DE2205306A1 - Digitaler Phasendetektor - Google Patents
Digitaler PhasendetektorInfo
- Publication number
- DE2205306A1 DE2205306A1 DE19722205306 DE2205306A DE2205306A1 DE 2205306 A1 DE2205306 A1 DE 2205306A1 DE 19722205306 DE19722205306 DE 19722205306 DE 2205306 A DE2205306 A DE 2205306A DE 2205306 A1 DE2205306 A1 DE 2205306A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- phase
- detector
- signal
- reference signal
- analog signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R25/00—Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/285—Receivers
- G01S7/288—Coherent receivers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/06—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
- H03M1/08—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of noise
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
Dipl.-Chem. G. Bühling
Dlpl.-Ing. R. Kinne
Dipl.-Chem. Dr. U. Eggers
8000 München 2
Mitsuo Hikosaka Chikushi-gun, Japan
Digitaler Phasendetektor
Die Erfindung bezieht sich auf digitale Phasendetektoren und insbesondere auf eine Einrichtung zum Umwandeln
eines analogen Signals mit unbekannter Phase in eine binärcodierte digitale Form.
In dem gewöhnlichen Radarempfangssystem wird die Ermittlung von digitalen Videosignalen durchgeführt, indem das
von den empfangenen Videorücklaufsignalen abgeleitete Zwischenfrequenzsignal verstärkt und dann ermittelt (festgestellt) wird,
und danach die resultierenden analogen Signale bei Videofrequenz in die digitalen Videosignale unter Verwendung eines Analog-
Digital-Konverters umgewandelt werden. Dieses Detektorverfah-
209835/0786
MOfufllch« AbKdM, iMbMMKtor· Aired T#Won, beiOrfon »chrlrtlldwr BMtüloung
PotUcrwck (München) KIo. 11W 74 Dftedntf Bank (MQnarwn) Kto. ISM 70·
ren ist jedoch nicht zufriedenstellend - teilweise wegen der häufigen Ermittlung falscher Zielinformation infolge von
Rauschen und teilweise wegen unvermeidbarer Bereichsfehler, die bei der Analog-Digital-Umwandlung eingeführt werden. Bei
dem konventionellen MTI-Radarsystem (Radaranzeige mit Pestzeichenunterdrückung)
wird ferner das Zwischenfrequenzsignal in einem Phasendetektor mit einem Bezugssignal von einem ·
Coho-Oszillator (Kohärenzoszillator) verglichen, und das resultierende
analoge Videosignal mit einer Amplitude, die durch die Phasendifferenz zwischen den zuvor genannten Signalen
bestimmt ist, wird um eine feste Zeitperiode verzögert, die gleicher einer Impulswiederholungsperiode des Radarsystems ist.
Dann wird das verzögerte analoge Signal mit dem unverzögerten analogen Signal verglichen, um die Identität des empfangenen
Signals von einem sich bewegenden Ziel herzustellen, wenn die Differenz nicht Null iet. Bei der Unterscheidung zwischen
den empfangenen Signalen von wahren sich bewegenden Zielen und von falschen Ziele infolge der kombinierten Wirkungen von
Interferenzwellen, Industriestörungen, sich frei änderndem Seecho usw. traten jedoch Schwierigkeiten auf.
Erfindungsgemäß wird ein unbekanntes analoges Signal in einer Anzahl von Phasendetektoren mit der gleichen Anzahl
von Bezugssignalen verglichen, die durch vorbestimmte Größen gegeneinander außer Phase sied. Die Ausgangssignale der Phasendetektoren
werden ihnen zugeordneten Gruppen von Schwellendetektoren zum Vergleich mit unterschiedlichen vorbestimmten
Bezugspegeln zugeführt. Die Ausgangssignale der Schwellendetektoren werden dann von einer logischen Schaltungsanordnung
209835/0785
zur Erzeugung eines binärcodierten digitalen Signals verarbeitet, das die Phase des analogen Signals repräsentiert. Wird
der erfindungsgemäße Detektor in einem Radarsystem verwendet,
werden die empfangenen Signale auf Radiofrequenz oder Zwischenfrequenz ohne Umwandlung in analoge Videosignale unmittelbar
in digitale Videosignale umgewandelt. Ferner wird bei dem MTI-System,
bei dem der erfindungsgemäße Detektor angewendet wird, der Vergleich der verzögerten und unverzögerten Signale auf
der Basis des binärcodierten digitalen Signals durchgeführt, wodurch die zuvor erwähnten Nachteile beseitigt werden, die
bei dem konventionellen MTI-Systern auftreten.
Mit der Erfindung wird somit eine neue und verbesserte Einrichtung zum Umwandeln eines analogen Signals unbekannter
Phase in eine binärcodierte digitale Form geschaffen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer vorzugsweise
gewählten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen
Detektors;
Fig. 2a und b zeigen grafische Darstellungen von verstärkten AufgangsSignalen der in dem Detektor
nach Fig. 1. verwendeten Phasendetektorenj
Fig. 3 zeigt eine Tabelle der logischen Ausgangssignale der in dem Detektor nach Fig. 1 vorgesehenen
Schwe llende tekt oren; 209835/0785
Fig. *l zeigt eine logische Schaltungsanordnung zur
Ermittlung einer Phaseninformation von den logischen Ausgangssignalen der Schwellendetektoren;
Fig. 5 zeigt eine Codierungsschaltung zum Umwandeln der Phaseninformation in eine binärcodierte
oktale Form;
Fig. 6 zeigt eine Tabelle der binärcodierten Oktalzahl über jeweils h5° der Phasendifferenz in
einem Bereich von O bis 3βΟ°;
Fig. 7 .zeigt ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Detektors;
Fig. 8 zeigt in ähnlicher Weise wie Fig. 2a und 2b die Ausgangskennwerte der drei Phasendetektoren
nach Fig. 7;
Fig. 9 zeigt ähnlich Fig. 3 in einer Tabelle die Ausgangssignale der Schwellendetektoren in
der Ausführungsform nach Fig. 7;
Fig. 10 zeigt ein ODER-Tor zur Bestimmung des Vorlie-
£ens der empfangenen analogen Signale in Abhängigkeit von den bestimmten Ausgangssignalen
der Schwellendetektoren; und · 209835/0785
Pig. 11 zeigt ein Blockdiagramm eines MTI-Radarsystems
mit dem erfindungsgemäßen Detektor.
