DE2823850A1

DE2823850A1 - Target position and speed detection - is performed by transmission of two frequencies and measuring reflected signals

Info

Publication number: DE2823850A1
Application number: DE19782823850
Authority: DE
Inventors: Norman S Neidell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-05-31
Filing date: 1978-05-31
Publication date: 1979-12-13

Abstract

Position and speed of a target is determined from reflection of signal comprising two frequencies. Time difference between transmissions is known and processing of received signals enables noise and signal dispersion effects in transmission medium to be overcome. A signal comprising two frequencies is transmitted to a target. These signals have a known initial difference in time of transmission. Signals reflected from a target are separated and the time is determined from initial transmission for both frequencies to determined target velocity components using correlation techniques. Corrections are applied to each transit time for the two transmission frequencies to determined target distance.

Description

Titel: Echolotung und EchomessungTitle: Echo sounding and echo measurement

Zusammenfassung: Die Erfindung bezieht sich auf Echomessung und Echo lotung (echo location system), wobei die individuellen Eigenschaften vo Zielen oder Reflektoren (z.B. Entfernung (range), Peilwinkel (bearing), Höhenwinkel, relative Geschwindigkeit, Impedanzkontrast usw.) in einem Feld von Zielen innerhalb eines Ausbreitmediums dadurch identifiziert werden, daß Signale in das Ausbreitmedium ausgesandt werden und daß die angezeigten Reflexionen von dem Zielfeld verarbeitet werden.Summary: The invention relates to echo measurement and echo sounding (echo location system), whereby the individual properties of goals or Reflectors (e.g. distance (range), bearing angle (bearing), elevation angle, relative Speed, impedance contrast, etc.) in a field of targets within a Propagation medium are identified by the fact that signals in the propagation medium and that processed the displayed reflections from the target field will.

Einrichtungen zur Echomessung sind so ausgelegt, daß sie eine Untergrup e von individuellen Reflektor- oder Zielparametern identifizieren. Diese Parameter schließen die Zielposition ausgedrückt z.B. in Peilwinkel und Höhenwinkel, die Entfernung, die Zielrelativgeschwindigkeit und den -Impedanzkontrast, der das Echo bewirkt und der auch ein Maß fUr die Zielqualitat ist, ein. Individuelle Ziele, die innerhalb eines Ausbreit mediums verteilt sind, ergeben ein Zielfeld. Das Ausbreitmedium kann dämpfend wirken und vorzugsweise den Verlust fUr höherfrequente Bestand teile eines Ausbreitsignales nach bekannten physikalischen Gesetzen bewirken. Zusatzlich kann das Ausbreitmedium dispergierend wirken und zur Folge haben, daß die unterschiedlichen Frequenzkomponenten eines Signal les mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten wandern, wodurch Störungen in der Phase und entsprechend der Form in das Ausbreitsignal als Funkti n ihrer Bewegung eingeführt werden.Devices for echo measurement are designed so that they a subgroup Identify e of individual reflector or target parameters. These parameters include the target position expressed e.g. in bearing angle and elevation angle, the distance, the target relative speed and impedance contrast causing the echo and which is also a measure of the target quality. Individual goals that are within of a propagation medium are distributed, result in a target field. The spreading medium can act attenuating and preferably the loss for higher-frequency components of a Effect the propagation signal according to known physical laws. Additionally can act dispersing the spreading medium and have the consequence that the different Frequency components of a signal migrate at different speeds, whereby disturbances in the phase and corresponding to the shape in the propagation signal as Functions are introduced in their movement.

Derartige bekannte Echomeßeinrichtungen geben ein Signal oder Signale in das Ausbreitmedium ab. Der Identifiziervorgang umfaßt die Anzeige de Echofolge und das Ausführen einer Vielzahl von entsprechenden Analysen.Such known echo measuring devices give a signal or signals into the spreading medium. The identification process includes displaying the echo train and performing a variety of appropriate analyzes.

Während dieser Vorgang im Prinzip direkt erfolgt, gibt es eine Anzahl von praktischen Schwierigkeiten, die dazu führen, daß solche Identifizierungen kompliziert sind, einen Qualitätsverlust ergeben und unbestimmt sind.While this process is essentially straightforward, there are a number practical difficulties which complicate such identifications are degraded and indefinite.

Zuerst ietein Geräuschhintergrund zu beachten, der fast immer ein Pro lem bei Einrichtungen darstellt, bei denen Signale übertragen und zur Anzeige gebracht werden. Geräusch wird in diesem Fall als ein Anteil definiert, der nicht Teil des speziellen Identifiziervorganges ist, und der als Ursache solche Elemente wie inkohärente Streuung durch das Ausbreitmedium oder die Ziele selbst hat. Es gibt eine Vielzahl von Methoden zur Anzeige und Verstärkung von Signalen bei Vorhandensein von Gerausch.First of all, there is a background noise to be noted, which is almost always a Pro lem represents in facilities where signals are transmitted and used for display to be brought. In this case, noise is defined as a component that does not Is part of the special process of identification, and is the cause of such elements like incoherent scattering by the propagation medium or the targets themselves. It are a variety of methods for displaying and amplifying signals when they are present of noise.

Ferner besteht die Unbestimmtheit zwischen der Entfernung und der Relativgeschwindigkeit eines Zieles. Ein sich bewegendes Ziel kann nicht nur eine rückkehrende Echokennzeichnung abhängibon dem Richtungssinn der Bewegung strecken oder kUrzen, sondern auch die Zeit für die Anzeig verzögern oder beschleunigen und damit die Berechnung der Entfernung beeinflussen. Es gibt auch hier eine Vielzahl von bekannten Methoden, die diese Unbestimulheit lösen. Es ist weiterhin bekannt, daß kontinuierliche Wefensignale, beisoielsweise eine andauernde Sinusform mit ein r einzigen Frequenz, eine gute Auflösung der Relativgeschwindigkeit des Zieles ergeben können, wenn nach der Dopplerfrequenzverschiebung gearbeitet wird. Die entsprechende Entfernungsauflösung eines solchen Signales is4,erhöltnismaßig schlecht, da ihr Charakter von Zyklus zu Zyklus nicht unterscheidbar ist. Signale mit sehr kurzer Dauer werden nur geringfügig durch die Zielbewegung beeinflußt, und während sie gute Auflösung in der Anzeigedauer ergeben, liefern sie nur eine geringe ode keine Information bezüglich der relativen Geschwindigkeiten. Das Zwitschersignal (chirp signal),d.h. ein linear zeitproportionales Frequenzsignal, das von Klauder, Price, Darlington und Albersheim in "Bell System Technical Journal", Band 39, Seite 745-808, Juli 1960, beschrieben wurde, stellt einen Kompromiß dar, der eine Unbestimmtheit sowohl in bezug auf die Geschwidigkeit als auch die Entfernung besitzt. Die Vorteile eines derartigen Signales liegen in der Effektivität der Gerdteanwendung und der Geräuschunterdrückung der damit einhergehenden Korellationsanzeige.There is also the uncertainty between the distance and the Relative speed of a target. A moving target cannot be just one Returning echo marking depending on the direction of the movement stretch or shorten, but also delay or speed up the time for the display and thus affect the calculation of the distance. There are plenty here too of known methods that solve this indeterminacy. It is also known that continuous wave signals, for example a continuous sinusoidal shape r single frequency, result in a good resolution of the relative speed of the target can when working according to the Doppler frequency shift. The corresponding Distance resolution of such a signal is 4, increasing proportionally bad because you Character is indistinguishable from cycle to cycle. Signals with very short Duration is only slightly affected by the target movement, and during it result in good resolution in the display time, they deliver only a low or none Information regarding the relative speeds. The chirp signal (chirp signal), i.e. a linear time proportional frequency signal developed by Klauder, Price, Darlington and Albersheim in "Bell System Technical Journal", Volume 39, Pages 745-808, July 1960, is a compromise that is indeterminate in terms of both speed and distance. The advantages such a signal lie in the effectiveness of the Device application and the noise suppression of the associated correlation display.

Schließlich besteht das Problem der Auflösung von Zielwinkelparametern, beispielsweise Höhenwinkel und/oder Peilwinkel. Gleichzeitig wird eine Definition von Winkeln durch Verwendung von Anordnungen mit Breitstrahl quellen- oder eipföngerelementen, oder mit Hilfe von Schmalstrahlquellen- oder -empfängerelementen erzielt. In beiden Fällen muß der Raum, in welchem das Zielfeld verteilt ist, nur in einem kleinen Teil während einer bestimmten Zeit abgetastet oder betrachtet werden. Die Abtastung wird entweder elektronisch durch Steuerung von Feldstrahlen oder durch Folgeschaltung der Arbeitsweise einer großen Anzahl von Elementen oder sogar mechanisch durch Rotieren von schmalstrahligen Elementen in neue Positionen. Finally, there is the problem of the resolution of target angle parameters, for example elevation angle and / or bearing angle. At the same time there is a definition of angles through the use of arrangements with broad-jet source or eipfönger elements, or achieved with the help of narrow beam source or receiver elements. In both The space in which the target field is distributed only has to fall in a small space Part can be scanned or viewed during a certain time. The scanning is either electronically controlled by field beams or by sequential circuit the operation of a large number of elements or even mechanically by rotating of narrow-beam elements in new positions.

Der Energiebedarf einer abgetasteten Einrichtung ist Ublicherweise günstig, da das gesamte Feld von möglichen Zielen nicht gleichzeitig beleuchtet werden braucht. Andererseits jedoch werden dann die individuellen Ziele nicht kontinuierlich überwacht.The power requirements of a device being scanned are common favorable, since the entire field of possible targets is not illuminated at the same time needs to be. On the other hand, however, the individual goals do not become continuous supervised.

Dies erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Anspruches 1. This method according to the invention is characterized by the features of claim 1.

Mit vorliegender Erfindung werden codierte Signale verwendet und es schließt sich die Korrelation der aufgenommenen Echofolge mit bekannten Signaleigenschaften an. Eine verhöltnismdßig lange Signalfolge, die aus im wesentlichen kurzen Signalen besteht, wird verwendet, und es werden sowohl kontinuierliche Wellen und impulsförmige Eigenschaften umfaßt.With the present invention encoded signals are used and es the correlation of the recorded echo sequence with known signal properties closes at. A relatively long signal sequence consisting of essentially short signals consists is used and there are both continuous waves and pulsed Features included.

Der Korrelationsschritt ergibt ein Ma3 fUr die GeräuschunterdrUckung.The correlation step gives a measure of the noise suppression.

Eine gleichzeitige Information hoher Auflösung Uber Entfernung und Relativgeschwindigkeit wird im wesentlichen mt Hilfe gleichzeitiger Lösungen erreicht, die die Verwendung aller feststellbaren Werte in der Signalfolge nach der Anzeige durch Korrelation umfassen. Simultaneous high resolution information about distance and Relative speed becomes essentially more simultaneous with the aid solutions achieved that the use of all determinable values in the signal sequence according to of the display by correlation.

Sowohl die Sender als auch die Empfänger arbeiten als Breitstrahlelemente mit gleichzeitiger Beleuchtung aller Ziele. Eine Winkelauflösung wird durch entsprechende Einschaltung von Phasenstörlinsen zwischen die Sender und die Echoempfanger erreicht. Die Information Uber die Winkel wird in den Phasencharakter der fortschreitenden Signalfolge kodiert. Der Energiebedarf ist trotz der gleichzeitigen Beleuchtung des gesamten Feldes von Zielen rclativ gering, weil die hohe Wiederholrate des Systems ermöglicht, daß ein ziemlich niedriger Echosignalpegel toleriert wird. Da Entfernungs- und Geschwindigkeitsauflösung nicht direkt von der Verwendung hochfrequenter Signalkomponenten abhängig ist können Band signale geringerer Frequenz mit entsprechend geringerem Energieverlust aufgrund von Dampfung verwendet werden.Both the transmitter and the receiver work as broad beam elements with simultaneous illumination of all targets. An angular resolution is achieved by corresponding Activation of phase jamming lenses between the transmitter and the echo receiver achieved. The information about the angles is in the phase character of the progressing Coded signal sequence. The energy requirement is despite the simultaneous lighting of the entire field of goals is relatively low because of the high repetition rate of the system allows a fairly low level of echo signal to be tolerated. Since distance and speed resolution does not directly depend on the use of high frequency signal components band signals of lower frequency with correspondingly lower frequency can be dependent Energy loss due to steaming can be used.

Selbst wenn das Ausbreitmedium die wandernden Signale durch Änderung ihrer Amplituden- und Phasenspektraleigenschaften verändert,73as mit vorliegender Erfindung beschriebene System in der Lage, einwandfrei zu arbeiten. Es mUssen dann einige empirische Korrekturen gemacht werden, um die Ausbreiteffekte zu kompensieren, diese können jedoch durch Eichstudien unter Verwendung von Zielen bekannter Parameter leicht festgelegt werden.Even if the propagating medium changes the wandering signals their amplitude and phase spectral properties changed, 73as with the present Invention described system is able to work properly. It must then some empirical corrections are made to compensate for the spreading effects, however, these can be achieved through calibration studies using targets of known parameters can be easily set.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprtlche.Further features of the invention are the subject of the subclaims.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung mit einem einzigen Sender, Empfänger und Ziel, Fig. 2 eine Verarbå tungsfolge für die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform mit einem einzigen Sender, Empfänger und Ziel, Fig. 3 eine weitere AusfUhrungsform, bei der eine einzige Phasenlinse eine Winkelinformation Uber Ziele kodiert, Fig. 4 eine Verarbeitungsfolge fUr die Awsfuhrungsform nach Fig. 3, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform, bei der eine Anzahl von wechselweise exklusiven Signalfolgen von dem Sender verwendet wird, wobei eine Phasenlinse fUr jede Signalfolge eingesetzt wird, Fig. 6 eine Verarbeitungsfolge für die in Fig. 5 gezeigte AusfUhrungsform, Fig. 7 eine weitere Ausfuhrungsform mit unterschiedlichen Phasenkodierungen der Winkelinformation fUr jedes Teilsignal einer einzelne abgehenden Signalfolge, Fig. 8 eine Verarbeitungsfolge für die Ausfuhrungsform nach Fig. 7, Fig. 9 eine weitere AusfUhrungsform, bei der die Ausbreitphasenstörung und/oder die Reflektierphasenstörung als eine zusätzliche Linse behandelt sind, Fig. 10 eine andere AusfUhrungsform mit einem einzigen Sender, einem einzigen Empfänger und einer Vielzahl von reflektierenden Zielen Fig. 11 die Ableitung von Winkelauflösungen durch Dreiecksvermessung fu: eine Ausfuhrungsform mit einem einzigen Sender, zwei Empfängern -und einer Vielzahl von reflektierenden Zielen1 Fig. 12 die Zeit- und Fourierfrequenzbereichseigenschaften eines Konstruktionsgrundsignalpaares mit entsprechender ungeradzahliger und geradzahliger Symmetrie, Fig. 13 eine typische abgehende eignalverbindung zweier Teile, Fig. 14 die graphische Auswertung des Amplitudenspektrums einer Kreuzkorrelation im Fourierfrequenzbereich zwischen einem Anzeigesignalpaar und einem Ausbreitsignal, das durch Dopplereffekt gestört wurde, Fig. 15 eine Rechnersimulierung der Phasenkodierung einer Winkelinforme tion in einer Folge von zweiteiligen Signalen, Fig. 16 eine simulierte Entwicklung einer Korrelationsamplitudenfunktio für die Signalfolge mit phasenkodierter Winkelinformation, Fig. 17 eine Folge von Kreuzkorrelationen eines Sinus-Zwtchersignales bzw. eines sinusförmigen zeitproportionalen Frequenzsignales, mit Dopplerstörungen der ursprünglichen Formen, Fig. 18 die Berechnung von Phasen- und Amplitudenspektren von Teilsigna len, die die phasenkodierte Winkelinformation führen, und Fig. 19 eine Rechnersimulierung nach vorliegender Erfindung, wobei drei sich bewegende Ziele bei Vorhandensein von statistischem Rausch n verwendet werden.The invention is explained below in conjunction with the drawing of exemplary embodiments explained. They show: FIG. 1 an embodiment of FIG Invention with a single transmitter, receiver and target, Fig. 2 a processing sequence for the embodiment shown in Fig. 1 with a single transmitter, receiver and target, Fig. 3 a further AusfUhrungsform in which a single phase lens encodes angle information about targets, FIG. 4 a Processing sequence for the embodiment according to FIG. 3, FIG. 5 a further embodiment, using a number of mutually exclusive signal sequences from the transmitter a phase lens is used for each signal sequence, FIG. 6 shows a processing sequence for the embodiment shown in FIG. 5, FIG. 7 shows a further embodiment with different phase encodings of the angle information for each partial signal a single outgoing signal sequence, FIG. 8 a processing sequence for the embodiment according to Fig. 7, Fig. 9 a further embodiment, in which the propagation phase disturbance and / or the reflective phase disturbance are treated as an additional lens, 10 shows another embodiment with a single transmitter, a single receiver and a plurality of reflective targets. Figure 11 shows the derivation of angular resolutions by triangular measurement fu: an embodiment with a single transmitter, two Receivers -and a plurality of reflective targets1 Fig. 12 the time and Fourier frequency range properties of a basic design signal pair with corresponding odd and even symmetry, Figure 13 shows a typical outgoing signal link two parts, FIG. 14 the graphic evaluation of the amplitude spectrum of a cross-correlation in the Fourier frequency range between a display signal pair and a propagation signal, which was disturbed by the Doppler effect, 15 shows a computer simulation the phase coding of an angle information in a sequence of two-part signals, 16 shows a simulated development of a correlation amplitude function for the Signal sequence with phase-coded angle information, FIG. 17 a sequence of cross-correlations a sinusoidal intermediate signal or a sinusoidal time-proportional frequency signal, with Doppler perturbations of the original forms, Fig. 18 the calculation of phase and amplitude spectra of sub-signals containing the phase-encoded angle information and FIG. 19 shows a computer simulation according to the present invention, where three moving targets in the presence of statistical noise n.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine grundlegende Einrichtung zur Echolotung bzw. Echomessung nach vorliegender Erfindung.1 and 2 show a basic device for echo sounding or echo measurement according to the present invention.

