DE2733651B2 - Schaltung zur Verbesserung des Auflösungsvermögens einer Impulskompressions-Radaranlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Verbesserung des Auflösungsvermögens einer Impulskompressions-Radaranlage, deren Videosignal neben einem Hauptimpuls diesem vorangehende und nachfolgende Entfernungsseitenzipfel alternierenden Vorzeichens aufweist

Das Videosignal besteht häufig während einer Wiederholperiode aus einer Serie von dem Hauptimpuls vorausgehenden und nachfolgenden Entfernungsseitenzipfeln unterschiedlicher Vorzeichen. Im Fall des Radars mit Impulskompression durch lineare Frequenzmodulation oder bei Radar mit kodierter Emission, beispielsweise mit Binärkode, besteht das Videosignal aus einer Mehrzahl von Signalen der allgemeinen Form

S(O =

B =

A sin π Bt

wobei jedes Signal den reflektierenden Objekten oder Zielen entspricht, die im Beobachtungsfeld liegen.

Diese Signale besitzen einen Hauptimpuls, dessen Amplitude in direkter Beziehung zu dem reflektierenden Objekt, das das Signal erzeugt hat, steht. Die Breite des Hauptimpulses ist 2 r. Die Signale besitzen ferner eine Reihe von Seitenzipfeln unterschiedlichen Vorzeichens. Befindet sich in der Nähe eines Ziels ein weiteres Ziel geringerer Größe, so wird das auf das Hauptziel zurückzuführende Echosignal von einem Nebenecho begleitet, das dem benachbarten Objekt entspricht. Der Hauptimpuls des Nebenechos besitzt eine geringere Amplitude als der Hauptimpuls des Hauptechos und ist um einen Zeitwert θ gegen diesen verschoben. Das Nebcnechosignal besitzt folgende Form:

B sin π R (t ~ (-))

wobei θ den Laufzeitunterschied der Echosignale zwischen den Punkten bedeutet, an denen das Hauptecho bzw. das Nebenecho erzeugt wurde.

Wenn die Verschiebung θ des Nebenechosignals derart ist, daß der Hauptimpuls des Nebenechosignals mit den Entfernungsseitenzipfeln des Hauptechosignals zusammenfällt, besteht die Gefahr, daß wegen der

geringen Amplitude des Hauptimpulses des Nebenechos dieses von den Entfernungsseitenzipfeln des Hauptechos überdeckt wird.

Hieraus folgt ein vermindertes Auflösungsvermögen des Radars.

Eine bekannte Lösung für dieses Problem besteht darin, daß eine Amplitudenbewertung für das Videosignal in dem Radarempfänger durchgeführt wird. Diese Bewertung führt zu einer Verringerung der Amplituden der EntfernungSbeitenzipfel des Echosignals sowie zu einer Vergrößerung des Hauptimpulses. Die Bewertung gestattet gleichermaßen, die Nulldurchgänge der Nebenmaxima eines Echos im wesentlichen symmetrisch zu gestalten.

Als weitere Lösungen zur Verbesserung des Auflösungsvermögens sind Frequenzmodulations- oder Phasenkodeauswahlsysteme, Schwellenschaltungen, Spektralbewertung, Teilimpulsabstandsbewertung und gezielte Filterfehlanpassung bekannt.

Da jedoch bei den bekannten Systemen auch nach der Bewertung die Nebenmaxima existieren, füjrt dies nicht zu einer vollständig befriedigenden Lösung des vorgenannten Problems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die durchschnittliche Höhe der Entfernungsseitenzipfel eines Hauptechos während einer bestimmten Zeitdauer zur Erhöhung des Auflösungsvermögens vermindert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegeben.

Mit einer Schaltung gemäß der Erfindung kann das Auftreten eines Signals mit einer gegenüber dem Hauptecho schwachen Amplitude nachgewiesen werden, wie es beispielsweise durch Abreißen einer Spitze einer ballistischen Rakete entsteht.

Mit einer Schaltung gemäß der Erfindung wird das Videosignal während einer bestimmten Dauer, die gleich der Dauer oder Breite der Hauptspitze eines Nebenechos sein kann, integriert Durch die Integration der Nebenmaxima unterschiedlichen Vorzeichens während einer Dauer, die gleich der Breite des Hauptimpulses des Nebenechos ist, werden die Entfernungsseitenzipfel geschwächt und das Konirastverhältnis wird in den Verarbeitungsschaltungen des Radarsignals, wie beispielsweise auf dem Sichtgerät, verbessert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele und anhand von Kurvendiagrammen erläutert. Es zeigt

F i g. I die Form des Videosignals eines Hauptechos und eines Nebenechos bei einem Impulskompressionsradar,

Fig.2 ein Übersichtsblockschaltbild der Schaltung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 Signalformen an verschiedenen Punkten der Schaltung gemäß den F i g. 2,4,5 und 6,

Fig.4, 5 und 6 Einzelheiten eine·· Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform der Schaltung gemäß der Erfindung,

F i g. 8 eine Einzelheit der Schaltung gemäß F i g. 7,

Fig.9 Signalformen an bestimmten Punkten der Schaltung gemäß den F i g. 7 und 8,

Fig. 10 die Form eines Videosignals bei Impulskompressionsradar nach Bewertung,

Fig. Il und 12 eine weitere Ausführungsform der Schaltung gemäß der Erfindung.

