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Pulsdoler-Radarem fäner
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Pulsdoppler-Radarempfänger mit
Entfernungstoren mit kohärenter Integration der Echosignale mittels einer Doppler-Filterbank
und einer Einrichtung zur Bestimmung der Entdeckungsschwelle bei einer gewählten
konstanten Falschalarmwahrscheinlichkeit sowie mit einer Schwellenvergleichseinrichtung,
die bei Überschreiten der ermittelten Entdeckungsschwelle Zieldaten, u.a. auch die
Zieldopplerfrequenz, zur weiteren Auswertung weiterleitet.
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Ein derartiger Radarempfänger ist in dem Aufsatz " Die Entdeckung
bewegter Ziele aus Festzielstörungen mit dem Doppler-Filter-System" von W.Bühring
und W.D.Wirth in der Zeitschrift liNTZw Heft 2, 1971, Seiten 72 bis 76 beschrieben.
Dieses bekannte Gerät ist Jedoch nicht in der Lage, Aufgaben zu bewältigen, die
innerhalb eines rechnergesteuerten Multifunktionsradars insbesondere mit einer elektronisch
phasengesteuerten Gruppenantenne anfallen. Dazu gehört insbesondere die Zielentscheidung
und Aufbereitung der Echo signale im Rahmen der Ortung von bereits bekannten Zielen
unter Verwendung des Monopulsprinzips, bei dem die Azimut- und Elevationswerte geschätzt
werden und ein Signal-Rauschverhältnis von etwa 13 dB benötigt wird. Die vorgenannte
Aufgabe müßte innerhalb desselben Radarintervalls durchgeführt werden, in dem die
zu verarbeitenden Echosignale anfallen , d.h.
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es steht eine Rechenzeit von typisch einigen 100 pos zur Verfügung.
Aus diesem Grund ist der Einsatz von programmierbaren, auf dem Markt befindlichen
Rechnern, z.B.
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Mikroprozessoren, nicht möglich. Ein Gerät, das zurBewältigungdieser
Aufgabe in der Lage ist, ist bislang
nicht bekannt. Zur kohärenten
Integration von Echognalen findet auch die schnelle Fourier-Transformation häufig
Verwendung. Die schnelle Fourier-Transformation liefert zu einem Block von N (N
= 2er-Potenz) äquidistanten Abtastwerten N Spektralwerte. Es ist jedoch nicht möglich,
die schnelle Fourier-Transformation zumindest unter den geforderten Rechenzeitbedingungen
zur Ausführung der kohärenten Integration der Phasenmonopuls-Signale einzusetzen.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es somit, in einem Pulsdoppler-Radarempfänger
der eingangs genannten Art die kohärente Integration auch von Phasenmonopuls-Echosignalen
zum Zwecke der Zielverfolgung zu ermöglichen.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Echo
signale über ein strahlenkeulenbildendes Netzwerk oder eine Monopuls-Antenne empfangen
werden, die einen Summensignalausgang und einen oder zwei Differenzsignalausgänge
aufweisen, daß die vorzugsweise digitalisierten Signale des Summenkanals, für jedes
Entfernungselement getrennt, in einer Doppler-Filterbank, deren Bewertungsfunktionen
auf eine Diskrete Fourier-Transformation eingestellt sind, kohärent integriert werden,
daß die Entdeckungsschwelle, ebenfalls für Jedes Entfernungselement getrennt, durch
Mittelung über die Ausgangsspannungen aller Dopplerkanäle der Diskreten Fourier-Transformation
ermittelt wird, daß in der Schwellenvergleichseinrichtung von den komplexen Ausgangssignalen
der einzelnen Dopplerkanäle die Beträge gebildet werden und das Maximum dieser Werte
mit der ermittelten Entdeckungsschwelle verglichen wird, und daß die Differenzkanal-Signale
ebenfalls mittels der Diskreten Fourier-Transformation, allerdings nur für diejenigen
Entfernungselemente, in denen die Schwellenvergleichseinrichtung für das Summensignal
ein Überschreiten der ermittelten Entdeckungs-
schwelle ergibt,
und nur bezüglich der bekannten Dopplerfrequenz kohärent integriert werden.