Ein Sender 1 gibt eine Signalfolge 1A mit wenigstens zwei Teilen in ein Ausbreitmedium 2 ab, in welchem ein reflektierendes Ziel 3 eingebettet ist. Ein Echo 3A aus dem Ziel schreitet zu einem Empfänger 4 fort, wo es angezeigt wird und an eine Verarbeitungsfolgesteuerung 5 gegeben wir Die Ausgänge aus der Verarbeitungsfolgesteuerung werden direkt als die Zielparometerschätzeinrichtung 6 interprötiert, die die Relativgeschwin digkeiten zwischen der Quelle oder dem Sender 1, dem Empfänger 4 und de reflektierenden Ziel 3, sowie den Abstand zum reflektierenden Ziel 3 als Summe der Entfernungen zum Sender 1 und Empfänger 4 ergibt. Sender 1 und Empfdnger 4 können zusammenfallen.A transmitter 1 is a signal sequence 1A with at least two parts in a propagation medium 2 in which a reflective target 3 is embedded. An echo 3A from the target advances to a receiver 4 where it is displayed and given to a processing sequence controller 5, the outputs from the processing sequence controller are interprötiert directly as the target parameter estimator 6, which the relative speed dities between the source or the transmitter 1, the receiver 4 and the reflecting Target 3, as well as the distance to the reflective target 3 as the sum of the distances to transmitter 1 and receiver 4 results. Sender 1 and receiver 4 can coincide.

Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung weist Bestandteile auf, die fUr den jeweiligen Anwendungsfall Ublich sind. Beispielsweise ist im Fall einer Unterwasserschalleinrichtung der Sender 1 ein Wandler, der Druckwellen in das Wasser einführt, die eine Form und Folge besitzen, welche durch ein Steersignal vorgeschrieben sind. Der Empfänger 4 kann ein Hydrophon sein, während ein Unterseeboot als reflektierendes Ziel 3 dienen kann.The arrangement shown in Fig. 1 has components for the respective application are common. For example, in the case of an underwater sound system the transmitter 1 is a transducer that introduces pressure waves into the water that have a shape and have sequence which by a steer signal prescribed are. The receiver 4 can be a hydrophone, while a submarine is a reflective one Objective 3 can serve.

In diesem Fall ist das Meerwasser das Ausbreitmedium 2, und die Verarbeitungsfolgesteuerung 5 kann eine einfache elektronische Schaltung Ode andererseits eine digitale logische Schaltung sein, die äquivalente Vorgänge durchfuhren kann.In this case, the seawater is the spreading medium 2, and the processing sequence control 5 can be a simple electronic circuit ode on the other hand a digital logic Be circuit that can perform equivalent operations.

Es werden wenigstens zwei Signale in der abgehenden Folge benötigt, damit eine Eichnorm erzielt wird, um den Anteil der Relativgeschwindigkeit an der Echoankunftszeit von dem Einfluß der Zielentfernung zu trennen. Damit ist die Echolotungs- bzw. Echomessungseinrichtung in der Lage, gleichzeitig recht einfache Schätzungen hoher Auflösung sowohl von Relativgeschwindigkeit als Relativabstand des Zieles vorzunehmen.At least two signals are required in the outgoing sequence, so that a calibration standard is achieved to the proportion of the relative speed in the To separate the echo arrival time from the influence of the target distance. This means that the echo sounder or echo measuring device able to make very simple estimates at the same time high resolution of both the relative speed and the relative distance of the target to undertake.

Jedes Teilsignal der abgehenden Folge hat gleiche Polarisationseigen schaften, wenn diese anwendbar sind, und ein gemeinsamen Amplitudenspektrum, wie es durch den kbdul der exponentiellen Fouriertransformation definiert ist. Ferner ist das gemeinsame Amplitudenspektrum F(w) über die Bereiche positiver und negativer Winkelfrequenzen bzw C weitgehend eben und abgeflacht eingelegt, sowie außerhalb des Bandes praktisch Null, wie durch diese konstanten Begrenzungsfrequenzen wO, Wf definiert.Each partial signal of the outgoing sequence has the same polarization properties properties, if these are applicable, and a common amplitude spectrum, such as it is defined by the kbdul of the exponential Fourier transform. Further is the common amplitude spectrum F (w) over the ranges more positive and negative Angular frequencies or C largely even and flattened inserted, as well as outside of the band practically zero, as by these constant limiting frequencies wO, Wf defined.

Zusätzlich stellt jedes Teilsignal eine lineare Kombination eines Paare von Grundsignales f0(t), f1(t) auf, die die folgenden Eigenschaften für die durch das System geforderten praktischen Annöherungen besitzen: I. fo(t) f1(t) haben Teil an dem gemeinsamen Amplitudenspektrum F(w).In addition, each partial signal represents a linear combination of one Pairs of fundamental signals f0 (t), f1 (t) have the following properties for the have practical approximations required by the system: I. have fo (t) f1 (t) Part of the common amplitude spectrum F (w).

II. Es liegt eine Dauer a begrenzten Zeitintervalles vor, vor und nach welchem sowohl fo(t) als auch f1(t) als Null angesehen werden können.II. There is a duration of a limited time interval, before and according to which both fo (t) and f1 (t) can be regarded as zero.

III. f0(t) und f1(t) sind um 90° phasenverschoben. Jede Fourierfrequenz komponente, die für die Beschreibung von f (t) erforderlich ist, 0 ist, gemessen von einem beliebigen Zeitursprung, um 90 gegenUber dem GegenstUck in der Beschreibung von f1(t) phasenverschoben.III. f0 (t) and f1 (t) are 90 ° out of phase. Any Fourier frequency component required for description of f (t) is 0, measured from any time origin to 90 compared to the counterpart in the description phase shifted by f1 (t).

Die Eigenschaft I ergibt, daß alle Fourierfrequenzkomponenten in etwa gleichen Anteilen in f (t) und F1(t) vorhanden sind. Property I shows that all Fourier frequency components in there are approximately equal proportions in f (t) and F1 (t).

Formalmathematisch ergibt III an, daß f0(t) und f1(t) ein Hilbert-Transformationspaar mindestens mit der Genauigkeit des Systems sind und Beispielsweise sind verschiedene Paare von Signalen, die die oben angegebenen Eigenschaften erfüllen: I. "Zwitscher"-Signale ("Chirp"-Signals) bzw. Linearzeitproportionale Frequenzsignale s(t), c(t) t>oL A = Konstante, s(t) = c(t) = O für or t # 0 II. "Klauder"-Signale ko(t), k1 (t) A = Konstante, ko(t) = kl(t) = O für t> III. "Gabor"-Signale,g0(t), g1(t) A = Konstante, g0(t) = g1(t) = O fUr t # 2 t0 = Konstante Fig. 12 zeigt die Zeit- und Frequenzbereichseigenschaften der Klauder-Signale, die mit fu(t), f1(t) dem Grundsignalpaar, dargestellt sind.In terms of formal mathematics, III indicates that f0 (t) and f1 (t) are a Hilbert transformation pair with at least the accuracy of the system and For example, there are different pairs of signals that meet the properties given above: I. "Chirp" signals or frequency signals s (t), c (t) proportional to linear time t> oL A = constant, s (t) = c (t) = O for or t # 0 II. "Klauder" signals ko (t), k1 (t) A = constant, ko (t) = kl (t) = O for t> III. "Gabor" signals, g0 (t), g1 (t) A = constant, g0 (t) = g1 (t) = O for t # 2 t0 = constant are shown.

Wenn fk(t) ein Teilsignal der abgehenden Folge ist und keine Störungen vorhanden sind, die durch das Ausbreitmedium 2 eingeführt werden, hat das empfangene Echo 3A für ein sich bewegendes reflektierendes Ziel 3 die mathematische Form fk(st - T) (3) T ist dabei eine Zeitverzögerung, die dem Zielabstand zum Zeitpunkt der Anzeige zugeordnet ist, während s ein Maßstabsfaktor ist, der sich aus der Zielrelativgeschwindigkeit ergibt. FUr eine reflektierende Zielflie -anzeige gilt s > 1, und daraus ergibt sich eine gestreckte Signalkennzeichnung. Es wurde angenommen, daß ein positiver Impedanzkontrast zwischen dem Ausbreitmedium 2 und dem reflektierenden Ziel 3 besteht.If fk (t) is a partial signal of the outgoing sequence and no interference that are introduced through the propagation medium 2 has the received Echo 3A for a moving reflective target 3 takes the mathematical form fk (st - T) (3) T is a time delay that corresponds to the target distance at the time of Display is assigned, while s is a scale factor which is derived from the target relative speed results. For a reflective target fly display, s> 1 applies, and this results stretched signal identification. It was believed to be a positive There is an impedance contrast between the propagation medium 2 and the reflective target 3.

Ein "weiches" Ziel mit einer kleineren Impedanz als dem Medium fUr die Signalwanderung bewirkt eine Signalumkehr (oder äquivalent eine 180°-Phasenverschiebung) im Echosignal 3A.A "soft" target with a smaller impedance than the medium for the signal migration causes a signal reversal (or equivalently a 180 ° phase shift) in the echo signal 3A.

Das Strecken oder Kompimieren des Ausbreitsignales ist der bekannte Dopplereffekt, und ergibt Anlaß zu der Mehrdeutigkeit in der Auflösung zwischen der relativen Zielgeschwindigkeit und dem Zielabstand. Es sei agenommen, daß eine Signalcharakteristik erkannt werden kann, die bei t = t0 aufgetreten ist. Im Echo 3A würde sie zum Zeitpunkt t = st0 + T auftreten. Nimmt man jedoch an, daß sie zum Zeitpunkt t = t + T aufge-0 treten ist, würde diese einen Fehler in der Bestimmung der Echoankunftszeit von (1 - s)tO bedeuten, was entsprechend einen Fehler in der Schätzung des Zielabstandes ergeben wurde. Signale, die in der beschrie benen Weise ausgelegt sind, haben jedoch eine begleitenden Verarbeitung -folge steuerung 5, die ermöglicht, daß eine Signalcharakteristik unzweideutig trotz der Streckung oder Kompression identifiziert wird.Stretching or compressing the propagation signal is known Doppler effect, and gives rise to the ambiguity in the resolution between the relative target speed and the target distance. It is assumed that a signal characteristic is recognized can that occurred at t = t0. In echo 3A it would be at time t = st0 + T occur. However, if one assumes that they occur at time t = t + T-0 is, this would cause an error in determining the echo arrival time from (1 - s) t0 mean, which accordingly result in an error in the estimation of the target distance became. Signals that are designed in the manner described enclosed, however, have one accompanying processing sequence control 5, which enables a signal characteristic is unequivocally identified despite the stretching or compression.

Eine Ausführungsform einer derartigen Folgesteuerung ist in Fig. 2 gezeigt. Die Verwendung einer Folge von Signalen mit bekannten Interval len der Trennung ermöglicht dann, daß s aus den änderungen solcher Intervalle in der Echofolge 3A berechnet wird. Wenn s einmal bekannt is können die Echoankunftszeiten in Hinblick auf die Einflüsse der relativ n Zielgeschwindigkeit kompensiert werden, so daß exakte Schätzungen des Zielabstandes erhalten werden können.One embodiment of such a sequence control is shown in FIG. 2 shown. The use of a sequence of signals with known intervals of the Separation then enables s from the changes in such intervals in the echo sequence 3A is calculated. Once it is known, the echo arrival times in view to be compensated for the influences of the relatively n target speed, so that exact Estimates of the target distance can be obtained.

Um das Prinzip aufzuzeigen, ist in Fig. 13 eine abgehenden Signalfolge zweier Teiler dargestellt, die entsprechend ko(t) und kl(t)sind, wobei die Klauder-Signal mit ihren definierten Ursprungen verschoben sind.To illustrate the principle, FIG. 13 shows an outgoing signal sequence two divisors are shown, which are respectively ko (t) and kl (t), with the Klauder signal are shifted with their defined origins.

Mathematisch läßt sich die abgehende Folge einfach ausdrücken durch k0(t - α/2) + k1(t - α/2 - #). (4) Ferner kann durch Definieren hinzugefügt werden fk(t) = cko(t) + dk1 (t) (5) f.(t) = akO (t) + bk1(t) wobei a, b, c, d Konstante sind. Ferner soll ein Maßstabsfaktor einige führt werden, so daß gilt Die abgehende Signalfolge hat nunmehr die allgemeine Form fk(t - /2) + fj(t - o(/2 - T) (7) Das rückkehremde Echo 3A nimmt dann die mathematische Form an fk(s(t ~ «/2) - T) + fj(s(t - d/2 - T) - T) (@) Die Verarbeitungsfolgesteuerung 5 ist in Fig. 2 gezeigt. Das empfangene Signal wird durch den Signalteiler 5B in zwei Teile aufgeteilt. Die Korrelation parallel zu den beiden Teilen mit fo(t) und f1(t) , k (t) und k (t) wird in diesem Fall durch Kreuzkorrelatoren 5C1 und 5C2 bewirkt.Mathematically, the outgoing sequence can be expressed simply by k0 (t - α / 2) + k1 (t - α / 2 - #). (4) Further, by defining, fk (t) = cko (t) + dk1 (t) (5) f. (T) = akO (t) + bk1 (t) where a, b, c, d is constant are. Furthermore, a scale factor should be made some leads, so that applies The outgoing signal sequence now has the general form fk (t - / 2) + fj (t - o (/ 2 - T) (7) The returning echo 3A then takes the mathematical form fk (s (t ~ «/ 2) - T) + fj (s (t - d / 2 - T) - T) (@) The processing sequencer 5 is shown in Fig. 2. The received signal is divided into two parts by the signal divider 5B both parts with fo (t) and f1 (t), k (t) and k (t) is effected in this case by cross-correlators 5C1 and 5C2.

Die Korrelationsfunktionen A(t), B(t) und ihre Quadratfunktionen (A²(t) B²(t), lassen sich sehr einfach dadurch bewerten, daß nur das erste Teilsignal des rUckkehrenden Echo als durch Gleichung (8) gegeben angesehen wird. Wird der Ursprungddes ersten Teilsignals des Echos aus Zweckmäßigkeitsgründen neu festgesetzt, ergibt die angegebene Kette von Vorgängen die folgenden Gleichungen: A2(t) = 1/4 [(ck0(st) + dk1(st)) * k0(-t)]² (9) B²(t) = ;/4[(ck0(st) + dk1(st)) * k1(-t)]² wobei *einen Faltungsvorgang (Standardsignalverarbeitung) und -t eine Umkehr des Signales in der Zeitverdnderlichen t bezeichnet.The correlation functions A (t), B (t) and their square functions (A² (t) B² (t) can be evaluated very easily by only the first partial signal of the returning echo is considered to be given by equation (8). If the origin of the first partial signal of the echo newly set for reasons of expediency, results the given chain of operations has the following equations: A2 (t) = 1/4 [(ck0 (st) + dk1 (st)) * k0 (-t)] ² (9) B² (t) =; / 4 [(ck0 (st) + dk1 (st)) * k1 (-t)] ² where * a Convolution process (standard signal processing) and -t a reversal of the signal in denotes the time-varying t.

Aufgrund der Symmetrieeigenschaften von k1(t) und Antisymmetrie von k (t) ergibt sich k0(-t) = -k0(t) (10) k1(-t) = k1(t) und es ergibt sich ferner (11) A²(t) + B²(t) = 1/4[-ck0(st) * k0(t) - dk1(st) * k0(t)]² + 1/4 [ck0(st) * k1(t) + dk1(st) * k1(t)] 2 = 1/4{c²([k0(st) * k0(t)]² + [k0(st) * k1(t)]²) + d²([k1(st) * k0(t)]² + [k1(st) * k1(st)]²)} = 1/4{[k0(st) * k0(t)]² + [k0(st) * k1(t)]²} oder = 1/4 {[k1(st) * k0(t)]² + Ek1(st) * k1(t)j 5 was der Verarbeitungsfolge durch 5E folgt und wobei eine Anzahl von nicht angegebenen Annahmen und erweiterten Eigenschaften von ko(t), k1(t) verwendet worden sind. Diese letzteren Punkte werden nachstehend kurz erörtert.Due to the symmetry properties of k1 (t) and antisymmetry of k (t) results k0 (-t) = -k0 (t) (10) k1 (-t) = k1 (t) and it gives furthermore (11) A² (t) + B² (t) = 1/4 [-ck0 (st) * k0 (t) - dk1 (st) * k0 (t)] ² + 1/4 [ck0 (st) * k1 (t) + dk1 (st) * k1 (t)] 2 = 1/4 {c² ([k0 (st) * k0 (t)] ² + [k0 (st) * k1 ( t)] ²) + d² ([k1 (st) * k0 (t)] ² + [k1 (st) * k1 (st)] ²)} = 1/4 {[k0 (st) * k0 (t)] ² + [k0 (st) * k1 (t)] ²} or = 1/4 {[k1 (st) * k0 (t)] ² + Ek1 (st) * k1 (t) j 5 what the processing sequence followed by 5E and where a number of unspecified assumptions and expanded Properties of ko (t), k1 (t) have been used. These latter points will be discussed briefly below.

Das Ergebnis der Zusammenführung zweier Funktionen, die beide entweder einen Symmetriepunkt oder einen Antisymmetriepunkt haben, ist eine Funktion , die einen Symmetriepunkt besitzt. Wenn eine Funktion einen Symmetriepunkt aufweist, während die andere einen Antisymmetriepunkt besitzt, hat in ähnlicher Weise das Ergebnis einen Antisymmetriepunkt.The result of merging two functions, both of which are either have a point of symmetry or an antisymmetry point is a function that has a point of symmetry. If a function has a point of symmetry, while the other has an antisymmetry point, similarly has that Result an antisymmetry point.