In Fig. I ist die Signalform eines Videosignals eines Hauptechos dargestellt, wobei an der Abszissenachse die Zeit und an der Ordinatenachse die Amplitude aufgetragen ist. Ferner ist das Hauptmaximum 3 eines Sekundärechos bei einem Impulskompressionsradar nach Durchgang durch ein für das ausgesandte Signal geeignetes Filter dargestellt Die Hauptmaxima 1 und 3 des Hauptechos und des Nebenechos besitzen eine Dauer von 2 τ und sind um eine Dauer θ verschoben.

ίο Die Nebenmaxima 2 des Hauptechos besitzen wechselnde Vorzeichen und sind durch Nullstellen, die einen Abstand τ aufweisen, getrennt Der Wert der Zeitdauer τ hängt ausschließlich von der Frequenzmodulation des Emissionssignals ab. Die Zeitdauer θ ist gemäß dem gewählten in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gleich 2 τ und die Nebenmaxima des Hauptechos weisen eine Amplitude auf, die ungefähr gleich der Amplitude des Hauptmaximums des Nebenechos ist, wodurch der Nachweis des Haupimaximums des Nebenechos sich in dem gewählten Beispiel besonders schwierig gestaltet Die Wiederholpe ajde des Radars ist gleich T. Gemäß dem in F i g. t dargestellten Beispiel bestimmen die Zeitpunkte fO und ti, für die das Hauptecho Nullstellen besitzt die Dauer des Hauptmaximums des Hauptechos. In gleicher Weise bestimmen die Zeitpunkte tZ und i4, für die das Nebenecho Nullstellen aufweist, die Dauer des Hauptmaximums des Nebenechos. In dem gewählten Beispiel fallen die Zeitpunkte / 2 und / 3 zusammen.

Gemäß Fig.2 enthält die Schaltung nach der Erfindung einen Integrator 22 für das videofrequente Echosignal. Der Eingang 30 des Integrators 22 ist mit dem Ausgang eines Detektors 21 für das Zwischenfrequenzsignal des Radarempfängers verbunden. Der Ausgang 221 des Integrators 22 ist mit Nachweismittein, wie etwa mit dem Wehneltzylinder 24 der Kathodenstrahlröhre 23 des Sichtgerätes, verbenden. Der Integrator 22 besitzt einen Steuerungseingang 27, der mit dem Ausgang 202 einer Entfemungsversthiebongsschaltung 200 in Verbindung steht, wobei die Eingänge 204 und 201 der Schaltung 200 jeweils über Leitungen 51 Liid .52 mit einem Register (nicht dargestellt) und mit dem Ausgang 28 einer (ersten) Entfernungskoinzidenzschaltung 25 verbunden sind. Die Entfernungskoinzidenzschaltung 25 besitzt einen Eingang 29. der mit dem Ausgang 263 einer Entfernungsmarkierschaltung 26 verbunden ist, und einen Eingang 20, der direkt an den Ausgang 210 des Radardetektors 21 angeschlossen ist. Die Entfernungsmarkierschaltung besitzt einen Nullstelleingang 262, der mit dem Ausgang 251 der Entfernungskoinzidenzschaltung 25 verbunden ist, sowie einen Eingang 261, der an eine angefügte Schaltung zur Bestimmung der Entfernung des Hauptechos anpescVissen ist. Die angefügte Schaltung zur Bestimmung der Entfernung des Hauptechos liefert eine Information über die Zeitverschiebung des Hauptechos in bezug auf den Zeitursprung jeder Wiederholperiode.

Die Schaltung arbeitet wie folgt. Das Videosignal des

Hauptechos und des Sekundärechos wird von dem

bo Ausgang 210 des Detektors 21 einerseits an den Integrator 22 und andererseits an die Entfernungskoinzidenzschaitung 25 geliefert. Die Entfernungsmrrkierschaltung 26 liefert ausgehend von dem angefügten Schaltkreis, wie etwa einem Überwachungsradar (in Fig.2 nicht dargestellt), eine Information über die Entfernung des Hauptmaximums des Haupechos oder seine zeitliche Verschiebung in bezug auf den Zeitursprung jeder Sendewiederholperiode des Radars.

Diese beiden Signale sind in F i g. 3 und a und b dargestellt, die den Signalformen in den Punkten A und Öder Figur entsprechen.