Fig. 1 zeigt eine Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen
Detektors. Wie zuvor angegeben wurde, wird die Erfindung zur Erläuterung in Verbindung mit einem Radarsystem beschrieben,
obwohl sie auch in anderen Anwendungsfällen verwendet werden kann, bei denen es erforderlich ist, ein analoges Signal mit
unbekannter Phase in eine digitale Form umzuwandeln.
Gemäß Darstellung besitzt der erfindungsgemäße Detektor
zwei Phasendetektoren 10 und 11 konventioneller Art mit identischen Äusgangskennwerten. Ein Eingang jedes Phasendetektors
10, 11 ist zusammen an eine Quelle 12 zur Aufnahme eines analogen Signals mit unbekannter Phase angeschlossen. Der andere
Eingang des Phasendetektors 10 ist unmittelbar mit einer Bezugssignalquelle 13 verbunden, während der andere Eingang
des Phasendetektors 11 über einen Phasenschieber 14 mit der
Bezugssignalquelle 13 verbunden ist. Bei der Anwendung in einem Radarsystem können die Quellen 12 und 13 ein Zwischenfrequenzverstärker
bzw. ein Coho-Oszillator sein. Der Phasenschieber 14 ist ein konventioneller Phasenschieber, der in der dargestel-lten
Ausführungsform eine Phasenverschiebung von 90° herbeiführen
kann. Die Ausgangssignale der Phasendetektoren 10, 11 werden den Verstärkern 15*bzw. 16 zur Verstärkung zugeführt.
Die Verstärker 15 und 16 sind vorzugsweise Präzisionsverstärker,
die als Trennverstärker arbeiten. Die Verstärker 15 und 16 können jedoch je nach dem Anwendungsfall weggelassen werden.
209835/0785
In der zuvor beschriebenen Schaltung haben die Verstärker 15 und 16 allgemein dreieckige Ausgangscharakteristiken
gegenüber der sich ändernden Phasendifferenz zwischen dem analogen
Signal und dem Bezugssignal, wie dies in Fig. 2a bzw. 2b gezeigt ist. Aus den gezeigten Kennwertkurven ist ersichtlich,
daß das Ausgangssignal des Verstärkers 16 wegen der Verwendung
des Phasenschiebers 14 um 90° außer Phase gegenüber dem Ausgangssignal
des Verstärkers 15 ist.
Der erfindungsgemäße Detektor besitzt ebenfalls zwei Gruppen Schwellendetektoren 17 bis 22, von denen jeder logische
Ausgangssignale erzeugen-kann, die die Polarität eines Spannungsdurchbruchs
anzeigen, der zwischen einem Eingangssignal und einem bestimmten Bezugspegel gegenüber Massepotential
auftritt. Zum Empfangen des Eingangssignals ist jeder der ersten Gruppe der Schwellendetektoren 17, 18 und 19 mit seinem einen
Eingang mit dem Verstärker 15 verbunden, und andererseits ist jeder Schwellendetektor der zweiten Gruppe Schwellendetektoren
20, 21 und 22 mit seinem einen Eingang mit dem Verstärker 16 verbunden. Die einzelnen Bezugspegel oder -spannungen werden von
einer Schwellenpegelsteuereinheit 23 geliefert, die eine Potentiometereinheit sein kann, die zur Lieferung von drei verschiedenen
Spannungen manuell oder automatisch eingestellt werden kann. Die Schwellenpegelsteuereinheit 23 hat drei Ausgänge, d. h.,
Ausgänge für hohe, mittlere und niedrige Bezugsspannung; der
Ausgang für hohe Bezugsspannung ist mit den anderen Eingängen
der Schwellendetektoren 17 und 20 verbunden, der Auegang für mittlere Bezugsspannung ist mit den Schwellendetektoren Ib und
209835/0785
21 verbunden und der Ausgang für niedrige Bezugsspannung ist mit den Schwellendetektoren 19 und 22 verbunden. Dabei ist die
Schwellenpegelsteuereinheit 23 genau derart eingestellt, daß
sie die drei verschiedenen Bezugsspannungen für die Ausgangssignale
der Verstärker 15 und 16 gemäß Darstellung in Fig. 2a
und 2b liefert. Somit vergleichen die Schwellendetektoren 17 und 20 die hohe vorbestimmte Bezugsspannung mit ihren jeweiligen
Eingangssignalen und liefern logische Ausgangssignale TDl und TD4; die Schwellendetektoren 18 und 21 vergleichen die mittlere
vorbestimmte Bezugsspannung mit ihren jeweiligen EingangsSignalen und erzeugen logische Ausgangssignale TD2 und TD5; und die
Schwellendetektoren 19 und 22 vergleichen die niedrige vorbestimmte
Bezugsspannung mit ihren jeweiligen Eingangssignalen und erzeugen logische Ausgangssignale TD3 und TD6. Das logische
Ausgangssignal TDl und TD4 befindet sich im wahren (1-)
Zustand, wenn die Eingangssignale der zugehörigen Schwellendetektoren
17 und 20 größer als die hohe vorbestimmte Bezugsspannung sind, und im falschen (0-) Zustand, wenn die Eingangssignale kleiner als die Bezugsspannung sind. In gleicher Weise
befinden sich die Ausgangssignale TD2 und TD5 im wahren Zustand, wenn die Eingangssignale der zugehörigen Schwellendetektoren
18 und 21 über der mittleren Bezugsspannung liegen, und im fal-
sehen Zustand, wenn die Eingangssignale unter der Bezugsspannung
liegen, und die Ausgangssignale TD3 und TD6 befinden sich im
wahren Zustand, wenn die Eingangssignale der Schwellendetektoren 19 und 22 über der niedrigen Bezugsspannung liegen, und im
falschen Zustand, wenn die Eingangssignale unter der Besugsspamnung
liegen. Die von den sechs Schwellendetektoren 17 bis 22
209835/0785
erhältlichen logischen Ausgangssignale sind entsprechend für jeweils 15° Phasendifferenz zwischen dem analogen Signal und
dem Bezugssignal in der Tabelle nach Fig, 3 gezeigt. Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß bei dieser Ausfuhrungsform die
unbekannte Phase eines analogen Signals als Kombination von sechs logischen Signalen ermittelt wird.
