DE3347455A1 - Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung derselben verarbeitung von mehreren gleichzeitig auftretenden analogsignalen kurzer dauer und verfolgungsradar, in dem diese vorrichtung zur anwendung kommt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung derselben Verarbeitung von mehreren gleichzeitig auftretenden Analogsignalen kurzer Dauer. Sie betrifft ferner ein Verfolgungsradar, in dem diese Vorrichtung zur Anwendung kommt.

Oft müssen gleichzeitig mehrere Analogsignale derselben Verarbeitung unterzogen werden. Dies trifft z.B. für Ver­ folgungsradaranlagen oder für ein Feuerleitradar zu, ins­ besonderen in den Empfängern mit parallelen Empfangskanä­ len, die eine sehr gute Phasengleichheit und Amplituden­ gleichheit unter den Kanälen und unter allen Bedingungen erfordern (Bedingungen wie Pegel des Eingangssignals, Frequenzband, Betriebstemperatur).

Die bisher angewendeten Lösungen zur Verwirklichung von derartigen Einrichtungen mit parallelen Kanälen, die einen guten Gleichlauf aufweisen, sind von zweierlei Art:

Die erste Lösung besteht darin, die Verarbeitungskanäle einander möglichst gleich auszubilden, indem die darin verwendeten elektrischen Bauteile und Elementarfunktionen gepaart bzw. selektiert werden.

Abgesehen von der bei dieser Lösung erforderlichen Selek­ tion von Bauteilen, durch welche die Herstellungskosten erhöht werden, besteht der Hauptmangel dieser Lösung darin, daß die Gleichheit der Kanäle durch Alterung der Bauteile und beim Ersetzen von fehlerhaften elektrischen Bauteilen verloren geht.

Die zweite Lösung besteht darin, eine oder mehrere Normie­ rungsvorrichtungen in Systeme mit derartigen Verarbeitungs­ kanälen zu integrieren. Die so erhaltene Gleichheit unter den Kanälen ist aber nur bis auf 1 dB hinsichtlich Ampli­ tude und 0,1 Radian hinsichtlich Phase verwirklicht.

Durch die vorliegende Erfindung werden die oben aufge­ führten Mängel beseitigt. Dies wird erreicht durch ein Verfahren und eine Vorrichtung, die auf dem Umlaufprinzip beruhen und daher prinzipbedingt die Gleichheit zwischen den Verarbeitungskanälen gewährleisten sowie differentiel­ le Fehler unter den Kanälen, die zu den Pegeln der zu ver­ arbeitenden Signale in Beziehung stehen, beträchtlich ver­ mindern.

Gemäß der Erfindung wird zur untereinander gleichen und gleichzeitigen Verarbeitung einer Mehrzahl von Analogsi­ gnalen jedes dieser Signale in den Eingang eines für jedes Signal verschiedenen elementaren Verarbeitungskanals mit wenigstens einer Verzögerungsschaltung eingespeist, um nacheinander und sequentiell die Gesamtheit der elemen­ taren Verarbeitungskanäle zu durchlaufen.

Durch die Erfindung wird ferner ein Radargerät geschaffen, das eine solche, auf dem Umlaufprinzip beruhende Vorrich­ tung enthält und die Feinanalyse eines Zieles aus mehreren hellen Punkten durch Entfernungsdiskriminierung ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Umlaufvorrichtung, welche die gleich­ zeitige und untereinander gleiche Verarbeitung einer Mehr­ zahl von n Analogsignalen ermöglicht, wobei n eine ganze natürliche Zahl ist, die größer als 1 ist, ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie zusammengesetzt ist aus n elementa­ ren Verarbeitungskanälen, an deren Eingänge die n zu ver­ arbeitenden Signale jeweils gleichzeitig angelegt werden und die jeweils in Serie eine erste Schaltung enthalten, welche einer Übertragungsfunktion entspricht, und eine zweite Schaltung enthalten, welche eine Verzögerung ein­ führt, sowie aus einer Gruppe von Unterbrechern, welche die Eingänge und Ausgänge der n Elementarkanäle unterein­ ander verbinden und deren Öffnen und Schließen für einen Verarbeitungszyklus den aufeinanderfolgenden und sequen­ tiellen Durchgang jedes der n Eingangssignale durch die Gesamtheit der n elementaren Verarbeitungskanäle steuert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein breites Durch­ laßband auf und kann bei hohen Frequenzen arbeiten.

Sie weist eine automatische Verstärkungsregelung auf, die für jeden Verarbeitungskanal dieselbe ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein allgemeines Übersichtsschaltbild der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2a und 2b zwei bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung; und

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Radarempfängers, der mit der in Fig. 2b gezeigten Vorrichtung ausgestattet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält eine Anzahl von elementaren Verarbeitungskanälen, die gleich der Anzahl n von Signalen E ₁, . . . E _i , . . . E _n ist. Jeder Elementarkanal V ₁ . . . V _i , . . . V _n enthält eine Schaltung, die eine Ver­ zögerung τ ₁, . . . τ ₁, . . . τ _n erzeugt, sowie eine Schaltung F ₁ . . . F _i , . . . F _n , die eine Übertragungsfunktion aus­ führt.