Wiiddie Fourieranalyse durchgefuhrt, indem als ein Koordinatenursprung diese Symmetrie- und Antisymmetriepunkte verwendet werden, muß das Phasenspektrum der resultierenden Transformation entweder identisch Null, # # oder gleich #/2 sgn(w) sein.The Fourier analysis is performed by using as a coordinate origin these symmetry and antisymmetry points are used, the phase spectrum must the resulting transformation is either identical to zero, # # or equal to # / 2 sgn (w) be.

Aus diesem bekannten Konvolutionsleitsatz lassen sich drei Ergebnisse ableiten. Wird eine Zeitverönderliche und eine Konstante s maßstablich geändert, wird der Frequenzbereich variabel um 1/s maßstäblich gedndert Mathematisch sind g(st); G(w/s) (12) Zeit- und Frequenzaquivalente. Die Konvolution im Zeitbereich ist äquivalent der Vervielfachung im Frequenzbereich. Damit sind f(t) * g(t); F(w)G(w) (13) Zeit- und Frequenzbereichsäquivalente. In Polarform ausgedrückt ist das Produkt F(w)G(w) äquivalent einer Vervielfachung der entsprechenden Amplitudenspektren und einer einfachen, geordneten Differenz der Phasen spektren. Schließlich sind die Zeit- und Frequenzdomänen-Äquivalente in der Zeitumkehr folgende: g(-t); G+(w) (14) wobei + eine komplexe Konjugierung oder einfach die Vorzeichenumkehr de Phasenspektrums bezeichnet.Three results can be derived from this well-known convolution principle derive. If a time variable and a constant s is scaled, the Frequency range variably scaled by 1 / s Mathematically, g (st); G (w / s) (12) Time and frequency equivalents. The convolution in the time domain is equivalent the multiplication in the frequency domain. Hence f (t) * g (t); F (w) G (w) (13) time and frequency domain equivalents. Expressed in polar form, the product is F (w) G (w) equivalent to a multiplication of the corresponding amplitude spectra and one simple, ordered difference of the phase spectra. After all, the time and frequency domain equivalents in time reversal are: g (-t); G + (w) (14) where + a complex conjugation or simply reversing the sign of the phase spectrum designated.

Mit den drei Resultaten (12), (13) und (14), wird in Gleichung (11) zurUckgegongen, wo sie zum Eliminieren der Querproduktousdrücke mit depi Koeffizienten cd verwendet worden sind. Dabei gilt ko(st) * ko(t) = k1(st) * kl(t) (15) aus der sich ein weiteres Klauder-Signal mit etwas unterschiedlichem Frequenzgehalt mit einem geroden Symmetriepunkt, der k1' (t) bezeichnet wird, entspricht. Der Aufbau von k1 (t) ergibt sich aus der Fig. 14, die eine graphische Auswertung der Nonvolution der Gleichung (15) fUr ein sich näherndes Ziel, ausgeführt in dem Fourierfrequenzbereich, ist.With the three results (12), (13) and (14), in equation (11) Go back where they used to eliminate the cross product pressures with depi coefficients cd have been used. The following applies here: ko (st) * ko (t) = k1 (st) * kl (t) (15) from the another Klauder signal with a slightly different frequency content corresponds to an even point of symmetry denoted k1 '(t). The structure of k1 (t) results from FIG. 14, which is a graphical evaluation of the nonvolution of equation (15) for an approaching target, executed in the Fourier frequency range, is.

Analog wird festgestellt, daß ko(st) * k1(t) = -k1(st) * ko(t) (16) die das antisymmetrische gegenstück von k1'(t) ist und nachstehend k0'(t) bezeichnet wird. Es ergibt sich daraus ein allgemeines Prinzip, daß jedes Signalgrundpaar Eigenschaften I, II und III, wie oben angegeben, besitzt, und ferner Antisymmetrie- und Symmetrieeigenschaften zeigt, die eine Summe von Quadraten besitzen, welche eine scharf ausgebildete Spitze über der entsprechenden Symmetriestelle und der koinzidenten Antisymmetriestelle aufweist. Diese Eigenschaft gilt für alle Klauder-Signale 2B an schließlich ko(t), k1(t) ko(st), k1(st) (17) k0'(t), k1'(t) und aller Gabor-Signale 2C. Bevor eine Aniyse angegeben wird, die die Gültigkeit dieses allgemeinen Prinzips darlegt, sei ausgeführt, daß die Gleichung (11) auch geschrieben werden kann als A2(t) + B2(t) = 1/4{[k0' (t)J 2 + [k1' (t)] 21 (18) ko (t) und k1' (t) als Funktionen mit koinzidenten Antisymmetrie und Symmetriepunkten müssen Fourierserien-darstellungen folgender Form haben Die Summe der Quadrate der Gleichung (18) ist dann einfach Da das gemeinsame Amplitudenspektrum F(w) von ko (t) und k1 (t) glatt und eingipfelig ist, kann davon ausgegangen werden, daß alle hi, die nicht gleich @ lsull sind, etwa gleich sind. Dies ergibt, daß die Gleichung (20) ein Maximum bei t = 0 hat, wobei alle Cosin-Harmonischen in Phase sind. Ferner ist Gleichung (20) bei t=O symmetrisch.Analogously, it is established that ko (st) * k1 (t) = -k1 (st) * ko (t) (16) which is the antisymmetric counterpart of k1 '(t) and is hereinafter referred to as k0' (t). A general principle arises from this that each signal base pair has properties I, II and III, as stated above, and also shows antisymmetry and symmetry properties which have a sum of squares which have a sharp tip over the corresponding point of symmetry and the has coincident antisymmetry. This property applies to all Klauder signals 2B at finally ko (t), k1 (t) ko (st), k1 (st) (17) k0 '(t), k1' (t) and all Gabor signals 2C. Before giving an analysis showing the validity of this general principle, it should be noted that equation (11) can also be written as A2 (t) + B2 (t) = 1/4 {[k0 '(t) J 2 + [k1 '(t)] 21 (18) ko (t) and k1' (t) as functions with coincident antisymmetry and symmetry points must have Fourier series representations of the following form The sum of the squares of equation (18) is then simple Since the common amplitude spectrum F (w) of ko (t) and k1 (t) is smooth and single-peaked, it can be assumed that all hi that are not equal to @ lsull are roughly the same. As a result, equation (20) has a maximum at t = 0 with all cosine harmonics in phase. Furthermore, equation (20) is symmetrical at t = O.

Eine Analyse von fj(s(t ~ a/2 - r) - T), das zweite Teilsignal der Echofolge nach Gleichung (8) durch die Verarbeitungsfolge von Fig. 2 setzt die Uberlegungen nach den Gleichungen 9 bis 20 parallel. Somit besteht der Nutzeffekt der Verarbeitung der Folge nach Fig. 2 bei dem Echo 3A, mathematisch fUr das spezielle Beispiel nach Gleichung () zwei definierte Korrelationsspitzen der mathematischen Form der Gleichung (B) zu identifizieren, die zu Zeitpunkten st = T + s«/2 (21) st = T + s«/2 + s t im korrelierten veränderlichen Zeitmaßstab auftreten.An analysis of fj (s (t ~ a / 2 - r) - T), the second partial signal of the Echo sequence according to equation (8) through the processing sequence of FIG. 2 sets the considerations according to equations 9 to 20 in parallel. Thus, there is the processing efficiency the sequence according to FIG. 2 for the echo 3A, mathematically for the specific example Equation () two defined correlation peaks of the mathematical form of the equation (B) to identify the points in time st = T + s «/ 2 (21) st = T + s« / 2 + s t occur on the correlated variable time scale.

Das Intervall zwischen den Spitzen ist einfach s T, und da T bekannt ist, kann s bestimmt werden, so da3 die Schätzung der relativen Zielgeschwindigkeit erhalten wird. Wenn s bekannt ist, kann der Zielabstand aus T und einer Kenntnis der Geschwindigkeit V des Signals 1A im Ausbreitmedium 2 (Fig. 1) berechnet werden.The interval between the peaks is simply s T, and da T is known is, s can be determined so that the estimate of the relative target speed is obtained. If s is known, the target distance can be made up of T and a knowledge the velocity V of the signal 1A in the propagation medium 2 (Fig. 1) can be calculated.

Die Fig. 15 und 16 zeigen ferner die Technik Uber die Resultate einer Digitalrechnersimulierung. In Fig. 15 sind sieben rückkehrende zweiteilige Klauder-Echosignalfolgen der mathematischen Form nach Gleichung (8) dargestellt. Die verschiedenen Folgen entsprechen einer unterschiedlichen Wahl der Konstanten c, d, a, b, wie sie durch die Gleichun gen (5) und (6) definiert sind. Für die jeweilige Darstellung gilt w = 800 ir Wf = 20,000 s = 1,005 t = 0,0015 sec. (22) wobei die Signalechofolge, die mit "Rückstrahl-Azimuth" (Return Azimuth O identifiziert ist, tatsächlich die in Fig. 13 gezeigte Form hat. Die Resultate der Verarbeitungsfolgesteuerung nach Fig. 2 sind in Fig. 16 angegeben. Das Intervall zwischen den Spitzen ist in allen Fällen einfach s# und kann leicht in der beschriebenen Weise bestimmt werden.FIGS. 15 and 16 also show the technique of the results of a Digital computer simulation. Referring to Figure 15, there are seven returning two-part Klauder echo signal sequences in the mathematical form according to equation (8). The different consequences correspond to a different choice of constants c, d, a, b, as indicated by the equation genes (5) and (6) are defined. For the respective Representation applies w = 800 ir Wf = 20,000 s = 1.005 t = 0.0015 sec. (22) where the Signal echo sequence identified with "Return Azimuth" (Return Azimuth O, actually has the shape shown in FIG. The results of the processing sequence control according to FIG. 2 are indicated in FIG. The interval between peaks is in in all cases simply s # and can easily be determined in the manner described.

Der Einsatz der Technik unter Verwendung von Signalen wie z.B. den "Zwitschersignalen" bzw. linearzeitproportionalen Frequenzsignalen nach Gleichung 2A ist ähnlich, erfordert jedoch in der Auslegung etwas mehr Geschicklichkeit. Es ist bekannt, daß die Kreuz- und Auto-Korrelationsbezeichnungen der Zwitschersignale 2A bei fehlender Streckung oder Kompression tatsächlich eine gute Annäherung an die Klauder-Signale 2B darstellen. Dies ist bekannt, wird jedoch anhand der Computersimulierun dargestellt. Die untere Kurve der Fig. 17 stellt die Auto-Korrelation eines sinusförmigen Zwitschersignales oder Kippfrequenzsignales dar, wobei w = 20 r Wf = 80 r (23) « = 7 sec. Prüfintervall = 0,004 sec Die Kreuz-Korrelationen des nichtdeformierten Kippfrequenzsignales mit seinen gestreckten Versionen ist ebenfalls gezeigt.The use of technology using signals such as the "Twitter signals" or frequency signals proportional to linear time according to the equation 2A is similar but requires a little more design skill. It is known that the cross and auto correlation designations of the chirp signals 2A is actually a good approximation in the absence of stretching or compression represent the Klauder signals 2B. This is known, but is demonstrated by computer simulation shown. The lower curve of Fig. 17 represents the auto-correlation of a sinusoidal Chirping signal or tilting frequency signal, where w = 20 r Wf = 80 r (23) « = 7 sec. Test interval = 0.004 sec The cross-correlations of the undeformed Sweep frequency signal with its stretched versions is also shown.

Es wird angenommen, daß die Verarbeitungsfolge nach Fig. 2, die den deformierten Echozwitschersignalen aufgegeben wird, trotzdem ein Resultat wie in Fig. 17 mit leicht identifizierbaren größeren Spitzen ergibt Wie vorher haben die beiden Spitzen ähnliche Form und sind um ein Intervoll st voneinander getrennt. Es muß hier jedoch eine Korrektur bei der Spitzenankunftszeiten vorgenommen werden, die von dem berechneten Wert von s abhängt, bevor eine Schätzung des Zielabstandes erfolgt. Die Art der Korrektur und ihre Änderung mit s kann durch Eichung unter Verwendung von Korrelationen, wie in Fig. 17 dargestellt, festgelegt werden.It is assumed that the processing sequence of FIG deformed echo chirping signals is given, nevertheless a result as in Fig. 17 with easily identifiable larger peaks shows both tips are similar in shape and are separated from one another by an inter-full st. However, a correction must be made to the Peak arrival times which depends on the calculated value of s, must be made before an estimate the target distance takes place. The type of correction and its change with s can be made by Calibration using correlations as shown in FIG. 17 is established will.

Ferner ergeben zusätzliche Teilsignale in der abgehenden Folge redundante Informationen Uber das Ziel in bezug auf die Geschwindigkeit und die Entfernung, wodurch es möglich ist, die Echomessungstechnik selbst in geräuschbehafteten Umgebungen anzuwenden.Furthermore, additional partial signals result in redundant signals in the outgoing sequence Information about the destination in terms of speed and distance, making it possible to use the echo measurement technique even in noisy environments apply.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Der wesentliche Unterschied zwischen den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 3 in bezug auf die verwendeten Elemente ist die Einschaltung einer Phasen linse 7 in den Signalpfad von dem Sender 1 zum reflektierenden Ziel 3 zum Empfänger 4. Die Linse wird als "Phasenlinse" bezeichnet, da ihr Hauptzweck darin besteht, in die fortschreitende Signalfolge eine Phasenstörung einzufUhren, die sich in bekannter und eindeutiger Weise mit bestimmten gewUnschten Winkelinformationen ändert. Das abgehende Signal 1A wird so ausgelegt, daß, nachdem das empfangene Echo 3A durch die Verarbeitungsfolgesteuerung 5 gelangt ist, die im Detail in Fig. 4 dargestellt ist, wiedergewinnbare Zielparameter die Entfernung und die Relativgeschwindigkeit, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, wie auch die Winkelinformation mit einschließen, die beispielsweise sich auf den Zielazimuth oder Teilwinkel bezieht.Fig. 3 shows a further embodiment of the invention. The essential one Difference between the embodiments of FIGS. 1 and 3 with respect to the Elements used is the inclusion of a phase lens 7 in the signal path from the transmitter 1 to the reflective target 3 to the receiver 4. The lens is called "Phase lens" denoted as its main purpose is to be in the progressive Signal sequence to introduce a phase disturbance, which is known and unambiguous Way with certain desired angle information changes. The outgoing signal 1A is designed so that after the received echo 3A is passed through the processing sequencer 5, which is shown in detail in FIG. 4, retrievable target parameters the distance and the relative speed, as in the embodiment according to Fig. 1, as well as include the angle information, for example refers to the target azimuth or partial angle.

Der Sender 1 sendet eine Signalfolge lA mit wenigstens zwei Teilen. Das Signal kann auf die Phasenlinse 7 zu diesem Zeitpunkt auftreffen oder sonst vor der Anzeige durch den Empfänger 4 aufnehmen. Ein reflektierendes Ziel 3 ist wie vorher in dem Ausbettmedium vorgesehen. Der Hauptunterschied bei der Auslegung der Teile der Signalfolge fUr die Anwendung in Fig. 3 und die in Fig. 1 ist, daß nunmehr eine vierte Eigenschaft erforderlich ist, insoferne, als fo(t) f1(t) Eigenschaften der Antisymmetrie und Symmetrie haben muß, oder "ungeradzahlig" oder "geradzahlig" an den Punkten der Antisymmetrie oder Symmetrie sein muß.The transmitter 1 sends a signal sequence 1A with at least two parts. The signal can impinge on the phase lens 7 at this point in time or otherwise record before the display by the receiver 4. A reflective target 3 is as previously provided in the deflasking medium. The main difference in design of the parts of the signal sequence for the application in Fig. 3 and that in Fig. 1 is that now a fourth Property is required insofar as fo (t) f1 (t) must have properties of antisymmetry and symmetry, or "odd" or must be "even" at the points of antisymmetry or symmetry.

Formal gilt für die vierte Eigenschaft IV. fo(t) und f1(t) müssen jeweils ungeradzahlig (oder antisymmetrisch) und geradzahlig (symmetrisch) um den zentralen Koordinatenwert in ihrem Definitionsintervall der Dauer « sein.Formally, IV applies to the fourth property. Fo (t) and f1 (t) must each odd (or antisymmetrical) and even (symmetrical) around the central coordinate value in its definition interval of duration «.

Es sei fUr vorliegenden Fall angenommen, daß die Phasenlinse 7 eine konstante Phasenverschiebung e unabhängig von w einfUhrt, die sich nur in der in Verbindung mit der gewünschten Winkelinformation beschriebene leise hundert. Der Arbeitsvorgang der Verarbeitungsfolgesteuerung 5 der Fig. 3 wird fUr diesen Fall beschrieben, und es werden dann die Änderun gen angegeben, die für kompliziertere Phasenverschiebungen erforderlich sind. Für die Signalfolge 7 und ihre Definition aus Klauder-Signalen 2B sowie die Konstanten c, d, a, b wird auf die Gleichungen 5 und 6 verwiesen. Eine solche Signalfolge oder eine analog aus Gabor-Signalen 2C hergeleitete Signalfolge wird mit folgender Modifikation verwendet: a = sin e b = cos 8 c = cos e (24) d = - sin e 8 = Konstante Aufgrund der Eigenschaft IV sind die Zwitschersignale 2A nicht für die direkte Anwendung bei dieser Technik geeignet.It is assumed for the present case that the phase lens 7 is a introduces a constant phase shift e independent of w, which occurs only in the in Connection with the desired angle information described quietly a hundred. Of the The operation of the processing sequence controller 5 of FIG. 3 is used for this case are described, and then the changes are indicated for more complex ones Phase shifts are required. For signal sequence 7 and its definition from Klauder signals 2B as well as the constants c, d, a, b becomes on the equations 5 and 6 referenced. Such a signal sequence or an analog one from Gabor signals 2C The derived signal sequence is used with the following modification: a = sin e b = cos 8 c = cos e (24) d = - sin e 8 = constant Due to the property IV are the chirp signals 2A are not suitable for direct use in this technique.