Gemäß Darstellung in Fig. 1 sind an die Ausgänge der Suhwellendetektoren 17 bis 22 sechs NICHT-Tore 2k bis 29
angeschlossen, die die Ausgangssignale der zugehörigen öchwellenüetektoren
umkehren und umgekehrte Ausgangssignale TDl, TOT, T&3, TBT, Tl)^ und WE erzeugen.
Fig. *J zeigt eine Anordnung zur Ermittlung der Phaseninformation
aus den logischen Ausgangssignalen, die von der Schaltung nach Fig. 1 geliefert werden. Gemäß Darstellung sind
acht UND-Tore 30 bis 37 vorgesehen, die jeweils drei Eingänge
haben, die mit den bestimmten Ausgängen der Schwellendetektoren und der NICHT-Tore verbunden sind. Insbesondere sind die drei
Eingänge des UND-Tors 30 mit dem NICHT-Tor 24 und den Schwellendetektoren
18 und 20 verbunden, damit sie von diesen Elementen logische Ausgangssignale TDi, TD2 und TD'4 empfangen. Ist
A(=Tp.l»TD2»TD4) = 1, nimmt der Ausgang des UND-Tors 30 den
wahren (1-) Zustand an, der die Ermittlung des analogen Signals anzeigt, das eine Phasendifferenz von 0 bis *I5° gegenüber dem
Bezugssignal hat. Die logischen Zustände für die übrigen sieben UND-Tore folgen entsprechend jeweils J!5° Phasendifferenz von
iJ5° bis 360°.
209835/0735
UND-Tor 31 B = TD1»TM.TD5;
UND-Tor 32 C = TD1.Td3"»TD6 j
UND-Tor 33 D = TOT·TD2 »TEE;
UND-Tor 34 E = TÜ2".TD3*TdT;
UND-Tor 35 P = TU5.Td3"*TD6;
UND-Tor 36 G = Td3.tW»TD5; und
UND-Tor 37 H =
In Fig. 4 ist ebenfalls ein ODER-Tor 38 gezeigt,
dessen acht Eingänge mit den entsprechenden Ausgängen der UND-Tore 30 bis 37 verbunden sind. Die Punktion des ODER-Tors 38
besteht darin, ein wahres Ausgangssignal Ö«DET zu liefern,
wenn sich einer der Ausgänge der UND-Tore 30 bis 37 im wahren
Zustand befindet, wodurch das Vorhandensein eines analogen Signals angezeigt wird, das eine die genaue Ermittlung der
Phaseninformation des Signals erlaubende ausreichende Amplitude hat.
Fig. 5 zeigt eine Codierungsschaltung zum Umwandeln der von der Schaltung nach Fig. 4 ermittelten Phaseninformation
in eine binärcodierte oktale Form. Die Codierungsschaltung enthält drei ODER-Tore 40, 4l und k2 mit jeweils vier Eingängen,
die mit den bestimmten Ausgängen der UND-Tore 30 bis 37 verbun-
den sind. Wie für den mit der Rechnertechnik vertrauten Fachmann ersichtlich ist, sind die vier Eingänge des ODER-Tors 40,
das dem am meisten kennzeichnenden binären Digit (θ»MSB) entspricht,
mit den UND-Toren 31*, 35, 36 und 37 verbunden, damit
sie von diesen Ausgangseignale E, F, G und H empfangen. Da das
209835/0785
ODER-Tor 4l dem zweitletzten kennzeichnenden Digit (Q.2ndLSB)
entspricht, sind seine Eingänge mit den UND-Toren 32, 33, 36*
und 37 verbunden, so daß die jeweiligen Ausgangssignale C, D, G und H dem ODER-Tor 41 zugeführt werden. Das ODER-Tor 42, das
dem letzten kennzeichnenden binären Digit (θ.LSB) entspricht,
is"t mit den UND-Toren 31, 33» 35 und 37 verbunden, damit ihm
die Ausgangssignale B, D, P und H zugeführt werden. Somit bilden
die drei Ausgangssignale der ODER-Tore 40, 4l und 42 eine
binärcodierte Oktalzahl, die sich gemäß Tabelle in Fig. 6 für jeweils 45 der Phasendifferenz zwischen dem analogen Signal
und dem Bezugssignal ändert.