Die erste Entfernungskoinzidenzschaltung 23 liefert über ihren Ausgang 28 an die Eingangsklemme 201 ■-, einer Entfernungsverschiebungsschaltung 200 zwei aufeinanderfolgende gleiche Rechtecksignale von der Dauer r, die sich zu einem Rechecksignal zwischen den Zeitpunkten 10 und 12, die den das Hauptmaximum des Miujptcchos begrenzenden Nullstellen entsprechen, m zusammensetzen. Das sich ergebende Signal tragt ein Zcitbcztigszcichcn 11. das für den Abstand d des llaiiptmaximums des llaupieehos in bezug auf den Zeitursprung der Wiederholpcriodc des Radars repräsentativ ist. derart, dall Ii

ι I

f 0 t 12

ist. Die Spitze des llaiiptmaximums des Hauptechos _>u liegt bei / 1. Das entsprechende resultierende Signal am Punkt C der Fig. 2 ist in F i g. 3c dargestellt. Die Entfcrniingsverschiebungsschaltung 200 liefert an ihrem Ausgang 202 ein Auslösesignal für die Integration des Videosignals. r>

Gemäß der Erfindung liegen die Zeitpunkte /ur Auslösung der Integration des Videosignals für eine Wicderholperiode vor dem Zeitpunkt ;0 der Nullstelle des Hauptmaximums des Hauptechos bzw. nach dem Zeitpunkt i2 der Nullstelle des Hauptniaximums des in Hauptechos. wobei iO und /2 die die Dauer der Hauptspitze des Hauptechos begrenzenden Zeitpunkte sind, im Hinblick darauf, eine Integration der vor bzw. nach dem Hauptmaximum des Hauptechos liegenden Nebenma:;ima zu ermöglichen. s">

Der Integrator 22 ermöglicht, ausgehend von den Auslösesignalen für die Integration, die von den Klemmen 202 der Entfernungsverschiobungsschaltung geliefert werden, eine oder mehrere Integrationen des Videosignals während einer bestimmten Zeitdauer, die für jede Integration gleich der Zeitdauer der Hauptspitze des Nebenechos ist. durchzuführen.

Die exakte Koinzidenz der ansteigenden und fallenden Flanken des resultierenden Rcchtecksignals (Fig. 3c) mit den die Hauptspitze des Hauptechos -n begrenzenden Nullstellen kann nicht in befriedigender Weise während einer einzigen Wiederholperiode des Radars erzielt werden, da eine gewisse Ungenauigkeit dieser Zeitpunkte der von der Entfernungsmarkierschaltung 26 ge'ieferten Signalform und dem angefüg- in ten Schaltkreis besteht.

Eine genaue Koinzidenz wird durch getrennte Integration des Hauptmaximums des Hauptechos während jedes der aufeinanderfolgenden Rechtecksignale, die das resultierende Rechtecksignal bilden, und ü durch entsprechende Verschiebung der Anstiegsflanke des ersten Rechtecksignals der Dauer r, das von der Entfernungskoinzidenzschaltung 25 geliefert wird, erzielt, wobei dem Vergleich der Ergebnisse einer jeden getrennten Integration Rechnung getragen wird. Auf diese Weise wird eine genaue Koinzidenz des Rechtecksignals mit den die Zentralspitze des Hauptsignals begrenzenden Nullstellen während mehrerer Sendewiederholperioden des Radars durch fortschreitende Nachführung des entstehenden Rechtecksignals auf das Zentralmaximum des Hauptechos erzielt, welches Rechtecksignal von der Entfernungskoinzidenzschaltung 25 geliefert wird.

Die Entfernungskoinzidcnzschaitung 25 ist eine bekannte Entfernungslorschaltung für ein Radarsystem.

Diese besteht, wie aus Fig.4 hervorgeht, aus zwei Integratoren 35 und 36, deren Eingänge 351 und 361 über Torschaltungcn oder Schalter 33 und 34 mit dem Ausgang 210 des Detektors 21 über den Anschluß 20 verbunden sind. Die Torschallungen 33 und 34 sind mit ihren jeweiligen Steuerelektroden 331 und 341 über eine monostabile Kippschaltung 31 bzw. über zwei hintereinandergeschallete monostabile Kippschaltungen 31 und 32 mit einem metastabilen Zustand der Dauer r mit dem Ausgang 263 der lintfernungsmarkicrschallung 26 verbunden. Die Ausgänge 352 und 362 eines jeden Integrators sind jeweils an die Eingänge 371 und 372 eines Vergleichen angeschlossen, der aus einem Differenzverstärker 37 besteht. Der Ausgang 373 des Vergleichen steht mit dem Eingang 381 einer

Der Ausgang 382 der Nachführschaltung 38 ist mit dem Stcuerungseingang 29 ler Integratoren 35 und 36 über einen Schalter 39 verbunden. Der Steuerungscingang 391 des Schalters 39 ist an den Ausgang 263 der Entfernungsmarkicrschaltung 26 über eine monostabile Kippschaltung 309 der Kippdauer 2 r angeschlossen. Die monosiabilc Kippschaltung 309 ist mit ihrem Ausgang 3091 an den Eingang 391 des Schalters 39 geleg' während ihr Komplementärausgang 3092 über die Klemme 251 an den Eingang 262 der Iintfernungsmarkierschaltung 26 angeschlossen ist. Der Komplcmcntärausgang 3092 ermöglicht die Nullstellung n?ch Initialisierung der Enlferntingsn;arkierschaltung 26.

