DE2401755C3 - Schaltung zur Übertragung von am Ausgang eines Impulsradarempfängers erhaltenen Videosignalen an eine Auswerteeinrichtung - Google Patents
Schaltung zur Übertragung von am Ausgang eines Impulsradarempfängers erhaltenen Videosignalen an eine AuswerteeinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs.
Eine derartige Schaltung ist aus der GB-PS 9 89 731 zur Verbesserung des Störabstandes des Nutzsignales
bekannt. Hierzu wird die Differenz zwischen einem in der Mitte der Verzögerungsleitung abgenommenen
Signal und dem jeweils größten der an den übrigen Abgriffen der Verzögerungsleitung erscheinenden Signale
gebildet.
Eine ähnliche Schaltung ist auch aus der US-PS 32 47 457 bekannt, wobei allerdings das Eingangssignal
ein Analogsignal ist und die Auswerteeinrichtung eine Abtastschaltung und einen Spitzenwertdetektor umfaßt.
Ferner ist aus der US-PS 30 68 417 bereits eine Schaltung bekannt, die eine Verzögerungsleitung mit
einer Anzahl von Ausgangsabgriffen enthält, wobei jeder Ausgangsabgriff über eine nichtlineare Schaltung
in Form einer Diode und ein Dämpfungsglied mit einem gemeinsamen Lastwiderstand verbunden ist.
Bekanntlich besteht bei Impulsradargeräten ein gewisses Problem darin, daß das eigentliche Radargerät
eine große Bandbreite und dementsprechend ein hohes Auflösungsvermögen besitzt, daß jedoch die zugehörigen
Auswerteeinrichtungen, beispielsweise eine Kathodenstrahlröhre oder ein Schreiber, eine wesentlich
geringere Bandbreite besitzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches
die Anpassung an die Bandbreite der Auswerteeinrichtung zu optimieren.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen jedem Ausgangsabgriff und der zugehörigen
nichtlinearen Schaltung ein Verstärker liegt, dessen Verstärkungsfaktor derart festgelegt ist, daß die die
Verstärkung in Abhängigkeit von der Ordnungszahl des jeweiligen Verstärkers darstellende Kurve ähnlich der
Impulsantwortkurve der Auswerteeinrichtung verläuft.
In der Zeichnung ist die Schaltung nach der Erfindung anhand einer beispielsweise gewählten Ausführungsform und erläuternden Diagrammen schematisch
dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 ein Beispiel eines Videosignals am Radarausgang,
F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung nach der Erfindung,
Fig.3 ein Beispiel des Signaies am Eingang der
Auswerteeinrichtung und
F i g. 4 ein Beispiel eines gleichartigen Signales, wie es mit einer verbesserten Ausführungsform der Schaltung
erzielt wird.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung beschrieben, die beispielsweise
in Verbindung mit einer mit Kathodenstrahlröhre arbeitenden Anzeigeeinrichtung für ein Radarvideosignal
verwendet werden kann.
F i g. 1 zeigt ein Beispiel des Videosignales am Ausgang des Radarempfängers in Abhängigkeit von der
Zeit Bei 1 ist ein Impuls der Dauer τ dargestellt, der das Echo eines Objektes ist, sowie Störsignale 2 zu beiden
Seiten des Nutzechos ί, bei dem unterstellt ist, daß seine Amplitude größer als diejenige der Störsignale ist
\Venn dieses Signal so wie es ist an die Kathode der
Röhre angelegt wird, erzeugt der Impuls 1 einen Leuchtfleck oder Lichtpunkt auf dem Bildschirm der
Röhre. Dieser Leuchtfleck wird bestimmte endliche Mindestabmessungen haben.
Betrachtet man beispielsweise den Schirm einer Speicherkathodenstrahlröhre, auf dem zwei Lichtpunkte
mit einem gegenseitigen Abstand von einem Zentimeter zwei Objekte mit einem gegenseitigen
Abstand von 7,5 km darstellen, so ergibt sich für einen Mindestdurchmesser eines Leuchtfleckes in der Größenordnung
von 0,4 mm, daß dies einer Entfernungsauflösung von 150 m entspricht. Dieselbe Auflösung würde
man mit einem Radargerät erzielen, das Impulse mit einer Dauer T = 1 Mikrosekunde aussendet Wenn nur
ein einziges Objekt im Raum vorhanden ist so bedeutet dies, daß das Objekt durch einen Impuls von einer
Mikrosekunde »beleuchtet« wird.
Wenn die Impulsdauer auf nur 0,2 Mikrosekunden vermindert wird, bleiben die Abmessungen des Leuchtfleckes
entsprechend dem Vorhergesagten in der Größenordnung von 0,4 mm. Umgekehrt ist aber die für
die Anregung des Leuchtfleckes vorhandene Energie 5mal geringer, als wenn der Impuls eine Dauer von einer
Mikrosekunde hat. Damit der Beobachter diesen Leuchtfleck gut. erkennen kann, muß er folglich die
Helligkeit des gesamten Bildes durch Einwirken auf die Verstärkung eines Verstärkers steigern. Auf diese
Weise steigert er auch die Energie der Störsignale und der Kontrast des Bildes wird stark beeinträchtigt.