Aus der Tabelle ergibt sich folgendes: Da A = 1, wenn die Phasendifferenz in den Bereich von 0 bis 45° fällt,
ist das das Signal A erzeugende UND-Tor 3o mit keinem der
ODER-Tore 40, 41 und 42 verbunden. Andererseits ist das UND-Tor 31, das ein Ausgangssignal B erzeugt, wenn die Phasendifferenz
in dem Bereich von 45 bis 90° liegt, mit dem ODER-Tor 42 verbunden, das dem letzten kennzeichnenden binären Digit
entspricht.
Es ist zu bemerken, daß die Tabelle nach Pig. 6 ebenfalls
das Ausgangssignal Θ-DET des ODER-Tors 38 enthält, das zur
Unterscheidung des dem Bereich von O bis 45° entsprechenden logischen Zustandes O, O, 0 von dem Zustand 0, 0, 0 dient, bei
dem kein von dem erfindungsgemäßen Detektor empfangenes analoges Signal vorliegt.
209835/0785
- ii -
Hit der in den Fig. 1, 1J und 5 gezeigten und zuvor
beschriebenen Schaltungsanordnung ist es möglich, ein analoges Signal mit unbekannter Phase zu quantisieren oder digitieren
und eine binärcodierte Oktalzahl zu bilden, die die Phase mit einer derartigen Genauigkeit repräsentiert, daß jeweils 45°
der Phase einer Oktalzahl entsprechen.
Es ist zu bemerken, daß Rauschen durch externe Rauschquellen, wie beispielsweise Störflecken, bei dem Vorgang der
Phasenermittlung und Schwellenermittlung wirksam beseitigt ist.
Ferner ist zu bemerken, daß das von der Quelle gelieferte analoge Signal eine ausreichende Amplitude haben sollte,
damit es die in Fig. 2a und 2b gezeigten Ausgangskennwerte der Phasendetektoren 10 und 11 ermöglicht. Es ist jedoch zu bemerken,
daß durch Vervielfachung der Anordnung nach Fig. 1, H und
5 bei geeigneter Einstellung der Schwellenpegel und gleichzeitiger Herbeiführung einer kompensierten Verstärkung das unbekannte
analoge Signal in eine genaue Digitalzahl umgewandelt werden kann, die die Phase des Signals unabhängig von der Stärke
der Analogsignals repräsentiert.
Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Detektors. Wie sich aus Vergleich mit Fig. 1 ergibta
besitzt der Detektor nach Fig\ 7 einen Phasenschieber 5O9 einen
Phasendetektor 51, einen Verstärker 52 und eine Gruppe Schwellendetektoren
53, 5^ und 55 zusätzlich zu der Schaltanordnung nach Fig. 1. Der Phasendetektor 51 hat eine allgemein dreieckige
209835/0785
Ausgangscharakteristik, die identisch der Ausgangscharakteristik der Phasendetektoren 10 und Ii ist. Der Phasenschieber 50 ist
gleichartig mit dem Phasenschieber 14 nach Fig. 1, ist jedoch
derart eingestellt, daß er eine Phasenverschiebung von 240° herbeiführt. Der Phasenschieber 14 ist in dieser Ausführungsform
derart eingestellt, daß er eine Phasenverschiebung von 120° anstelle von 90 herbeiführt. Der Eingang des Phasenschiebers
50 ist mit der Bezugssignalquelle 13 verbunden, und sein Ausgang ist mit einem Eingang des Phasendetektors 51 verbunden. Der
andere Eingang des Phasendetektors 51 ist mit der Quelle 12
verbunden, damit er von dieser das unbekannte analoge Signal empfängt. Somit vergleicht der Phasendetektor 51 das analoge
Signal mit dem in der Phase verschobenen Bezugssignal und liefert ein Ausgangssignal, das der Phasendifferenz zwischen diesen
Signalen entspricht. Das Ausgangssignal des Phasendetektors
51 wird vor Vergleich mit den Schwellenpegeln in den Schwellendetektoren
53» 5^ und 55 dem folgenden Verstärker 52 zugeführt.
Fig. 8 zeigt die Ausgangskennwerte der Verstärker 15» 16 und 52, die gleich den Werten nach Fig. 2a und 2b sind.
Gemäß Darstellung sind die drei Ausgangssignale infolge der durch die Phasenschieber 14 und 50 herbeigeführten Phasenverschiebung
um 120° gegeneinander außer Phase.
Wie im vorhergehenden ausgeführt wurde, werden die Ausgangssignale der Verstärker 15, 16 und 52 den zugehörigen
Gruppen von Schwellendetektoren zum Vergleich mit den einzelnen Bezugspegeln zugeführt, Jeder Schwellendetektor. 53» 54 und 55
209835/0785
i. L U yj >J UU
ist mit seinem einen Eingang mit dem bestimmten Ausgang der
Schwellenpegelsteuereinheit 23 verbunden, so daß ihm die hohe,
mittlere bzw. niedrige Bezugsspannung zugeführt wird. Dabei wird die Schwellenpegelsteuereinheit 23 ebenfalls genau eingestellt,
so daß die drei verschiedenen Bezugsspannungen
gemäß Darstellung in Fig. 8 zu den AusgangsSignalen der Verstärker
in Beziehung stehen. Dadurch können die Schwellendetektoren die logischen Ausgangssignale nach Fig. 9 für die "sich
ändernde Phasendifferenz zwischen dem analogen Signal und dem Bezugssignal haben.
Mit dieser Anordnung wird die unbekannte Phase eines analogen Signals als Kombination von neun logischen Signalen
für jeweils 30° in dem Phasenbereich von 0 bis 360° ermittelt.