Die Nachführschahung zweiter Ordnung korrigiert in Abhängigkeit von dem über den Ausgang 373 des Vergleichers gelieferten Fehlersignal diesen Fehler bis zu seinem Verschwinden und bewirkt das Umschalten des Schalters 39. der durch das Ausgangssignal der Entfernungsmarkierschaltung 26 mit einer Verzögerung von 2 τ durch die monostabile Kippschaltung 309 ausgelöst wird, welche eine Regelschleife darstellt und das resultierende Rechtecksignal auf die Hauptspitze des Hauptechos zentriert.

Die Ausgänge 312 und 322 der monostabilen Kippschaltungen 31 und 32 sind mit den Eingängen des Summenverstärkers 310 verbunden, dessen Ausgang 321 die Ausgangsklemme 28 der Entfernungskoinzidenzschaltung 25 darstellt. Der Ausgang 28 der Entfernungskoinzidenzschaltung 25 ist mit dem ersten Eingang 201 der Entfernungsverschiebeschaltung 200 verbunden. Die Entfernungsverschiebeschaltung 200 enthält beispielsweise wie in Fig. 5 dargestel.» eine bistabile Kippschaltung 41. Der Auslöseeingang 413 der bistabilen Kippschaltung 41 ist mit dem Auswahl register über die Klemme 204 verbunden. Die komplementären Ausgänge 411 und 412 der bistabilen Kippschaltung sind direkt bzw. über den Eingang 440 einer ODER-Schaltung 44 mit den Steuerungseingängen 420 und 430 der Torschaltungen oder Schalter 42 und 43 verbunden. Die Schalter 42 und 43 weisen einen Schalteingang 421 und 431 auf, der an die Ausgangsklemme 321 des Summenverstärkers 310 angeschlossen ist.

Die logische ODER-Schaltung 44 besitzt einen zweiten Eingang 441, der direkt mit dem Auswahlregister (nicht dargestellt) verbunden ist. Die Ausgänge 423 und 433 der Schaltorgane 42 und 43 sind an die Auslöseeingänge 461 und 471 der monostabüen Kippschaltungen 46 und 47 gelegt. Die monostabüen Kippschaltungen 46 und 47 besitzen einen metastabilen Zustand, der jeweils auf Werte größer oder gleich r und

kleiner oder gleich T— .Ir geregelt werden kann. Die monostabilcn Kippschaltungen 46 und 47 sind mil ihren Eingängen 462 und 472 mit den Summiereingängen 481 und 482 eines Summenverstärkers 48 verbunden, dessen Ausgang 483 über die Klemme 202 an den Eingang 27 "> des Integrators 22 gelegt ist. Die F i g. 3d und 3e zeigen die am Ausgang 202 der Entfcrnungsverschicbcschaltung 200 an den Punkt D. E erhaltenen Signale. Das Auswahlregister (nicht dargestellt) liefert je nach Wahl die logischen Zustände »Null« oder »Eins« unabhängig w voneinander auf jeder Leitung 5 I und 52.

Die Entfcrhungsvcrschicbeschaltung arbeitet wie folgt. Die Form der dargestellten Signale entspricht einer Regelung der jeweiligen Dauer des metastabilen Zustiindcs der monostabilen Kippschaltungen 46 und 47 ι > /wischen Werten von τ und T- 3 r. Je nach der in dem Auswahlrcgisler (nicht dargestellt) vorgenommenen Wahl werden die Torschaltungen oder Schalter 42 und 43 jeweils aiicniaiiv und komuiciiiuiiiäi uurcii ιίκ komplementären Ausgangssignale 411 und 412 der -<> bistabilen Kippschaltung 41 entweder geöffnet oder gesperrt. Wenn der Schalter 42 geöffnet ist. liefert die monostabil Kippschaltung 46 mit der I !allezeit r einen in bezug auf den Zeitpunkt 11 und ausgehend von dem von dem Verstärker 310 bei 321 gelieferten Impuls um r 2Ί verzögerten Impuls, der selbst an dem Ausgang 483 des Summenverstärkers 48 erhalten wird. Umgekehrt wird unter der Wirkung des Ausgangssignals 412 der bistabilen Kippschaltung 41 der Schaller 43 geöffnet und die monostabile Kippschaltung 47 mil der so Hal.cdauer T— 3r liefert einen in bcz.ug auf den Zeitpunkt TX und ausgehend von dem durch den Verstärker 310 bei 321 gelieferten Impuls um T-3 τ verzögerten Impuls in der betrechteten Wiederholpe riode, der einem um 3 r in bezug auf 11 vorgerückten r> Impuls der folgenden Wiederholperiodc entspricht. Dieser Impuls wird am Ausgang 483 des Summenverstärkers 48 erhalten. Die über den Ausgang 483 des Verstärkers 48 je nach Stellung des Auswahlregisters erhaltenen Signale sind in Fig.3d und 3e dargestellt für m> einen Auslösemoment, der jeweils verzögert und vorgerückt in bezug auf die Lage des Hauptmaximums ist.