Für den Augenblick seien fk(t) und f.(t) (Gleichung 5) individuell und ihre Fourierfrequenzbereichsäquivalente betrachtet. Im Fourierfrequenz bereich gilt: = bF0(w) - aF1(w) = (+ib - a)F(w) (25) =#i(b # ai) F(w) = F(w)e#(# + #/2) Fj(w) = aFO(w) + bF1(w) - (+ia + b) F(w) = F(w)elie In Gleichung (25) ist F(w) das gemeinsame Amplitudenspektrum (Eigenschaft 1), t eine Kurzbezeichnung für -sgn(w), und die Gleichungen (24) sind angewendet worden. Die Eigenschaften von fk(t) und fj(t) in dem komplexen Fourierfrequenzbereich sind sehr ähnlich denen von fo(t), f1(t) mit der Ausnahme, daß ein konstanter Phasenwinkel e in jede Frequenzkomponente eingefuhrt worden ist. Tatsächlich wurde eine Phasen linse 7, die Phasenstörungen unabhängig von w einführen kann, die Wellenfolge 4 in die Form der Wellenfolge 7 umwandeln. Wenn nun diese Phasenstörung kennzeichnend für die gewünschte Winkelinformation ist, ist ihre Wiedergvinnung gleichbedeutend mit der Wiedergewinnung der Winkelinformation, Nimmt man eine solche Phasenlinse 7 an, wird die Bezeichnung für die Ausbreitsignalfolge 7 geändert in fk(t - α/2 #) $fj(t - α/2 - ##) (26) damit ein Ausdruck fUr die Änderung der Folge mit der gewünschten Winkelinformation gegeben ist. Das empfangene Echo (3A und 4) kann entsprechend ausgedruckt werden durch fk(s(t - «/2) -T,#) + fj(s(t - o(/2 - 7) - T,9) (27) vgl. Gleichung (8). Der Wert 9 wird durch den Dopplereffekt aufgrund der Spezialeigenschaften der Signale nicht beeinflußt0 Für ein Verständnis des Wesens der Verarbeitung nach Fig. 4 ist es zweckmäßiger, die mathematischen Analysen vollstöndig in Form der Fourierfrequenzbereichsäquivalente zu betrachten. Um das Verständnis zu vereinfachen, wird auf die Ergebnisse der Gleichungen (12), (13), (14), (25) und auf Fig. 14 bezug genommen. Im Fourierfrequenzbereich is das empfangene Signal 5A einfach F(w/s)e+i#e+i w/s T/s{e+i(w/s α/2 + #/2) (28) + e#i(w/s [ α/2 + #])} Der Signalteilvorgang SB erfordert einfach eine Teilung der Gleichung (28) durch 2. Die Kreuz-Korrelationen 5C1 und 5C2 machen einfach erforderlich, daß die halben Komponenten der Gleichung (28) durch F0+(w) und F1+(w) multipliziert werden. Eine Auswertung des Amplitudenteiles der Konvolutionen führt analog zur Darstellung der Fig. 14 und die Signale fo(t) und f;(t) werden analog den Signalen ko(t) und k1'(t) definiert, wie in den Erläuterungen in Zusammenhang mit den Gleichungen (15) und (16) beschrieben. fo(t), f1'(t) sind sehr ähnlich f0(t), f1(t), umspannen jedoch einen geringfügig anderen Frequenzbereich.For the moment, let fk (t) and f. (T) (equation 5) be considered individually and their Fourier frequency range equivalents. The following applies in the Fourier frequency range: = bF0 (w) - aF1 (w) = (+ ib - a) F (w) (25) = # i (b # ai) F (w) = F (w) e # (# + # / 2) Fj (w) = aFO (w) + bF1 (w) - (+ ia + b) F (w) = F (w) elie In equation (25), F (w) is the common amplitude spectrum (property 1), t a Abbreviation for -sgn (w), and equations (24) have been applied. The properties of fk (t) and fj (t) in the complex Fourier frequency domain are very similar to those of fo (t), f1 (t) with the exception that a constant phase angle e has been introduced into each frequency component. In fact, a phase lens 7, which can introduce phase disturbances independently of w, converts the wave sequence 4 into the shape of the wave sequence 7. If this phase disturbance is characteristic of the desired angle information, its recovery is equivalent to the recovery of the angle information.If one assumes such a phase lens 7, the designation for the propagation signal sequence 7 is changed to fk (t - α / 2 #) $ fj ( t - α / 2 - ##) (26) so that an expression for the change in the sequence with the desired angle information is given. The received echo (3A and 4) can be printed out accordingly using fk (s (t - «/ 2) -T, #) + fj (s (t - o (/ 2 - 7) - T, 9) (27) See equation (8). The value 9 is not influenced by the Doppler effect due to the special properties of the signals. For an understanding of the nature of the processing according to FIG To simplify matters, refer to the results of equations (12), (13), (14), (25) and Fig. 14. In the Fourier frequency domain, the received signal 5A is simply F (w / s) e + i # e + iw / s T / s {e + i (w / s α / 2 + # / 2) (28) + e # i (w / s [α / 2 + #])} The signal dividing process SB simply requires a Division of equation (28) by 2. The cross-correlations 5C1 and 5C2 simply require that half the components of equation (28) are multiplied by F0 + (w) and F1 + (w) log for the representation of FIG. 14 and the signals fo (t) and f; (t) are defined analogously to the signals ko (t) and k1 '(t), as in the explanations in connection with equations (15) and ( 16). fo (t), f1 '(t) are very similar to f0 (t), f1 (t), but span a slightly different frequency range.

Im einzelnen und im Frequenzbereich sind die beiden Konvolutionsprodukt #i# #i w/s T/s #(w/s α/2) A(w) = F(w)F(w/s)e e (e + e#i(w/s [α/2 + #] - #/2)} (29) B(w) = F/w)F(w/s)e#i#e#i w/s T/s {e#i(w/s α/2 + #/2) + e#i(w/s [α/2 + #])} Verwendet man das Signalpaar fo(t), f1'(t), können die Zeitbereichsöquivalente der Ausdrücke der Gleichung (29) explizit geschrieben werde oder A(t) = 1/2 T-1 {F(w)F(w/s)e+i w/s T/s[cos # e+1 (w/s α/2) + sin # e#i(w/s α/2 + #/2) + cos # e#i(w/s [α/2 +#] - #/2) + sin # e#i(w/s [α/2 + #])]} - 1/2(bf1' (s(t - α/2 - T) + af'(s(t - «/2) - T) (30) -bf'o(s(t - α/2 - T) - T) + af; (s(t - α/2 - T) -= 1/2 (f1' (s(t - α/2) - T,#) - fk' (s(t - α/2 - #) # T,#)), B(t) = 1/2 T-1 {F(w)F(w/s)e#i w/s T/s [cos # e#i(w/s α/2 + #/2) -sin # e#i(w/s α/2) + cos # e#i(w/s[α/2 + #]) +sin # e#(w/s [α/2 + #] + #/2)]} = 1/2 (fk'(s(t - α/2) - t, #) + fj'(s(t - α/2 - #) - T,#)) Bei der Ableitung der Resultate der Gleichung (30) wurde das Signalpaar fk'(t,#), fj'(t,#) analog den Definitionen definiert, die durch die Gleichungen(26)und (27) gegeben sind. Auch gibt die Bezeichnung T-@ { } } die Arbeitsweise einer inversen Fouriertrensformation an.In the individual and in the frequency domain, the two are convolution products # i # # iw / s T / s # (w / s α / 2) A (w) = F (w) F (w / s) ee (e + e # i (w / s [α / 2 + #] - # / 2)} (29) B (w) = F / w) F (w / s) e # i # e # iw / s T / s {e # i (w / s α / 2 + # / 2) + e # i (w / s [α / 2 + #])} If the signal pair fo (t), f1 '(t) is used, the time domain equivalents can the expressions of equation (29) are explicitly written or At) = 1/2 T-1 {F (w) F (w / s) e + iw / s T / s [cos # e + 1 (w / s α / 2) + sin # e # i (w / s α / 2 + # / 2) + cos # e # i (w / s [α / 2 + #] - # / 2) + sin # e # i (w / s [α / 2 + #])]} - 1/2 (bf1 '(s (t - α / 2 - T) + af' (s (t - «/ 2) - T) (30) -bf'o (s (t - α / 2 - T) - T) + af; (s (t - α / 2 - T) - = 1/2 (f1 '(s (t - α / 2) - T, #) - fk' (s (t - α / 2 - #) # T, #)), B (t) = 1/2 T-1 {F (w) F (w / s) e # iw / s T / s [cos # e # i (w / s α / 2 + # / 2) -sin # e # i (w / s α / 2) + cos # e # i (w / s [α / 2 + #]) + sin # e # (w / s [α / 2 + #] + # / 2)]} = 1/2 (fk '(s (t - α / 2) - t, #) + fj' (s (t - α / 2 - #) - T, #)) In deriving the results of equation (30) was the signal pair fk '(t, #), fj' (t, #) is defined analogously to the definitions given by the Equations (26) and (27) are given. The designation T- @ {}} also gives the working method an inverse Fourier trend formation.

An dieser Stelle müssen im Anschluß an die Folge noch Fig. 4 A(t) und B(t), die beiden Ausdrücke der Gleichung (30) genommen werden1 quadrie werden (5D1 und 5D2) und addiert werden (5E). Aufgrund einer Vorzeichen differenz treten keine "Kreuz-Ausdrücke" der Form fk'(t,#), fj'(t,#) auf.At this point, after the sequence, Fig. 4 A (t) and B (t), the two expressions of equation (30) can be taken 1 square (5D1 and 5D2) and added together (5E). Occur due to a sign difference no "cross expressions" of the form fk '(t, #), fj' (t, #).

Es verbleibt einfach die Größe A²(t) + B²(t) = 1/4 {fk'²(s(t - α/2) - T,#) + fj'²(s(t - α/2) - T,#) + fk'²(s(t - α/2 - #) - T,#) (31) + fj'²(s(t - α/2 - #) - T,#)} Vor dem Interpretieren der Bedeutung der Gleichung 31 ist es erwünscht, die Art des Ausdruckes zu erläutern, der die Form hat k'2 (t,e) + f!2 (t,o) (32) Führt man sich alle Argumente ähnlicher Art zum Verständnis der Gleichung 11 und insbesondere die Ergebnisse, die durch die Gleichungen (18 (19) und (20) erzielt werden, vor Augen, erkennt man, daß Gleichung (31 definierte Maxima zu den Zeitpunkten st = T + s al2 st = T + usa/2 + so Nunmehr kann die relative Zielgeschwindigkeit und der Zielabstand exakt wie im Falle der Fig. 1 bestimmt werden. Bevor andere Verfahren zur Wiedergewinnung der Zielwinkelinformation 5G1 und 5G2 betrachtet werden sei auf Fig. 15 bezug genommen, in der eine Gruppe von zwei Teilsignalfolgen mit kodierten Werten von e im Bereich von 900 bis -900 in Zuwachsanteilen von 300 festgestellt werden. Die Rechnersimulierung der Folge nach Fig. 4 bis 5F (Gleichung 33) zeigt, daß das angezeigte Spitzenintervall praktisch unabhängig von der kodierten Phaseninformation ist.There simply remains the size A² (t) + B² (t) = 1/4 {fk'² (s (t - α / 2) - T, #) + fj'² (s (t - α / 2) - T, #) + fk'² (s (t - α / 2 - #) - T, #) (31) + fj'² (s (t - α / 2 - #) - T, #)} Before interpreting the meaning of Equation 31, it is desirable to explain the type of expression that makes up the The form has k'2 (t, e) + f! 2 (t, o) (32) If one takes all arguments of a similar kind to understand Equation 11 and in particular the results promoted by the Equations (18 (19) and (20) are obtained, in view, it can be seen that equation (31 defined maxima at the times st = T + s al2 st = T + usa / 2 + so now can set the relative target speed and target distance exactly as in the case of the Fig. 1 can be determined. Before other methods of retrieving the target angle information 5G1 and 5G2 are considered referring to Fig. 15 in which a group of two partial signal sequences with coded values of e in the range from 900 to -900 can be determined in increments of 300. The computer simulation of the sequence 4 through 5F (Equation 33) shows that the indicated peak interval is practical is independent of the coded phase information.

Nachstehend werden einige Verfahren zur Wiedergewinnung von 9 oder in äquivalenter Weise der Zielwinkelinformation durch die Information 5G1 der Fig. 4 betrachtet. Bei der gestreckten Zeitskala nach Gleichung (31 wird auf den arctangent des Verhältnisses von Ordinatenwerten des RUckführsignales (Gleichung 27) andern beiden bestimmten Zeitwerten entsprechenden den Korrelationsmaxima hingewiesen. Im einzelnen gilt Phasenwinkel = arctan Z, wobei Phasenwinkel = arctan £-sinO/cosQ = arctan I-tan8) = -e (34) Zur Ableitung des Ergebnisses der Gleichung (34) sind die Definitionen der Gleichung (5) und die Eigenschaft IV oder f (O) = 0 und f1(0) = 1 verwendet worden. Analoge Überlegungen ermöglichen zusätzliche Berechnungen von e unter Verwendung der Korrelationskomponenten A(t), B(t), von denen bestimmte in Fig. 4 als 5G1 dargestellt sind.Some methods of retrieving 9 or equivalent target angle information from the information 5G1 of Fig. 4 will now be considered. In the stretched time scale according to equation (31, reference is made to the arctangent of the ratio of ordinate values of the feedback signal (equation 27) to the two specific time values corresponding to the correlation maxima. In detail, phase angle = arctan Z, where Phase angle = arctan £ -sinO / cosQ = arctan I-tan8) = -e (34) To derive the result of equation (34), the definitions of equation (5) and the property IV or f (O) = 0 and f1 (0) = 1 has been used. Analogous considerations allow additional calculations of e using the correlation components A (t), B (t), certain of which are shown in FIG. 4 as 5G1.

5G2 nach Fig. 4 zur Bestimmung von 0 oder der Zielwinkelinformation wird ebenfalls auf einfache Weise erreicht. Unter Verwendung der Spitzenwertpositionen, die durch 5F (Gleichung 33) als Koordinatenursprünge bestimmt werden, können Fouriertransfprmationen der korrelierten Teilsignale der Folgen A(t), B(t) oder der rücklaufenden Echofolge selbst berechnet und die Phasenspektren berechnet werden. ueber die Bandbreite von Frequenzen, die durch f(w) (Eigenschaft I) umfaßt werden, ist das Phasenspektrum konstant und gleich ## oder ## # #/2. Diese Stelle wird wiederum durch Rechnersimulierung dargestellt.5G2 according to FIG. 4 for determining 0 or the target angle information is also achieved in a simple manner. Using the peak positions, which are determined as coordinate origins by 5F (equation 33) can be Fourier transforms the correlated partial signals of the sequences A (t), B (t) or the returning echo sequence calculated itself and the phase spectra are calculated. over the range of Frequencies encompassed by f (w) (property I) is the phase spectrum constant and equal to ## or ## # # / 2. This point is in turn made by computer simulation shown.

Fig. 18 zeigt eine aus neun Teilen bestehende Rückführsignalfolge, bei der 8 nacheinander mit Zuwachsanteilen von 100 von -900 bis O fortschreitend kodiert wird. Die hier verwendete Vorzeichenfestlegung ist entgegengesetzt der, die in Fig. 15 verwendet wird. Es wurde ein Amplituden- und Phasenspektrum für jedes Teilsignal berechnet, wobei als der Koordinatenursprung der Spitzenwert verwendet wurde, der durch Verarbeitung nach Fig. 4 Uber das Element 5F angezeigt wurde Die Folge wird als Folge B bezeichnet, und es lußt sich einfach feststellen, daß die Amplitudenspektren identisch sind, wie dies der Fall sein soll. FUr das in Froge kommende Frequenzband, das durch das Amplitudenspektrum definiert wird, läßt sich ersehen, daß das Phasenspektrum tatsächlich konstant und im Wert gleich 9 ist.Fig. 18 shows a feedback signal sequence consisting of nine parts, at 8 successively with increments of 100 from -900 to 0 is encoded. The definition of the sign used here is opposite to that which is used in FIG. There was an amplitude and phase spectrum for each Partial signal calculated using the peak value as the origin of the coordinates which was displayed through the element 5F by the processing of Fig. 4 Sequence is referred to as sequence B, and it is easy to see that the Amplitude spectra are identical, as should be the case. For the in Froge coming frequency band, which is defined by the amplitude spectrum, can be see that the phase spectrum is actually constant and equal to 9 in value.

Es wird nunmehr die Frage der Einführung von Phasenärmerungen, die sich mit der Zielwinkelinformation andern, die jedoch nicht unabhängig von der Frequenz sind, und der Phasenlinse 7 nach Fig. 3 behandelt. FUr begrenzte Frequenzbänder kann jedoch die Näherung O(w) = #0 + #1w, wobei 00 e1 konstante sind (35) fur die zweckmaßige Darstellung von PhaseneinflUssen erwartet werden.The question of the introduction of phase annulments that change with the target angle information, but this is not independent of the frequency are, and the phase lens 7 of Fig. 3 treated. For limited frequency bands however, the approximation O (w) = # 0 + # 1w, where 00 e1 are constant (35) for the Appropriate representation of phase influences can be expected.

Die lineare Änderung der Phasenlage mit der Frequenz aus der Gleichung (35) und gesteuert durch e1 ergibt notwendigerweise, daß eine gewisse Zeiteinstellung abhängig von 01 benötigt wird, die die Berechnung des Zielabstandes verändern wird. Die relative Zielgeschwindigkeit wird nich gesondert, wenn alle Teilsignale die gleiche Phasenstörung für einen bestimmten Wert der Zielwinkelinformation erfahren, so daß sie also an der gleichen Verzögerung teilhaben.The linear change in phase position with frequency from the equation (35) and controlled by e1 that necessarily results in a certain time setting depending on 01 is required, which will change the calculation of the target distance. The relative target speed is not separate if all partial signals are experience the same phase disturbance for a certain value of the target angle information, so that they share in the same delay.

