DE2838185C2

DE2838185C2 - Korrelationseinrichtung in einem Radargerät zum Erfassen eines Radarsignals aus dem Rauschen

Info

Publication number: DE2838185C2
Application number: DE19782838185
Authority: DE
Inventors: Gerard 92340 Bourg-La-Reue Bobillot; Francois Le Chevallier
Original assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Current assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Priority date: 1977-09-09
Filing date: 1978-09-01
Publication date: 1983-08-11
Also published as: DE2838185A1; FR2402971A1; FR2402971B1; GB2010626B; GB2010626A

Description

Die Erfindung betrifft eine Korrelationseinrichtung in einem Radargerät zum Erfassen eines Radarsignals aus dem Rauschen, bei öer das rladarsignal in einer Empfangseinrichtung in Elementarsignale zerlegt wird, mit einem Merkmalsspeicher, der a.< einen Korrelator angeschlossen ist, der Ähnlichkeitsindizes erzeugt.

Eine Art zur Trennung von Signalen ist das dem Signal angepaßte Filtern, das darin besteht, daß man die Korrelationen zwischen dem verrauschten Eingangssignal einerseits und den Merkmalen der von vornherein erwarteten Signale andererseits errechnet. Erwartet man beispielsweise Signale mit bestimmten Frequenzen zu empfangen, so können die Korrelationen zwischen dem empfangenen, verrauschten Signal und den Merkmalen der erwarteten Signale die Ausgangsleistungen der bestimmten Frequenzen entsprechenden Filter für das zu verarbeitende Eingangssignal sein. Diese Art des herkömmlichen Trennens ist häufig nicht anwendbar, wenn man zu viele oder zu komplizierte Merkmale speichern oder erzeugen muß oder wenn man zu wenig über die Entwicklungsgesetzmäßigkeit des Signals weiß oder wenn diese Gesetzmäßigkeit zu starken Schwankungen unterliegt.

Eine zweite Art eines Signaltrennens besteht darin, das zu verarbeitende Signal in eine Folge einfacher EIemenrarsignale zu zerlegen, deren Merkmale man speichern oder gegebenenfalls erzeugen kann. Die Trennung erfolgt, indem man das Signal nacheinander durch jedem Elegientarsignal angepaßte Filter schickt, wie dies beim vorerwähnten Trennen geschieht. Diese Trennung durch jedem aufeinanderfolgenden Elementarsignal angepaßte Filter hat den Nachteil, jedes Elementarsignal unabhängig von den anderen abzutrennen und damit beim Trennen eines gegebenen Elementarsignals die Information außer acht zu lassen, die die wenn auch unvollständige Kenntnis der anderen Elementarsignale vermitteln würde.

Eine Einrichtung zum Trennen von Signalen aus dem Rauschen ist in der US-Patentschrift 35 04164 (E. J. Farrel et al) beschrieben und betrifft eine Vorrichtung zum Trennen eines in einer Störung »ertränkten« Signals in Echtzeit. Diese Vorrichtung verwendet digitale Rechenverfahren zur Ermittlung des Korrelationsverhältnisses zwischen der empfangenen, sortierten Welle und den digital gespeicherten Bezugswellen, wobei die Berechnung des Korrelationsverhältnisses nach dem Verfahren der kleinsten Quadrate erL-olgt.

ίο Eine dritte Art eines Signaltrennens verdeckt den erwähnten Nachteil, indem es das Signal als eine Folge einfacher Elementarsignale behandelt, die logischen Folgegesetzen folgt. Die Trennung des Signals besteht dann darin, diejenige Foige von Merkmalen der EIementarsignale zu ermitteln, die den logischen Folgeregeln gehorcht und die bestmögliche Korrelation mit dem empfangenen Signal aufweist.

Die dritte Art paßt nicht auf als ganz aligeme^:n gültig angenommene Entwicklungsgesetzmäßigkeiten, d. h.

auf die als ganz allgemein angenommenen logischen Regeln für die Aufeinanderfolge von Elementarsignalen. Sie kann nicht in Echtzeit arbeiten oder benötigt Speicher mit einer mit der Länge des zu verarbeitenden Signals exponentiell zunehmenden Kapazität.

Im Artikel »Order-η Correction for Regular Languages« von R. A. Wagner in »Communications of the ACM«, Mai 1974, Bt ad 17, Seite 265, ist eine Einrichtung beschrieben, die die Tolerierung von Auslassungsoder Hinzufügungs-Fehlern eines Elementarsignals in

jo einer bekannten Sprache gestattet. Sie kann aber nur auf bekannte Sprachen Anwendung finden, und es lassen sich mit ihr keine Signale mit als allgemeingültig angenommenen Entwicklungsgesetz verarbeiten. Im Falle der Verarbeitung von mit Abtastantennen empfangenen Signalen können Auslassungs- oder Hinzufiigungs-Fehler nicht auftreten, denn über die Anzahl der von einer Antenne ausgeführten Abtastungen kann es keinen Zweifel geben.
Von L. W. Fung und K. S. Fu w.^:'d in dem Artikel »Maximum Likelihood Syntactic Decoding« aus der Zeitschrift »IEEE Transactions on Information Theory«, Juli 1975, Band IT 21, Seite 423) empfohlen, die Zahl der notwendigen Rechenoperationen mit der dritten Potenz der Anzahl der empfangenen Elementarsignale zunehmen zu lassen.

Demgegenüber soll mit der Erfindung eine Korrelationseinrichtung der eingangs genannten Art geschaffen werden, die die Entdeckungswahrscheinlichkeit gegenüber einer einfachen Korrelation zu erhöhen gestattet.

Dazu ist bei einer Korrelationseinrichtung in einem Radargerät zum Erfassen eines Radarsignals aus dem Rauschen, bei der das Radarsignal in einer Empfangseinrichtung in Elementarsignale zerlegt wird, mit einem Merkmalsspeicher, der an einen Korrelator angeschlossen ist, der Ähnlichkeitsindizes erzeugt, vorgesehen, daß an dem Korrelator eine Sortiereinrichtung angeschlossen ist, die die Ähnlichkeitsindizes größenmäßig ordnet und die geordneten Ähnlichkeitsindizes mit den

ho zugehörigen Merkmalsnummern einem Einlesespeicher zuführt, daß eine Verarbeitungseinrichtung an den Einlesespeicher und einem weiteren Speicher angeschlossen ist, in welchem in einem 1. Teil das Vergleichsergebnis aus den vorhergehenden Elementarsignalen

in abgespeichert ist, daß die Verarbeitungseinrichtung den Inhalt des Einlesespeichers mit dem Inhalt des 1. Teiles des weiteren Speichers vergleicht und in einem 2. Teil des weiteren Speichers abspeichert, daß der Inhalt des