Die Wahl des Auslösezeitpunkts für die Integration des Videosignals für eine Integration der vor bzw. nach 4 > dem Hauptmaximum kommenden Nebenmaxima wird durch die einzige Betätigung des Wähiregisters (nicht dargestellt) ausgeführt. Die Kombination der logischen Werte in den Leitungen 51 und 52, die mit dem Auswahlregister verbunden sind, ermöglicht die Wahl der gewünschten Möglichkeiten.

Durch die Einstellung der metastabilen Zustandsdauer der monostabilen Kippschaltungen 46 und 47 jeweils auf Werte größer als r und kleiner als T-Z τ kann die gesamte Wiederholperiode abgedeckt werden, indem die Auslösezeitpunkte für die Integration verschoben werden. Die an dem Ausgangspunkt 202 der Entfernungsverschiebeschaltung 200 erhaltenen Signale (Fig.3d und 3e) entsprechen der Einstellung der Haltedauer der monostabilen Kippschaltungen 46 und 47 jeweils auf Werte von r und T— 3 r

Der Integrator 22 enthält, wie beispielsweise in F i g. 6 dargestellt, ein Integrationsglied 51, dessen Ausgang 221 den Ausgang des Integrators 22 darstellt. Das Integrationsglied 51 ist mit seinem Eingang 510 an den Ausgangsanschluß des Detektors 21 fiber einen Schalter 50 gelegt, dessen Stei^rungseingang 502 mit dem Ausgang 521 einer mono stabilen Kippschaltung 52 mit einer metastabilen Zuslandsdauer von 2 r verbunden ist. Die Kippschaltung 52 besitzt einen Eingang 522, der die Eingangsklemme 27 des Integrators 22 darstellt. Der Integrator enthält eine Nullslellschaltung, die aus einem Feldeffekttransistor 53 besteht, dessen Steuerelektrode mit dem y.u dem Ausgang 523 komplementären Ausgang 521 der Kippschaltung 52 verbunden ist. Der Feldeffekttransistor 53, der normalerweise leitend ist. wird durch die Kippschaltung 52 gesperrt. Ein Schalter 53, dessen Steuerelektrode 531 mit dem Anschluß 523 der monostabilcn Kippschaltung 52 verbunden ist. slclll die Übertragung des Videosignals durch seine Eingangs elektrode 530 sicher, die mit dem Eingang 210 des Detektors außerhalb der Inlcgrationspcriodcn vcrbunden ist.

Die Integnilionssteucrsignalc am Punkt /-". die den Auslösesignulen der F i g. JcI und 3c entsprechen, sind in F i g. 3f dargestellt.

2G üOSicm UCi-

spiclsweisc aus einer bistabilen Kippschaltung, die an ein Diffcrenliationsglicd angeschlossen ist. Der Eingang 261 der bistabilen Kippschaltung ist mit einer angefügten Schaltung (nicht dargestellt) wie etwa einem Überwachungsradar verbunden, das eine Information über die Enifcrnung des Hauptmaxiumums des Hauptechos liefert. Der Eingang 262 der Schaltung 26 ist beispielsweise mit dem Komplcmentärausgang 3012 der monostabilcn Kippschaltung 309 verbunden und ermöglicht eine Rückstellung in die Anfangsposition der bistabilen Kippschaltung, die die Entfcmungsmarkicrschaltung nach Initialisierung durch die Entfernungskoinzidenzschaltung darstellt. Der Detektor ist eine klassische Schaltung, die die Polarität der Signalteilc beibehält. In dem in F i g. I dargestellten Beispiel ist das Verhältnis zwischen Hauptmaximum und Nebenmaximum des Hauptechos von der Größenordnung von 3 dB. Ein Nebenecho, dessen Hauptmaximum die gleiche Amplitude wie die größten Nebenmaxima des Hauptechos aufweist, besitzt ein Verhältnis eins, anders ausgedrückt, eine Abschwächung von null Dezibel ohne erfindungsgemäßes Integrieren, wogegen das Verhältnis oder die Abschwächung der Nebenmaxima des Hauptechos in bezug auf das Hauptmaximum des Nebenechos auf einen Wert der Größenordnung ein Viertel reduziert wird, anders ausgedrückt, eine Abschwächung von 12 dB erfährt, wodurch der Kontrastwert vergrößert wird.

Gemäß in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform der Erfindung enthält die Schaltung eine Schaltungsanordnung zur Zentrierung der Integrationsintervalle auf das Hauptmaximum des Nebenechos.