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Nach der Schwellenvergleichseinrichtung ist eine Schaltung vorgesehen,
die aus den Summen-Differenzsignalen Zielazimut- und Zielelevationsdaten herleitet
und diese Daten zusammen mit den Entfernungs- und Dopplerfrequenzdaten in einen
Zielverfolgungs-Rechner eingibt.
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Weiterbildungen der Erfindung ermöglichen jedoch auch noch die Bewältigung
anderer wesentlicher Forderungen an ein Multifunktionsradar, nämlich die adaptive
Clutterunterdrückung mit Hilfe einer dopplerfrequenzabhängigen Regelung der Entdeckungsschwelle,
die sequentielle Integration, d.h. die Anpassung der Integrationsdauer an das Signal-Rauschverhältnis
eines Ziels und die kohärente Integration von Signalgruppen bei gestaffelter Pulsfolge.
Auch diese Forderungen lassen sich mit dem-aus dem bereits zitierten NTZ-Aufsatz
bekannten Radargerät und auch durch die Verwendung der schnellen Fourier-Transformation
nicht erfüllen. Durch die Erfindung und deren Weiterbildungen ist ein Pulsdoppler-Radarempfänger
mit kohärenter Signalverarbeitung gegeben, welcher eine Zielsuche speziell in Cluttergebieten
ermöglicht, außerdem eine Zielentscheidung und Aufbereitung der Echo signale im
Rahmen der Ortung (Schätzung von Azimut und Elevation nach dem Monopulsprinzip)
von bereits bekannten Zielen, wozu ein Signal-Rauschverhältnis von ca. 13dB benötigt
wird, durchführbar macht und mit dem bis zu sechs Ortungsaufträge in unterschiedlichen
Entfernungsbereichen gleichzeitig abgewickelt werden können, wobei die Empfangsbereiche
aus maximal 32 Entfernungselementen (32.pos) bestehen können.
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Die von mehreren aufeinanderfolgenden Sendeimpulsen herrührenden Echosignale
des Summenkanals werden, für jedes Entfernungselement getrennt, bezüglich aller
möglichen
erwarteten Zeitsignale unter Verwendung einer Doppler-Filterbank
kohärent aufsummiert. Unter der Annahme, daß die Zielechosignalfolgen Ausschnitte
aus ungedämpften SIN/COS-Funktionen darstellen, ist die kohärente Integration durch
die Diskrete Fourier-Transformation (DFT) gegeben.
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Es müssen die Produktsummen
gebildet werden. Hierbei bedeuten: x (t,e) die komplexen Ausgangssignale des Summen-Kanals,
t der Zeitindex,numerieztdie Sendeimpulse t = 0.. Nmaxl 1, e Entfernungsindex, numeriert
die Entfernungselemente, f Dopplerfrequenzindex f = ... .2 Nmax-1, Nmax maximale
Anzahl der Sendeimpulse, N tatsächliche Anzahl der Sendeimpulse.
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Die Anzahl der zu transformierenden Echo signale N sollte variabel,
jedoch nicht größer als Nmax = 64 sein, damit sie den Jeweiligen Anforderungen,
z.B. hinsichtlich einer bestimmten Dopplerauflösung, angepaßt werden kann.
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Bei wesentlich höheren Abtastraten als 64 besteht insbesondere im
Nahbereich die Gefahr, daß sich das Ziel während der Beobachtung aus der betrachteten
Auflösungszelle entfernt.
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Zwischen Je zwei orthogonale Kanäle des Frequenzrasters der Diskreten
Fourier-Transformation wird in zweckmäßiger Weise ein weiterer Kanal gelegt, d.h.
f = 0,1,2 2NmaX-1. Damit wird der maximale Verlust durch die Einbrüche zwischen
den orthogonalen Kanälen von 4 dB auf 1 dB reduziert. Die Anzahl der Kanäle der
Diskreten Fourier-Transformation ergibt sich also zu max. 128.
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Die Diskrete Fourier-Transformation wie auch alle weiteren im folgenden
beschriebenen Operationen müssen rechnerisch innerhalb desJenigen Radarintervalls
abgeschlossen sein, in dem die zugehörigen Echo signale anfallen. Die zeitliche
Aufteilung der Operation innerhalb des Radar-Intervalls ist in der später noch im
einzelnen beschriebenen Fig. 2 dargestellt.