Um die vorausgehende Erörterung darzustellen, wird 9(w) für 9 in Gleichung (25) gesetzt, so daß sich im Zeitbereich anstelle der Gleichung (2 ) ergibt fk(t - 6/2 - T - #1, 0) + fj(t - 4/2 - T - #1, o (35A) Das empfangene Echo(3A und 4) würde entsprechend modifiziert worden.To illustrate the previous discussion, 9 (w) becomes for 9 in equation (25) is set so that instead of equation (2), fk (t - 6/2 - T - # 1, 0) + fj (t - 4/2 - T - # 1, o (35A) The received echo (3A and 4) would have been modified accordingly.

Wenn die gewünschte Winkelinformation funktionell auf #(w) bezogen wird, ist sie in ähnlicher Weise auf #0, #1 über die Gleichung (35) bezogen.When the desired angle information is functionally related to # (w) is similarly related to # 0, # 1 through equation (35).

Nach Fig. 4 ergibt sich in diesem Fall, daß die abwechselnde Berechnung für 9, 5G1 einen charakteristischen Einzelwert #0 ergibt, der eindeutig auf die gewünschte Zielwinkelinformation für sinnvoll arbeitende Phasenlinsen 7 bezogen sein kann, wie durch empirische Vorgänge beschrieben, die reflektierende Ziele mit bekannten Parametern verwenden. Die gleiche Eichvorgange können verwendet werden, um 81 auf das gemessene e zo 0 beziehen, so daß die Echozeitkorrektur vorgenommen werden kann. Natürlic ermöglicht abwechselnd 5G2 in ähnlicher Weise eine direkte Schatzung von 00, und e1 kann dann auf e durch empirische Eichungen bezogen werde 0 #1 ist wiederum direkt interpretierbar als die Zeitkorrektur, die zur Bestimmung des Zielabstandes benötigt wird, und e und e1 stehen nun 0 beide zur Verfügung, um die Annäherung an t)zu definieren, so daß wie vorher eine Bestimmung der Zielwinkelinformation möglich ist.According to FIG. 4, it follows in this case that the alternate calculation for 9, 5G1 results in a characteristic single value # 0 that clearly relates to the Desired target angle information for phase lenses that work sensibly 7th can be related, as described by empirical processes, the reflective Use targets with known parameters. The same calibration procedures can be used are related to 81 on the measured e zo 0, so that the echo time correction is made can be. Of course, alternating 5G2 in a similar way enables a direct one Estimation of 00, and e1 can then be related to e by empirical calibrations 0 # 1 can in turn be interpreted directly as the time correction that is used to determine the target distance is required, and e and e1 are now both available, to define the approximation to t), so that, as before, a determination of the target angle information is possible.

Ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ähnlich dem in Fig. 3 dar gestellten ist in Fig. 5 gezeigt. Hier wird ein reflektierendes Ziel 3 durch die Relativgeschwindigkeit, den Abstand und die 8.-linkelinformation in mehr als einem Winkel als beispielsweise der Teilwinkel und der Höhenwinkel identifiziert. Die Technik verwendet eine Anzahl der Ausführungsformen derart nach Fig. 3 gemeinsam, wobei jede Realisierung der früheren Technik unterschiedliche, aber nicht Uberlappende Frequenbände oder eine Polarisation (falls anwendbar) einnimmt. Die Signalbänder werden so ausgewähit, daß sie ihren Ausschluß in bezug auf die Polarisation und/oder die Frequenz trotz aller Dopplereffekte und Effekte, die durch das Ausbreitmedium 2 oder das reflektierende Ziel 3 eingeführt werden, gehalten. Die Winkelinformation wird in jedem Signalband oder jeder Polarisationsrichtung durch eine entsprechende Phasenlinse nach Fig. 3 kodiert, ausgenommen, daß die Linsen nur bestimmte der Signalbänder oder Polarisationen beeinflussen können, und es können unterschiedliche Winkelinformationen in den unterschiedlichen Bändern kodiert werden.Another exemplary embodiment of the invention similar to that in Fig. 3 is set is shown in FIG. Here a reflective target 3 passes through the relative speed, the distance and the 8th link information in more than an angle is identified as, for example, the partial angle and the elevation angle. The technique uses a number of the embodiments such as shown in FIG. 3 in common, each implementation of the prior art being different but not overlapping Occupies frequency bands or polarization (if applicable). The signal bands are selected in such a way that they are excluded with regard to polarization and / or the frequency despite all Doppler effects and effects caused by the propagation medium 2 or the reflective target 3 are inserted. The angle information is indicated by a corresponding one in each signal band or each polarization direction Phase lens of Fig. 3 encoded, except that the lenses only certain of the signal bands or polarizations, and there can be different angle information be encoded in different bands.

Fig. 5 zeigt die Technik anhand einer Anzahl unterschiedlicher Frequenzbander, ein wechselweiser Ausschluß kann jedoch innerhalb eines einzigen Bandes erzielt werden, falls unterschiedliche Polarisationsrichtungen verwendet werden. In diesem Fall wird eine Trennung der Signalbunder durch Filtern entsprechend der Polarisation zuerst durchgeführt.Fig. 5 shows the technique on the basis of a number of different frequency bands, however, mutual exclusion can be achieved within a single band if different polarization directions used will. In this case, the signal bundles are separated by filtering accordingly the polarization is carried out first.

Der Sender 1 nach Fig. 5 sendet die koinzidenten Signalfolgen in der beschriebenen Weise, die eine relative Ausrichtung in der Zeit einschlie 3-lich einer Gleichzeitigkeit haben können. Vor dem Eintreffen am Empfängt 4 werden eine Reihe von Phasenlinsen 7A, 7B, 7C usw. zwischengesetzt, oder es kann eine andere Vorrichtung verwendet werden, die eine gewunsch te Winkelinformation als eine Phasen störung in der vorbeschriebenen Weis kodiert. Die Linsen 7A, 7B, 7C usw. oder äquivalente Vorrichtungen wirken unabhängig von den unterschiedlichen Signalbändern, so daß unterschiedliche Winkelinformationen in jedem vpn ihnen kodiert werden können Das Kodieren der gleichen Information in unterschiedlichen Bandern würde natürlich eine Redundanz und eine verbesserte Wiederauffindung solcher Informationen in Geräuschumgebungen ergeben.The transmitter 1 of FIG. 5 sends the coincident signal sequences in the described manner that includes a relative alignment in time 3-Lich one can have simultaneity. Before arriving at the receiving 4, a Series of phase lenses 7A, 7B, 7C, etc. interposed, or there may be another Apparatus can be used that has a desired angle information as a phase interference coded in the manner described above. The lenses 7A, 7B, 7C etc. or equivalent Devices act independently of the different signal bands, so that different angle information can be encoded in each vpn them that Encoding the same information in different bands would of course be one Redundancy and improved retrieval of such information in noise environments result.

Das Ausbreitmedium 2 und das reflektierende Ziel 3 funktionieren analog zu ihren entsprechenden Rollen in Fig. 3. Die Verarbeitungsfolge 5 wirkt sehr ähnlich wie in Fig. 3, für jedes Signalband jedoch parallel. Fig. 6 zeigt schematisch die parallele Verarbeitung fUr die in Fig. 5 dargestellte Konfiguration. Die Zielparameterschätzeinrichtung 6 kann bestimmte zusätzliche Eigenschaften umfassen, damit die effektive Verwendung von redundanter Information Uber den Zielabstand und die Relativgeschwindigkeit möglich ist.The propagation medium 2 and the reflective target 3 work analogously to their respective roles in Fig. 3. The processing sequence 5 acts very similarly as in Fig. 3, but in parallel for each signal band. Fig. 6 shows schematically the parallel processing for the configuration shown in FIG. The target parameter estimator 6 may include certain additional properties to enable effective use of redundant information about the target distance and the relative speed is possible.

Es kann unterstellt werden, daß die Polarisatonsfilterung (falls anwendbar) oder die Kreuzkorrelationsvorgänge 5CA, 5CB, 5CC, usw. nach Fig. 6 tatsächlich eine Trennung der Signalbänder ergeben. Beispielsweise erzeugt jeder solche Vorgang Korrelationskomponenten analog A(t), B(t) der Fig. 4 (auch Gleichung 30). Gleichung (29) zeigt die Fouriertransformationen A(w), B(w) in polarer Form. Wenn das Amplitudenspektrum des empfangenen Ruckkehrsignales nicht das des Grundfunktionspaares der Kreuzkorrelation 5CA, 5CB, 5CC usw. überlappt, tritt Uberhaupt keine Abgabe auf. Somit beeinflussen sich die koinzidenten Signalbänder nicht und können vollständig unabhangig voneinander behandelt werden.It can be assumed that the polarization filtering (if applicable) or the cross-correlation processes 5CA, 5CB, 5CC, etc. of Fig. 6 actually do one Separation of the signal bands result. For example, any such operation produces correlation components analogous to A (t), B (t) of FIG. 4 (also equation 30). Equation (29) shows the Fourier transforms A (w), B (w) in polar form. If the amplitude spectrum of the received Return signal not that of the basic function pair of the cross correlation 5CA, 5CB, 5CC etc. overlap, no discharge occurs at all. Thus, the coincident signal bands are not and can be treated completely independently will.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die ähnlich der Ausführungsform nach Fig. 5 insoferne ist, als das reflektierende Ziel 3 wiederum durch Relativgeschwindigkeit , Entfernung und Winkelinformation in mehr als einem Winkel als z.3. der Peilwinkel und der Höhenwin!<el identifiziert wird. Im Gegensatz zur «wsführungsform nach Fig. 5, die gleichzeitig viele Signalbander verwendet, ist hierbei die Winkelinformation in unterschiedlicher Weise in den verschiedenen Teilsignalen der abgehenden Signalfolge 1A phasenkodiert. Der Sender arbeitet in diesem Fall wie in Fig. 3, wobei nur ein einzelnes Signalband verwendet wird, das so definiert ist, daß es eine gleichförmige Polarisation (falls anwendbar) mit impulsförmigen Teilsignalen von vier Eigenschaften besitz wobei ein Frequenzbehalt auf wO <iw( < Wf begrenzt ist.Fig. 7 shows another embodiment of the invention that is similar the embodiment of FIG. 5 in that the reflective target 3 is again by relative speed, distance and angle information in more than one Angle as z.3. the bearing angle and the elevation angle! <el is identified. In contrast for the guide form according to FIG. 5, which uses many signal bands at the same time, is here the angle information in different ways in the different Partial signals of the outgoing signal sequence 1A phase-coded. The transmitter works in in this case as in Fig. 3, using only a single signal band which is defined as having a uniform polarization (if applicable) with pulse-shaped Partial signals have four properties with a frequency retention on wO <iw ( <Wf is limited.

Eine mögliche Vorrichtung zur Erzielung der diversen Phasenkodierungen ist in Fig. 7 gezeigt, in der unterschiedliche Phasenlinsen 7 nacheinander zwischen den Sender 1 und das reflektierende Ziel 3 eingesetzt sind, derart, daß jedes Teilsignal der abgehenden Signalfolge 1A auf eine andere Linse trifft. Wenn eine Infmation über zwei Winkel erwUnscht ist, werden wenigstens zwei solcher Linsen erforderlich. Zusätzliche Winkel erfordern zusätzliche Linsen und wenigstens eine äquivalente Anzahl von Teilsignalen in der abgehenden Folge.A possible device for achieving the various phase encodings is shown in Fig. 7, in which different phase lenses 7 successively between the transmitter 1 and the reflective target 3 are used in such a way that each partial signal of the outgoing signal sequence 1A hits another lens. If an infmation If two angles are desired, at least two such lenses are required. Additional angles require additional lenses and at least one equivalent Number of partial signals in the outgoing sequence.

Es sei jede Phasenkodierung durch einen einzigen Phasenwert G1 gekennzeichnet, so daß, wie bei vorausgehenden Erörterungen, die Charakterisierung verallgemeinert werden kann, damit realistischere Kodierungen allgemeiner linearer Form vorgenommen werden. Es wird nunmehr angenommen daß die gewUnschte Winkelinformation . auf e. durch die bekannt oder 3 1 empirisch bestimmte Beziehung #i = gi (#j) (36) bezogen wird, wobei i das Teilsignal der Folge und j die spezielle Winkel information in einer Ebene j, die den Sender 1 enthalt und die sich auf eine Linie in dieser Ebene bezieht, bezeichnet.Let each phase coding be characterized by a single phase value G1, so that, as in the previous discussion, the characterization generalizes can be used to make more realistic encodings of general linear form will. It is now adopted that the desired angle information . on e. by the known or 3 1 empirically determined relationship #i = gi (#j) (36) is related, where i is the partial signal of the sequence and j is the special angle information in a plane j which contains the transmitter 1 and which is on a line in this Level refers, referred to.

Für eine konkretere Erörterung wird der spezielle Fall betrachtet, in welchem nur zwei abgehende Teilsignale, i = 1,2 und ein Wert von oder # 1 vorhanden sind. g1 und g2 sollen als durch die Gleichungen #1 = #1 #2 = -#1 (37) definiert sein.For a more concrete discussion, consider the specific case in which only two outgoing partial signals, i = 1,2 and a value of or # 1 are present are. Let g1 and g2 be defined by the equations # 1 = # 1 # 2 = - # 1 (37) be.

Es können nun in ähnlicher Weise andere Phasenlinsen 8 zwischen dem Echo 3A von dem reflektierenden Ziel 3 und dem Empfänger 4 angeordnet sein, Eine solche Linse ist in Fig. 7 dargestellt. Wie vorher charakterisiert der einzelne Wert der Phase #i die Kodierung, wobei i wiederum sich auf die Teilsignale, nunmehr aber der Echofolge 3A bezieht. fi ist auf die gewUnschte Winkelinformation bezogen, die als eine spezifizierte Linie in einer Ebene k durch den Empfänger 4 aufgrund der bekannten oder empiri ch ermittelten Beziehung = hi(Y k) (38) abgestellt ist. It can now in a similar manner other phase lenses 8 between the Echo 3A from the reflective target 3 and the receiver 4 may be arranged, one such lens is shown in FIG. As before, characterizes the individual Value of phase #i the coding, where i in turn refers to the partial signals, now but the echo train 3A relates. fi is related to the desired angle information, which is due to the receiver 4 as a specified line in a plane k the known or empirically determined relationship = hi (Y k) (38) is turned off.

Zu Darstellungszwecken und ohne Aufgabe der allgemeinen Gültigkeit sei eine einzige Linse 8, und ein einziger gewünschter Winkel y 1 angenommen derart, daß für die beiden zuruckkehrenden Teilsignale die Phasenkodierung durch die Linse 8 #1 = y1 (39) #2 = y1 sein würde, wobei h1, h2 implizzit in den Gleichnungen 39 definiert sind.For purposes of illustration and without giving up general validity Assume a single lens 8 and a single desired angle y 1 such that that the phase coding for the two returning partial signals by the lens 8 would be # 1 = y1 (39) # 2 = y1, with h1, h2 implicit in the equations 39 are defined.

Es ist wichtig, zu vermerken, daß für jeden gewünschten Winkel fUber den ersten hinaus entweder g1(#j) oder hl(Yk) fur das Teilsignal i eine einzige bewertete Form haben muS, die allgemeiner ist als die einfache Addition eines konstanten Wertes.It is important to note that for any desired angle, f the first either g1 (#j) or hl (Yk) for the partial signal i is a single one must have valued form, which is more general than the simple addition of a constant Worth.

Die im einzelnen in Fig. 8 beschriebene Verarbeitungsfolge 5 ist analog der Folge nach Fig. 4 durch das Element 5F dieser Figur, wobei die Zeiteinstellung der Spitzen in der Korrelationskomponenten Quadratsumme zu Schätzungen der relativen Zielgeschwindigkeit und des Zielabstandes fUhr Fig. 8 zeigt, daß 5G1 nach Fig. 4 verwendet wird, um die Phasencharafteristik fUr jedes Teilsignal zu schätzen. Unter Bezugnahme auf die Gleichungen (36) und (37) ergeben sich diese allgemein zu #i + #i = gi(#j) + hi(yk) (40) die einen Satz von i gleichzeitigen Gleichungen für j + k Unbekannte darstellen. Die unbekannten #j und yk stellen die gewünschte Winkelinfor mation dar, und können bestimmt werden, wenn i # j + k ist.The processing sequence 5 described in detail in FIG. 8 is analogous of the sequence of Fig. 4 through the element 5F of this figure, the timing the peaks in the correlation components sum of squares to estimates the relative Target speed and target distance for FIG. 8 shows that 5G1 according to FIG is used to estimate the phase characteristics for each partial signal. Under With reference to equations (36) and (37), these result in general as #i + #i = gi (#j) + hi (yk) (40) the one set of i simultaneous equations for j + k represent unknowns. The unknown #j and yk provide the desired angle information mation, and can be determined when i # j + k.

In dem vereinfachten Fall, der zur Darstellung in den Gleichungen(37) und(39)gewählt ist, lauten die Gegenstücke zu den Gleichungen (40) #1 + #1 = #1 + y1 (41) #2 + #2 = -#1+ y1 wobei die Lösung direkt als eine einfache Summe und Differenz von beobac#-teten Phasen oder erhalten werden kann. Die aufeinanderfolgenden Phasenkodierungen, die auf das fortschreitende Signal durch die in Kaskade geschalteten Phasenlinsen 7 und 8 aufgegeben werden, sind einfach additiv.In the simplified case chosen for representation in equations (37) and (39), the counterparts to equations (40) are # 1 + # 1 = # 1 + y1 (41) # 2 + # 2 = - # 1 + y1 where the solution is given directly as a simple sum and difference of observed phases or can be obtained. The successive phase encodings which are applied to the advancing signal by the cascaded phase lenses 7 and 8 are simply additive.