Diese Schaltung erlaubt pine automatische Zentrierung durch Nachführung der Integration auf das Hauptmaximum des Nebenechos, wenn die Anwesenheit desselben ausgehend von der ersten Schaltung nachgewiesen wird, wobei die Mittel zur Integration des Videosignals durch die Entfernungskoinzidenzschaltung in den Zeitpunkten i3, f4 der Nulldurchgänge des Videosignals des Nebenechos gesteuert werden, weiche Nulldurchgänge die Dauer der Hauptspitze des Nebenechos bestimmen oder die Begrenzungszeitpunkte der Hauptspitze des Nebenechos darstellen. Das Steuerungssignal ist folglich mit der Hauptspitze des Nebenechos koinzident.

Zu diesem Zweck ist in der in Fig.7 dargestellten Schaltung beispielsweise ein zweiter Nachführschaltkreis vorgesehen, dessen Elemente identisch denen der ersten vorstehend beschriebenen Schaltung sind, näm-

lieh die Schaltungen 256 und 266, die jeweils identisch den vorstehend beschriebenen Schaltungen 25 und 26 entsprechen.

Die zweite Entfernungskoinzidenzschaltung 266 ist mit ihrem Eingang 2616 mit einem Schalter 72 verbunden, dessen Eingang 722 mit einem Ausgang 222 des Integrators 22 in Verbindung sieht. Der Ausgang 222 des Integrators 22 liefert das Integrationssteuersignal, das über den Punkt 521 durch die erste Nachführschaltung erhalten wird. Dieses Signal ist in in Fig. Jf dargestellt. Der Schalter 72 ist mit einem Stcucrtingseingiing 721 an eine Nachweisschaltung 73 angeschlossen, mit der das Vorliegen eines Nebenechos oder das Vorliegen eines Signalpegcls, der für ein derartiges Nebenecho repräsentativ ist, nachgewiesen π werden kann, und zwar in Koinzidenz mit der Gesamtheit oder mit einem Teil des Iniegralionssignals, das von der ersten Nachführschaltung geliefert wird. Die Nachweisschaitung 73 und der Schalter 72 spielen für die zweite Nachführschaltung die Rolle der _>(> angefügten Schaltung, die aus einem Überwachungsradar der ersten Nachführschaltung besteht. Das von dem Schalter 72 gelieferte Signal ist vorzugsweise in zwei identische Rechlecksignale der Dauer τ aufgeteilt (Fig. 9h) und entspricht dem Signal am Punkt //der r> F i g. 7. Das Signal wird mir Hilfe von zwei monostabilen in Serie geschalteten Kippschaltungen erzeugt, deren metastabiler Zustand eine Dauer r besitzt. Die beiden monostabilen Kippschaltungen sind durch die Schaltung 74 dargestellt. jo

Die Arbeitsweise der zweiten Nachführschaltung ist ausgehend von der Referenzdistanz, die der zweiten r.ntfernungsmarkierschaltung 266 von der Echonachwcisschaltung 73 über den Schalter 72 gegeben wird, identisch der ersten Nachführschaltung, wobei das r> Integrationsstcuersignal auf dem zentralen Maximum des Nebenechos rastet.

In F i g. 8 sind die entsprechenden Verbindungen der ersten und zweiten Nachführschaltung mit dem Integrator 22 dargestellt. Die Klemmen 521 (F i g. 6) und κι 271 (Fig. 7) des Integrators 22 sind jeweils mit den Eingängen 772 und 77i einer ODER-Schaltung 77 verbunden, deren Ausgang 771 mit dem Steuerungsanschluß 502 des Schalters 50 in Verbindung stehen. Eine Nullrückstellung der Integrationsschaltung wird nach -r> Integration des Videosignals vorgenommen, welche Integration auf die Hauptspitze des Nebenechos durch Verbindung der ODER-Schaltung 54 mit einem zu dem Ausgang 286 der zweiten Entfernungskoinzidenzschaltung 256 komplementären Ausgang 286, zentriert ist. vi Die verschiedenen Signale an den Punkten /, / der Fig.8 sind in der Fig.9i und in Fig.9j dargestellt, wobei die Fig.9j das Steuerungssignal für die vorgenommene Integration darstellt, das dem Schalter 50 zugeführt wird, wenn die zweite Nachführschaltung ί ί das Rasten des Integrationssignals auf der Hauptspitze des Nebenechos bewirkt hat Gemäß F i g. 9 fallen die Zeitpunkte 12 und f 3 nicht mehr zusammen.

Mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein verbessertes Kontrastverhältnis dadurch erzielt, daß zusätzlich ein Bewertungssystem für das Videosignal verwendet wird. Ein Videosignal, das durch Summation mit einem Hauptsignal zweier Videosignale unterschiedlichen Vorzeichens, die entsprechend um eine Dauer ν verzögert bzw. vorgerückt sind, bewertet h? ist weist für den Fall des Impulskompressionsradar folgende Eigenschaften auf.