2. Teils in den 1. Teil überschrieben wird und daß der Inhalt des 1. Teils mit dem höchsten Ähnlichkeitswert einer Ausgabeeinheit zugeführt wird. Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Verarbeitung mit der Anzahl der empfangenen Elementarsignale lediglich linear zunimmt, und daß Speicher mit einer nur geringen Kapazität benötigt werden. Es sei hier daran erinnert, daß Speichernutomaten und Stapelautomaten wie folgt definiert sind: Ein Stapel- oder Speicherautomat ist eine Vorrichtung, die sich in einer gewissen Zahl von Konfigurc,tionen befinden kann und die, durch ein Elementarsignal ausgelöst, von einer Konfiguration in eine andere übergehen oder in derselben Konfiguration bleiben kann, je nach dessen Entwicklungsgesetzmäßigkeit. Eine Konfiguration eines Stapel- oder Speicherautomaten ist definiert durch einen Zustand q_k des Automaten und durch ein Register m_k von Symbolen des Speichers. Die Anfangskonfiguration des Automaten ist definiert durch den Zustand q₀ und durch das Register m₀ der Symbole des Speichers. Darüberhinaus muß der Auto- ?n mat einen Komplex von Endzuständen beherrschen, die in der Gesamtheit seiner Zustände enthalten sind. Eine Folge von Elementarsignalen wird als vom Automaten angenommen bezeichnet, wenn der Automat sich durch diese Folge, ausgelöst von seiner Anfangskonfiguration, zu einer Endkonfiguration entwickelt, die einem beliebigen der Endzustände entspricht. Andernfalls weist der Automat die Folge von Elementarsignalen als mit seiner Entwicklungsgesetzmäßigkeit unverträglich zurück. jo

Nehmen wir das folgende Beispiel eines Stapelautomaten mit den beiden möglichen Zuständen q₀ und q_u die beide Endzustände sind, und sieben Symbolen -°°, -2, -1, +1, +2, +°°. Die Anfangskonfiguration ist definiert durch den Zustand q₀ und durch das Symbol »0«. s=* Dieser Automat kann zwei Elementarsignale /J₁ und R₂ empfangen, wobei /J₁ beispielsweise das Nullsignal sein kann und /J₁ ein Nichtnull-Signal. Das Entwicklungsgesetz δ des Automaten besteht aus den folgenden zehn Entwicklungsregeln:

ο, "Ό

(D

ö(R₂; q₀, 0)	= (<?,,	+1)	(2)
6(R₂;q_u+l)	= («?„	+2)	(3)
<J(Ä,;?o,-l)	= (<7o,	-2)	(4)
<5(/J₂;?,,+2)	-(*„	+ oo)	(5)
(J(ZJ₁; <7o, -2)	= (Qo-	-oo,	(6)
0(R₂; ?,,+«)	= (<?,,	+ oo)	(7)
(5(/J₁; <7,,+°°)	*-(Q₀,*	-υ	(8)
(5(ZJ,; i/o, +°°)	= (Qo-	-oo)	(9)

ö(R₂\ q„, -°

+1)

(10)

Ist das erste Elementarsignal /J,, so verlangen die Entwicklungsregeln (1), (4) und (6) des Automaten, daß die Folge aus drei Signalen R₁ bestehen muß, um angenommen zu werden. Der Automat befindet sich dann in des Konfiguration (</_n, -">), und die Regeln (9) und (10) gestatten, daß die Folge entweder weiterhin aus drei Signalen ZJ₁ besteht oder daß sie ein Signal ZJ₂ enthält. Im letzteren Falle verlangen die Regeln (3) und (5), daß drei Signale R₁ nacheinander aufeinanderfolgen. Dann befindet sich der Automat in der Konfiguration (q_u +°°), und die Regeln (7) und (8) gestatten, daß die Folge entweder weiterhin aus Signalen A₂ besteht oder daß sie ein Signal A₁ umfaßt. Ist daegen A₂ das erste Elementarst gnal, so verlangen die Regeln (2), (3), (5) und (7), daß drei oder mehr Signale R₁ aufeinanderfolgen, dann verlangen die Regeln (8), (4), (6) und (9), daß drei oder mehr Signale A₁ aufeinanderfolgen. Man sieht also, daß das Entwicklungsgesetz des als Beispiel benutzten Stapelautomaten, das durch die zehn Vorschriften (1) bis (10) definiert ist, den Regeln der logischen Aufeinanderfolge von Elementarsignalen entspricht, die nur FoI-gen zulassen, die aus aufeinanderfolgenden Gruppen aus mindestens drei identischen Elementarsignalen bestehen.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung nachstehend im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fi gl bei (A) und (Z?) die Regeln i^rir die Anordnung in den Tabellen I und II und bei (C) dieselben Regeln für die Tabelle Γ, die ein Sonderfall von Tabelle I ist;

Fig. 2 + 3 Funktionsablaufdiagramme der Berechnungen, die bei der ersten bzw. der zweiten Iteration durcnzuführen sind;

Fig. 4-10 wie die Tabellen I und II während der ersten und zweiten Iteration gefüllt werden, und zwar für den Fall des Stapelautomaten, der den Entwicklungsregeln Gl. (1) bis Gl. (10) folgt;

Fig. 11 die Form eines Signals, das bei einer Antennenabtastung erhalten wurde, wobei sich das Ziel beinahe in der Richtung α befindet;

Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Einrichtung für den Fall der Verarbeitung von durch Abtastantennen empfangenen Signalen;

Fig. 13 das Funktionsablaufdiagramm der Einrichtung nach Fig. 12;

Fig. 14 die Tabellen I bzw. II während der (J + l)-ten Iteration der mit der Einrichtung von Fig. 12 durchgeführten Berechnungen bei (A) bzw. bei (B);

Fig. 15 die Rücklaufsignale einer Radaranlage, die für ein Ziel im Abstand rfdrei verschiedenen Wiederholungsperioden entsprechen; und

Fig. 16 die Signale von Fig. 15 in »zusammengeklappter Form«.

Wird ein Elementarsignal E_a empfangen, so werden die Vergleichsindizes t_a füry = 1, 2 ... ρ zwischen dem empfangenen Elementarsignal und den Merkmalen Rj berechnet. Wir haben angenommen, daß es ρ Merkmale gibt, und wenn nun die Vergleichsindizes Ähnlichkeitsindizes sind, so definiert man eine Gesamtheit von ρ Zahlen (d_u d₂... d_p) als die nach absteigenden Werten geordnete Folge der ρ Ähnlichkeitsindizes I{. Handelt es sich um Unähnlichkeits-Indizes, so ir.t die Gesamtheit von ρ Zahlen (rf_b d₂... d_p) als die nach aufsteigenden Werten geordnete Folge der Unähnlichkeitsindizes definiert. Weiterhin bestimmt man eine Gesamtheit von ρ Zahlen ;.>·,, S₂ ... s_p) mit Hilfe der Beziehung Sj) = /, wenn dj = l'_e für/ =1 ... p. Es ist auch möglich, die Gesamtheit (rf,, d₂... d_r) einfach mit Hilfe der identischen Folge der Vergleichsindizes (/j, ζ ... /J) zu definieren, wobei dann die Gesamtheit (s_h s₂... s_p) einfach die Folge (1, 2 ... ρ) ist und die Tabelle I von Fig. 1 identisch mit der Tabelle Γ ist.