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Der Hauptanteil der zu verarbeitenden Dynamik rührt von Festzielechos
her. Werden diese jedoch durch ein Vorfilter unterdrückt, so kann erheblich an Quantisierungsstufen
eingespart werden. Die verbleibende Dynamik von Zielen und Wetterechos liegt schätzungsweise
bei 30 dB.
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Legt man die kleinste Quantisierungsstufe in die Größenordnung des
Rauscheffektivwertes, so kommt man bei 30 dB mit 4 Bit (+ Vorzeichen) für Signale
und Fourier-Bewertung aus. Bei höherer Quantisierung ( ca. 8 Bit) kann die Festzielunterdrückung
auch vom kohärenten Signalintegrator übernommen werden.
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Die Entdeckungsschwelle ist proportional dem Anteil des unkorrelierten
Clutters, so daß Signale mit einem konstanten breiten Spektrum keine Zielmeldungen
bewirken.
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Im Interesse einer konstanten Falschalarmwahrscheinlichkeit wird die
Entdeckungsschwelle durch Mittelung über die Ausgangs spannungen aller Kanäle der
Diskreten Fourier-Transformation gewonnen, d.h. die Schwelle wird dem mittleren
Niveau von Rauschen und Restclutter, z.B.
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auch Wolkenclutter, angepaßt. Die Mittelung erfolgt für jedes Entfernungselement
getrennt.
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Es ergibt sich also für jedes Entfernungselement eine Entdeckungsschwelle
Durch Mittelung der Signalspannungen der einzelnen Doppler-Kanäle
über der Entfernung kann man in Gebieten mit homogener Dopplerclutterverteilung
eine frequenzabhängige Entdeckungsschwelle bestimmen:
Die Summe kann sich dabei über mehrere Entfernungselemente, aber auch über mehrere
Inpulsgruppen erstrecken.
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Dasjenige Signal, dessen Betrag die zu seiner Dopplerfrequenz gehörige
Schwelle am höchsten überragt, gilt als entdeckt.
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Von den komplexen Ausgangssignalen der einzelnen Dopplerkanäle werden
die Beträge gebildet. Das Maximum dieser Werte wird mit der Entdeckungsschwelle
verglichen:
bzw.
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Im Falle der Schwellenüberschreitung werden in zweckmäßiger Weise
folgende Daten festgehalten: a) Die Entfernung des entdeckten Ziels, b) die Dopplerfrequenz,
c) der komplexe Signalwert, d) einige zusätzliche Signalwerte aus der entfernungsmäßigen
Umgebung des Ziels (zur Entfernungsinterpolation), e) die komplexen, transformierten,
durch Dopplerfrequenz und Entfernung determierten Signalwerte der beiden Differenzsignale.
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Die Differenzsignale werden vor dem Ortungsvorgang in vorteilhafter
Weise ebenfalls kohärent integriert. Da vom Entdeckungsvorgang her die Entfernungen
und Dopplerfrequenzen der entdeckten Ziele bekannt sind, brauchen lediglich die
Signale aus diesen Entfernungselementen, und diese nur bezüglich der bekannten Dopplerfrequenz,
integriert zu werden, also
ez, fz = Entfernung und Dopplerfrequenz von entdeckten Zielen.
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Auch die Signale aus den Differenzkanälen passieren ein Festzeichen-Vorfilter,
bevor sie der kohärenten Integration unterzogen werden, was insbesondere bei der
Ortung in Cluttergebieten von Vorteil ist.
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Die Bewertungsfunktionen der einzelnen Dopplerfilter sind in zweckmäßiger
Weise veränderbar, so daß eine Umschaltung von der Diskreten Fourier-Tranformation
auf eine beliebige andere Bewertung möglich ist, z.B. bei Umschaltung von periodischer
Abtastung auf Betrieb mit gestaffelten Sendeimpulsen.Wenn keine bestimmte Dopplerauflösung
gefragt ist, braucht man die Integration nur soweit zu treiben, bis eine Uberschreitung
der Entdeckungsschwelle vorliegt oder bis das zur Winkelschätzung erforderliche
Signal-Rauschverhältnis von 13 dB erreicht ist, d.h.
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N e NmaX zu N,,x in der Gleichung (1).