Der Ausgang eines elementaren Kanals V _i ist an den Eingang des darauffolgenden elementaren Kanals V _i+1 über einen Unterbrecher C _i angeschlossen und gibt ferner ein Signal S _i+1 über einen Unterbrecher C′ _i+1 ab. Die Unterbrecher C ₁, . . . C _i , . . . C _n der ersten Gruppe von Unterbrechern sind geschlossen, während die Unterbrecher C′ ₁, . . . C′ _i, . . . C′ _n der zweiten Gruppe geöffnet sind und umge­ kehrt.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende:

Die Signale E ₁, . . . E ₁, . . . E _n werden jeweils gleichzeitig an den entsprechenden Eingang eines elementaren Kanals V ₁, . . . V _i , . . . V _n angelegt, wo sie eine erste Transfor­ mation F ₁, . . . F _i , . . . F _n sowie eine erste Verzögerung τ ₁, . . . τ _i , . . . τ _n erfahren. Die Gruppe von Unterbrechern C ₁, . . . C _i , . . . C _n legt das Ausgangssignal jedes elemen­ taren Kanals V ₁, . . . V _i , . . . V _n-1 an den Eingang des dar­ auffolgenden elementaren Kanals V ₂, . . . V _i-1, . . . V _n an, während der Ausgang des letzten elementaren Kanals V _n mit dem Eingang des ersten Kanals V ₁ verbunden wird, wo sie jeweils eine zweite Transformation F ₂, . . . F _i+1, . . . F _n , F ₁ sowie eine zweite Verzögerung τ ₂, . . . τ _i+1, . . . τ _n , τ ₁ erfahren. Das Ausgangssignal jedes Verarbeitungskanals wird dann an den Eingang des jeweils darauffolgenden Ka­ nals angelegt, da die Unterbrecher C ₁, . . . C _i , . . . C _n ge­ schlossen sind, usw.

Der Prozeß wiederholt sich, bis jedes Analogsignal nach­ einander die n elementaren Verarbeitungskanäle durchlau­ fen hat und folglich ein und dieselbe Transformation durch die Übertragungsfunktion F ₁×F ₂×. . .×F ₁×. . .×F _n sowie eine Gesamtverzögerung τ ₁+τ ₂+. . .+τ _i +. . .+τ _n erfahren hat.

Alle Eingangssignale E ₁, . . . E _i , . . . E _n erfahren also die­ selbe Verarbeitung, da sie sequentiell durch dieselben Schaltungen gelaufen sind. Die Analogsignale können eine Anzahl von N Umlaufzyklen (N gleich natürliche Zahl, die gleich 1 oder größer als 1 ist) in der Gesamtheit der n elementaren Verarbeitungskanäle durchführen. Die resultie­ rende Übertragungsfunktion ist prinzipbedingt jeweils die­ selbe, wodurch jegliche differentiellen Fehler unter den Kanälen, die auf den Pegeln der zu verarbeitenden Signale beruhen, eliminiert werden.

Dann werden die Unterbrecher C ₁, . . . C _i , . . . C _n geöffnet. Das verarbeitete Signal wird von der Vorrichtung in Form des Signals S ₁, S ₂, . . . S _i , . . . S _n an den Ausgängen der elementaren Verarbeitungskanäle V _n , V ₁, . . . V _i-1, . . . V _n-1 ausgegeben.

Die zweite Gruppe von Unterbrechern C′ ₁, . . . C′ _i, . . . C′ _n die auf dem Weg jedes Signals S ₁, . . . S _i , . . . S _n am Aus­ gang jedes elementaren Kanals V _n , V ₁, V _i-1, . . . V _n-1 angeordnet sind, bleibt geöffnet, solange nicht alle Signa­ le die Gesamtheit der elementaren Verarbeitungskanäle durchlaufen haben, während also die Unterbrecher C ₁, . . . C _i , . . . C _n geschlossen sind. Sie werden dann geschlossen, während die Unterbrecher C ₁, . . . C _i , . . . C _n der ersten Gruppe von Unterbrechern geöffnet werden. Die verarbei­ ten Signale S ₁, . . . S _i , . . . S _n werden dann ausgegeben.

Die Steuersignale für die erste Gruppe und die zweite Gruppe von Unterbrechern sind in Fig. 1 nicht dargestellt.