Im allgemeinen ist es jedoch günstiger, die Vergleichsindizes nach auf- oder absteigenden Werten zu ordnen, denn dann kann man bei den nachfolgenden Berechnungen ^inen Teil der Tabelle I unberücksichtigt lassen.

für den die Vergleichsindizes ausreichend klein (oder groß) sind. Insbesondere ist es dann vorteilhaft, die Vergleichsindizes zu ordnen, wenn die Zahl ρ so groß ist, daß es einen beträchtlichen Zeitgewinn darstellt, wenn man einen Teil von Tabelle 1 unberücksichtigt las- *> sen kann.

Im folgenden soll angenommen werden, daß die Gesamtheit (rf,. J,... J₁,) geordnet wird.

Die geordneten, bestimmten Vergleichsindizes (<Y|. J₂... J₁,) und die Nummern der entsprechenden ι ο Merkmale (s,, 5, ... .s„) werden so in den ersten Speicherblock eingeordnet, wie dies Tabelle I von Fig. 1 zeigt, und zwar anstelle der gleichen Daten für das vorhergehende Elementarsignal E₁, -,, wenn wir uns mitten in einer Iteration befinden. Tabelle Il von Fig. 1 enthält η eine Zeilenzahl, die gleich der Anzahl Zustände des Speicherautomaten ist. dessen Entwicklungsgesetz die Regeln der logischen Aufeinanderfolge der Elementarsignaie wiedergibt, die man sich auferlegt hai. in Fi g. I handelt es sich um (n-*- I) Zustände, die mit q„. q_t ...</„ -" bezeichnet sind. Tabelle Il ist in zwei Teile unterteilt, von denen der erste den Daten aller vorhergehenden Iterationen entspricht, und der zweite den Daten, die im Verlaufe der gegenwärtigen Iteration mit Hilfe der in Tabelle 1 und im ersten Teil derTabelle Il gespeicherten r> Resultate berechnet wurden. Die Größen S„, S, ...S_n sind die Folgen der Merkmalsnummern, und die entsprechenden Merkmalsfolgen selbst lassen den Speicherautomaten von seiner Anfangskonfiguration in die Konfigurationen (</„, m_f)), (^₁, m_t)...(q„, m„) übergehen, in Wie oben erklärt, sind die Größen q_n, q_t ...q„d\e möglichen Zustände des Speicherautomaten und die Größen m,,. m,.. . m„die Symbolregister des Speichers des Automaten. Die Größen D₁. D₁... D_n sind die Vergleichsindizes zwischen dem empfangenen Signal und den Merk- r> malsfolgen. die durch die Größen S_n. S_; ...S_n definiert sind. Beispielsweise geht aus der zweiten Zeile des ersten Teils von Tabelle II, Fig. 1. hervor, daß die durch die Merkmalsnummernfolge S. bestimmte Merkmalsfolge den Speicherautomaten von der Anfangskonfigu- ^Jr> ration in die Konfiguration (</,. m_x) bringt, und weiterhin gehl aus ihr hervor, daß diese Merkmalsfolge mit dem empfangenen Signal durch den Vergleichsindex D_] verknüpft ist. Der zweite Teil von Tabelle II, F i g. 1. enthält mit einem Strich gekennzeichnete Größen, die ·»> die gleiche Bedeutung wie im ersten Teil haben, jedoch für eine nachfolgende Iterationsetappe gelten, d. h.. die Merkmalsnummernfolge So. S[...S^ enthalten eine Merkmalnummer mehr als die Merkmalsnummernfolgen S₁₁. S-. ...S,. so

Die erste Zeile ües zweiten Teils der Tabelle II wird ausgefüllt, indem man unter der Gesamtheit der möglichen Konfigurationen (q_k, m_k) des ersten Teils von Tabelle II diejenige ermittelt, die, durch ein beliebiges der Merkmale mit der Nummer S₁ (j = 1, 2...p) der Tabelle I ausgelöst, zum Zustand q_Q mit einem extremen Vergleichsindex D^ (dem größten, wenn die Vergleichsindizes Ähnlichkeitsindizes sind und dem kleinsten, wenn es sich um Unähnlichkeitsindi?es handelt) führt.

Die /-te Zeile des zweiten Teils von Tabelle II wird ausgefüllt, indem man unter der Gesamtheit der möglichen Konfigurationen (q_k, m_k) des ersten Teils von Tabelle II diejenige ermittelt, die, durch ein beliebiges Merkmal mit der Nummer S₁ (j = !.. .p) aus Tabelle I f>5 ausgelöst, zum Zustand q, mit einem extremen Vergleichsindex D' führt.

Es soll nun anhand von Fig. 2 und Fig. 3 detailliert beschrieben werden, wie die Tabellen I und II, Fig. 1, ausgefüllt werden. Fig. 2 und Fig. 3 sind Funktionsablaufdiagramme der Brechungen, die bei Men ersten beiden Etappen des Iterationsprozesses ausgeführt werden müssen. Bei der ersten Iteration ist der Funktionsablauf a.iders als bei den anderen Iterationen, weil bei der ersten der Rechenvorgang durch Ausfüllen des ersten teils der Tabelle Il erst eingeleitet werden muß. Fig. 2 zeigt, daß beim Empfang des ersten Elementarsignale £, die Merkmalsnummern .s,,j_:....^und die Vergleichsindizes J₁, J₂. ..(l_p nach der Einordnungsmethode derTabelle I, die anhand von Fig. I (A) erläutert wurde, in einen ersten Speicherblock eingeordnet werden.

Dann erfolgt die Berechnung in zwei ineinandergreifenden Schleifen, die eine für den laufenden Index/ = 0, 1 .../), der den Zuständen </„, q_t...q„ des Automaten entspricht und damit den auszufüllenden Zeilen von Tabellen Π, und dis andere für den laufenden !πξΐκχ j = 1, 2.. .ρ, der den Merkmalsnummern .?,, .s_:...s_r der Tabelle 1 und damit den Zeilen derTabelle 1 entspricht. Zum Ausfüllen der Zeile q, des ersten Teils von Tabelle II prüft man, indem man den Indexy der Merkmalsnummern durchlaufen läßt, welches Merkmal R_tJ die Anfangskonfiguration {q₍„ m₀) des Speicherautomaten in eine durch den gegebenen Zustand q, und durch ein beliebiges Register m, von Speichersymbolen definierte Konfiguration übergehen läßt. Wird ein Merkmal /?, gefunden, so ordnet man in die Zeile q, des ersten Teils der Tabelle II die Größen J₁, S₁, m, ein, die dem Vergleichsindex des ersten Elementarsignals £, mit dem Merkmal R₁ bzw. der Nummer des Merkmals Ä, bzw. dem Register m, der Speichersymbole entsprechen. Ist ein derartiges Merkmal /?,_; gefunden worden, so strebt man nicht danach, weitere davon zu finden, sondern man verläßt die Schleife für den Index 7, ohne sie bis zurr. Ende zu durchlaufen. Die Tatsache, daß man das erte Merkmal R₁ beibehält, das von der Konfiguration (<?„, m_t)) zur Konfiguration (q„ m,) führt, hängt mit der Tatsache zusammen, daß die Vergleichsindizes J₁, J₂ ...d_p in derTabelle I in auf- oder absteigender Reihenfolge geordnet sind, je nachdem, ob es sich um Ähnlichkeits- oder um Unähnlichkeitsindizes handelt.