Ist es erwünscht, eine digitale Darstellung der unbekannten Phase zu liefern, sind die Ausgänge der Schwellendetektoren
mit Codierungsschaltungen verbunden, wie sie in den Fig. 1I und
5 gezeigt sind. Somit ist zu bemerken, daß es durch Vergrößerung der Anzahl von Phasendetektoren, Phasenschiebern und Schwellendetektoren
bei gleichzeitiger geeigneter Einstellung der Größe der durch die Phasenschieber herbeigeführten Phasenverschiebungen
und der Höhe der Bezugspegel in den Schwellendetektoren möglich ist, eine binärcodierte Phaseninformation für jeden
kleineren Abschnitt des Phasenbereichs von 0 bis 360° zu liefern.
Fig. 10 zeigt eine'Anordnung zur Bestimmung des Vorhandenseins eines analogen Signals in Abhängigkeit von den
bestimmten Ausgangssignalen der Schwellendetektoren. Gemäß Dar-
209835/0785
- ik -
stellung ist ein ODER-Tor 57 vorgesehen, dessen sechs Eingänge mit den Ausgängen der Schwellendetektoren 17» 20 und 53 und
den Ausgängen der NICHT-Tore (nicht gezeigt) verbunden sind, die mit den Schwellendetektoren 19» 22 und 55 verbunden sind.
Liegt ein analoges Signal vor, befindet sich jeder der sechs Eingänge des ODER-Tors 57 im wahren Zustand, d. h. TDl + TD^ +
TD7 + T53 + TdT + TD3" = l, so daß das ODER-Tor 57 ein wahres
Ausgangssignal erzeugt. Das wahre Ausgangssignal zeigt unabhän*-
gig davon, ob das analoge Signal eine ausreichende Amplitude hat, um die genaue Ermittlung der unbestimmten Phase des Signals
zu ermöglichen, das Vorhandensein eines analogen Signals an. Demgecenüber ist daran zu erinnern, daß das wahre Ausgangssignal
ΘΌΕΤ des ODER-Tors 38 (in Fig. k gezeigt) das Vorhandensein
eines analogen Signals anzeigt, das eine ausreichende Amplitude hat, um die genaue Ermittlung der Phaseninformation des Signals
zu ermöglichen. Befindet sich der Ausgang des ODER-Tors 38 im
O-Zustand, während sich der Ausgang des ODER-Tors 57 im 1-Zustand befindet, konnte somit bei Verwendung eines solchen ODER-Tors,
wie es mit 38 (Fig. '!) in der zweiten Aus führ ungs form
gezeigt ist, ebenfalls angenommen werden, daß ein von der Einrichtung empfangenes analoges Signal vorliegt, daß es jedoch
unmöglich ist, die Phaseninformation von dem Signal - beispielsweise,
infolge zu niedriger Feldstärke der empfangenen Videorücklaufsignale
bei der Anwendung beim Radar - digital zu ermitteln.
Wird der erfindungsgemäße Detektor in Verbindung mit Folgeradarsyetemen verwendet, würde es vorteilhaft sein, das
Ausgangeeignal des ODER-Tors 57 durch einen Impulsweitendiskri-
209835/0716
. - 15 -
minator laufen zu lassen, der eine Verzögerungszeit hat, die im
wesentlichen gleich der Weite des gesendeten Radarimpulses ist, da es möglich wird, aus den empfangenen Signalen nur solche
Echoimpulse herauszunehmen, die eine Weite haben, die im wesentlichen gleich der Weite der gesendeten Impulse ist, und somit
Radareingangssignale zu beseitigen, die sich aus feststehenden Zielen, Interferenzwellen usw. ergeben. Ferner ist zu bemerken,
daß bei dem erfindungsgemäßen Detektor bei der Ermittlung der empfangenen Impulssignale keine Notwendigkeit zur Durchführung
einer Phasensynchronisation des Bezugssignals besteht.
Fig. 11 zeigt ein Blockdiagramm eines MTI-Radarsystems
mit dem erfindungsgemäßen Detektor. Der erfindungsgemäße Detektor empfängt ein in geeigneter V/eise verstärktes Zwischenfrequenz·
signal und ein Bezugssignal von einem Zwischenfrequenzverstärker bzw. einem Coho-Oszillator des Radarsystems (dies ist nicht
dargestellt).
Gemäß Darstellung besitzt das MTI-System eine Verzögerungsvorrichtung
60 mit zwei Eingängen, die mit dem erfindungsgemäßen Detektor derart verbunden sind, daß sie ein θ·DET-Signal
und daraus eine binärcodierte Phaseninformation empfan-
gen. Das 9«DET-Signal und die binärcodierte Phaseninformation
könnten beispielsweise von dem ODER-Tor 38 (Fig. 4) und den
ODER-Toren 40, 41 und 42 (Fig* 5) erhalten werden. Die Verzögerungsvorrichtung
60 ist gewöhnlich eine Speichervorrichtung mit einem Kernspeicher, der ein Eingangssignal für eine feste
Zeitperiode, die gleich einer Impulswiederholungsperiode des
209835/0785
Radarsystems ist, halten oder verzögern kann. Die Verzögerungsvorrichtung
besitzt ebenfalls zwei Ausgänge, die jeweils einem ihrer beiden Eingänge entsprechen, so daß das verzögerte 9«DET-Signal
und die binärcodierte Phaseninformation an den Ausgängen erhalten werden kann.
Zum Subtrahieren der verzögerten Phaseninformation von der unverzögerten Phaseninformation ist ein Subtrahierer
61 vorgesehen. Dazu ist der Subtrahierer 6l an seinen beiden Eingängen mit dem Eingang und dem Ausgang der Verzögerungsvorrichtung
60 verbunden, die der binärcodierten Phaseninformation zugeordnet sind. Andererseits ist der Eingang und der Ausgang
der Verzögerungsvorrichtung 60, die dem 9.DET-Signal zugeordnet sind, mit zwei Eingängen eines UND-Tors 62 verbunden, dessen
Ausgang mit dem Subtrahierer 61 verbunden ist. Die Punktion des UND-Tores 62 besteht darin, den Zustand zu ermitteln, bei
dem das verzögerte und das unverzögerte ΘΌΕΤ-Signal sich
gleichzeitig im wahren (1-) Zustand befinden, und den Subtrahierer 61 beim Vorhandensein der bestimmten Bedingung zu betätigen,
wodurch die Differenz dG zwischen der verzögerten und der unverzögerten Phaseninformation gebildet wird. Entsprechend
dem Anwendungsfall kann das UND-Tor 62 jedoch weggelassen werden.