Wie bereits oben erwähnt wurde, treten die zu verarbeiten­ den Analogsignale gleichzeitig auf und haben eine kurze Dauer D ₁, . . . D _i , . . . D _n . Die beschriebene Vorrichtung arbeitet unter der Bedingung, daß die kleinste der Ver­ zögerungen τ ₁, . . . τ _i , . . . τ _n , die in den Verarbeitungs­ kanälen erzeugt werden, größer ist als die größte der Dauern D ₁, . . . D _i , . . . D _n der zu verarbeitenden Signale, was folgendermaßen geschrieben werden kann:

Inf (τ i) < Sup (Di)

Die Reihenschaltung mehrerer der erfindungsgemäßen Umlauf­ vorrichtungen mit unterschiedlichen Übertragungsfunktionen und Verzögerungen ermöglicht es, an den Analogsignalen die verschiedenartigsten Verarbeitungen vorzunehmen.

Indem die Signale mehrere Male umlaufen, ist es auch mög­ lich, an demselben Signal mehrere verschiedene Verarbei­ tungen vorzunehmen. Im Falle eines Signals, das aus Ele­ mentarsignalen zusammengesetzt ist, welche jeweils benach­ barte Entfernungs-Signalproben sind, ist es möglich, jedes Elementarsignal derselben Verarbeitung zu unterziehen und jedes Elementarsignal, d.h. jede Entfernungs-Abtastprobe, zu analysieren. Hierbei handelt es sich um eine Hauptan­ wendung, die weiter unten in Verbindung mit den Fig. 2b und 3 erläutert wird.

Fig. 2a zeigt eine besondere Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Anordnung, in welcher die Anzahl n von zu verar­ beitenden Signalen gleich zwei ist.

Die hier lediglich als Beispiel betrachtete Transformation, die auf die beiden Analogsignale E ₁ und E ₂ in den elemen­ taren Verarbeitungskanälen V ₁ und V ₂ angewendet wird, umfaßt nacheinander eine Verstärkung mit dem Verstär­ kungsfaktor A ₁ bzw. A ₂ in einer Schaltung 11 bzw. 21, eine Filterung in einer Schaltung 12 bzw. 22, die mit dem entsprechenden Verstärker 12 bzw. 21 die Übertragungsfunk­ tion F ₁ bzw. F ₂ aufweist, sowie eine Verzögerung t ₁, τ ₂ in einer Schaltung 13 bzw. 23. Wie bei der allgemeinen, in Fig. 1 gezeigten Ausführung ist der Ausgang des ersten elementaren Verarbeitungskanals V ₁ mit dem Eingang des zweiten elementaren Verarbeitungskanals V ₂ über den Un­ terbrecher C ₁ verbunden. Gleichzeitig ist der Ausgang des Kanals V ₂ mit dem Eingang des ersten Kanals V ₁ über den Unterbrecher C ₂ verbunden.

Die Ausgangssignale S ₁ und S ₂ der elementaren Verarbei­ tungskanäle V ₁ und V ₂, die nach dem Durchlauf der Ein­ gangssignale E ₁ und E ₂ in den Kanälen V ₁ und V ₂ entstan­ den sind, werden dann durch den Unterbrecher C′ ₁ bzw. C′ ₂ freigegeben.

Die Verstärker mit den Verstärkungsfaktoren A ₁ und A ₂ können eine automatische Regelung der Gesamtverstärkung A ₁ A ₂ für beide Eingangssignale E ₁ und E ₂ gewährleisten. Die mit steuerbarer Verstärkung versehenen Verstärker 11 und 21 können gemäß einem anderen (nicht dargestellten) Ausführungsbeispiel mittels einer oder mehrerer Verstär­ kerstufen mit variabler Verstärkung und ihnen zugeordne­ ten Verstärkern mit konstanter Verstärkung verwirklicht werden.

Die in Fig. 1 gezeigten und die in Fig. 2a mit den Be­ zugszeichen 13 und 23 bezeichneten Verzögerungsschaltun­ gen sind vorzugsweise (aber nicht notwendig) Verzögerungs­ leitungen, die mit akustischen Oberflächen- oder Volumen­ wellen arbeiten, insbesondere wenn die zu verursachende Verzögerung größer als einige Mikrosekunden ist und wenn Hochfrequenzen verarbeitet werden.

Das Filter 12 bzw. 22 kann entweder direkt in die Verzö­ gerungsleitung 13 bzw. 23 einbezogen sein, oder aber ge­ trennt in Form eines diskreten Bauteils, einer integrier­ ten Schaltung oder irgendeiner anderen Form verwirklicht sein.

Fig. 2b zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Umlaufvorrichtung. Die in Fig. 2b gezeigte Vor­ richtung wird (als Untergruppe 20) bei der in Fig. 3 ge­ zeigten Anwendung eingesetzt, deren Beschreibung nun folgt.