Die Schleife für den Index / ermöglicht es alle Zeilen des ersten Teils von Tabelle II auszufüllen.

Fig. 3 ist das Funktionsablaufdiagramm der zweiten Iteration und gilt dann auch für alle anderen Iterationen mit Ausnahme der ersten, bei der der Iterationsprozeß gestartet werden muß. Wird das zweite Elementarsignal E₂ empfangen, so ordnet man die Merkmalsnummern s_l% S₂-.-S₁, und die Vergleichsindizes </,, J₁... J„ für dieses zweite Elementarsignal nach dem Ordnungsverfahren der Tabelle I in den ersten Speicherblock ein, wo sie anstelle der dort vorher gespeichert gewesenen Größen gespeichert werden.

Dann erfolgt die Berechnung in drei ineinandergreifenden Schleifen für den laufenden Index / = 0, 1... η der Eingangszustände des Automaten, d. h. die Zeilen des zweiten Teils der Tabelle II bzw. für den laufenden Index j = 1, 2... ρ der Merkmalsnummern S₁, S2...s_p, d. h. für die Zeilen der Tabellen I, bzw. für den laufenden Index it= 0,1... π der Ausgangszustände des Automaten, d. h. die Zeilen des ersten Teils der Tabelle II. Zum Ausfüllen der Zeile q_t des zweiten Teils von Tabelle II werden die zweite und die dritte Schleife auf der Suche nach einer Regel durchlaufen, die unter der Wirkung eines Merkmals R_Sj den Automaten von der Konfiguration (q^ m_k) in eine Konfiguration übergehen

laßt, die durch de η gegebenen Zustand q, und durch ein beliebiges Symbolregister m, festgelegt ist. Beim komplexen Durchlaufen der zweiten Schleife (für./) und der drittf.n Schleife können gegebenenfalls mehrere Möglichkeiten gefunden werden, zum gegebenen Zustand q, zu gelangen. Dann wird jede neue Möglichkeit anhand der Verglt:ichsindizes mit der verglichen, die in der Zeile q, des /weiten Teils von Tabelle H bereits gespeichert ist. Ist die neue Möglichkeit durch einen höheren Ähnlicv.keitsindex oder einen niedrigeren Unähnlichkeitsin Jex als die bereits gespeicherte Möglichkeit gekennzeichnet, so werden die der neuen Möglichkeit entsprechenden Größen anstelle derjenigen der alten Möglichkei: in den der Zeile a. des zweiten Teils von Tabelle Il entsprechenden Speichern gespeichert. Ist dagegen die neue Möglichkeit durch einen niedrigeren ÄhnlichkeitS:ndex oder eine höheren Unähnlichkeitsindex als die bereits gespeicherte Möglichkeit gekennzeichnet, -,o werden die bereits gespeicherten, der alten Möglichkeit entsprechenden Größen im Speicher behalten.

Das vollständig; Durchlaufen der ersten Schleife für den laufenden Index / der Zeilen des zweiten Teils der Tabelle II ermöglicht es, ihn vollständig auszufüllen. Man ersetzt dann den Inhalt des ersten Teils von Tabe''e II durch den Inhalt des zweiten Teils und löscht den inhalt des zweiten Teils.

Das Funktionsablaufdiagramm Fig. 3 gilt auch fur sämtliche folgenden Iterationen.

Bei der Fig. 3 ist im zweiten Teil der Tabelle II angenommen, daß die Vergleichsindizes zwischen dem empfangenen Signal und der entsprechenden Merkmalsfoige auf additivem Wege zustande kommt, d. h., daß der in Tabelle II, Fig. 1, mit D- bezeichnete Korrelationsindex gleich D_k + U₁ ist. Diese Additivität der Korrelationsindizes ist jedoch nur als Beispiel angeführt und kann durch jede andere Rechenregel zur Bestimmung dieser Indizes ersetzt werden.

Nach einer gewissen Zahl von Iterationen - beispielsweise zehn - konvergiert der Prozeß im allgemeinen in dem Sinn, daß die in Tabelle II verbleibenden Folgen von Merkmalsnummern alle mit demselben ersten Merkmal beginnen, nach der folgenden Iteration mit demselben ersten und zweiten Merkmal und noch eine Iteration weiter mit denselben ersten drei Merkmalen, und so fort. Man kann also nach einer Verzögerung, verursacht durch die Zeit, die erforderlich ist, damit der Prozeß zu konvergieren beginnt, der dem empfangenen Signal ähnlichsten Folge von Merkmalen sicher sein. Man kann aber auch in Echtzeit jederzeit die dem empfangenen Signal ähnlichste Merkmalsfolge herausziehen, indem man aus Tabelle II diejenige Folge auswählt, die den hö>hsten Ähnlichkeitsindex oder den niedrigsten Unähnlichkeitsindex hat. Bei Bedarf wird das abgetrennte Signal wieder zusammengesetzt, indem man die Merkmale der ausgewählten Folge aneinanderreiht. Das abgetrennte Signal kann vom empfangenen Signal subtrahiert werden, wodurch im verbleibenden Rauschen ein zweites Signal zu Tage treten kann.

Die Fig. 4 bis Fig. 10 zeigen, wie die Tabellen I und II während der in Fig. 2 und Fig. 3 beschriebenen ersten und zweiten Iteration ausgefüllt werden, wenn es sich um den bereits erwähnten Stapelautomaten handelt, dessen Entwicklungsgesetzmäßigkeit durch Gl. (1) bis Gl. (10.) festgelegt ist. Wie bereits erläutert, kann sich dieser Stapelautomat unter der Wirkung zweier Merkmale R_x und A₂ ändern, bei denen es sich beispielsweise um Signale unterschiedlicher Frequenz handeln kann. Dann können die Ähnlichkeitsindizes eines Elementarsignals mit den Merkmalen Λ, und R₂ die Ausgangsleistungen zweier, den Frequenzen der Merkmale angepaßter Filter sein. Der Stapelautomat umfaßt zwei -, Zustände (/„und?, und die sieben Symbole -°°, -2, -1, 0, +1, +2, +<». Die Anfangskonfiguration (^₀ 0). Bei Empfang des ersten Elementarsignals £, sollen die Ähnlichkeitsindizes /■ und l\ mit den Merkmalen R₁ und R₂ einen solchen Wert haben, daß /,' < /f. Dann setzt

in man </, = /j\ d₂ = /j, s, = 2 und .V₂= 1. Diese, dem ersten Elementarsignal entsprechenden Werte rf,, d_hS₁, s₂ werden in die Tabelle I, Fig. 4, eingeordnet. Nach dem Funktionsablaufdiagramm F i g. 2 ist der laufende Index / = 0, 1, der den Zuständen q_n und q, des Automaten

i) sowie den auszufüllenden Zeilen der Tabelle II entspricht, zunächst gleich 0. Der laufende Index./ = 1, 2, der den Merkmalsnummern λ, und S₁ und damit den Zeilen von Tabelle I, Fig. 4, entspricht, ist zunächst gleich 1. Die Suche nach der Vorschrift »Kann das Merk-