Für den Fachmann zeigt die Tatsache, daß die Differenz dö nicht Null ist, das Vorhandensein von empfangenen Signalen
von einem sich bewegenden Ziel an. Ein Diskriminator 63 ist mit dem Ausgang des Subtrahierers 61 verbunden, um festzustellen,
ob dö Null ist oder nicht. Das Ausgangssignal des Subtrahierers
209835/0785
61 wird ebenfalls einer anderen Einheit aus einer Verzögerungsvorrichtung
64 und einem Subtrahierer 65 zugeführt. Der Subtrahierer
65 hat zwei Eingänge, von denen einer mit dem Subtrahierer 61 verbunden ist und der andere mit dem Ausgang der
Verzögerungsvorrichtung 64, damit er von diesen Einrichtungen, jeweils das unverzögerte d©und das verzögerte d9 empfängt. Die
Verzögerungsvorrichtung 64 ist gleichartig mit der Verzögerungsvorrichtung
60 und führt eine Verzögerung ein, die gleich einer Impulswiederholungsperiode ist. Somit ergibt sich, daß das
Ausgangssignal des Subtrahierers 65 gleich dö/dt ist, was
die Änderungsrate von d9 in einer Impulswiederholungsperiode ist. In diesem Zusammenhang wurde folgendes empirisch erkannt:
Obwohl die Phase von Industriestörgeräuschen, Interferenzwellen und sich frei änderndem Seecho usw. die Änderungsrate d9/dt
hat, die sich frei von einer Impulswiederholungsperiode zur anderen ändert, liegt das dö/dt der Echosignale von echten
sich bewegenden Zielen innerhalb eines derart bestimmten zulässigen Bereichs, daß es gut als im wesentlichen konstant angenommen
werden kann. Zur Nutzung dieser empirisch festgestellten Tatsache ist ein weiterer Diskriminator 66 vorgesehen, der in
Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Subtrahierers 65 wirksam zwischen den Echosignalen von echten sich bewegenden Zielen und
den Echosignalen von falschen Zielen unterscheidet.
Die Erfindung wurde' zwar anhand einer Anwendung bei
dem gewöhnlichten MTI-Systern'erläutert; die Erfindung kann jedoch auch in gleicher Weise bei anderen Arten von MTI-Systemen
angewendet werden, beispielsweise einem mehrfach gestaffelten
209835/0785
MTI-Syatem. Ferner ist zu bemerken, daß die Erfindung in einem
Mehrfachimpuls-Datenübertragungssystem verwendet werden kann,
das Phasenmodulation verwendet; dabei besteht keine Notwendigkeit, den Empfänger mit dem Bezugssignal des Senders in der
Phase zu synchronisieren, da der Empfänger die Phaseninformation auf der Basis der intermittierend empfangenen Synchronisierungssignale
ermitteln kann.
Mit der Erfindung wird somit eine Einrichtung zum Umwandeln eines analogen Signals mit unbekannter Phase in eine
binärcodierte digitale Form geschaffen. Sie besitzt eine Anzahl
von Phasendetektoren, die das analoge Signal mit ihren zugehörigen Bezugssignalen vergleichen, die voneinander verschiedene
Phasen haben, und die Ausgangsspannungen liefern, die den Phasendifferenzen entsprechen. Die Ausgangssignale der Phasendetektoren
werden ihnen zugeordneten Gruppen von Schwellendetektoren zum Vergleich mit unterschiedlichen vorbestimmten Bezugspegeln zugeführt. Eine logische Schaltungsanordnung erzeugt in
Abhängigkeit von den Ausgangssignalen von den Schwellendetektoren das binärcodierte digitale Signal. Bei Verwendung in einem Radarsystem
ermöglicht die erfindungsgemäße Einrichtung die Ermittlung von digitalen Videosignalen unmittelbar aus den empfangenen Signalen
bei Radio- oder Zwischenfrequenz, ohne diese in analoge Videosignale umzusetzen.
209835/0785
Claims (13)
1.) Digitaler Phasendetektor zum Umwandeln eines analogen Signals mit unbekannter Phase in eine binärcodierte
digitale Form, gekennzeichnet durch eine Analogsignalgeneratoreinrichtung (12) zum Erzeugen des analogen Signals mit unbekannter
Phase, eine Bezugssignalgeneratoreinrichtung (13) zum Erzeugen einer Anzahl von Bezugssignalen, deren Phasen um
vorbestimmte Größen unterschiedlich sind, eine Anzahl von Phasendetektoreinrichtungen (1O3 11), die jeweils in Abhängigkeit
von dem analogen Signal und dem diesem zugeordneten Bezugssignal die Phasendifferenz zwischen diesen Signalen ermitteln,
und durch eine Einrichtung, die im Ansprechen auf die Anzahl der Phasendetektoreinrichtungen ein binärcodiertes digitales
Signal liefert, das die Phase des analogen Signals repräsentiert.