Auch die Vorrichtung 20 enthält zwei elementare Verarbei­ tungskanäle, deren Eingänge mit 201 bzw. 204 und deren Ausgänge mit 203 bzw. 202 bezeichnet sind. Jeder Kanal enthält in Serie eine Schaltung 205 bzw. 207, welche die Transformation F ₁ bzw. F ₂ an dem an ihren Eingang ange­ legten Signal durchführt, sowie eine Verzögerungsschaltung 206 bzw. 208. Die Transformation F ₁ bzw. F ₂ umfaßt wenig­ stens eine Verstärkung mit steuerbarem Verstärkungsfaktor a ₁ bzw. a ₂, wie im Fall der Fig. 2a. Bei der in Fig. 3 gezeigten Anwendung ist diese Transformation lediglich auf eine Verstärkung beschränkt. Ein ersten Unterbrecher I ₁ verbindet den Ausgang 202 des ersten Kanals mit dem Eingang 203 des zweiten Kanals. Ein zweiter Unterbrecher I ₂ verbindet den Ausgang 204 des zweiten Kanals mit dem Eingang 201 des ersten Kanals. Gegenüber der in Fig. 2a gezeigten Ausführungsform enthält die in Fig. 2b gezeigte Vorrichtung ferner einen dritten Unterbrecher I ₃, welcher den Ausgang A der Verzögerungsschaltung 208 des zweiten Kanals mit dem Eingang der Verzögerungsschaltung 206 des ersten Kanals verbindet, sowie einen vierten Unterbrecher I ₄, der den Ausgang B der Verzögerungsschaltung 206 des ersten Kanals mit dem Eingang der Verzögerungsschaltung 208 des zweiten Kanals verbindet. Überdies sind ein fünf­ ter und ein sechster Unterbrecher I ₅, I ₆ auf dem Aus­ gangsweg des ersten bzw. zweiten Kanals hinter den An­ schlüssen B und A angeordnet.

Die Arbeitsweise der in Fig. 2b gezeigten Vorrichtung ist folgende: In einer ersten Stufe sind die vier Unterbrecher I ₁, I ₂, I ₃ und I ₄ geöffnet. Das an den Eingang 201 bzw. 203 des ersten bzw. zweiten Verarbeitungskanals angelegte Eingangssignal E ₁ bzw. E ₂ durchläuft die Transformations­ schaltung 205 bzw. 207 und erfährt eine Verzögerung τ ₁ bzw. τ ₂ in der Verzögerungsschaltung 206 bzw. 208.

In einer zweiten Stufe sind die Unterbrecher I ₁ und I ₂ geschlossen, und die Signale E ₁ und E ₂ durchlaufen nach Verarbeitung in dem ersten bzw. zweiten Verarbeitungs­ kanal nunmehr den zweiten bzw. ersten Verarbeitungskanal. Sie haben also insgesamt dieselbe Verarbeitung F ₁ F ₂ (die wenigstens aus einer Verstärkung a ₁×a ₂ besteht) sowie eine Verzögerung τ ₁+τ ₂ erfahren.

In einer dritten Stufe sind die Unterbrecher I ₃ und I ₄ geschlossen und die Unterbrecher I ₁ und I ₂ geöffnet, be­ vor die Signale E ₂ und E ₁ nach Durchlaufen der Verzöge­ rungsschaltung 206 bzw. 208 des ersten bzw. zweiten Ver­ arbeitungskanals zu dem Ausgangsanschluß B bzw. A gelan­ gen. Ein Teil des verarbeiteten Signals E ₂ bzw. E ₁ tritt also aus der Vorrichtung 20 über den Ausgang 202 bzw. 204 des ersten bzw. zweiten Verarbeitungskanals aus, während der andere Teil des verarbeiteten Signals E ₂ bzw. E ₁ oder ggf. die Gesamtheit derselben, wenn die Unterbrecher I ₅ und I ₆ am Ausgang des ersten bzw. zweiten Verarbeitungs­ kanals geöffnet sind, wird (nach nicht dargestellter Ver­ stärkung) an den Eingang der Verzögerungsschaltung 208 bzw. 206 des zweiten bzw. ersten Verarbeitungskanals über den nun geschlossenen Unterbrecher I ₄ bzw. I ₃ angelegt.

Der betreffende Teil des verarbeiteten Signals E ₁ bzw.E ₂ erfährt also eine erneute Verzögerung τ ₁ bzw. τ ₂, und an­ schließend können die Signale, je nachdem, ob die Unter­ brecher I ₅ und I ₆ weiterhin offen oder aber geschlossen sind, die Verzögerungsschaltung 208 bzw. 206 durchlaufen, wo sie die Verzögerung τ ₂ bzw. τ ₁ erfahren.

Dieser Teil der verarbeiteten Signale hat also eine zu­ sätzliche Gesamtverzögerung τ ₁+τ ₂ gegenüber den Signalen erfahren, die nach der zweiten Stufe erhalten werden.