:<> mal /?,, = A₂ den Automaten veranlassen, vcn der Anfangskonfiguration in den Zustand q„ überzugehen?« ist negativ. Dann nimmt der laufende Index./den Wert 2 an, und die Suche nach der Vorschrift »Kann das Merkmal R₁, = R_x den Automaten veranlassen, von der

r> Anfangskonfiguration in den Zustand q₀ überzugehen?« hat ein positives Ergebnis, wobei die Eingangskonfiguration nach Gl. (1) {q₀, -1) ist. Die Zeile q_Ol des ersten Teils der Tabelle II, Fig. 5, füllt sich dann gemäß der Darstellungsweise von Tabelle II, F ig. 1 und Fig. 2,

jo mit den drei Werten D_n = d₂ = I_x, S₀ = s₂ = 1 und m₀ = -1. Dann nimmt der Index der Zeilen der Tabelle II den Wert dann / = 1 an. Der Index der zweiten Schleifey ist gleich i, und die Suche nach der Vorschrift »Kann das Merkmal R_u = R₂ den Automaten veranlas-

sen, von der Anfangskonfiguration in den Zustand «7, überzugehen?« hat ein positives Ergebnis, wobei G.e Eingangskonfiguration (^₁, +1) ist. Zeile q_x des ersten Teils von Tabelle II, Fig. 6, füllt sich dann mit den drei Werten

D₁ = d_x = I_x ², S_x = j, =2,m, = +1.

Wie die Fig. 2 zeigt, verläßt man die Schleife füry, sobald die Zeile <?, ausgefüllt ist.

Wenn das zweite Elementarsignal E₂ empfangen wird, werden seine Ähnlichkeitsindizes I₂' und I₂ berechnet, jnd wir nehmen an, daß I₂ > l] ist. Man setzt dann

d_x = I₂ , d₂ = I₂ , ii = 1 und S₂ = 2,

und diese Werte werden in Tabelle I, Fig. 7, eingeordnet. Nach Fig. 3 entspricht der laufende Index / = 0 der Ausfüllung von Zeile q₀ des zweiten Teils von Tabelle II, Fig. 8. Mity = 1 und k = 0 hat die Suche nach der Vorschrift »Kann das Merkmal R^ = R_x den Automaten veranlassen, von der Konfiguration (q_k, m_k) = (q₀, -1) in den Zustand q₀ überzugehen?« nach Gl. (4) ein positives Ergebnis; die Eingangskonfiguration ist (q₀, -2). Man schreibt also in die erste Zeile des zweiten Teils von Tabelle II, Fig. 8, die folgenden Größen ein:

si-

m₀

1,1,

Die Indizes der Schleifen nehmen die Wertey = 2 und

k = O an, für die die Suche nach der Vorschrift negativ ausfällt. Die Indizes der Schleifen nehmen dann die Werte i = \J = 1, k = 0 an, wobei der Wert /= 1 der Ausfüllung der zweiten Zeile des zweiten Teils von Tabelle Il entspricht. Die Suche nach der Vorschrift fällt negativ aus; die Indizes der Schleifen nehmen die Werte j = 1,A= I und dann die Wertey = 2, λ' = 0 an, tür die die Suche nach der ^vorschrift noch immer negativ ausfallt. Die Schleifenir.tiizes nehmen dann die Werte j = 2, k = 1 an, und nun führt die Suche nach der Vorschrift gemäß Gl. (3) zu einem positiven Ergebnis, wobei (^₁, +2) die Eingangskonfiguration ist. Die zweite Zeile des zweiten Teils der Tabelle II ergänzt sich dann (Fig. 9) mit den Größen

S[ = S₁ s₂ = 2,2

Wenn Tabelle II, Fig. 9, gefüllt ist, wird der zweite Teil in den ersten Teil überführt und wird geleert, wie das Fig. 10 zeigt. Am Ende dieser beiden Iterationen sind Λ, Ä, oder A₂ A₂ die vorgeschlagenen Folgen. Wäre die Abtrennung des Signals aber nach dem eingangs beschriebenen zweiten Signaltrennverfahren, also durch eine unabhängige Trennung jedes Elementarsignals, erfolgt, so wäre R₂ Λ, die abgetrennte Folge gewesen, was nach den Regeln für die logische Aufeinanderfolge unzulässig ist.

Eine Abtastantenne mechanischer oder elektronischer Art liefert nach Demodulation am Ende jedes Abtastvorgangs ein Signal der in der Fig. 11 dargestellten Art, wobei das Ziel sich in der Richtung α befindet. Die Signale des Typs des in der Fig. 11 dargestellten, die nach jeder Abtastung erhalten werden, werden als Elementarsignale angesehen, auf die man das erfindungsgemäße Trennverfahren anwenden kann.

Die Merkmale A₁, A₂.. R_n, die man zur Verarbeitung der mit Abtastantennen empfangenen Signale erzeugt oder speichert, sind die Signale, die man ohne Rauschen am Ende einer Abtastung beobachten würde, und zwar in Gegenwart eines Ziels mit der Amplitude Eins, das sich in einer der vorbestimmten Richtungen Q₁, Q₁ ...θ_ρ befindet. Beispielsweise soll angenommen werden, daß die Abtastantenne eine Länge vom zehnfachen der benutzten Wellenlänge hat, daß sie einen Sektor von 60° erfaßt und daß die Breite der empfangenen Elementarsignale auf halber Höhe in der Größenordnung von 6° liegt. Will man nun mit Hilfe des erfindungsgemäßen Trennverfahrens die Bestimmung des Winkels α um einen Faktor 60 verbessern, so ist man berechtigt, anzunehmen, daß die vorbestimmten Richtungen θ,, Q₂... θ_ρ der Merkmale den gesamten Sektor von 60° in Sprüngen von einem zehntel Grad erfassen. Wir haben dann mit etwa 600 verschiedenen Merkmalen zu rechnen, und es wird sich in diesem Fall empfehlen, die Merkmale zu speichern.