Wenn die Phasenstörung, die durch eine Linse aufgegeben wird, eine allgemeinere Beschreibung, z.ß. eine lineare Annäherung, wie sie durch Gleichung (35) beschrieben ist, erfordert, ist der Vorgang ähnlich, mit der Ausnahme, daß nach der Bestimmung der gewünschten Winkelinformation aus dem Teilsignal i eine Zeitkorrektur erforderlich ist, die noch einmal zu einer Korrektur für die Zielentfernung und bei dieser Ausführungs form auch fur die relative Zielgeschwindigkeit führt. Bei anderen Ausfuhrungsformen der Erfindung, bei denen alle Teilsignale durch gemeinsam Phasenlinsen geführt werden, war für die relative Zielgeschwindigkeit keine Korrektur erforderlich. Die Zeitkorrektur, die sich auf jede Linse bezieht, kann empirisch als eine Funktion der Phase wie vorher unter Vewendung von Zielen mit bekannten Parametern bestimmt werden.When the phase perturbation abandoned by a lens is a more general description, e.g. a linear approximation as given by equation (35) requires the operation is similar except that after determining the desired angle information from the partial signal i a Time correction is required which once again results in a correction for the target distance and in this embodiment also leads to the relative target speed. In other embodiments of the invention in which all partial signals through jointly Phase lenses are guided, was no correction for the relative target speed necessary. The time correction related to each lens can be empirical as a function of phase as before using targets with known Parameters are determined.

Diese gleiche Eichtechnik tefiniert die Beziehungen -#i = gi (#j) = = hi ( fr) (Gleichungen 37 und 38), wenn sie nicht theoretisch oder auf einer anderen Basis bestimmt werden.This same calibration technique defines the relationships - # i = gi (#j) = = hi (fr) (equations 37 and 38) if not theoretical or based on a other basis to be determined.

Es ist auch zu berucksichtigen, daß 5G2 nach Fig. 4 für jedes Teilsignal wiederum Werte von #i + #i ergeben würde, die in ähnlicher Weise verwendet werden können, um die gewünschte Winkelinformation abzuleiten und die relative Zielgeschwindigkeit und den Zielabstand zu korrigieren, falls solche Korrekturen erforderlich werden sollten.It should also be noted that 5G2 of FIG. 4 for each sub-signal in turn would yield values of #i + #i which are used in a similar manner can to derive the desired angle information and the relative target speed and correct the target distance, if such corrections are required should be.

Eine weitere AusfUhrungsform der Erfindung, die sich aus den vorstehende Erörterungen ergibt, ist eine solche, die die Elemente umfaßt, die beispielsweise durch die Fig. 5 und 7 und ihre komplementären Verarbeitungsfolgen nach den Fig. 6 und U angegeben sind. Hierbei wird ein reflektierendes Ziel 3 (nach Fig. 5 oder 7) entsprechend der relativen Geschwindigkeit, dem Abstand und der Winkelinformation in mehr als einem Winkel, z.B,als der Peilwinkel und der Höhenwinkel identifiziert. Die Phasenkodierung der gewunchten Winkelinformation würde jedoch nicht für alle Teilsignale der abgehenden Folge die gleiche sein wie in Fig. 7, und es wUrde mehr als ein einziges Band verwendet werden, wobei solche Bänder, sogar nach Dopplereffekten, aufgrund der Polarisation und/oder Frequenzunterschiede wechselweise exklusiv sind, und wobei jedes "and eine kodierte unterschiedliche :i'inkelinformation besitzt.Another embodiment of the invention that emerges from the above Discussions reveals is one that includes the elements that, for example by FIGS. 5 and 7 and their complementary processing sequences according to FIGS. 6 and U are indicated. Here, a reflective target 3 (according to Fig. 5 or 7) according to the relative speed, distance and angle information in more than one angle, e.g. identified as the bearing angle and the elevation angle. However, the phase encoding of the desired angle information would not work for everyone Partial signals of the outgoing sequence would be the same as in Fig. 7 and there would be more can be used as a single band, such bands, even after Doppler effects, are mutually exclusive due to the polarization and / or frequency differences, and each "and" has encoded different: i'ink information.

Eine praktische Aufgabe beim Kombinieren des Vorgehens nach den Fig. 5 und 7 in der beschriebenen Weise besteht darin, eine noch größere redundanz aller reflektierenden Zielparameter zu erzielen, ohne jedoch die Zeitperiode zu vergrößern, die erforderlich ist, um solche Identifizierungen vorzunehmen. Details zur Erzielung der Verarbeitung für solche Identifizierungen ergeben sich aus den Fig. 6 und 8.A practical task in combining the procedure according to Figs. 5 and 7 in the manner described is to provide an even greater redundancy of all to achieve reflective target parameters without, however, increasing the time period, necessary to make such identifications. Details on how to achieve it the processing for such identifications can be seen in FIGS. 6 and 8.

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die sehr ähnlich beschrieben werden kann wie Fig. 7, wobei wiederum ein reflektierendes Ziel 3 nach seinen Parametern als Zielentfernung, relative Geschwindigkeit und Winkelinformation in vielen .einzeln identifiziert wird; es erfolgt jedoch in diesem Falle eine Annäherung auch fUr eine Phasenstörung 2A, die eine Funktion des Zielabstandes ist, der durch das Fortschreitmedium 2 und/oder das reflektierende Ziel 3 als Funktion des Winkels des Signalauftreffens eingeführt wird. Zu Darstellungszwecken wird bei vorliegender Erörterung die Phasenstörung so angenommen, daß sie ganz zum Fortschreitmedium 2 beiträgt, wobei die Allgemeingültigkeit| der Technik; bei der eine solche Annahme gemacht wird, erhalten bleibt.Fig. 9 shows an embodiment of the invention that is very similar can be described as in FIG. 7, again with a reflective target 3 after its parameters as target distance, relative speed and angle information individually identified in many; however, in this case there is an approximation also for a phase disturbance 2A, which is a function of the target distance caused by the progressive medium 2 and / or the reflective target 3 as a function of the angle of signal impingement is introduced. For illustration purposes will In the present discussion, the phase perturbation is assumed to be entirely a medium of progress 2, whereby the general validity | of the technique; at which such an assumption is made, is preserved.

FUr praktische Materialien oder Fortschreitmedien 2 ändert sich die Phasenstörung 2A allmählich und wird durch einen analyt#ischen Ausdruck entsprechend der Gleichung (35) dargestellt. Eine derartige Phasenstörun wurde speziell in allen vorausgehenden Ausführungsformen der Erfindung erörtert und behandelt, bei denen eine Winkelinformation zu bestimmen war. Als eine Folge einer störung dieser Form ergibt eine Zielentfernung korrektur, es wird jedoch kein Relativgeschwindigkeitsfehler eingeführt, da alle Teilsignale sich der gleichen Phasenstörung 2A gegenüber sehen.For practical materials or progressive media 2, this changes Phase perturbation 2A gradually and is represented by an analytical expression accordingly represented by equation (35). Such phase disturbance was specific to all discussed and discussed previous embodiments of the invention in which an angle information was to be determined. As a result of a disorder of this form results in a target distance correction, but there is no relative speed error introduced, since all partial signals face the same phase interference 2A.

Die Konstanten, die der Phasenstörung in Form der Gleichung (35) angenähert sind, werden ebenfalls geschätzt.The constants that approximate the phase perturbation in the form of equation (35) are also appreciated.

In Fig. 9 ist die Rolle des Ausbreitmediums 2 in bezug auf die Phase analog der Einschaltung einer zusätzlichen Phasenlinse 7 oder 8. Im Unterschied zu den Phasenlinsen 7 oder 8 sind die Phaseneinflüsse, die eingefUhrt werden sollen, nicht als Teil der Erfindung betrachtet und verändern sich mit der Zielentfernung oder besser dem Laufabstand des Signales anstatt einer Winkelinformation, Die Phasenstörungen 2A für einen gegebenen Wert der Zielentfernung R seien angenommen mit #(w) = #0 + #1w; #0 = #(R) (43) Da Phaseneinflüssc additiv sind, und falls die Phasenstörung, die durch die Phasenlinsen 7 und @ eingeführt werden, eine Form analog der Gleichun th (43) besitzen, ist für das i Teilsignal der Echofolge 3A, nachdem es bei 4 aufgenommen und entsprechend der Verarbeitungsfolge 5 nach Fig. 8 verarbeitet worden ist, die Phase i + #i + #0 = gi(#j) + hi(yk) + #(R) (44) wobei gi und h. so wie in den Gleichungen (36) und (38) definiert sind, und #(R) eine Funktionc6r Zielentfernung ist.In Fig. 9 is the role of the spreading medium 2 with respect to phase analogous to the inclusion of an additional phase lens 7 or 8. In difference for the phase lenses 7 or 8 are the phase influences that are to be introduced, not considered to be part of the invention and change with target range or better the running distance of the signal instead of an angle information, the phase disturbances 2A for a given value of the target range R, assume # (w) = # 0 + # 1w; # 0 = # (R) (43) Since phase influences are additive, and if the phase perturbation, which are introduced through the phase lenses 7 and @, a shape analogous to the equation th (43) is for the i partial signal of the echo train 3A after it has been recorded at 4 and has been processed in accordance with the processing sequence 5 of FIG Phase i + #i + # 0 = gi (#j) + hi (yk) + # (R) (44) where gi and h. as defined in equations (36) and (38), and # (R) is a function c6r Target distance is.

In diesem Fall werden gi, hi und (R) alle theoretisch oder sonst durch empirische Studien unter Verwendung eines reflektierenden Zieles 3 mit bekannten Parametern bestimmt. Die Gleichungen (44) können gleichzeitig gelöst werden oder durch kleinste Quadrate fUr eine ausreichende Anzahl von Teil-signalen (i j + k + 1) damit #j, Y k und R erhalten werden, die wiederum Werte für #i, #i, #0 getrennt von ihrer Summe ergeben können. Zur Phasenkennzeichnung der allgemeinen spezifizierten Form ist zu beachten, daß eine Zeitkorrektur für jedes Teilsignal erforderlich wird, das die Bestimmungen sowohl der relativen Zielgeschwindigkeit als auch des Zielabstandes modifizieren. In this case, gi, hi and (R) all become theoretical or otherwise through empirical studies using a reflective target 3 with known Parameters determined. The equations (44) can be solved or simultaneously by least squares for a sufficient number of partial signals (i j + k + 1) so that #j, Y k and R are obtained, which in turn separate values for #i, #i, # 0 from their sum. For phase identification of the general specified Form it should be noted that a time correction is required for each partial signal, the determinations of both the relative target speed and the target distance modify.

Die Zeitkorrektur, die in bestimmten der vorausgehenden Ausführungsbeispiele beschrieben ist, kann theoretisch berechnet worden oder in sonsti ger Weise nach einer empirischen Methode unter Verwendung eines be!zannten reflektierenden Zieles @ bestimmt werden, so daß für werte von #i, #0 oder #j, yk, R eine enstprechende Summe von Korrekturen aufgegeben wird. Wenn # und die Zeitkorrektur für das Ausbreitmedium 2 einmal bekannt sind, ist die PhasenstUrung 2A des Mediums nach Gleichung (43) wie auch jede andere gewünschte Information bekannt. Die dem Wert #0 oder R zugeordnete Zeitkorrektur gibt Anlaß dazu, daß keine Änderung| in der Berechnung der relativen Zielgeschwindigkeit eintritt, da, wie erwähnt, alle Teilsignale der gleichen Zeiteinstellung unterworfen sind. The time correction used in certain of the preceding embodiments can be calculated theoretically or in some other way an empirical method using a labeled reflective target @ can be determined so that for values of #i, # 0 or #j, yk, R a corresponding Sum of corrections is abandoned. If # and the time correction for the propagating medium 2 are known once, the phase disorder 2A of the medium according to equation (43) as well as any other information desired. The one associated with the value # 0 or R. Time correction means that no change | in calculating the relative Target speed occurs because, as mentioned, all partial signals have the same time setting are subject.

Fig. 9 stellt die allgemeinste Ausführungsform der Erfindung bis zu diesem Punkt in einem einzigen Signalband dar, wie durch Frequenzabstand und Polarisationsrichtung definiert, falls letztere anwendbar ist. Fig. 9 represents the most general embodiment of the invention to at this point in a single signal band as represented by frequency spacing and Direction of polarization defined, if the latter is applicable.

Fig. 5 andererseits zeigt eine Ausfohrungsform, bei der die Phasenkodie rung von Zielparametern und Ausbreitmaterialeigenschaften (falls zutreffend ) eine Anzahl von Signalbdndern verwenden. Es folgt daraus, daß eine umfassendere Ausfuhrungsform betrachtet werden kann, bei der eine Anzahl von Signalbundern verwendet wird, wobei die Technik in jedem einzelnen wignalband sowie in Fig. 9 durchgefUhrt wird. On the other hand, FIG. 5 shows an embodiment in which the phase code Specification of target parameters and slurry properties (if applicable ) use a number of signal bands. It follows that a more comprehensive Embodiment can be considered in which a number of signal bundles are used The technique is carried out in each individual signal band as well as in FIG will.

Ein Ausfuhrungsbeispiel dieser Art würde die weitestgehende Redundanz fUrdie Identifizierparameter des reflektierenden Zieles ergeben und wurde auch die Kennzeichnung der Phasenstörung des Ausbreitmediums und/oder des reflektierenden Zieles in einer Anzahl von Frequenzbändern und Polarisationsrichtungen ermöglichen.An exemplary embodiment of this type would have the greatest possible redundancy for the identifying parameters of the reflective target and became the Identification of the phase disturbance of the propagating medium and / or the reflective one Target in a number of frequency bands and polarization directions.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die alle bisher beschriebenen anderen Variationen komplementiert, wUrde die Verwendung einer Amplitudenspektralinformation einschließen, die entweder kollektiv aus dem empfangenen Rückführsignal bestimmt oder in sonstiger Weise aus individuellen Teilsignalen als ein zusätzlicher Zielidentifizierparameter, der seine 'tQualitot" beschreibt, berechnet werden. Nach Fig. 4 wurde in 5G2 zuerst die Verwendung der Fourieranalyse in der vorausgehenden Folge des empfangenen Rückführsignales 5A festgestellt.Another embodiment of the invention, all of which have been described so far other variations would be complemented by the use of amplitude spectral information include, either collectively determined from the received feedback signal or in any other way from individual partial signals as an additional target identification parameter, which describes its' tQualitot ". According to Fig. 4, in 5G2 the use of Fourier analysis in the previous sequence of the received feedback signal 5A noted.

Während der ganzen vorausgehenden Erörterungen war die eine hlodifizierung, die für das Amplitudenspektrum der Basissignalpaare zugelassen wurde, ein Dopplereffekt. Nachstehend wird auf Änderungen im Amplitudenspektrum verwiesen, die durch frequenzabhängige alternative Mechanismen des Ausbreitmediums und auch die frequenzabhängigen Reflexionseigenschaften des Zieles verursacht sind.Throughout the preceding discussion, the one modification was which was allowed for the amplitude spectrum of the base signal pairs, a Doppler effect. Reference is made below to changes in the amplitude spectrum caused by frequency-dependent alternative mechanisms of the propagation medium and also the frequency-dependent reflection properties of the target.

Ein bevorzugter Verlust an höheren Frequenzkomponenten als Funktion der Länge des Ausbreiades ist eine gemeinsame Charakteristik der meisten Ausbreitmedien. Spezielle Medien können "Fenster"-Effekte zeigen, wobei für bestimmte Frequenzen oder Polarisationen eine anomale Dämpfung oder fehlende D8mpfung auftritt. FUr all zulässig n Basissignole , die entweder drei oder vier fundamentale Eigenschaften besitzen, sollen diese Effekte in den meisten Fällen den grundlegenden gleichmößigen und unimodalen Charakter des Amplitudenspektrums nicht rindern, und damit wUrden die mathematischen Näherungen ihre Gültigkeit besitzen. Es wUrden keine Effekte auf die Phase induziert, wie sie hier gemessen wird, da die Basissignale Teil eines gemeinsamen Amplitudenspektrums sind.A preferred loss of higher frequency components as a function the length of the spreading path is a common characteristic of most spreading media. Special media can show "window" effects, being for certain frequencies or polarizations an abnormal attenuation or lack of vaccination occurs. For all n basic signals are permitted, either three or four fundamental signals Having properties, these effects are supposed to be the most basic in most cases do not diminish the uniform and unimodal character of the amplitude spectrum, and the mathematical approximations would then have their validity. There would be none Effects on the phase induced, as measured here, as the base signals Are part of a common amplitude spectrum.

Empirische Studien sind in einer Reihe von vorausgehenden Erörterungen als Mittel zum Aufbau von Normen und funktionellen Beziehungen genannt worden, die zur Bestimmung bestimmter Zielidentifizierparameter erforderlich sind. Durch empirische Studien ist es eindeutig möglich, die absoluten Amplituden und Änderungen in Form des Amplitudenspektrums von Teilsignalen zu bestimmen, die durch ein Ausbreitmedium erzeugt werden, so daß diese Effekte aus der Betrachtung ausgeschlossen werden können.Empirical studies are in a number of the previous discussions has been cited as a means of building norms and functional relationships, the are required to determine certain target identification parameters. Through empirical Studies it is clearly possible to determine the absolute amplitudes and changes in shape to determine the amplitude spectrum of partial signals passing through a propagation medium can be generated so that these effects can be excluded from consideration.

Andere Unterschiede in der Größe und Form müssen dann im Sinne des Ziele diagnostisch sein, wobei ihre Qualität beschrieben wird.Other differences in size and shape must then be taken into account Targets to be diagnostic, describing their quality.