Die so erhaltenen Signale können dann:

• - entweder vollständig wieder in der Schleife umlaufen, welche durch die Verzögerungsschaltungen 206 und 208 und die geschlossenen Unterbrecher I ₃ und I ₄ gebildet ist, wenn die Unterbrecher I ₁, I ₂, I ₅, I ₆ geöffnet sind. Sie erfahren dann in jedem Zyklus eine zusätzli­ che Gesamtverzögerung von τ ₁+τ ₂ für jeden Umlauf in der Schleife.
• - Oder aber sie werden an Ausgängen 202 bzw. 204 der Vor­ richtung vollständig ausgegeben, wenn die Unterbrecher I ₅ und I ₆ geschlossen und die Unterbrecher I ₁, I ₂,I ₃ I ₄ geöffnet sind.
• - Wenn aber die Unterbrecher I ₃, I ₄, I ₅ und I ₆ geschlos­ sen und die Unterbrecher I ₁ und I geöffnet sind, so werden die Signale teilweise am Ausgang 202 bzw. 204 der Vorrichtung ausgegeben, während der andere Teil der Signale wieder in der Schleife 206, 208, I ₃, I ₄ umläuft, wie für den ersten beschriebenen Fall.

Die Verstärkung des in der Verarbeitungsschaltung 205 bzw. 207 enthaltenen Verstärkers kann durch eine auto­ matische Verstärkungsregelschleife gesteuert werden, die nicht dargestellt ist. Auf diese Weise wird eine Umlauf­ vorrichtung mit einer analogen Speicherschleife erhalten.

Fig. 3 zeigt ein mit Impulskompression arbeitendes Radar, in dem die in Fig. 2b gezeigte, erfindungsgemäße Umlauf­ vorrichtung zur Anwendung kommt.

Es wird angenommen, daß das erfaßte Ziel aus einer Mehr­ zahl von hellen Punkten besteht.

Der sendeseitige Teil 10 enthält einen Mikrowellenoszil­ lator 101, welcher den ersten Eingang eines ersten Mi­ schers 102 speist, sowie einen Generator 103, der Fre­ quenzrampen erzeugt und durch ein Signal ausgelöst wird, das an seinen Steuereingang 1031 angelegt ist, während an seinen zweiten Steuereingang 1032 ein Impuls zu einem Zeitpunkt angelegt werden kann, der durch eine Schaltung 106 bestimmt wird, die ihrerseits durch die empfangssei­ tig verarbeiteten Signale gesteuert wird. Das an den ersten Steuereingang 1031 angelegte Signal initialisiert die Senderampe und wird von einer (nicht dargestellten) allgemeinen Ablaufsteuerschaltung des Radars geliefert. Der Generator 103 speist den zweiten Eingang des Mischers 102 über einen Umschalter 105, wenn dieser in einer von seinen beiden Stellungen ist, nämlich in der Stellung 1051. Gemäß einer besonderen (nicht einschränkenden) Ausführungsform wird die Impulskompression sendeseitig durch den Frequenzrampengenerator 103 verwirklicht, der mit dem Eingang des Mischers 102 verbunden ist, dessen Ausgangssignal in einer Mikrowellenvorrichtung 104 ver­ stärkt wird. Das Dispersionssignal gelangt an die Sende/ Empfangsantenne 2 über einen Zirkulator 1.

Die Antenne 2 gibt beim Empfang in üblicher Weise ein erstes Signal E ₁ und ein zweites Signal E ₂ ab, die da­ durch entstehen, daß das Sendesignal von einem Ziel zu­ rückgeworfen und durch die Antenne 2 empfangen wird.

Das erste Signal E ₁ speist direkt den ersten Eingang eines zweiten Mischers 3, während das zweite Signal E ₂ an den ersten Eingang eines dritten Mischers 4 über einen Zirkulator 1 angelegt wird.

Die zweiten Eingänge des zweiten und des dritten Mischers 3, 4 empfangen das Mikrowellensignal, welches von dem Oszillator 101 des Sendeteils 10 abgegeben wird.

Der Ausgang jedes Mischers 3, 3 ist mit dem Eingang eines Verstärkers 5 bzw. 6 verbunden.

Der empfangsseitige Teil ist zusammengesetzt aus fünf Untergruppen 20, 30, 40, 50 und 60.

Das am Ausgang des Verstärkers 6 erhaltene Signal speist die Untergruppe 50, die aus einem mit Impulskompression arbeitenden Entfernungs-Meßempfänger besteht. Ein solcher Empfänger ist bekannt und wird daher nicht weiter be­ schrieben. Er gibt eine Reihe von feinen Impulsen ab, die an einen Eingang der Untergruppe 40 angelegt werden.

Die erste Untergruppe 20 des Empfangsteils ist aus einer erfindungsgemäßen Umlaufvorrichtung gebildet, deren be­ vorzugte Ausführungsform in Fig. 2b dargestellt ist. Sie enthält einen ersten und einen zweiten elementaren Ver­ arbeitungskanal, deren Eingang und Ausgang für den ersten Kanal mit 201 und 202 und für den zweiten Kanal mit 203 bzw. 204 bezeichnet sind.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 5 bzw. 6 wird an den Eingang 201 des ersten elementaren Verarbeitungskanals bzw. an den Eingang 203 des zweiten elementaren Verarbei­ tungskanals angelegt.