Gemä? dem gewählten Ausführungsbeispiel ist die Abschwächung (ler beiden Bewertungssignale gegeben durch K = 0,375 und ihre zeitliche Verschiebung (Vorrückung oder Verzögerung) ist in bezug auf das Hauptsignal gleich r. Das nach der Bewertung erhaltene Signal ist in Fig. 10dargestellt. Die erste Nullstelle der bewerteten Signalfunktion liegt bei 2 r und die Hauptspitze hat sich in ihrer Breite verdoppelt und besitzt eine Breite von 4 r.

Darüber hinaus sind durch die Bewertung die Nebenmaxima unterschiedlichen Vorzeichens symmetrisch und besitzen eine Periodendauer 2 r. Da die Breite der Hauptspitze gleich 4r ist, wird durch die Integration des Videosignals an den symmetrischen Nebenmaxima alternierender Vorzeichen während einer Dauer 4 r der Mittelwert in diesem Signalberek'h gleich Null.

Die Abschwüchung zwischen dem Hauptmaxima um¹ dem ersten Nebenmaximum ist für das bewertete Signal gleich 25 dB für ulti uui gcsiL-iiicn Full.

Die Schaltung, mit der eine Bewertung des Videosignals erhalten wird, ist in F i g. 11 dargestellt. Sie enthält eine Verzögerungsleitung 101, deren Eingang

1011 mit der Eingangsklemme 100 des Detektors 21 (F i g. 7) verbunden ist, und deren Ausgang 1012 mit dem Eingang 1021 einer zweiten Verzögerungsleitung 102 in Verbindung steht. Die beiden Verzögerungsleitungen

101 und 102 verzögern das an den Anschluß 100 gelangende Signal jeweils um τ. Der Ausgangsanschluß

1012 der Verzögerungsleitung 101 ist mit dem Summationseingang 1052 eines Summenverstärkers 105 verbunden. Der Ausgang 1022 der Verzögerungsleitung

102 ist über einen Abschwächer 104 mit dem Summationseingang 1053 des Summenverslärkers 105 verbunden. Die Anschlußklemme 100 der Bewertungsschaltung ist über einen Abschwächer 103 mit einem Summationseingang 1051 des Summenverstärkers 105 verbunden. Der Ausgang 106 des Summenverstärkers 105 steht mit dem Punkt A der in Fig. 7 dargestellten Schaltung, d. h. mit dem Eingang 30 des Integrators 22 und mit dem Eingang 20 der Entfernungskoinzidenzschaltung 25 in Verbindung.

Die Integration der Hauptspitze eines Nebenechos des Videosignals während einer Dauer, die gleich der Dauer der Hauptspitze ist, beispielsweise 4 τ führt für die beiden ersten Nebenmaxima unterschiedlicher Vorzeichen und für ein Nebenecho, das um 30 dB kleiner als das Hauptmaxima des Hauptechos ist, zu einer Verbesserung des Kontrastverhältnisses in bezug auf die Nebenmaxima von 34 dB.

Gemäß der in Fig. 12 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Detektor 21 aus einem Amplituden-Phasen-Detektor 119 bekannter Art, dessen jeweilige Ausgänge 1101 und 1102 identische, jedoch um n/2 phasenverschobene Signale, die für die Komponenten des Eingangssignals repräsentativ sind, liefern und die nach Filterung das Videosignal für jeden Kanal geben.

Jeder der Kanäle (im folgenden als Sinuskanal bzw. Kosinuskanal bezeichnet) enthält gemäß der Erfindung eine Schaltung wie in F i g. 7 dargestellt Der Punkt A jeden Kanals ist mit dem Ausgang 1101 bzw. 1102 des Sinuskanals bzw. des Kosinuskanals des Detektors über jeweils eine Bewertungsschaltung HO derart, wie in F i g. 11 dargestellt ist, verbunden. Der Ausgang 221 jedes Integrators 22 ist mit einer Schaltung Ul verbunden, die an ihrem Ausgang 1110 ein Signal liefert, das proportional zum Betrag des Echosignals ist Dieses Signal gelangt an eine Nachweisschahung 7Λ, die mit

einem Integrationsglied großer Zeitkonstante ausgestattet ist. Der Ausgang 731 der Nachweisschaltung 73 ist mit den Steuereingang 721 des Schalters 72 in Verbindung. Die Arbeitsweise der beiden Nachführschaltungen, die aus den Schaltungen 26, 25 und 200 bzw. aus den Schaltungen 73, 72, 266, 25b für den zweiten Schaltkreis bestehen, ist für jeden der beiden Kanäle identisch der Arbeitsweise der in Fig. 7 dargestellten Schaltung. Die Ausführung der Nachführ- schaltung der beiden Kanäle ist identisch der Nachführschaltung gemäß Fig. 7 mit dem Unterschied, daß die Dauer aller monosiabilcn Kippschaltungen, deren

metastabiler Zustand von dem Wert τ abhängt, durch den Wert 2 r ersetzt ist, in Anbetracht der doppelten Dauer der Hauptspitze des Hauptechos und der Nebenspitzen des bewerteten Signals. Der Ausgang 732

ι der Nachweisschaltung ist mit den Signalvernrbeitungsschaltungen, beispielsweise mit dem Sichtgerät, verbunden.