Die Übertragungsschaltung nach der Erfindung kompensiert diesen Energieverlust des Nutzsignales
derart, daß der Kontrast des Bildes hinreichend groß bleibt. Ein Ausführungsbeispiel dieser Schaltung ist in
F i g. 2 dargestellt.
Die Schaltung weist einen Eingangsanschluß E auf, dem das Videosignal des Radarempfängers, das heißt
das Ausgangssignal der Detektor- bzw. Demodulatorstufe des Empfängers zugeführt wird. Der Anschluß E
ist mit dem Eingang eines Verstärkers 10 verbunden, dessen Bandbreite äquivalent der Bandbreite B des
Empfängers ist. Der Ausgang dieses Verstärkers ist mit dem Eingang 11 einer Verzögerungsleitung 20 verbunden,
welche vier Ausgänge 12,13, 14 und 15 besitzt Da der Eingang 11 auch als Ausgang verwendet wird,
umfaßt die Verzögerungsleitung insgesamt fünf Ausgangsabgriffe. Die durch die Leitung zwischen jedem
Ausgangsabgriff und dem darauffolgenden erzeugte Verzögerung hat einen Wert vx, der gleich dem
Kehrwert der Durchlaßbandbreite B des Empfängers
ist, das heißt, etwa gleich der Dauer ν der Impulse. Die
Verzögerungsleitung ist mit einer Impedanz 16 wellenwiderstandsrichtig abgeschlossen. Die Ausgangsabgriffe
Ii, 12,13,14,15 sind mit entsprechender Verstärkern
21,22,23,24,25 verbunden, die eine Durchlaßbandbreite
B, sowie hohe Eingangsimpedanz und niedrige Ausgangsimpedanz besitzen. Die Ausgänge der Verstärker
sind mit den fünf Eingängen einer Schaltung 30 verbunden. Diese Schaltung enthält fünf Dioden 31, 32,
33,34,35, deren Kathoden mit einem Belastungswiüerstand
36 verbunden sind. Das an den Anschlüssen des Widerstandes 36 abgenommene Ausgangssignal liegt
am Eingang eines Verstärkers 40, dessen Bandbreite etwa ein Fünftel der Bandbreite B beträgt Auch diesen
Verstärker folgt eine Auswerteeinrichtung 50, die eine Kathodenstrahlröhre enthält
Die Arbeitsweise der Schaltung wird anhand der F i g. 3 erläutert, die das gleiche Signal wie F i g. 1
wiedergibt, jedoch nach Verarbeitung, das heißt in der Form, in der es an der Auswerteeinrichtung 50 anliegt
Der verstärkte Impuls t liegt an der Verzögerungsleitung 20 an. Diese liefert folglich fünf gegeneinander
zeitlich um eine Dauer Ti verschobene Impulse, die getrennt verstärkt werden und an den fünf Eingängen
der Schaltung 30 anliegen. Der Impuls 1 liegt zur gleichen Zeit stets nur an einem einzigen Eingang der
Schaltung 30 an. Die entsprechende Diode wird folglich leitend und das Potential an den Anschlüssen des
Widerstandes 36 wächst Zur gleichen Zeit erhalten die anderen Eingänge der Schaltung 30 die Signale mit
geringerer Amplitude, bei denen es sich um die Störsignale 2 handelt Die vier anderen Dioden 22 bis 25
sind folglich gesperrt und die Schaltung 30 überträgt lediglich den Impuls 1. Allgemein ausgedrückt überträgt
diese Schaltung lediglich dasjenige Eingangssignal, das die größte Amplitude besitzt. Die Dioden 31,32,33,34,
35 werden nacheinander leitend und der Ausgang der Schaltung liefert eine Folge von fünf Impulsen der
Gesamtdauer 5mal Ti, äquivalent zu der den Abmessungen
des Leuchtfleckes entsprechenden Dauer T. Da die Durchlaßbandbreite des Verstärkers 40 geringer als
diejenige der Verstärker 10, 21, 22, 23, 24, 25 ist, wirkt dieser als Tiefpaßfilter und liefert einen Impuls 4, dessen
Dauer annähernd Γ ist Der Leuchtfleck wird folglich dieselbe Abmessung von 0,4 mm haben, jedoch ist die
zur Erzielung seiner Helligkeit erzeugte Energie mit dem Faktor 5 multipliziert während die Energie der
Störsignale sich nicht geändert hat.
