DE2606415A1

DE2606415A1 - Schaltung zur festziel-unterdrueckung

Info

Publication number: DE2606415A1
Application number: DE19762606415
Authority: DE
Inventors: Yasuhito Takeuchi
Original assignee: Yokogawa Hewlett Packard Ltd
Current assignee: Hewlett Packard Japan Inc
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1976-02-18
Publication date: 1976-10-28

Description

SCHALTUNG ZUR FESTZIEL-UNTERDRÜCKUNG Die Erfindung betrifft eine Schaltung nach Patent ...
(Patentanmeldung P 25 55 694.9-35).
Diese Schaltung gibt an ihren Ausgangsklemmen zwei Doppler-Ausgangssignale ab, die beide Information über Geschwindiykeit und Bewegungsrichtung der Ziele enthalten. Die Richtungsinformation ist jedoch nur implizit in den beiden Ausgangssignalen enthalten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die beiden Ausgangssignale so aufzubereiten, daß zwei getrennte Signale entstehen, von denen das eine die Information über die eine Bewegungsrichtung und das andere die Information über die entgegengesetzte Bewegungsrichtung enthält. Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß werden zwei verschiedene Signale erzeugt, von denen das eine die Geschwindigkeit von sich in einer bestimmten Richtung bewegenden Zielen wiedergibt, während das andere die Geschwindigkeit der sich in der dazu entgegengesetzten Richtung bewegenden Ziele repräsentiert. Auf diese Weise wird eine optimale Informationstrennung erreicht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert, die ein Blockschaltbild einer Ultraschall-Meßeinrichtung für bewegte Ziele zeigt.
In der Zeichnung ist mit 10 ein Ultraschall-Meßkopf bezeichnet, der ein Sendekristall 11 und ein Empfangskristall 12 enthält. Das Sendekristall 11 wird von einem Trägerfrequenzgenerator 13 gesteuert und erzeugt ein akustisches Signal, welches einem Objektbereich 14 eines zu untersuchenden Patienten zugeführt wird. Das vom Objektbereich reflektierte akustische Signal wird vom Empfangskristall 12 empfangen.
Das empfangene Signal enthält eine Trägerkomponente, eine Festzielkomponente sowie eine von bewegten Objekten herrührende Komponente. Das empfangene Signal wird einem Empfangsverstärker 16 über einer Kopplungsschaltung 17 zugeführt. Das Ausgangssignal des Verstärkes 16-wird einem Paar symmetrischer Demodulatoren 20 und 22 zugeführt. Den Demodulatoren 20 und 22 wird außerdem ein Paar von Trägersignalen zugeführt, die von einem Phasenschieber 18 abgegeben werden und gegeneinander um 900 phasenverschoben sind.
Der Phasenschieber 18 erzeugt diese Trägersignale, indem er das Ausgangssignal des Trägerfrequenzgenerators 13 einerseits um +450 und andererseits um -450 phasenverschiebt.
Die Ausgangssignale der beiden Demodulatoren 20 und 22 sind zueinander orthogonale Basisband-Dopplerverschiebungs- Signale. Sie werden über ein Paar von Tiefpaßfiltern 28 und 30 zwei zueinander symmetrischen Modulatoren 32 und 34 zugeführt. Die Tiefpaßfilter 28 und 30 dienen dazu, die von den gesuchten bewegten Zielobjekten herrührenden Dopplerverschiebungssignale zu entfernen. Die beiden Modulatoren 32 und 34 modulieren die Ausgangssignale der Tiefpaßfilter 28 und 30 den beiden zueinander orthogonalen Trägersignalen auf, die auch den Demodulatoren 20 und 22 zugeführt werden.
Die Ausgangssignale der Modulatoren 32 und 34 werden in einer Summierschaltung 36 vereinigt und über die Kopplungsschaltung 15 negativ auf den Eingang des Verstärkers 16 zurückgegeben. Das Ausgangssignal der Kopplungsschaltung 15 bzw. das Eingangssignal des Verstärkers 16 enthält dann nur die interessierenden Dopplerverschiebungskomponenten. Verstärkt und demoduliert werden diese Komponenten als orthogonales Paar an Ausgangsklemmen 24 und 26 abgegeben, wo sie für die weitere Verarbeitung zur Verfügung stehen.
Bis hier besteht Übereinstimmung mit dem Gegenstand des Patents ... (Patentanmeldung P 25 55 694.9-35), in welchem auch die entsprechenden mathematischen Zusammenhänge erläutert sind.
Die an den Klemmen 24 und 26 abgegebenen Signale enthalten jeweils Komponenten, die beiden erfaßten Bewegungsrichtungen, d.h. dem oberen bzw. dem unteren Seitenband des vom Empfänger aufgenommenen hochfrequenten Dopplersignals entsprechen.
Betrachtet man nur die relative Phasenverschiebung der beiden Signale S24 und S26 an den Klemmen 24 und 26, so gilt S24 = A sin u0 t + B sin(-wu,)t = A sin w Ost - B sin Wus t S26 = A cos ~ost + B cos (-w s)t = A cos w t + B cos w t us Dabei bedeuten Bos die obere Seitenbandfrequenz, Wus die untere Seitenbandfrequenz und A und B Konstanten.
Das Signal S24 wird einem Phasenschieber 42, und das Signal S26 einem Phasenschieber 44 zugeführt. Die beiden Phasenschieber 42 und 44 erzeugen wieder jeweils ein Paar orthogonale,Ausgangssignale und zwar frequenzunabhängig. Die Phasenschieber 42 und 44 führen also eine Hilbert-Transformatioh durch. Sie lassen sich zum Beispiel durch Allpaßfilter höheren Grades näherungsweise realisieren.
Betrachtet man wiederum nur die relative Phasenverschiebung, so gilt für die Ausgangssignale des Phasenschiebers 42 5 = A sin W t - B sin W t 42+ os us 5 = A cos W t - B cos W t S42- = A Cos #ost - B cos #ust und .- die Ausgangssignale des Phasenschiebers 44 S = -A sin uost - B sin Wust S44 = A cos W t + B cos W t os ob us Durch die in der Zeichnung dargestellte Summation mittels Summierern 46 und 48 erhält man an den Ausgangsklemmen 50 und 52 die Signale S50 = -2B sin Wust = C sin Wust S52 = 2A cos #ost = Dcos #ost Man erkennt, daß die beiden Seitenbänder nun voneinander getrennt sind. An der Klemme 50 tritt nur das untere Seitenband auf, das der einen Bewegungsrichtung der Ziele entspricht.
An der Klemme 52 tritt dagegen nur das obere Seitenband auf, das der entgegengesetzten Bewegungsrichtung entspricht.