Besonderheiten der Zielform wie auch eines Ubergangscharakters in den reflektierenden Eigenschaften können Modifikationen für das Amplitudenspektrum ergeben, die für bestimmte Ziele einmalig sind und damit positi ve Identifizierungen erleichtern oder sonst auf einfache Weise ihre Einstufung in Kathegorien unterstützen. In Verbindung mit der Zielqualitätsbestimmung ist auch zu berücksichtigen, daß die Phase eine gewisse Rolle spielt, da eine Phasenverschiebung von 180° oder eine Umkehr des arithmetischen Vorzeichens des Echos eine Unterscheidung zwischen "harten" und "weichen" Zielen ermöglicht, wo die Größen der reFlektieren den Kontraste zwischen dem Ziel und dem Ausbreitmedluw gleich sind. Die Bezeichnung "hart" wird auf Ziele von Materialien angewendet, bei denen die ;jignalausbreitgeschwird igkeit die Geschwindigkeit im Ausbreitmedium Uberschreitet.Special features of the target form as well as a transitional character in the reflective properties can have modifications for the amplitude spectrum which are unique for certain goals and thus positive identifications facilitate or otherwise support their classification in categories in a simple way. In connection with the target quality determination, it must also be taken into account that the Phase plays a certain role, as a phase shift of 180 ° or a reversal of the arithmetic sign of the echo a distinction between "hard" and allows "soft" aiming where the sizes of the reflect the contrasts between the goal and the medium of spread are the same. The term "tough" is used on goals of materials where the signal propagation speed is the speed exceeds in the propagation medium.

Eine Zielqualitätsinformation ist in den Teilsignalen der Signalfolge wie auch in der gesamten Folge selbst enthalten. Somit wird, wie auch im Falle der meisten anderen oas Ziel beschreibenden Parameter ein Maß fUr die Redundanz erhalten. A target quality information is in the partial signals of the signal sequence as also contained in the entire episode itself. Thus, as in the case of the Most of the other parameters describing the objective are given a measure of the redundancy.

Fig. 1 zeigt die grundlegende Ausführungsform der beschriebenen Erfindun sie kann jedoch zur Erla.'uterung der meisten weiteren Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden. Alle Variationen der Erfindung, soweit beschrieben, haben einen einzigen Sender 1, einen einzigen Empfänger 4 und ein einziges reflektierendes Ziel 3. Es kann jedoch eine beliebige Anzahl eines jeden dieser Elemente zur Anwendung kommen, wobei alle anderen wesentlichen Merkmale der Erfindung beibehalten werden können, so daß die Vielzahl von reflektierenden Zielen jeweils individuell entsprechend ihren Parameter mit dem Grad an Redundanz identifiziert werden kann die die jeweilige AusfUhrungsform zuläßt. Fig. 10 gibt eine solche Ausführungsform auf der Basis der Änderung nach Fig. 1 als Beispiel an. In Fig. 3 sind drei getrennte reflektierende Ziele 3, zwei getrennte Empfänger 4A, 4B und ein einziger Sender 1 gezeigt. Das Ausbreitsignal 1A entspricht dem nach Fig. 1 und das Ausbreitmedium 2 ebenfalls. Jedes reflektierende Ziel gibt ein Echo an jeden der Empfänger 4A 4B zurUck. Die Verarbeitungsfolgen 5 sind im wesentlichen so, wie in einzelnen in Fig. 2 dargestellt, mit der Ausnahme, daß jedes der reflektierenden Ziele 3 nunmehr einer Folge von Spitzen in der Stufe 5E der Fig. 2 entspricht, die eine willkurliche Beziehung in der Zeit von einer Folge zu einer anderen haben, so daß es erforderlich ist, eine logische Einrichtung vorzusehen, um die Teilspitzen in jeder Folge zu trennen, damit Zielparameter-Schätzungen 6 für jedes reflektierende Ziel vorgenommen werden können. Da zwei Empfänger vorhanden sind, kann die Zielparometer-Schdtzeinrichtung 6 nunmehr eine Winkelinformation mit einschli -ßen, obgleich die AusfUhrungsform nach Fig. 1, auf der dieses Beispiel basiert, keine Vorkehrungen für den Einbau einer solchen Information enthält.Fig. 1 shows the basic embodiment of the invention described However, it can be used to explain most of the further embodiments of the invention be used. All of the variations of the invention so far described have one single transmitter 1, single receiver 4, and single reflective target 3. However, any number of any of these elements can be used come, with all other essential features of the invention being retained can, so that the plurality of reflective targets each individually accordingly their parameters can be identified with the degree of redundancy that the respective Embodiment allows. Fig. 10 gives such an embodiment on the basis of the Change according to Fig. 1 as an example. In Figure 3 there are three separate reflective Targets 3, two separate receivers 4A, 4B and a single transmitter 1 are shown. That The propagation signal 1A corresponds to that according to FIG. 1 and the propagation medium 2 likewise. Each reflective target returns an echo to each of the receivers 4A 4B. the Processing sequences 5 are essentially as shown in detail in FIG. 2, with the exception that each of the reflective targets 3 now have a sequence of Corresponds to peaks in stage 5E of Fig. 2, which shows an arbitrary relationship in of time from one episode to another, so it is necessary to have a to provide logical means to separate the partial peaks in each sequence so Target parameter estimates 6 can be made for each reflective target. Since there are two receivers, the target parometer protection device 6 can now including angle information, although the embodiment according to Fig. 1, on which this example is based, does not take any precautions for the installation of such information contains.

Mit Fig. 11 wird eine analythische Basis vorgeschlagen, durch die die Verwendung einer Information aus den beiden Empfängern 4A, 4B zur Erzielung einer Winkelinformation behandelt werden kann. Der Sender T und die Empfänger R1, R2 der Fig. 11 nehmen bekannte Relativstellungen ein, die entweder fest vorgegeben sind oder sich in bekannter Weise mit der Zeit ändern. Die Verarbeitungsfolge 5 (nach Fig. 2) ist in der Lage, fUr jedes reflektierende Ziel nur eine Entfernung und eine Relativgeschwindi! ~ keit zu schätzen. FUr jede geschntzte Entfernung ist der zulässige Zielort eine Ellipse, wobei Sender und Empfänger, die das jeweilige Echo anzeigen, im Brennpunkt dieser Ellipse angeordnet sind. Die Schnittstell des elliptischen geometrischen Ortes definieren die Zielposition und ergeben damit die Winkelinformation über das Ziel, ausgedrückt im Koordi.With Fig. 11 an analytical basis is proposed through which the use of information from the two receivers 4A, 4B to achieve an angle information can be treated. The transmitter T and the receiver R1, R2 in FIG. 11 occupy known relative positions which are either fixed or change over time in a known manner. The processing sequence 5 (according to Fig. 2) is capable of only one distance for each reflective target and a relative speed! ~ the ability to appreciate. For every protected distance is the permitted destination is an ellipse, with the sender and receiver being the respective Show echo, arranged at the focal point of this ellipse. The interface of the elliptical geometric location define the target position and thus result in the Angular information about the target, expressed in coordi.

natennetzwerk des Senders und der beiden Empfänger. Eine Mehrdeutigkeit der Position kann eliminiert werden, wie in Fig. 11 angezeigt, indem die Konfiguration so ausgelegt wird, daß bestimmte Positionen nicht zuge lassen werden, beispielsweise die links von der gestrichelten Linie AA'.data network of the sender and the two receivers. An ambiguity the position can be eliminated, as indicated in Fig. 11, by changing the configuration is designed so that certain positions are not allowed, for example the one to the left of the dashed line AA '.

Die logische Einrichtung, durch die die Folgen entsprechend den sich unt rscheidenden Zielen isoliert werden, kann Anhaltspunkte Uber die Konsiste z der Relativgeschwindigkeit der Ziele und sogar eine Amplitudenspektral information enthalten, was bei der Ausführungsform nach Fig. 1 nicht erwähnt worden war, jedoch bei einer späteren, weiterentwickelten Techni beschrieben wurde.The logical device through which the consequences correspond to themselves are isolated from distinctive goals, clues about the consistency of e.g. the relative speed of the targets and even an amplitude spectral information contain what was not mentioned in the embodiment of FIG. 1, however was described in a later, more developed Techni.

Um die Technik weiter zu erörtern, bei der eine Vielzahl von Elementen zulässig ist, wird nunmehr bezug auf die Ausführungsform nach Fig. 3 genommen, bei der die Winkelinformation in einem Winkel einer der Zielidentifizierparameter ist, ferner auf eine Computersimulierung. Zu Darstellungszwecken wird die Konfiguration nach Fig. 3 angenommen, jedoch eine Vielzahl von reflektierenden Zielen, insbesondere drei unterstellt.To further discuss the technique involving a variety of elements is permissible, reference is now made to the embodiment of FIG which the angle information at an angle is one of the target identification parameters, also to a computer simulation. The configuration Assumed according to Fig. 3, however a variety of reflective Objectives, especially three subordinate.

Das Signal 1A aus dem Sender 1 soll ein Klauder-Grundsignalpaar sein, wie durch Gleichung (4) beschrieben und in Fig. 13 dargestellt. The signal 1A from the transmitter 1 should be a Klauder basic signal pair, as described by equation (4) and shown in FIG.

Die Amplituden der drei reflektierenden Ziele sollen im Verhältnis von 4:3:2 vorliegen, während ihre Anfongsentfernungen, Winkelinformation und relative Geschwindigkeiten wie folgt sind: Entfernung Winkelinformotion relative Amplitude (Beliebige Geschwindig- (Verhältn is) Einheiten) keite (Verhältnis) Ziel 1 150 0 1 4 Ziel 2 300 -45° 1,05* 3 Ziel 3 450 900 0,95 2 * sich nähernd # sich entfernend Es wird die gleiche Ubereinkunft für das Kodieren der Winkelinformation wie in Fig. 15 angegeben verwendet. Ferner wird angenommen, daß konstant Phasenstörungen durch die Phasenlinse 7 der Fig. 3 eingeführt werden. The amplitudes of the three reflective targets are said to be in proportion of 4: 3: 2 are available, while their initial distances, angle information and relative Velocities are as follows: distance angular information relative amplitude (Any speed (ratio) units) speed (ratio) Goal 1 150 0 1 4 target 2 300 -45 ° 1.05 * 3 target 3 450 900 0.95 2 * approaching # advancing The same convention for coding the angle information is used as in Fig. 15 specified used. It is also assumed that constant phase disturbances the phase lens 7 of FIG. 3 can be inserted.

Auch werden die relativen Zielgeschwindigkeiten als 1 + ihrer Anteile mit der Geschwindigkeit ausgedrückt, bei der ein Ortungssignal 1A wander Da das Ziel 2 sich dem Massenpunkt der Anzeigeeinrichtung nähert, währen das Ziel 3 sich von ihm entfernt, betragen die erwarteten Zielentfernungen fUr die jeweiligen relativen Zielgeschwindigkeiten 280 und 475 5 Einheiten. Wenn alle anderen Parameter einwandfrei identifiziert werden können, kann eine Rekonstruktion des empfangenen Ruckkehrsignales 4 zum Vergleich mit dem Beobachteten erreicht werden. Eine solche Folge wird durch die Computersimulierungon nach Fig. 19 gezeigt, wo der geräuschfreie und der geräuschbehaftete Fall geprüft werden. Also, the relative target speeds are reported as 1 + their proportions expressed in terms of the speed at which a locating signal 1A travels Target 2 is approaching the mass point of the display device, while target 3 is approaching away from him, the expected target distances for the respective relative Target speeds 280 and 475 5 units. If all other parameters are correct can be identified, a reconstruction of the received return signal 4 can be achieved for comparison with the observed. Such a consequence is through the computer simulation shown in Fig. 19, where the noiseless and the noisy Case to be examined.

In Fig. 19 stellt die Kurve A das beobachtete empfangene Rückkehrsignal 4 dar. Die Rekonstruktion aus den angezeigten Parametern ist durch die Kurve D bezeichnet. Kurve B zeigt die Summe der Quadrate der Korrelation komponenten, Kurven C1 und C2. In Fig. 4, die die spezielle Verarbeitung folge 5 beschreibt, ist die Kurve C1 als 5D1, die Kurve C2 als 5D2 und die Kurve B als 5E dargestellt. Die Kurvenfamilien mit '(" i) stellen Ergebnisse dar, wenn Hintergrundgerbusch vorhanden ist. Für diesen Fall gilt, da8 die Unterscheidung zwischen den reflektierenden Zielen eine geringe Schwierigkeit darstellt.In Fig. 19, curve A represents the observed return signal received 4. The reconstruction from the displayed parameters is indicated by curve D. Curve B shows the sum of the squares of the correlation components, curves C1 and C2. In Fig. 4, which describes the specific processing sequence 5, is the curve C1 is shown as 5D1, curve C2 as 5D2 and curve B as 5E. The curve families with '("i) represent results when background gerbusch is present. For this In this case, the distinction between the reflective targets is slight Difficulty represents.

Diese Darstellungen geben bestimmte Vorteile der Ausführungsformen an, die in Umgebungen mit einer Vielzahl von reflektierenden Zielen arbeiten und die, wenn dies zweckintißig ist, eine Vielzahl von Sendern und Empfangern verwenden.These representations give certain advantages of the embodiments who work in environments with a variety of reflective targets and which, when appropriate, use a variety of transmitters and receivers.

Eine allgemeinere Variation der Erfindung, die alle anderen beschriebene Variationen einschließt und die entwickelt werden kann, indem von einer dieser Techniken ausgegangen wird, verwendet ein grundsignalpaar in der Bearbeitungsfolge, das sich von dem Grundsignalpaar des abgehenden cignaltyps unterscheiden kann. Die beiden getrennten Grundsignalpaare solle als das Konstruktionssignalpaar und das Verarbeitungssignalpaar bezeichnet werden. FUr jedes gegebene Konstruktionssignalpaar mUssen die zulässigen Verarbeitungssignalpaare nur Drehungen der Konstruktionssignalpaar Phasenspektren um einen konstanten Winkel darstellen, und alle Unterschiede im Amplitudenspektrum müssen so begrenzt werden, daß das Produkt des Konstruktionssignalpaar-Amplitudenspektrums und des Verarbeitungssignal-paar-Amplitudenspektrums in sich eine Form hat, die einem Grundsignalpaar entspricht.A more general variation of the invention on all of the others described Includes variations that can be developed by any of these techniques is assumed, uses a basic signal pair in the processing sequence that is can distinguish from the basic signal pair of the outgoing cignaltyps. The two separate basic signal pairs should be used as the construction signal pair and the processing signal pair are designated. For any given pair of construction signals, the permissible Processing signal pairs only rotations of the construction signal pair phase spectra represent a constant angle, and any differences in the amplitude spectrum must be limited so that the product of the construction signal pair amplitude spectrum and the processing signal pair amplitude spectrum has in itself a form which corresponds to a basic signal pair.

teile bisher beschriebenen Ausführungsformen verwenden ein gemeinsames Grundsignalpoar für die Konstruktion der abgehenden Signalreihe und der Verarbeitungsfolge. Diese Begrenzung braucht nicht vorhanden zu sein, und es kann bei entsprechender Planung eine Ausgangssignalreihe verwende werden, die mit Klauder-Signalen entwickelt wird, jedoch ein Verarbeitun grundsignalpaar gewählt werden, das mit Gabor-Signalen aufgebaut wird, um gewünschte Zielparameter zu extrahieren (es wird auf die Gleichungen (2B) und (2C) hingewiesen, die speziell Klauder- und Gabor-Signale definieren).parts of the embodiments described so far use a common one Basic signal pool for the construction of the outgoing signal series and the Processing sequence. This limitation does not need to be present, and it can be with the appropriate Planning to use an output signal series developed with Klauder signals will be selected, however, a pair of processing basic signals with Gabor signals is built to extract desired target parameters (it is based on the equations (2B) and (2C), which specifically define Klauder and Gabor signals).

Falls die spezielle Anwendung der Erfindung nicht Gebrauch von der Phase kodierung der Information als Anderung nach den Figuren 1 und 2 macht, brauchen sowohl das Konstruktionssignalpaar als auch das Verarbeitungssignalpaar nur die ersten drei fundametalen Eigenschaften zu erfUllen, die in dieser Erörterung angegeben wurden. Wenn eine Winkelauflösung über eine Phasenkodierung gefordert wird, wird die vierte fundamentale Eigenschft, die in die Diskussion der Anmeldung, wie in den Fig. 3 und 4 eingeführt ist, benötigt. Eine modifizierte Form dieser Eigenschaft kann -für--das Konstruktionssignalpaar und das Verarbeitungssignalpaar genommen werden. Ist ein solches Signalpaar fk(t), fj(t), erbigt sich die revidie#-te Angabe der Eigenschaft IV wie folgt: IV. fk(t) und f.(t) müssen in entsprechende ungeradzahlige und geradzahlige Form über den zentralen Koordinatenwert in ihrem Ini rvall der Definition der Dauer Q um eine konstante Phasenverschiebung bei allen Frequenzen transformierbar sein, wobei der Koordinatenursprung der Defi- -nition einer solchen Phase wiederum bei dem gleichen zentralen Koordinatenwert genommen wird.If the particular application of the invention does not make use of the Phase coding of the information as a change according to Figures 1 and 2 makes need both the construction signal pair and the processing signal pair only those the first three fundamental properties stated in this discussion became. If an angular resolution via phase coding is required, then the fourth fundamental property included in the discussion of filing, as in 3 and 4 is introduced, is required. A modified form of this property can -for- the construction signal pair and the processing signal pair will. If such a signal pair is fk (t), fj (t), the revised # -th specification is inherited of property IV as follows: IV. fk (t) and f. (t) must be in corresponding odd and even-numbered form over the central coordinate value in its interval of Definition of the duration Q by a constant phase shift at all frequencies be transformable, the origin of the coordinates being the definition of such Phase is taken again at the same central coordinate value.