2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen eines binärcodierten digitalen
Signals mehrere Gruppen Schwellendetektoren (17, 18, 19, 20, 21, 22) besitzt, wobei jede Gruppe einen gemeinsamen Eingang hat,
der mit einer ihm zugeordneten Phasendetektoreinrichtung (10, 11) verbunden ist, und das Ausgangssignal der ihr zugeordneten
Phasendetektoreinrichtung (10, 11) mit einer Anzahl auf die
einzelnen Schwellendetektoreinrichtungen (17 bis 22) bezogenen unterschiedlichen vorbestimmten Bezugspegel vergleichen und
eine Anzahl von logischen Ausgangssignalen in Übereinstimmung mit der Größenbeziehung erzeugen kann.
209836/0785-
3. Detektor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Zuführen der Anzahl unterschiedlicher
Bezugspegel zu jeder Gruppe von Schwellendetektoren (17 bis 22).
1J. Detektor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung zum Ermitteln der Phaseninformation von den durch die Anzahl der Schwellendetektoren (17 bis 22) gelieferten
logischen Ausgangssignalen.
5. Detektor nach Anspruch 1J, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung, die im Ansprechen auf die Phaseninformationsdetektoreinrichtung
das Vorhandensein eines analogen Signals bestimmt, das eine ausreichende Amplitude zum Erzeugen des
binärcodierten digitalen Signals besitzt.
6.. Detektor nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die im Ansprechen auf die Phaseninformationsdetektoreinrichtung
die Information in eine binärcodierte digitale Form umwandelt.
7. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignalgeneratoreinrichtung eine Einrichtung (13)
zum Erzeugen eines ersten Bezugssignals und eine Einrichtung (I1O aufweist, die im Ansprechen auf die erste Bezugssignalgeneratoreinrichtung
ein zweites Bezugssignal erzeugt, das gegenüber dem ersten Bezugssignal" um 90° außer Phase ist.
8. Detektor nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch
209835/078S
einen ersten Phasendetektor (10), der im Ansprechen auf das analoge Signal und das erste Bezugssignal die Phasendifferenz
zwischen diesen Signalen ermittelt, einen zweiten Phasendetektor (11), der im Ansprechen auf das analoge Signal und auf
das zweite Bezugssignal die Phasendifferenz zwischen diesen Signalen ermittelt, durch einen ersten, zweiten und dritten
Schwellendetektor (17, 18, 19), die einen mit dem ersten Phasendetektor (10) verbundenen gemeinsamen Eingang haben,
einen vierten, einen fünften und einen sechsten Schwellendetektor (20, 21, 22), die einen mit dem zweiten Phasendetektor (11)
verbundenen gemeinsamen Eingang haben und eine Einrichtung zum Zuführen eines ersten vorbestimmten Bezugspegels zu dem ersten
und vierten·Schwellendetektor (17, 20) und zum Zuführen eines zweiten vorbestimmten Bezugspegels zu dem zweiten und fünften
Schwellendetektor (18, 21) und zum Zuführen eines dritten vorbestimmten Bezugspegels zu dem dritten und dem sechsten
Schwellendetektor (19, 22).
9. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugssignalgeneratoreinrichtung eine Einrichtung (13)
zum Erzeugen eines ersten Bezugssignals aufweist, eine Einrichtung (I1I), die im Ansprechen auf die erste Bezugssignalgeneratoreinrichtung
ein zweites Bezugssignal erzeugt, das um 120 außer Phase zu dem ersten Bezugssignal ist, und eine Einrichtung
(50), die im Ansprechen auf die erste Bezugssignalgeneratoreinrichtung ein drittes Bezugssignal erzeugt, das um 210° außer
Phase zu dem ersten Bezugssignal ist.
I,
209835/0735
10. Detektor nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen ersten Phasendetektor (10), der im Ansprechen auf das
analoge Signal und das erste Bezugssignal die Phasendifferenz zwischen diesen Signalen ermittelt, einen zweiten Phasendetektor
(11), der im Ansprechen auf das analoge Signal und auf das zweite Bezugssignal die Phasendifferenz zwischen diesen Signalen
ermittelt, einen dritten Phasendetektor (51), der im Ansprechen auf das analoge Signal und das dritte Bezugssignal die Phasendifferenz
zwischen diesen Signalen ermittelt, einen ersten, einen zweiten und einen dritten Schwellendetektor (17, 18, 19),
die einen mit dem ersten Phasendetektor verbundenen gemeinsamen Eingang haben, einen vierten , einen fünften und einen sechsten
Schwellendetektor (20, 21, 22), die einen mit dem zweiten Phasendetektor (11) verbundenen gemeinsamen Eingang haben, einen
siebenten, einen achten und einen neunten Schwellendetektor (53, 5**, 55), die einen mit dem dritten Phasendetektor (51) verbundenen
gemeinsamen Eingang haben, eine Einrichtung zum Zuführen eines ersten vorbestimmten Bezugspegels zu dem ersten,
vierten.und siebenten Schwellendetektor (17, 20, 53) und zum Zuführen eines zweiten vorbestimmten Bezugspegels zu dem zweiten,
fünften und achten Schwellendetektor (18, 21, 54) und zum Zuführen
eines dritten vorbestimmten Bezugspegels zu dem dritten, sechsten und neunten Schwellendetektor (19, 22, 55) und neun
Inverter (Umkehrer), die jeweils mit einem der neun Schwellendetektoren verbunden sind. *
11. Detektor nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (57),die im Ansprechen auf die Auegangssignale
209835/0785
von dem ersten, vierten und siebenten Schwellendetektor (17» 20, 53) und die Ausgangssignale von de mit dem dritten,
sechsten und neunten Schwellendetektor (19, 22, 55) verbundenen Invertern das Vorhandensein des analogen Signals bestimmt.