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von 7 Figuren naher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 das Blockschaltbild eines Pulsdoppler-Radarempfängers nach der
Erfindung im Rahmen eines Multifunktionsradars,
Fig. 2 das Zeitschema
für die Rechenoperationen im Empfänger zur kohärenten Signalverarbeitung nach der
Erfindung, Fig. 3 eine Jeweils einer Dopplerfrequenz zugeordnete Transformations-Einheit
des Empfängers nach der Erfindung, Fig. 4 eine Strukturdarstellung des in Fig. 1
mit 5 bezeichneten Blocks des Empfängers zur kohärenten Signalverarbeitung nach
der Erfindung, Fig. 5 eine Darstellung der im sogenannten"Pipelining-Verfahren"
durchgeführten Operationen zur Erzeugung der Schwelle zur Zielentdeckung (Akkumulation
"quer" über alle Frequenzkanäle bei Schwellenerzeugung und Entdeckung), Fig. 6 eine
Darstellung der ebenfalls im 'lpipelining-RrW fahren" durchgeführten Operationen
des Empfängers nach der Erfindung bei der Transformation der Differenzsignale (Akkumulation
über die Frequenzkanäle zur Transformation der Differenzsignale), Fig. 7 die Darstellung
eines Beispiels für eine Transformation zeitlich unabhängiger Empfangs-Bereiche
bei einem Empfänger nach der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild eines gemäß der Erfindung ausgebildeten
Puls-Doppler-Radarempfängers, der im Rahmen eines Mehrfunktionsradars eingesetzt
ist. Er besteht aus mehreren Antennensensorelementen 1 und einem daran ausgeschlossenen
keulenbildenden Netzwerk 2, an dessen Stelle auch eine konventionelle Monopulsantenne
verwendet werden kann, mit den im dreidimensionalen Fall drei Signalausgängen r
für das Summensignal, 61 für die azimutalen Differenzsignale und A 2für die Differenzsignale
in Elevationsrichtung. Die abgetasteten Signale in den drei Kanälen r s A1 und t
2 werden in einem Analog/Digital-Wandler 3 digitalisiert. Danach passieren sie ein
digitales Festzeichen-Vorfilter 4, in dem ein Großteil des Clutters ausgefiltert
wird. In einer
Schaltung 5 werden die ausgefilterten Signale r
E und a 2 sowie das nicht über das Festzeichen-Vorfilter 4 geführte Entfernungssignal
R weiterverarbeitet. Es erfolgt in dieser Schaltung 5 die kohärente Integration
des Summensignals t, die Ermittlung der adaptiven Entdeckungsschwelle sowie der
Schwellenvergleich und außerdem die kohärente Integration der beiden Differenzsignale
d 1 und #2. Diese Operatownsind bereits im vorstehenden beschrieben worden. Nach
derEeckungsfeSsllungwird aus den aufbereiteten Signalen t für die Summe, #1 für
das azimutale Differenzsignal, #2 für das Elevations-Differenzsignal, fd für die
Zieldopplerfrequenz und R für die Zielentfernung in einer gesonderten Einheit 6
der Zielazimutwinkel AL, der Zielelevationswinkel Ev, die Zielentfernung R und die
Zieldopplerfrequenz fd geschätzt, wobei mindestens 13 dB Signal-Rauschverhältnis
vorausgesetzt wird. Diese geschätzten Signale werden einem nachfolgenden Zielfolgerechner
7 zugeführt, der seinerseits Steuerbefehle an die Antenne, in diesem Fall an die
Einrichtung 2 zur Keulenbildung,Uber eine Steuerleitung 8 abgibt.
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Fig. 2 zeigt in einem Zeitschema die zeitliche Aufteilung der durch
die Schaltung 5 nach Fig. 1 auszuführenden Operationen innerhalb desjenigen Radarintervalls,
in dem die zugehörigen Echo signale anfallen. In diesem Radarintervall müssen die
Operationen abgeschlossen sein.
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Die Sendeimpulse t1 bis tN werden in einem 2 ms-Raster abgegeben.
Für die Transformation der Summensignale, z.B. die Fourier-Transformation, stehen
etwa 1,4 ms und als Rechenzeit für die Entdeckung, das Auslesen der transforaierten
Summensignale usw. etwa 0,6 ms zur Verfügung. Die Entfernungsabtastung wird im 1
iIs-Raster bis zu 1,4 ms nach der Aussendung der Sendeimpulse vorgenommen.