Der Ausgang 202 bzw. 204 der ersten Untergruppe 20 ist jeweils an den ersten Eingang eines Mischers 7 bzw. 8 angelegt, dessen zweiter Eingang jeweils die Frequenzram­ pe empfängt, die von dem Generator 103 erzeugt wird, wenn der Umschalter 105 sich in der Stellung 1052 befindet.

Die zweite Untergruppe 30 des Empfangsteils ist aus einer Schaltung gebildet, welche die der Impulskompression an­ gepaßte Filterung durchführt, und zwar für die beiden Signale, die an ihre Eingänge 301 und 302 angelegt wer­ den, nämlich das Ausgangssignal des vierten und das des fünften Mischers. Die zweite Untergruppe 30 ist vorzugs­ weise aus einer zweiten Umlaufvorrichtung mit zwei ele­ mentaren Verarbeitungskanälen gebildet, deren Eingang und Ausgang für den ersten Kanal mit 301 bzw. 303 und für den zweiten Kanal mit 302 bzw. 304 bezeichnet sind. Die beiden Eingänge 301 und 302 werden durch das Aus­ gangssignal des vierten bzw. fünften Mischers 7 bzw. 8 angesteuert. Diese zweite erfindungsgemäße Umlaufvor­ richtung 30 ist im einzelnen in Fig. 3 nicht dargestellt. Die beiden elementaren Verarbeitungskanäle enthalten je­ weils ein Filter und eine Verzögerungsschaltung. Die beiden Untergruppen 20 und 30 werden durch eine pro­ grammierbare Ablaufsteuerung 70 gesteuert.

Die an den Ausgängen 303 und 304 der beiden elementaren Verarbeitungskanäle abgegebenen Signale speisen die Schaltung 40 zur Verarbeitung der Radarinformationen, welche die dritte Untergruppe des Empfangsteils bildet.

Ein Teil der Ausgangssignale des vierten und des fünften Mischers 7 bzw. 8 wird abgegriffen und an die beiden Ein­ gänge einer Addierschaltung 9 angelegt, deren Ausgang eine Frequenzdiskriminatorschaltung 60 speist, welche z.B. durch eine Filterbank aus N Filtern gebildet ist, deren schmale Durchlaßbänder Δ F gleich 1/T sind, worin T die Dauer des empfangenen und durch den Mischer 7 bzw. 8 demodulierten Impulses ist. Das am Ausgang des Filters mit der Ordnungszahl p vorhandene Signal wird an den Steuereingang 1061 der Steuerschaltung 106 zur Steuerung der variablen Verzögerung angelegt. Die Filterschaltung 60 steuert die Stillsetzung der Ablaufsteuerung 70, wenn die verschiedenen hellen Punkte analysiert worden sind.

Die Arbeitsweise des in Fig. 3 gezeigten, mit Impulskom­ pression arbeitenden Radars, in welchem die Untergruppe 20 eine Umlaufvorrichtung nach Fig. 2b ist, ist folgende.

Das von der Antenne 2 gesendete Signal ist ein Mikrowel­ lensignal, das linear frequenzmoduliert ist und durch die Schaltung 103 erzeugt wird, während der Umschalter 105 sich in der Stellung 1051 befindet.

Das von dem Ziel zurückgeworfene Signal, welches von der Antenne 2 empfangen wird, wird durch die Hilfsschaltungen der Antenne 2 (nicht dargestellt) in zwei Signale E ₁ und E ₂ umgeformt, die das "Summensignal" und das "Differenz­ signal" der Antenne bilden. Das Signal E ₁ und das den Zirkulator 1 durchlaufende Signal E ₂ werden durch den zweiten bzw. dritten Mischer 3, 4 in die Zwischenfre­ quenz umgesetzt, wobei diese beiden Mischer von dem sen­ deseitigen Mikrowellenoszillator 101 gespeist werden.