In dem beschriebenen Beispiel ist das Vei hältnis der
Bandbreite des Empfängers zur Bandbreite der Auswerteeinrichtung gleich 5 und die Zahl der
Ausgangsabgriffe der Verzögerungsleitung wurde ebenfalls gleich 5 gewählt Man kann jedoch dahin
verallgemeinern, daß zur Anpassung der von einem Empfänger mit der Bandbreite B gelieferten Informationen
an ein Auswertesystem der Bandbreite b der Grundsatz zu beachten ist, daß die Zahl der Ausgangsabgriffe
gleich der dem Verhältnis B/b nächstgelegenen ganzen Zahl zu wählen ist und daß die Verzögerung von
einem Abgriff zum nächsten gleich der Dauer der empfangenen Impulse zu bestimmen ist
Das Auflösungsvermögen ist zwar in der Auswerteeinrichtung geringer als am Ausgang des Radarempfängers,
jedoch ist das Verhältnis der Nutzsignalenergie und der Energien der Störsignale nicht verschlechtert
Eine Verbesserung der Schaltung kann durch Änderung der Verstärkungsfaktoren der Verstärker 21
bis 25 im Verhältnis zueinander erreicht werden. Die Verstärkungsfaktoren der mit den Enden der Verzögerungsleitung
verbundenen Verstärker werden im Verhältnis zu den anderen Verstärkungsfaktoren derart
vermindert, daß die Umhüllende der Ausgangsimpulse der Schaltung 30 den Verlauf einer Gaußschen Kurve
hat, wie dies in F i g. 4 als Kurve 5 dargestellt ist Die Helligkeit eines Leuchtfleckes nimmt zu den Rändern
hin ab. Statt durch einen Impuls der Dauer τ könnte derselbe Leuchtfleck ausgehend von einem breiteren
Impuls der Dauer Verhalten werden, dessen Umhüllende den Verlauf einer Gaußschen Kurve hat Durch
entsprechende Einstellung der relativen Verstärkungsfaktoren der Verstärker 21 bis 25 kann am Ausgang des
Verstärkers 40 ein Impuls erhalten werden, der diese Form hat Anstelle der Verstärker können auch
Dämpfungsglieder verwendet werden. Die Ausgangssignale der Verzögerungsleitung werden mit reellen
Koeffizienten, die größer oder kleiner als 1 sind, multipliziert.
Die beschriebene Verarbeitungs- oder Übertragungsschaltung kann auch mit jeder anderen Art von Auswerteeinrichtung verwendet werden. In jedem Fall sind die Verstärkungsfaktoren der mit den Ausgangsabgriffen der Verzögerungsleitung verbundenen Verstärker derart bestimmt, daß die die Verstärkungsfaktoren in Abhängigkeit von der Ordnungszahl der Verstärker darstellende Kurve ähnlich der die Impulsantwort des Auswertesystems darstellenden Kurve wird. Dies gilt vor allem, wenn das Verhältnis B/b groß ist
Die beschriebene Verarbeitungs- oder Übertragungsschaltung kann auch mit jeder anderen Art von Auswerteeinrichtung verwendet werden. In jedem Fall sind die Verstärkungsfaktoren der mit den Ausgangsabgriffen der Verzögerungsleitung verbundenen Verstärker derart bestimmt, daß die die Verstärkungsfaktoren in Abhängigkeit von der Ordnungszahl der Verstärker darstellende Kurve ähnlich der die Impulsantwort des Auswertesystems darstellenden Kurve wird. Dies gilt vor allem, wenn das Verhältnis B/b groß ist
Die Schaltung nach der Erfindung ist demzufolge eine Bandbreitenkompressionsschaltung oder ein Bandbreitenumsetzer,
so daß die Signale stets an die Schaltungen angepaßt sind, in denen sie verarbeitet werden. Es
handelt sich um eine nichtlineare Schaltung, die das Signal überträgt und das Rauschen sperrt, damit das
Signal/Rauschen-Verhältnis sich nicht zu sehr verschlechtert. Die Rauschamplituden bzw. das Rauschspektrum
in der Nähe eines Nutzsignales werden folglich ausgelöscht (wenn der Impuls eine größere
Amplitude als das Rauschen hat).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Schaltung zur Übertragung von am Ausgang eines Impulsradarempfängers gegebener Bandbreite B erhaltenen Videosignalen an eine Auswerteeinrichtung demgegenüber geringerer Bandbreite b, mit wenigstens einer Verzögerungsleitung, die die Videosignale des Empfängers erhält und eine Anzahl von Ausgangsabgriffen gleich der dem Bandbreitenverhältnis B/b nächstgelegenen, ganzen Zahl aufweist, wobei die Ausgangsabgriffe einzeln über nichtlineare Schaltungen, z.B. Dioden, mit der Auswerteeinrichtung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Ausgangsabgriff (11 bis 15) und der zugehörigen nichtlinearen Schaltung (31 bis 35) ein Verstärker (21 bis 25) liegt, dessen Verstärkungsfaktor derart festgelegt ist, daß die die Verstärkung in Abhängigkeit von der Ordnungszahl des jeweiligen Verstärkers darstellende Kurve ähnlich der Impulsantwortkurve der Auswerteeinrichtung (50) verläuft
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ID=9113489
Family Applications (1)
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