Mit dem beschriebenen Gerät kann folglich das Kontrastverhältnis eines Impulskompressionsradars

in durch Integration der Nebenspitzen des Hauptechos wahrend einer Datier, die gleich der Dauer der I liiiiptspitzc des Nebenechos ist, verbessert werden.

Hier/u 6 Blatt Zoichnuneeii

Claims (7)

.j Patentansprüche:

1. Schaltung zur Verbesserung des Auflösungsvermögens einer Impulskompressions-Radaranlage, de- "> ren Videosignal neben einem Hauptimpuls diesem vorangehende und nachfolgende Entfernungsseitenzipfel alternierenden Vorzeichens aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Integrator (22) für das Videosignal (1,2) aufweist und daß die Integrationsdauer des Integrators (22) durch eine Entfernungskoinzidenzschaltung (25) gesteuert wird, so daß die Integration zeitlich (F i g. 3 Q vor Beginn (tO) und nach Beendigung (t2) des Hauptimpulses (1) erfolgt

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingang (30) des Integrators (22) mit dem Ausgang (210) eines Radardetektors (21), ein zweiter Eingang (27) mit dem Ausgang (202) einer Entfernungsverschiebeschaltung (200) und der in Ausgang (.221) des Integrators (22) mit der Steuerelektrode (24) der Kathodenstrahlröhre (23) des Sichtgerätes verbunden ist

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (22) ein Integrations- 2ϊ glied (51) aufweist dessen Eingang (510) mit dem Ausgang des Radardetektorj. (21) über einen Schalter (50) verbunden ist daß der Steuerungseingang (502) des Schalters (50) mit dem Ausgang (202) der Entfernungsverschiebeschaltung (200) über eine monostabile Kippschaltung (52) verbunden ist und daß die metastabile Zustandsdauer der monostabilen Kippschaltung gleich der DcT'er der Hauptspitze eines Nebenechosignals (1) ist.

4. Schaltung nach Anspruch ~ dadurch gekenn- ιί zeichnet, daß sie eine (erste) Entfernungskoinzidenzschaltung (25) besitzt, deren einer Eingang (29) mit einem Ausgang (263) einer Entfernungsmarkierschaltung (26) und deren zweiter Eingang (20) mit einem Ausgang (210) des Radardetektors (21) w verbunden ist, und daß der Ausgang (28) der Entfernungskoinzidenzschaltung (25) mit dem Eingang (201) der Entfernungsverschiebeschaltung (200) verbunden ist, deren Ausgang (202) mit dem Eingang (27) des Integrators (22) in Verbindung 4> steht.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite Entfernungskoinzidenzschaltung (256J enthält, deren einer Eingang (20b) mit dem Ausgang (210) des Radardetektors w (21) verbunden ist, daß der Ausgang (2Sb) der zweiten Entfernur.gskoinzidenzschaltung {25b) mit einem Eingang (271) des Integrators (22) verbunden ist, daß ein Eingang (290,) der zweiten Entfernungskoinzidcnzschaltung mit einem Ausgang (263tyeiner >-> zweiten Entfernungsmarkierschaltung (26b) verbunden ist, deren Eingang (261 b) mit einem Ausgang (222) des Integrators (22) über einen durch eine Nachweisschaltung (73) gesteuerten Schalter (72) und eine monostabile Kippschaltung (74) mit einer wi Haltedauer τ in Verbindung steht,

6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Bewertungsschaltung enthält, deren Eingang (100) mit dem Ausgang (210) des Detektors (21) und deren μ Ausgang (106) direkt mit den Eingängen (30) der Integratoren (22) und mit den Eingängen (20, 20b) der Entferniingskoinzidenzschaltungen (25, 256J

verbunden ist

7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (21) ein Amplituden-Phasen-Deiektor (119) ist, der in beiden Kanälen (1101, 1102) jeweils einen Integrator (22) aufweist wobei die Integratoren (22) von einer oder mehreren Entfernungskoinzidenzschaltung(en) (25, 25b) gesteuert werden, daß die Ausgänge (221) der beiden Integratoren (22) mit einer Schaltung (Ul) verbunden sind, die den Betrag des Ergebnissignals ausgehend von den Signalen der beiden Kanäle liefert daß der Ausgang (1110) dieser Schaltung (111) mit einer Nachweisschaltung (73) für das Nebenechosignal (3) verbunden ist und daß der Ausgang (732) der Nachweisschaltung (73) das Nutzsignal an die Verarbeitungsschaltung (Sichtgerät) liefert