Die Signale werden verstärkt und erhalten dann in der ersten Untergruppe 20 dieselbe Verstärkung mit dem Ver­ stärkungsfaktor a ₁ bzw. a ₂, der durch eine Verstärkungs­ regelschleife (in Fig. 2b nicht dargestellt) gesteuert wird, sowie dieselbe Verzögerung τ ₁+τ _2, wenn die Unter­ brecher I ₃, I ₄, I ₅ und I ₆ offen und die Unterbrecher I ₁ und I ₂ geschlossen sind. Die Stellung der Unterbrecher wird dann umgekehrt: I ₁ und I ₂ werden geöffnet und I ₃, I ₄, I ₅, I ₆ geschlossen. Ein Bruchteil der Signale, die ein erstes Mal "umgelaufen" sind, wird dann an den Ein­ gang des vierten bzw. fünften Mischers 7, 8 angelegt, an die ferner eine Nachbildung der Frequenzrampe angelegt ist, die sendeseitig von dem Generator 103 erzeugt wird, da der Umschalter 105 in die Stellung 1052 gebracht wurde, aber um eine Zeit verzögert, die in der Verarbeitungs- Untergruppe 40 wie nachfolgend beschrieben bestimmt wird. Der andere Teil der Signale E ₁ und E ₂ wird, nachdem er einmal "umgelaufen" ist, erneut in der analogen Speicher­ schleife der Umlaufvorrichtung 20 (Fig. 2b) in Umlauf ge­ bracht, welche aus den Verzögerungsschaltungen 206, 208 und den geschlossenen Unterbrechern I ₃, I ₄ gebildet ist, wobei die Unterbrecher I ₅ und I ₆ während des Durchlaufens der Signale E ₁ und E ₂ in der Schleife geöffnet sind und sich nach jedem vollständigen Umlauf schließen, um einen Teil der Signale an die Mischer 7 und 8 abzugeben, die bei jedem Umlauf um eine weitere Zeit τ ₁+τ ₂ verzögert werden.

Gleichzeitig wird das auf die Zwischenfrequenz umgesetzte Signal E ₂, das am Ausgang des dritten Mischers 4 erhalten und dann verstärkt wird, in dem mit Impulskompression arbeitenden Entfernungs-Meßempfänger 50 komprimiert. Der Entfernungs-Meßempfänger 50 gibt feine Impulse ab, wel­ che den hellen Punkten des erfaßten Zieles entsprechen und die an den Eingang der Verarbeitungs-Untergruppe 40 angelegt werden. Diese Untergruppe 40 gibt einen Impuls ab, welcher über die eine variable Verzögerung aufweisen­ de Verzögerungsschaltung 106 die durch den Rampengenera­ tor 103 erfolgende verzögerte Nachbildung der Frequenz­ rampe für die Demodulation der empfangenen Signale steuert.

Die in der analogen Speicherschleife der Umlaufvorrich­ tung 20 (Fig. 2b) in Umlauf gebrachten Signale E ₁ und E ₂ werden nacheinander in den Mischern 7 und 8 demoduliert, die ferner eine Nachbildung der Frequenzrampe empfangen, die sendeseitig von dem Generator 103 abgegeben wird, jedoch verzögert um die Größe τ ₁+τ ₂+Δ τ.

Diese Verzögerung wird durch die eine variable Verzöge­ rung aufweisende Verzögerungsschaltung 106 erzeugt. Die Größe Δ τ hängt von der gewünschten Radar-Entfernungsdis­ kriminierung bzw. dem Entfernungsquantum ab.

Für jede analysierte Entfernungs-Abtastprobe erfolgt also nacheinander eine Demodulation der empfangenen Si­ gnale E ₁ und E ₂ in den Mischern 7 und 8. Die demodulier­ ten Signale werden dann in der Summierschaltung 9 sum­ miert, deren Ausgangssignal an den Eingang der Frequenz­ diskriminatorschaltung 60 angelegt wird. Dieser Diskri­ minator 60 gibt eine Spannung ab, die proportional zur Frequenzdifferenz ist, wobei diese Spannung dann an den Eingang der Verzögerungsschaltung 106 angelegt wird, die einen um τ ₁+τ ₂+Δ τ verzögerten Impuls erzeugt. Dieser verzögerte Impuls wird an den Eingang des Rampengenera­ tors 103 angelegt, der eine Nachbildung der Frequenz­ rampe für die Demodulation der empfangenen Signale E ₁ und E ₂ erzeugt. Die Steuersignale der Schaltungen 20 und 30 werden an der programmierbaren Ablaufsteuerung 70 ab­ gegeben, die es ermöglicht, nacheinander jede Entfer­ nungs-Abtastprobe zu analysieren, und anhält, wenn sie einen durch die Diskriminatorschaltung 60 erzeugten Im­ puls empfängt, welcher das Ende der Folge angibt. Eine erste Messung, die mit einem Testimpuls vorgenommen wird, ermöglicht die Messung der Verzögerung τ ₁+τ ₂, um even­ tuelle temperaturabhängige oder altersbedingte Schwan­ kungen dieser Verzögerung zu berücksichtigen.

In der gesamten vorstehenden Beschreibung wurde angenom­ men, daß die Dauer der Eingangssignale kleiner ist als die Verzögerung τ ₁, τ ₂ in den elementaren Verarbeitungs­ kanälen der Umlaufvorrichtungen.

Die beschriebene Vorrichtung ist insbesondere in Radar­ systemen anwendbar, welche die Analyse von Zielen durch Entfernungs-Feindiskriminierung unter Anwendung der Im­ pulskompression durchführen.