Wir wollen annehmen, daß die vorbestimmten Richtungen Q_x, Θ₂...θ_ρ der Merkmale gleichmäßig auf den Abtastsektor der Antenne verteilt sind und wollen den Abstand zwischen zwei benachbarten Richtungen mit A θ bezeichnen. Diese Annahme ist zwar nicht notwendig, jedoch erleichtert sie das Erfassen des Problems. Wenn nun für drei aufeinanderfolgende Abtastungen

mit der Dauer von jeweils A 1 die Richtungen des Ziels, dessen Winkelste'^vung sich mit der Zeit ändert, mit 0„, θ_β und Q_r bezeichnet, so sind die Winkelgeschwindigkeiten ergeben durch

und

(V ~ß)

AQ Al

(11)

(12)

und die Winkelbeschleunigung ist gleich

(13)

Im allgemeinen ist die Winkelbeschleunigung des Ziels, bezogen auf die Antenne, begrenzt, und man kann annehmen, daß ihr Absolutwert unter einer gegebenen Maximal-Winkelbeschleunigung r liegt. Diese Einschränkung hinsichtlich der Winkelbeschleunigung der Ziele führt zu logischen Regeln für die Aufeinanderfolge, die man in eine Entwicklungsgesetzmäßigkeit eines Speicherautomaten übersetzen kann. Die Konfigurationen des Speicherautomaten sind bestimmt durch die von der Winkelherstellung Q_k abhängigen Zustände q_k und durch Register von Speichersymbolen m_k, die von der Winkelgeschwindigkeit Q'_k abhängig sind, wie beispielsweise

Qk

und

m_k - Q'_k

ΑΘ

Im Fall dreier aufeinanderfolgender Abtastungen mit den Richtungen Q_a, Q_ß und Q_r bedingt die binschränkung Tür die Winkelbeschleunigung, daß der Automat nur dann von der Konfiguration (q_ß = Q_ß, m_ß =ß - a) in ti die Konfiguration (q_r = Q_f, m_r = y -ß) übergehen kann, wenn die Bedingung

\m_r-m_ß\<N
so worin Λ'eine durch
T(At)⁷

(14)

ΑΘ

definierte Größe ist, erfüllt ist.

Man baut einen Speicherautomaten, der so viele Zustände hat, wie es verschiedene Richtungen gibt (was erforderlich macht, daß in den Funktionsablaufdiagrammen Fig. 2 und Fig. 3 η = ρ - 1 ist) und dessen Entwicklungsregeln folgenden Typs sind:

^mk)

wenn j,- = / und wenn

(15)

\i-k-m_k\<N,
indem man die für die Gleichungen (1) bis (10) oenutzte

Schreibweise anwendet. Diese Entwicklungsregeln drücken d'e Tatsache aus, daß ein Merkmal Ä, den Automaten veranlassen kann, vom Zustand 6_k in den Zustand 6>, überzugehen, wenn die Winkelbeschleunigung dem absoluten Wert nach unter der maximalen Winkelbeschleunigung r liegt.

Es ergibt sich also, daß die Einrichtung nach Fig. 12 einen Speicherautomaten aufweist, der mehrere Zustände umfaßt, deren Anzahl höchstens gleich der Zahl verschiedener, vorbestimmter Richtungen 0,, Θ₂...θ_ρ von Merkmalen R_hR₂...R_p ist und dessen Entwicklungsregeln durch Gleichung (15) festgelegt sind, d. h. einem Automaten, der, durch ein Mekmal Ä, ausgelöst, von de. Konfiguration (0_k, m_k) zur Konfiguration (6>,, ml = i - k) übergeht, vorausgesetzt, daß

|»i/ - m_k\

höchstens gleich der gegebenen Zahl N ist.

Wie man ^ieht, fordern die Entwicklungsregeln (15), daß der Index des Eingangszustandes gleich dem Index des Merkmals sein muß, das den Übergang in diesen Zustand auslöst. Die Anwendung dieser Regeln wird also dadurch deutlich vereinfacht, daß die Schleifen Tür i und j zu einer einzigen verschmelzen, so daß / =j. Dann braucht man auch nicht mehr ausdrücklich über das Register der Entwickfungsregeln (15) zu verfugen, das sehr lang sein kann, und man kann den Speicherautomaten durch eine einfache Prüfung ersetzen, bei der

|/n/ - m_k\

mit N verglichen wird. Diese vorzuziehende Ausführungsform läuft darauf hinaus, im Funktionsablaufdiagramm von Fig. 2 und Fig. 3 den Block »Suche nach einer Vorschrift des Typs Sj, q_k, m_k — q„ m,' beliebig durch einen Block »Vorzeichen von|/n,' - m_k\ - Nmit ml = i - k« zu ersetzen. Ist das Vorzeichen positiv, so geht es von der NEIN-Seite nach k = k + i; ist das Vorzeichen negativ oder Null, so geht es zur JA-Seite, und die Einordnung von Tabelle II verläuft wie gewöhnlich.

Gem. Fig. 12 schickt eine Abtastantenne lein Signal in einen Decoder 2 und ein Integrationsglied 3, an dessen Ausgang ein zeitabhängiges Elementarsignal E_a abgegeben wird. Dieses Elementarsignal E_a gelangt an einen der Eingänge eines Korrelators 4. Ein Merkmalsgenerator oder ein die Merkmale enthaltender Speicher S legt die verschiedenen Merkmale nacheinander an den anderen Eingang des Korrelators 4, der an seinem Ausgang Korrelationssignale abgibt, die den Korrelationsindizes des verarbeiteten Elementarsignals E_a und der verschiedenen Mekmale entsprechen, die vom Merkmalsgenerator e_t"zeugt werden oder im Merkmalsspeicher 5 gespeichert sind. Die den Korrelator 4 verlassenden Signale gelangen in eine Sortiervorrichtung 6 und dann in eine Vorrichtung 7 zum Einordnen der sortierten Signale.

Der in der Sortiervorrichtung 6 durchgeführte Sortiervorgang umfaßt gegebenenfalls zwei verschiedene Operationen, nämlich Ordnen und Auswählen; beim Ordnen werden die Korrelationsindizes in der Folge abnehmender Werte geordnet und beim Auswählen von der Gesamtheit der Korrelationsindizes nur derjenige Teil behalten, der den höchsten Korrelationsindizes entspricht. Beispielsweise können von den 600 Merkmalen entsprechenden 600 Korrelationsindizes nach der Auswähloperation nur die 100 höchsten Korrelationsindizes übrigbleiben.

Die Einordnungsvorrichtung 7 schickt die Einlesebefehle für die sortierten Daten nach den Einlesevorschriften von Tabelle I, Fig. 1, in einen Einlcsespeicher 8. Die im Einlesespeicher 8 gespeicherten Daten sind die Merkmalswinkel θ_ίχ, θ_η ... und die von der Sortiervorrichtung 6 aussortierten Korrelationsindizes rfi, d₂ ... Wenn nach dem Sortiergang nur lOO Korrelationsindizes übriggeblieben sind, hat Tabelle I anstelle von 600 nur 100 Zeilen, und in dieser Form ist sie in

to Fig. 14 dargestellt.