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Das Grundprinzip der Operations-Einrichtung 5 zur kohärenten Signalverarbeitung
nach Fig. 1 basiert auf einer Reihe von sogenannten Transfrmationseinheiten TE,
die je aus einem komplexen Multiplizierer, komplexen Addierer, Speicher und Registern
bestehen. Diese arbeiten stets gleichzeitig, Jede Transformationseinheit TE (in
Fig. 3 dargestellt) ist entsprechend Gleichung(1) einer Dopplerfrequenz oder gemäß
der Gleichung (6) einem Abtastzeitpunkt zugeordnet. In Verbindung mit einer sukzessiven
Versetzung der Speicheradressen lassen sich im sogenannten "Pipp1inlng-Verfahren"
Ausdrücke wie nach den Gleichungen (2), (4), (5) und (6) in einer Rechenzeit von
E + Nmax Arbeitstakten berechnen. E ist die Anzahl der betrachteten Entfernungselemente.
Ein Arbeitstakt entspricht der Dauer einer Multiplikation oder Betragsbildung und
einer Addition.
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Eine einzelne Transformationseinheit TE ist in Fig. 3 und die Struktur
der Operationseinrichtung 5 (in Fig. 1) mit mehreren solchen Transformationseinheiten
TE ist in Fig. 4 dargestellt.
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Diese Transformationseinheiten TE beinhalten Speicher-Einheiten (RAM)
für die a) Speicherung der Werte zur Fourier-Transformation oder einer anderen Bewertungsfunktion
(diese Speicher sind mit KS, KD bezeichnet), b) Speicherung der komplexen transformierten
Summensignale, (dieser Speicher ist mit SS bezeichnet), c) Speicherung der komplexen
Differenzsignale (dieser Speicher ist mit DS bezeichnetX d) Speicherung von Zwischenergebnissen,
z.B. bei der Transformierung der Differenzsignale (dieser Arbeits-
speicher
ist mit AS bezeichnet). Außerdem befinden sich ein Rechenwerk (komplex) sowie Register
und Multiplexer in jeder Transformationseinheit TE. Diese Schaltungen sind zusammengefaßt
und mit 9 bezeichnet.
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Mit einer Schaltung 10 (in Fig. 4) wird die Einstellung der Entdeckungsschwelle
durch manuelle Steuerung oder durch Befehle vom Steuerungsrechner über eine Leitung
11 ermöglicht. Ein Schwell-Speicher 12 dient bei der Erzeugung der Schwellwerte
zur Zwischenpufferung. Koppeleinheiten 13 und 14 verbinden die Transformationseinheiten
TE1 mit dem Schwellspeicher 12 sowie die anderen Transformationseinheiten entsprechend
den benötigten Strukturen für Schwellerzeugung, Zielentdeckung und Transformation
der Differenzsignale. In einem Zielspeicher 15 werden alle Daten der entdeckten
Ziele gespeichert, nämlich transformierte Summensignale,transformierte Differenzsignale,
Entfernungsangabe und die Dopplerfrequenz der entdeckten Ziele. Über ein Eingaberegister
16 werden den Transformationseinheiten TE1 bis TE2N die Summensignale t und die
Differenzsignale h 1 und 4 2 zugeführt. Außerdem wird es für die Einspeisung der
Funktionswerte der Fourier-Transformation oder einer anderen Bewertung benötigt.
Eine Steuerung beinhaltet die Takterzeugung, die Mikroprogramme und die dafür notwendige
Ablaufsteuerung, um mit den oben beschriebenen Baugruppen die entsprechenden Verarbeitungsschritte
durchzuführen.
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Es folgt anhand der Fig. 3 und 4 eine Funktionsbeschreibung.
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Nach dem Einschalten des Gerätes werden automatisch die Funktionswerte,
z.B. sin - cos, zur Durchführung der Fourier-Transformation in das dafür vorgesehene
Random-Access-Memory (RAM) KS, KD jeder Transformationseinheit TE eingespeist, Soll
eine andere Bewertungsfunktion
verwendet werden, so kann diese
über den Signal-Datenbus eingegeben werden. Sie wird zum Beispiel einer eigenen
Schaltung 17 zurinternen Erzeugung einer Bewertungsfunktion sin - cos entnommen.
