebung der Zeitabschnitte auf Null gestellt werden.
DE2161146A 1970-12-11 1971-12-09 Impulslaufzeit-Entfernungsmeßgerät mit Auswertung des in einem Zeitabschnitt zusammen mit Rauschen auftretenden Nutzsignals Pending DE2161146B2 (de)

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