Ein Spezialprozessor 9 enthält außer der Sortiervorrichtung 6 und der Einordnungsvorrichtung 7 eine Vorrichtung zum Berechnen von Vereinbarkeit und Einordnung 10. Diese Vorrichtung Id führt die Berechnung der

ti Ausfüllung der Tabelle II durch. Wenn die Einrrdnungsvorrichtung 7 das Einlesen in den Einlesespeicher 8 beendet hat, löst sie die Vorrichtung 10 aus, die die im Speicher 8 und in einem ersten Teil 12 eines Einlesespeichers 11 enthaltenen Daten liest. Der Ausgang der Vorrichtung 10 ist mit einem zweiten Teil 13 des Einlesespeichers 11 verbunden. Die mit der Vorrichtung 10 errechneten Daten werden in den zweiten Teil 13 des Einlesespeichers 11 eingespeichert, und zwar nach Einlesevorschriften, die denen der Tabelle II ent-

^ sprechen. Ein Abtrenner 14 ist mit dem Einlesespeicher 11 verbunden und kann jederzeit ausgelöst werden, um das empfangene und analysierte Signal tatsächlich abzutrennen.

Die Vorrichtung 10 zum Berechnen von Vereinbarkeit

ίο und Einordnung führt die Berechnungen nach dem Funktionsablaufdiagramm von Fig. 13 dann durch, wenn eine Prüfung auf den Wert von

\m,' - m_k\

realisiert wird. Beispielsweise beträgt in Fig. 13 die Anzahl der von der Sortiervorrichtung 6 Tür die Tabelle I übriggelassenen Zeilen 100; damit hat auch der zweite Teil von Tabelle Il 100 Zeilen. Um jedoch die Dauer der von der Vorrichtung 10 durchzuführenden Berechnungen herabzusetzen, erfolgt die Überführung der 100 Zeilen vom zweiten Teil von Tabelle II zum ernten Teil nach Ordnen der 100 Zeilen nach abnehmenden Werten der Korrelationsindizes und durch Auswahl der ersten

■»5 50 so geordneten Zeilen. Tabelle II hat also in diesem Fall einen ersten Teil von 50 Zeilen und einen zweiten Teil von 100 Zeilen. Eine derartige Tabelle II zeigt Fig. 14 während der (J + l)-ten Iteration. Hier enthalten die im ersten Teil von Tabelle II enthaltenen FoI-gen S_k eine Anzahl von j aufeinanderfolgenden Winkeln, die im Verlaufe von/ vorangegangenen Iterationen berechnet wurden. Man setzt definitionsgemäß für S_k den Ausdruck 0_t ⁿ, 9[²K.. θψ, bei dem es sich um die Winkel handelt, die während der vorherigen Iterationen

5-j nacheinander gefunden worden sind.

Der zweite Teil der Tabelle II, F i g. 14, enthält die Folgen SI, die aus (J + 1) aufeinanderfolgenden Winkeln bestehen. Wie bereits gesagt, verlangen die Entwicklungsregeln von Gleichung (15), daß der Index der Eingangszeile derselbe sein muß wie der Index des Merkmals, der diese Zeile zum Abschluß bringt. Das äußert sich durch die Tatsache, daß die Folgen S/ als letzten Winkel den Winkel Θ, haben, so daß S₁- = S₄O,-. Dann werden die 100 Zeilen des zweiten Teils von Tabelle II nach fallenden Werten der Korrelationsindizes D₁' geordnet und die 50 ersten Zeilen in den ersten Teil von Tabelle II transferiert.
So wird, wenn Dl zu den 50 höchsten indi7e«s

die Folge 5/ = S^j in den ersten Teil überführt, sagen wir, in die /-te Zeile. Im Augenblick der Überführung wird also S/ zu S,. Man setzt nach Definition S₁ = θ)^ν\ θ^{^...θγ^+χ\ wobei der Winkel Sp ⁺ " definitionsg<imäß gleich Θ, ist.

Noch einmal zurück zum Funktionsablaufdiagramm Fig. 13: Man siebt hier zwei ineinandergreifende Schleifen, die eine für / und die zweite für Ai Die Schleife für / entspricht der Ausfüllung der 100 Zeilen des zweiten Teils der Tabelle II. Die Schleife für Jtdurchläuft die Zeilen des ersten Teils der Tabelle II, also mindestens 50 Zeilen, und wenn ein Wert von k gefunden worden ist, bei dem auf die Folge S_k der Winkel Θ, folgen kann, so hört die Suche auf, und man verläßt die Schleife für A; um den laufenden Index / um die Einheit zu erhöhen. Vergleicht man das Funktionsablaufdiagramm Fig. 13 mit dem von Fig. 3, so sieht man, daß in Fig. 13 die Schleife fü^r /" die zwei ineinandergreifenden Schleifen für / und./ in Fig. 3 ersetzt. Wie bereits ausgeführt, ist dies eine Folge der Tatsache, daß die Entwicklungsregeln (15) fordern, daß der Index der Eingangszeile derselbe sein muß wie der Index des Merkmals, mit dem diese Zeile abschließt. Das Logikschaltbild, Fig. 13, enthält vor der Operation des Ersetzens des erste!. Teils von Tabelle Il durch den zweiten Teil eine Operation, bei der die Zeilen des zweiten Teils nach fallenden Werten der Korrelationsindizes D] geordnet werden. Wie wir bereits gesehen haben, dient dieses Ordnen dazu, im ersten Teil auf die 100 Zeilen des zweiten Teils von Tabelle II nur 50 Zeilen zu behalten.

Die im Spezialprozessor 9, Fig 12, durchgeführten Berechnungen können in einem gewissen Rahmen modifiziert werden.

So kann man beispielsweise am Ende jeder Einordnung in Tabelle II errechnen, welche Merkmale mit jeder der im ersten Teil gespeicherten Folgen zu vereinbarer, sind, beispielsweise mit jeder der Folgen S₁, S₂...S₅₀ des ersten Teils von Tabelle II, Fig. 14. Beim Empfang des folgenden Elementarsignals berechnet der Korrelator 4 nur die Korrelationen zwischen diesem Elementarsignal und den zu vereinbarenden Merkmalen und nicht allen Merkmalen.

Eine weitere Modifikation kann dazu dienen, die Anzahl Nachfolger jeder Folge zu begrenzen. Ist Zeile k des ersten Teils von Tabelle II mehrere Male, z. B. zweimal, gespeichert worden, um im zweiten Teil zu erscheinen, so kann die Vorrichtung 10 sie im ersten Teil löschen, um eine gewisse Verschiedenheit in den gespeicherten Folgen zu bewahren.

Die beschriebene Einrichtung kann auch auf zahlreiche andere Probleme Anwendung finden, wie beispielsweise auf das Problem der Formerkennung mit Radar oder auf das Problem des Aufhebens von Vieldeutigkeiten in Distanz oder im Dopplereffekt beim Radar durch Benutzung mehrerer Wiederholungsfrequenzen.