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Die Summensignale # werden realzeitlich transformiert.
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In jeder RadarpeXode wird in Jedem Entfernungselement mit dem neu
abgetasteten Signal das komplexe Produkt gebildet und das Ergebnis zu den bereits
akkumulierten Werten der vorausgegangenen Radarperioden addiert. Die Speicherung
erfolgt im Summenspeicher SS. Die Differenzsignale werden in der Empfangsphase lediglich
im Speicher DS abgespeichert. Die Operationen werden im sogenannten PipaiinngVerfahren"
durchgeführt, zu dessen Verdeutlichung die Fig. 5 und 6 dienen.
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Zur Erzeugung der Schwellen der Zielentdeckung sowie bei der Transformation
der Differenzsignale müssen zusätzlich zu den Operationen der Transformationseinheiten
TE1 bis TE2N auch Operationen "quer" zu allen Transformationseinheiten durchgeführt
werden, d.h. esmissen z.B. Daten über alle Doppler-Frequenzkanäle bzw. Transformationseinheiten
TE für Jedes Entfernungselement gesondert akkumuliert werden können. Diese Forderung
kann optimal mit den für die Transformation der Summensignale bereits zur Verfügung
stehenden Operationseinheiten in den Transformationseinheiten TE dadurch erfüllt
werden, daß sie mit gestaffelter Speicheradresse im sogenannten PipiningVerfahren"
betrieben werden. Die Speicher der Transformationseinheiten TE haben dabei folgende
Adressen-Zuordnung: Transform.Einheit Speicher-Adresse TE 1 (fo) n TE 2 (f1) n -
1 TE 3 (f2) n-2 # # TE 2N (2N-1) n - (2N-1)
f0 bis f2N-l sind die
Dopplerfrequenz-Indices für die Transformationseinheiten TE1 bis TE2N . Sind die
Signale entsprechend der Speicher-Zuordnung in der vorstehenden Tabelle gleichzeitig
in allen Transformationseinheiten TE verarbeitet, so werden sie an die Jeweils benachbarte
Transformationseinheit TE weitergeschoben und gleichzeitig sämtliche Speicheradressen
um 1 erhöht.
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Dadurch wird erreicht, daß stets die Daten der gleichen Speicheradresse
über alle Transformationseinheiten TE miteinander verknüpft werden.
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Mit dem Empfänger nach der Erfindung können zwei verschiedene Schwellen
erzeugt werden, nämlich eine Schwelle in Abhängigkeit vom Rauschen Jedes Entfernungselementes
und eine frequenzabhängige Schwelle.
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Die erstgenannte Schwelle wird fUr Jedes Entfernungselement gesondert
erzeugt. Die transformierten Signale aller Transformationseinheiten TE bzw. Doppler-Frequenzkanäle
werden für Jedes Entfernungselement addiert und mit einem Schwellfaktor multipliziert,
der über die Leitung 11 entweder manuell oder vom Steuerungsrechner eingestellt
werden kann (Fig. 4).
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Die frequenzabhängige Schwelle adaptiert sich an das mittlere Spektrum
mehrerer Entfernungselemente. Zur Erzeugung der Schwellwerte werden die transformierten
Signale mehrerer Entfernungselemente, z.B. 32, in Jedem Dopplerfrequenzkanal, d.h.
in Jeder Transformationseinheit TE, addiert. Diese Rohschwellen werden mit einem
Schwellfaktor multipliziert, der wie bei der rauschabhängigen Schwelle über die
Leitung 11 (Fig. 4)entweder manuell oder vom Steuerungsrechner eingestellt werden
kann.
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Der gesamte Entdeckungsbereich des elektronischen Radar-Systems kann
in sechs Empfangsbereiche unterteilt
werden, damit die Signale
von sechs Keulen in unter schiedlichen Richtungen gleichzeitig verarbeitet werden
können, wobei beispielsweise aus Datenverarbeitungsgründen eine maximale Zielzahl
von drei Zielmeldungen pro Empfangsbereich zugelassen wird.