Aus einer erneuten Betrachtung der mathematischen Erörterungen der einfacheren Techniken wird klar, daß die Verarbeitungsfolgen der beschriebenen Weise bis zu Phasenbestimmungen fortschreiten können, indem unterschiedliche Konstruktions- und Verarbeitungssignalpaare mit drei oder vier fundamentalen Eigenschaften je nach der Forderung des Anwendungsfalles verwendet werden und zulässige Abweichungen in den Amplitudenspektren vorliegen. Insbesondere ermöglicht bei der Ausführungsform nach Fig. 1 jedes entsprechende Verarbeitungssignalpaar eine Vervollständigun der gesamten Verarbeitungsfolge nach Fig. 2 in ihrer Gesamtheit ohne Modifikation. Andererseits würde bei der Ausführungsform nach Fig. 3, bei der eine Phasenkodierung verwendet wird, um eine Winkelauflösung zu erreichen, die Verarbeitungsfolge der Fig. 4 über das Element 5F nicht modifiziert werden. Im Anschluß daran würde eine Einstellung der Phase, bezogen auf die konstante Verschiebung des Verarbeitungsgrundpaares relativ zu dem Konstruktionsgrundpaar, beschrieben durch die revidierte Eigenschaft IV erforderlich.From a reconsideration of the mathematical discussions of the With simpler techniques, it will be clear that the processing sequences are as described can progress to phase determinations by using different construction and processing signal pairs with three or four fundamental properties depending on the the requirement of the application are used and permitted There are deviations in the amplitude spectra. In particular, the Embodiment of Fig. 1, each corresponding pair of processing signals is completed the entire processing sequence according to FIG. 2 in its entirety without modification. On the other hand, in the embodiment according to FIG. 3, a phase coding is used to achieve angular resolution, the processing sequence of the 4 cannot be modified via the element 5F. This would be followed by a Adjustment of the phase related to the constant shift of the basic processing pair relative to the basic design pair described by the revised property IV required.

Für eine konkretere Darstellung sei eine abgehende Signalreihe betrachte die erzeugt wird, indem als Konstruktionssignalpaar fk(t), fj(t), definiert durch Gleich (5) mit der Begrenzung der Gleichung (6) und unter Einbeziehung der Gleichung (24) verwendet wird. Bei der Fourierfrequenzdomäne im Anschluß an die Gleichung (25) lauten die Gegenstücke: Fk(w) = F(w) e#i(# + #/2) (45) Fj(w) = F(w) e#i# Wird eine Phasenkodiereinrichtung nach der in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 beschriebenen Technik betrachtet, hat das empfangene Rückkehrsignal5A, das eine konstante Phasenverschiebung P für die jeweilige Winkelauflösung erfahren hat, eine Form ähnlich der Gleichung (27), insbesondere aber fk(s(t - 6/2) - T,e + ) + fj(s(t - d/2 - T) - T,e X ti) (46) Bei der Fourierfrequenzdomäne ist das empfangene Rückkehrsignal 5A (auch Gleichung (46)) nunmehr F(w/s)e+i(# + ß)e+i w/s T/s{e+i(w/s α/2+ #/2)+ e+i(w/s [α/2+ #])}. (47 (vgl. mit Gleichung (28)) Es sei ein Verarbeitungssignalpaar gk(t)r gj(t) ausgewählt, das analog fk(t), f.(t) definiert ist und das als Fourierfrequenzdomd.ne als Gegenstücke hat Gk(w) = G(w) e#i(y + #/2) (48) Gj(w) = G(w) e#i y A(t), B(t) oder 5D1, 5D2 der Verarbeitungsfolge nach Fig. 4 haben dann als Freqeuenzdomänen Äquivalente A(w) = G(w)F(w/s)e+i(# +ß - y)e+i w/s T/s {e+(w/s α/2) + e#i(w/s [α/2 + #] - #/2)} (49) B(w) = G(w)F(w/s)e#(#+ ß-y)e# w/s T/s {e#(w/s α/2 + #/2) + e#i(w/s [α/2 + #])} (vgl. mit Gleichung (29)).For a more concrete representation, consider an outgoing signal series which is generated by, as the construction signal pair fk (t), fj (t), defined by Equal to (5) with the limitation of equation (6) and including the equation (24) is used. For the Fourier frequency domain following the equation (25) the counterparts are: Fk (w) = F (w) e # i (# + # / 2) (45) Fj (w) = F (w) e # i # Will a phase coding device according to that described in connection with FIGS Technically speaking, the received return signal 5A, which has a constant phase shift P has experienced a form similar to the equation for the respective angular resolution (27), but in particular fk (s (t - 6/2) - T, e +) + fj (s (t - d / 2 - T) - T, e X ti) (46) For the Fourier frequency domain, the received return signal is 5A (also equation (46)) now F (w / s) e + i (# + ß) e + i w / s T / s {e + i (w / s α / 2 + # / 2) + e + i (w / s [α / 2 + #])}. (47 (compare with equation (28)) Let it be a processing signal pair gk (t) r gj (t) is selected, which is defined analogously to fk (t), f. (t) and that as Fourier frequency domain as counterparts has Gk (w) = G (w) e # i (y + # / 2) (48) Gj (w) = G (w) e # i y A (t), B (t) or 5D1, 5D2 of the processing sequence according to FIG. 4 then have as frequency domains Equivalents A (w) = G (w) F (w / s) e + i (# + ß - y) e + iw / s T / s {e + (w / s α / 2) + e # i (w / s [α / 2 + #] - # / 2)} (49) B (w) = G (w) F (w / s) e # (# + ß-y) e # w / s T / s {e # (w / s α / 2 + # / 2) + e # i (w / s [α / 2 + #])} (compare with equation (29)).

Aus Gleichung (49) kann diese Analyse parallel zu der Entwicklung durchgeführt werden, die auf den Fig. 3 und 4 basiert, wobei zwei Vorkehrunge berücksichtigt werden müssen. Erstens muß das Produkt G(w)F(w/s) ein Amplitudenspektrum definieren, das im wesentlichen gleichförmig und eingipfelig ist, so daß ein cignalpaar analog fk'(t,#), fj'(t,#) der Gleichung (30) definiert werden kann. Zweitens kann die phasenkodierte Winkelinformation, die sich auf ß bezieht, nur nach dem Kompensieren der Phasendrehung des Konstruktionsignalpaares um e und der Verarbeitungssignalpaardrehung um y kompensiert werden. Die relative Drehung zwischen diesen beiden Paaren ist wiederum konstant und gleich 9 - y Insbesondere ergeben 5G1 und 5G2 der Fig. 4 Phasenbestimmungen in diese Fall von -(# + ß #y), was einen Wert für ß ergibt, wenn eine Korrektur vorgenommen wird, wie dies fUr die bekannten Phasendrehungen e und y erforderlich ist (siehe beispielsweise Gleichung (34)). From equation (49) this analysis can be parallel to the development based on Figs. 3 and 4, two precautions being taken into account Need to become. First, the product G (w) F (w / s) must define an amplitude spectrum, which is essentially uniform and unicodular, so that a cignal pair is analog fk '(t, #), fj' (t, #) of equation (30) can be defined. Second, the phase encoded Angular information relating to β only after compensating for the phase shift of the construction signal pair is compensated by e and the processing signal pair rotation by y will. Again, the relative rotation between these two pairs is constant and equal to 9-y In particular, 5G1 and 5G2 of FIG. 4 give phase determinations in these Case of - (# + ß #y), which gives a value for ß if a correction is made, as is the case for the known phase rotations e and y is required (see, for example, equation (34)).

Die Art der Amplitudenspektralunterschiede, die zwischen dem Konstrulctionssignalpaar und dem Verarbeitungssignalpaar zulässig ist, ist nunmehr klar. G(w) und F(w/s) müssen fUr alle realistischen Dopplervariationen die durch s geregelt werden, in der Frequenz w sich soweit überlappen, daß das Produkt G(w)F(w/s) eine Bandbreite besitzt, die ausreichend groß ist, daß sie einem Signal begrenzter Dauer und mit Impulscharakter entspricht, wenn es auf die Zeitdomäne mit einem konstanten Nullphasenspektrum Ubertragen wird (Diese Forderung ist in gewisser Hinsicht analo# der fundamentalen Eigenschaft II). Auch muß das Produkt G(w), F(w/s) einen Charakter haben, der im ziel wesentlichen dem in der fundamentalen Eige# -schaft I geforderten entspricht.The nature of the amplitude spectral differences that exist between the pair of construction signals and the processing signal pair is allowed is now clear. G (w) and F (w / s) must for all realistic Doppler variations regulated by s, in of the frequency w overlap to such an extent that the product G (w) F (w / s) has a bandwidth which is sufficiently large that it is a signal of limited duration and with Impulse character corresponds when it is on the time domain with a constant zero phase spectrum Is transferred (This requirement is in a certain sense analogous to the fundamental Property II). The product G (w), F (w / s) must also have a character that im target essentially corresponds to what is required in the fundamental ownership I.

Für den Fachmann auf dem Gebiet der Signalverarbeitung ist klar, daß die zulässigen Unterschiede in den Amplitudenspektren des Konstruktionssigna# -paares und des Verarbeitungssignalpaares häufig vorteilhafterweise verwendet werden können. Techniken, die eine gewisse "Konditionierung" von Amplitudenspektren in Verbindung mit einem Korrelations- oder Konvolutionsverfahren verwenden, sind bekannt und werden bei der Behandlung von Signalen zur Anzeige und für andere Anwendungsfölle verwendet (s. beispielsweise Phillip E. Panter, Modulation, Noise and Spectral Analysis, McGraw Hill, Seite 759, 1965). Analog können ähnliche Technik entwickelt werden, die in Verbindung mit vorliegender Erfindung einwandfrei brauchbar sind.It will be apparent to those skilled in the art of signal processing that the permissible differences in the amplitude spectra of the construction signal pair and the pair of processing signals can often be used advantageously. Techniques that involve some "conditioning" of amplitude spectra using with a correlation or convolution method are known and will be used used in the treatment of signals for display and other applications (See, for example, Phillip E. Panter, Modulation, Noise and Spectral Analysis, McGraw Hill, p. 759, 1965). Similarly, similar technologies can be developed that are described in Connection with the present invention are perfectly useful.

Als grundlegendes Beispiel für ein solches Verfahren kann man eine praktische Umgebung betrachten, die in ihrer Eigenart dämpfend ist und die vorzugsweise den hochfrequenten Anteil von F(w/s) entfernt, wenn der Ausbreitabstond zum Ziel zunimmt. FUr eine gewisse Annäherung an den erwarteten Zielabstand kann G(w) umgekehrt eine entsprechende Betonung der hohen Frequenzen ergeben, so daJ das Produkt F(w/s)G(w) wiederum nahezu flach ist. Eine derartige Fiethode verbessert sowohl die Auflösung, die bei der Relativgeschwindigkeitsbestimmung erzielbar ist, wie auch die Abstandsberechnung.As a basic example of such a procedure, one can consider a consider practical environment which is dampening in its nature and which is preferable removes the high frequency component of F (w / s) when the Spreading distance to the goal increases. For a certain approximation of the expected target distance can Conversely, G (w) result in a corresponding emphasis on the high frequencies, so that the product F (w / s) G (w) is again almost flat. Such a fiethode is improved both the resolution that can be achieved when determining the relative speed, as well as the distance calculation.

Diese Ausführungsform nach vorliegender Erfindung ergibt somit eine hohe Flexibilität in allen alternativen Variationen und ermöglicht eine Reihe von Vorteilen, die sich aus einer vernünftigen Manipulation des Amplitud n und Phasenspektralcharakters des Konstruktionssignalpaares und des Verarbeitungssignalpaares ergeben kann. Die Einführung einer Zeitänderung in die Definition des Verarbeitungssignalpaares kann die Anzeigbarkeit über eine Amplitudenspektral"Bleichung" erhöhen, wahrend ferner eine Kompensierung der sich ändernden Konstantphasencharakteristik erzielt wird, die durch ein Ausbreitmedium eingeführt wird. Der Umfang und die Bedeutung solcher Möglichkeiten kann erheblich sein.This embodiment of the present invention thus provides a high flexibility in all alternative variations and enables a number of Advantages resulting from a reasonable manipulation of the amplitude n and phase spectral character of the construction signal pair and the processing signal pair. the Introduction of a time change in the definition of the processing signal pair Increase the displayability via an amplitude spectral "bleaching", while furthermore a compensation of the changing constant phase characteristic is achieved, which is introduced through a spreading medium. The scope and importance of such Opportunities can be substantial.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1.) Method for determining an or multiple target information about the positions and speeds of the targets Use of a transmitter and at least one receiver that is connected to known relative Bodies stationed in a medium that has a known signal propagation rate possesses, characterized in that a signal is transmitted at a certain point in time which has a defined polarizing property and at least two partial signals exists, whereby the time intervals between partial signals are known at the beginning, that every target reflects every signal to every receiver that every received Signal is processed so that each recorded sub-signal that is received by each target is reflected, it is identified that for each identified partial signal the Transit time between transmitter and receiver as well as the interval times between partial signals, reflected from each target are measured as target velocity components from each measured time interval using the known starting time interval value can be generated that each measured signal transit time to determine relative movements between sender, receiver and targets is corrected, and that the corrected Signal propagation time measurements and the known signal propagation speed to achieve it be used by target range determinations.

2. The method according to claim 1, characterized in that at least an angular coordinate for each target is added to a received return signal will.

3. The method according to claim 2, characterized in that for at least a partial signal the angular coordinate is coded separately.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the Angular coordinate is encoded as phase disturbance.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the partial signals are formed as a weighted sum of a construction base signal pair two base signals forming a pair are phase-shifted by 900 with respect to one another are and on a common smooth and essentially similar amplitude spectrum participate, which picks up a continuous frequency band that repeats the reflected signals from each receiver are formed that repeats processed by cross-relationships to a display base signal pair, whereby generating a pair of correlation constituent functions, the display base signal has few properties that are analogous to the basic design signal, however with an amplitude spectrum that of the construct onbasissignalpaares by a Frequency band overlaps, which is larger than a frequency shift which leads to Progressive movement towards the targets and for reflection from moving targets contributes, being the difference in phase angle between construction and display base signals at a common frequency essentially one and constant / one Size proportional to the frequency is that for each recorded signal there is a correlation amplitude function Sums of the absolute values of the correlation component functions formed by expression for expression is formed, with the absolute values raised to a power not less than 1 and the sums are raised to a power greater than 0 but less than 1, and that partial signals reflected from the maxima of the correlation amplitude function identified according to individual goals.

6. The method according to claim 5, characterized in that the construction base signal pair is used as the display base signal pair.

7. The method according to claim 5 and 6, characterized in that for at least one recorded signal an angular coordinate for each target as a phase perturbation is encoded, which is essentially a constant and a size proportional Frequency is that for the coded construction and display base signal pulses individual base signal pulses are used, which has the additional property possess that the phase angles are essentially at all essential frequencies a constant and a magnitude proportional to the frequency are that the constants Phases for individual partial signals measured in the signal picked up by each target that the measured constant phases are for the constant phase values of the Construction and display base signals are compensated for that the angular coordinate be decoded for each target from the compensated constant phases, and that the measured signal transit time for a linear part of the coded phase disturbance is corrected.

8. The method according to any one of claims 4 to 7, characterized in that that for at least one recorded signal the coded phase disturbances for each Objective to be measured from the phase spectra of individual partial signals.

9. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that that for at least one recorded signal the coded phase interference for each Target is measured from phase spectra of individual partial signals, as they are in filtered Shape in the correlation component functions.

10. The method according to claim 7, characterized in that for at least a recorded signal the constant expressions of the coding phase perturbations can be measured for each goal as arctangent functions of relationships that are formed from values of the correlation components at points in time, which are the maxima the correlation amplitude function for identified partial signals from a target corresponding to n, each pair of the values being suitable for forming a ratio is when the corresponding partial signals are phase shifted by 900, and from reflecting the same goal, and taking additional ratios from values the reflected signals are generated

11. The method according to one of claims 2 to 10, characterized in that the target angle coordinate for at least one recorded signal as phase disturbance due to reflection of the transmitted signal encoded by a surface that is outside the critical angle with respect to the angular coordinate is arranged.

12. The method according to any one of claims 2 to 10, characterized in that that the target angle coordinate for at least one recorded signal as a phase disturbance a component is coded by the progress of the transmitted signal drrch whose dispersing property with respect to the angular coordinate changes.

13. The method according to any one of claims 4 to 12, characterized in that that for at least one recorded signal there is more than one angular coordinate for each Target is coded as phase staring for each target in such a way that for at least one of the Angular coordinates, the coding is carried out separately for at least one partial signal becomes, whereby the codings are independent and at least equal in number to the number of angular coordinates are that the phases of the individual partial signals are measured that the angular coordinatesws the measured Phases and the Phase encodings are determined, and that both the signal transition times as also corrected the interval times for linear interference components of the codes will.

14. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in, that for at least one recorded signal at least one angular coordinate as Phase disturbance is coded for each target that the coded angular coordinate in at least one partial signal was different.

and a phase disturbance caused by at least one target is present in each sub-signal reflected from the target, where the different codings and the target phase perturbations are independent, and their number corresponds at least to the number of angular coordinates increased by 1, that the phases of individual partial signals are measured, that the angle coordinates and determine the target phase interference from the measured phases and the phase encodings and that both the signal duration and the interval times for linear Phase noise components of the codes and the target phase noise are corrected.

15. The method according to any one of claims 4 to 12, characterized in that that for at least one recorded signal at least one angular coordinate as Phase disturbance for each target is coded that the coded angular coordinate in at least one partial signal is different Lich, and that a phase interference is generated by properties of the medium, is present in every partial signal, where the encodings and the phase disturbances of the medium are independent, and their Number corresponds to at least the number of angular coordinates increased by 1, that the phases of individual partial signals are measured, that the angular coordinates and the phase disturbance of the medium from the measured phases and the phase encodings can be determined and that both the signal run time and the interval times for linear phase break components of the encodings and the phase disturbance of the medium must be corrected.

16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that that at least two of the signals simultaneously using at least two Transmitters are transmitted, and that the current signals by distinctions in the polarization property and / or frequency are separable.