Das Problem der Formerkennung mit Radar läuft darauf hinaus, ein gegebenes Objekt und seine räumliche Position mit Hilfe von Radarwirkungsquerschnitten mit verschiedenen Frequenzen zu erkennen. Die beschriebene Einrichtung findet auf dieses Problem wie folgt Anwendung: Man verfugt über Merkmale, die in Multipletts leistungsfähiger Radarstrecken für verschiedene Frequenzen bestehen, wobei jedes Multiplen einem Objekt und einer gegebenen räumlichen Orientierung dieses Objekts im Raum entspricht. Nehmen wir z. B. Tripletts leistungsfähiger Radarstrecken für drei Frequenzen/,,Z₂,/,. Ein Merkmal R₁ ist dann definiert durch die Beziehung
R, = {σ,(/,),σ,σ₂),

wobei a, der Radarwirkungsquerschnitt iür einen Zustand ι ist, der einem gegebenen Objekt und einer gegebenen räumlichen Position entspricht. So würde man für Objekte A und B und für durch drei Winkel definierte, räumliche Positionen, von denen jede zehn vorgegebene Positionen einnehmen kann, 2 · 10³ mögliche Zustände / erhalten. Diese Merkmale werden gespeichert. Ein Elementarsignal ist definiert durch ein Triplett

bestehend aus den Radarwirkungsquerschnitten des zu erkennenden Objekts für die drei Frequenzen.
Die Vergleichsindizes sind die Unähnlichkeitsindizes, die man erhalten sollte, indem man nach dem Verfahren der kleinsten Quadrate die Werte des κ¹ zwischen dem Elementarsigna! und seinen Merkmalen berechnet. Die logischen Regeln der Aufeinanderfolge geben die Tatsache wieder, daß man die Objekte nicht von einem Elementarsignal zum folgenden verändern kann und daß die die Position des Objekts bestimmenden Winkel sich nicht abrupt ändern können.

Die Aufhebung der Mehrdeutigkeit eines Radar kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgen, indem man mehrere Folgefrequenzen verwendet. Nehmen wir ein im Abstand mehrdeutiges Radar an, das Impulsfolgen mit den Folgeperioden T„ T'_r = T, - Δ T„ T" = T_r-2,T_r... aussendet. Nimmt man ein im Abstand dbefindliches Ziel an, so zeigt Fig. 15 die diesen verschiedencn Folgeperioden entsprechende Antwortsignale für

^{Δ T}' ⁼ 4- ^T' ο

und indem man mit cdie Lichtgeschwindigkeit bezeichnet. Da die Folgeperioden des Radar bekannt sind, können die Signale »zusammengeklappt« werden und haben dann die in Fig. 16 dargestellte Form. Als Mehr-

•15 deutigkeitszahl bezeichnet man die Nummer des Impulses, der der reellen Position des Ziels entspricht, wobei in diesem Beispiel die Mehrdeutigkeitszahl 2 ist. Bezeichnet man die scheinbare Verschiebung des Ziels zwischen zwei zusammengeklappten Signalen mit der Periodendifferenz Δ T, mit Δ κ, so ist die Mehrdeutigkeitszahl gegeben durch

c Δ T,

Im Beispiel ist Δ κ gleich

und die Formel ergibt genau 1 als Mehrdeutigkeitszahl. Der Einfachheit halber wählen wie die Länge Eins, indem wir

setzen; dann ist die Mehrdeutigkeitszahl gleich Δ κ + I.

Man wählt für die beschriebene Einrichtung zweck- bei mäßig die vom Radar empfangenen, aufeinanderfolgenden, zusammengeklappten Signale als Elementarsignale.

Die Merkmale Rj sind zusammengeklappte, rauschfreie Signale für alle möglichen Positionen des Ziels innerhalb gewisser physikalischer Grenzen, die durch die Folgefrequenzen und die Breite der Impulse bestimmt werden. Der Index/stellt die Lage des zusammengeklappten Signals, bezogen auf das Radar, mit der gewählten Länge Eins dar.

Die logischen Regeln der Aufeinanderfolge der Merkmale müssen die Mehrdeutigkeitszahl beibehalten, da jedes Elementarsignal sich, bezogen auf das vorige, um denselben Betrag A κ verschiebt.

Ein Speicherautomat kann durch die den möglichen Mehrdeutigkeitszahlen Jt öfitsprechenden Zustände q_k definiert werden und durcti Register von Symbolen m_k, die der Position der Merkmale entsprechen. Die logischen Regeln für die Aufeinanderfolge der Merkmale führen zum folgenden Entwicklungsgesetz des Automaten

= m_k+(k+l)

k, m_k) = {q_t = q_k, /n, = /)

(16)

wenn man die Schreibweise der Gleichungen (1) bis (10) und (15) verwendet. Diese Regel (16) sagt aus, daß ein Merkmal der Position/ nur dann auf ein Merkmal der Position m_k folgen kann, wenn die Differenz/ - m_k gleich A κ ist. Weiterhin sagt sie aus, daß die Mehrdeutigkeitszahl k erhalten bleibt Bei diesem Beispiel brauchen die Folgen nicht in Tabelle II gespeichert zu werden, da es die Konfiguration des Automaten gestatten, die wirkliche Position des Ziels wiederzufinden.

Die Vergleichsindizes zwischen den Elementarsignalen und den Merkmalen können durch Korrelation berechnet werden. Eine andere Lösung besteht darin, für jede Impulsfolge einen Schwellenwert fe;*zusetzen und als Elementarsignal, je nachdem, ob der Wert des zusammengeklappten Signals unter oder über diesem Schwellenwert liegt, nur eine Folge von 0 oder von 1 zuzulassen. Der Vcrglcichsindex zwischen einem Elementarsignal und einem Merkmal gegebener Position ist dann einfach 0 oder 1, der Wert des Elementarsignals in der betreffenden Position.

Hierzu 11 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch: Korrelationseinrichtung in einem Radargerät zum Erfassen eines Radarsignals aus dem Rauschen, bei der das Radarsignal in einer Empfangseinrichtung in Elementarsignale zerlegt wird, mit einem Merkmalsspeicher, der an einen Korrelator angeschlossen ist, der Ähnlichkeitsindizes erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Korrelator (4) eine Sortiereinrichtung (6) angeschlossen ist, die die Ähnlichkeitsindizes größenmäßig ordnet und die geordneten Ähnlichkeitsindizes mit den zugehörigen Merkmalsnummern einem Einlesespeicher (8) zuführt, daß eine Verarbeitungseinrichtung (10) an den Einlesespeicher (8) und einem weiteren Speicher (11) angeschlossen ist, in welchem in einem

1. Teil (12) das Vergleichsergebnis aus den vorhergehenden Elementarsignalen abgespeichert ist, daß die Verarbeitungseinrichtung (10) den Inhalt des Einlesespekliers (8) mit dem Inhalt des 1. Teils (12) des weiteren Speichers (11) vergleicht und in einem

2. Teil (13) des weiteren Speichers (11) abspeichert, daß der Inhalt des 2. Teils (13) in den 1. Teil (12) überschrieben wird und daß der Inhalt des 1. Teils (12) mit dem höchsten Ähnlichkeitswert einer Ausgabeeinheit (14) zugeführt wird.