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Deshalb werden die durch Schwellvergleich entdeckten Ziele einer Auswahlentscheidung
zugeführt. Mit Hilfe dieser Schaltung ist eiMöglich, umschaXbar entweder bis zu
drei Zielmeldungen mit der größten Amplitude oder die drei ersten oder die drei
letzten Zielmeldungen in Jedem Empfangsbereich auszuwählen. Die Zielmeldungen werden
mit den zugehörigen Daten wie Entfernung und Frequenz im Zielspeicher 15 abgelegt.
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Da für die Zielmeldungen die Jeweilige Entfernungsadresse/die Dopplerfrequenz
im Zielspeicher 15 eingeschrieben sind, werden die Differenzsignale d 1 und 2 auch
nur für die bekannten Entfernungselemente und entsprechend den bekannten Frequenzen
trasnformiert. Die transformierten Differenzsignale werden ebenfalls in den Zielspeicher
15 gespeist.
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Die Zielmeldungen mit Entfernungsangabe R, Dopplerfrequenz fd' Nummer
des Empfangsbereichs sowie der transformierten Summen- und Differenzsignale ß d,
2 2 werden während der folgenden Empfangsphase (Transformation der Summensignale)
zur weiteren Verarbeitung ausgegeben.
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Die Erfindung zeichnet sich durch eine leichte Änderungsmöglichkeit
der Bewertungsfunktion für die Filterbank durch Verwendung eines Speichers mit schnell
austauschbarer Information (Random-Access-Memory) aus. Über den normalen Datenkanal
(Bus) kann bei kurzer Betriebsunterbrechung Jede beliebige Bewertungsfunktion eingegeben
werden. Die Werte für die Fourier-Transformation können
von einem
internen Generator abgerufen werden.
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Es ist ein Betrieb mit gestaffelter Pulsfrequenz ohne weiteren Aufwand
möglich. Dieser Betrieb wird durch unproblematisches Einschreiben der entsprechenden
Bewertungsfunktion ermöglicht.
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Die Transformationseinheiten TE, die für die Transformatiaider Summensignale
t jeweils einen Doppler-Frequenzkanal darstellen, werden für die Schwellenbildung,
die Zielentscheidung und die Transformation der Differenzsignale 4 1 und 4 2 im
"pipendÇnFverfahren" miteinander gekoppelt. Dieses Prinzip ermöglicht es, die drei
letztgenannten Operationen ohne zusätzlichen Aufwand an Rechenwerken bei kleinstem
Zeitbedarf in rationeller Weise durchzuführen.
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In jeder Sendetaktperiode wird die vollständige Signalverarbeitung
inklusive Schwellenbildung, Zielentscheidung und Transformation der Differenzsignale
durchgeführt. Durch die sequentielle kohärente Integration ist die Möglichkeit gegeben,
die Transformation in einem Empfangsbereich vorzeitig abzubrechen, wenn das geforderte
Signal!Rauschverhältnis erreicht ist.
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Fig. 7 zeigt, daß gleichzeitig Signale verschiedener Empfangsbereiche
E31 bis E36 transformiert werden kann nen. Die Zeiten des Transformations-Beginns
können fUr alle Empfangsbereiche EB unterschiedlich sein.
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Ein nach der Erfindung arbeitender Empfänger kann zwei verschiedene
Entdeckungsschwellen erzeugen, nämlich: a) eine Schwelle, die dem Signalmittelwert
über alle Freqlenzkanäle einer Entfernungszelle proportional ist.
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Dabei ist jeder Entfernungszelle eine eigene Schwelle zugeordnet.
Diese Schwelle kann außerdem über einige
benachbarte EntSernungselemente
gemittelt werden.
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b) eine "frequenzabhängige Schwelle'1. Für einen wählbaren EntSernungsbereich
wird die Schwelle aus dem Signalmittelwert in jedem Frequenzkanal berechnet. Jedem
Frequenzkanal ist für diesen Entfernungsbereich eine eigene Schwelle zugeordnet.
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Das Amplitudenspektrum des transformierten Summensignals kann aus
den Transformationseinheiten (TE) ausgelesen werden und beispielsweise für 16 zusammenhängende
Entfernungselemente auf einem Sichtgerät (z.B. Oszillograph) dargestellt werden.
Die Lage des Beobachtungsbereiches in Entfernungsrichtung sowie die Anzahl der Transformationsschritte,
nach denen das Spektrum abgebildet wird, sind einstellbar.
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7 Figuren 15 Patentansprüche