Claims

Patentanspruch

Schaltung zum Unterdrücken von feststehenden und gegebenenfalls langsam bewegten Zielen bei einer Meßeinrichtung, die die Geschwindigkeit von Zielen mittels Messung der Dopplerverschiebung zwischen einem ausgesandten Träger signal und dem empfangenen, vom Ziel reflektierten Signal ermittelt, mit einem Verstärker für das empfangene Signal, einem Paar von Demodulatoren, die das verstärkte Signal mittels eines orthogonalen Trägersignalpaars demodulieren und ein orthogonales Paar von Doppler-Ausgangssignalen erzeugen, sowie mit einem Rückkopplungszweig zwischen Demodulatorausgängen und Verstärkereingang, der im wesentlichen die den feststehenden und gegebenenfalls langsam bewegten Zielen zugeordneten Signalanteile vom Verstärker-Eingangssignal subtrahiert, nach Patent ... (Patentanmeldung P 25 55 694.9-35), g e k e n n -z e i c h n e t durch ein Paar von Phasenschiebern (42, 44), denen jeweils die Doppler-Ausgangssignale der Demodulatoren (20, 22) zugeführt werden und die diese beiden Signale in zwei Paare von jeweils orthogonalen Signalen verwandeln, sowie durch ein Paar von Summierern (46, 48), denen jeweils je eines der beiden Signale jedes Signalpaars derart zugeführt wird, daß das Ausgangssignal (50) des einen Summierers (46) einer Bewegungsrichtung der Ziele und das Ausgangssignal (52) des anderen Summierers (48) der entgegengesetzten Bewegungsrichtung der Ziele entspricht.

L e e r s e i t e