12. Detektor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Verzögern des binärcodierten digitalen
Signals für eine feste Zeitperiode, die gleich einer Impulswiederholungsperiode eines Radarsystems ist, durch eine Einrichtung
zum Subtrahieren des verzögerten binärcodierten digitalen Signals von dem unverzögerten binärcodierten digitalen
Signal, und eine Einrichtung, die im Ansprechen auf die Subtraktionseinrichtung ermittelt, ob die Differenz Null ist,
um zwischen dem analogen Signal von einem sich bewegenden Ziel und dem analogen Signal von einem feststehenden Ziel zu unterscheiden.
13. Detektor nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Verzögern der Differenz zwischen den verzögerten
und den unverzögerten Signalen für eine feste Zeitperiode, die gleich einer Impulswiederholungsperiode des Radarsystems
ist, eine Einrichtung zum Subtrahieren der verzögerten Differenz von der unverzögerten Differenz zur Erzeugung eines
Signals, das die Änderungsratfe der binärcodierten Phaseninformätion
repräsentiert, und eine Einrichtung, die im Ansprechen auf die Subtraktionseinrichtung feststellt, ob diese Änderungsrate Null ist, um zwischen dem analogen Signal von einem wahren
2 09 835/0785
sich bewegenden Ziel und dem analogen Signal von einem falschen Ziel zu unterscheiden.
209835/0785
Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP489071 | 1971-02-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2205306A1 true DE2205306A1 (de) | 1972-08-24 |
Family
ID=11596257
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722205306 Pending DE2205306A1 (de) | 1971-02-06 | 1972-02-04 | Digitaler Phasendetektor |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3766545A (de) |
DE (1) | DE2205306A1 (de) |
FR (1) | FR2124505A1 (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3919706A (en) * | 1973-10-24 | 1975-11-11 | Rockwell International Corp | Digital vor bearing converter with time averaging |
US4075698A (en) * | 1974-04-01 | 1978-02-21 | Lode Tenny D | Digital phase measurement system |
FR2510264A1 (fr) * | 1981-07-24 | 1983-01-28 | Thomson Csf | Dispositif de mesure de l'angle de phase entre un signal sinusoidal et un signal logique periodique de meme frequence |
DE10033575B4 (de) * | 2000-07-11 | 2005-04-21 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zur Abschätzung der Frequenz eines digitalen Signals |
US7826813B2 (en) * | 2006-12-22 | 2010-11-02 | Orthosoft Inc. | Method and system for determining a time delay between transmission and reception of an RF signal in a noisy RF environment using frequency detection |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1512537B2 (de) * | 1966-12-17 | 1970-05-21 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart-Zuffenhausen | Demodulationsverfahren für 4-Phasen-Differenzmodulation |
FR1529822A (fr) * | 1967-05-09 | 1968-06-21 | Csf | Dispositif de mesure de phase |
-
1972
- 1972-01-25 US US00220660A patent/US3766545A/en not_active Expired - Lifetime
- 1972-02-04 FR FR7203853A patent/FR2124505A1/fr not_active Withdrawn
- 1972-02-04 DE DE19722205306 patent/DE2205306A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2124505A1 (de) | 1972-09-22 |
US3766545A (en) | 1973-10-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3116612C2 (de) | ||
DE3000876A1 (de) | Radar-transponder | |
DE2654785C2 (de) | Schaltungsanordnung zum Reduzieren der Bandbreite eines Eingangssignales begrenzter Dauer | |
DE3887745T2 (de) | Radargerät unter Verwendung von verschiedener Arten von Impulsen. | |
DE2164241C3 (de) | Impulsradargerät mit einer Einrichtung zur genauen Ermittlung einer Zielwinkelkoordinate durch Zielanfang/ Zielende-Mittelwertbildung | |
DE2634426A1 (de) | Bandkompressionseinrichtung | |
DE2133001A1 (de) | Kohaerentes Impuls-Doppler-Radargeraet | |
DE2514751C2 (de) | Tacan-System | |
DE2205306A1 (de) | Digitaler Phasendetektor | |
DE2247877C2 (de) | Empfänger für Entfernungsmessungs- Impulsradargeräte | |
DE3041459C2 (de) | ||
DE3530036A1 (de) | Radar-empfangsvorrichtung und mit einer solchen vorrichtung ausgeruestete radaranlage | |
EP0032220A1 (de) | Funkpeiler mit simulierter Rotation des Antennendiagramms | |
DE2845164A1 (de) | Ziel-ortungs- und entfernungs- messystem | |
DE2029836B2 (de) | Filteranordnung für ein kohärentes Puls-Doppler-Radargerät mit variabler Pulsfolgefrequenz | |
DE69205188T2 (de) | Verfahren zum Reduzieren des Einflusses von Verzerrungsprodukten. | |
EP0444458A2 (de) | Puls-Doppler-Radar | |
DE3615952A1 (de) | Taktgenerator fuer digitale demodulatoren | |
DE2234707A1 (de) | Mit korrelation arbeitendes verfahren zur elektromagnetischen ortung und elektromagnetisches ortungssystem zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE2413607C2 (de) | Anordnung zur Unterdrückung von Signalen bewegter Störziele in einem Quadraturradarsystem | |
DE2910263A1 (de) | Sonar-ziel-winkelverfolgungssystem | |
DE2704265A1 (de) | Anordnung zur verarbeitung der von einem kohaerentimpulsradargeraet empfangenen signale | |
DE2020775C3 (de) | Hochfrequenzempfaenger zur Erfassung von Impulssignalen | |
DE2028867C3 (de) | Transponder-Pulspaar-Decoder mit einem Schieberegister und Koinzidenzschaltungen | |
DE19546653A1 (de) | Verfahren zur Verminderung von Störeinflüssen im Empfangszweig von Puls-Dopplerradargeräten durch andere gleichartige Puls-Dopplerradargeräte |