Claims (10)

1. Verfahren zur gleichzeitigen und untereinander glei­ chen Verarbeitung einer Mehrzahl von Analogsignalen kur­ zer Dauer, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Verar­ beitungszyklus jedes der zu verarbeitenden Signale an den Eingang eines elementaren Verarbeitungskanals ange­ legt wird, der für jedes Signal verschieden ist und je­ weils wenigstens eine Verzögerungsschaltung enthält, und daß jedes Signal nacheinander und sequentiell die Gesamt­ heit der elementaren Verarbeitungskanäle durchläuft.

2. Mit Signalumlauf arbeitende Vorrichtung für die gleichzeitige und untereinander vollkommen gleiche Ver­ arbeitung einer Mehrzahl von n Analogsignalen, wobei n eine natürliche Zahl ist, die größer als 1 ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusammengesetzt ist aus:

• - n elementaren Verarbeitungskanälen (V ₁, . . . V _i , . . . V _n ), an deren Eingänge jeweils eines der n zu verarbeitenden Signale (E ₁, . . . E _i , . . . E _n ) gleichzeitig angelegt wird und die jeweils in Serie eine erste Schaltung, welche einer gegebenen Übertragungsfunktion (F ₁, . . . F _i , . . . F _n ) entspricht, sowie eine zweite Schaltung enthält, die eine Verzögerung (τ ₁, . . . τ _i , . . . τ _n ) verursacht, und
• - eine Gruppe von Unterbrechern (C ₁, . . . C _i , . . . C _n ; C′ ₁, . . . C′ _i, . . . C′ _n), welche die Eingänge und Aus­ gänge der n elementaren Verarbeitungskanäle miteinander verbinden und deren Öffnen und Schließen für einen Ver­ arbeitungszyklus den aufeinanderfolgenden und sequen­ tiellen Durchgang jedes der n Eingangssignale (E ₁, . . . E _i , . . . E _n ) durch die Gesamtheit der n elementaren Ver­ arbeitungskanäle (V ₁, . . . V _i , . . . V _n ) steuert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine Mehrzahl von n Unterbrechern (I ₃, I ₄) enthält, welche die Verzögerungsschaltungen (206, 208) der n elementaren Verarbeitungskanäle (V ₁, V ₂) in Serie schalten und den Ausgang der Verzögerungsschaltung des elementaren Verarbeitungskanals mit der Ordnungszahl n auf den Eingang der Verzögerungsschaltung des elementaren Verarbeitungskanals (V ₁) mit der Ordnungszahl 1 zurück­ schleifen, um während der Dauer eines Vielfachen der Sum­ me der n Verzögerungen eine analoge Speicherschleife zu bilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die kürzeste der Verzögerungen (τ ₁, . . . τ _i , . . . τ _n ), die jeweils in den n elementaren Verarbei­ tungskanälen (V ₁, . . . V _i , . . . V _n ) erzeugt werden, größer ist als die längste der Dauern (D ₁, . . . D _i , . . . D _n ) der Eingangssignale (E ₁, . . . E _i , . . . E _n ).

5. Verfolgungsradar, bei dem die Vorrichtung nach An­ spruch 3 zur Anwendung kommt, welche zwei elementare Ver­ arbeitungskanäle enthält, die jeweils aus einem Verstärker (205, 207) mit steuerbarer Verstärkung und einer darauf­ folgenden Verzögerungsschaltung (206, 208) gebildet sind, wobei das Verfolgungsradar ein linear frequenzmodulier­ tes Mikrowellensignal sendet und über die Sende/Empfangs- Antenne (2) die Echosignale von das Ziel bildenden hellen Punkten in Form von zwei Signalen E ₁ und E ₂ empfängt, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig und vor der mit Signalumlauf arbeitenden Vorrichtung (20) angeordnet sind:

• - Mittel (103) zur Erzeugung einer verzögerten Nachbil­ dung der Sende-Frequenzrampe;
• - Mittel (9, 60, 106) zur Steuerung der Verzögerung der Nachbildung der Frequenzrampe gegenüber der sendesei­ tigen Frequenzrampe;

und daß hinter der mit Signalumlauf arbeitenden Vorrich­ tung (20) angeordnet sind:

• - Mittel (105, 7, 8) zur durch die verzögerte Nachbildung der Sende-Frequenzrampe erfolgenden Demodulation des ersten und des zweiten verarbeiteten Signals, die am Ausgang der mit Signalumlauf arbeitenden Vorrichtung bei jedem Zyklus der analogen Speicherschleife erhal­ ten werden;
• - Filtermittel (30) zur Frequenzfilterung der demodulier­ ten Signale;
• - Auswertemittel (40) zur Auswertung der Radarinforma­ tionen des erfaßten Ziels, welche durch die Ausgangs­ signale der Filtermittel (30) geliefert werden; und
• - Mittel (50) zur Steuerung der Auswertemittel (40).

6. Entfernungs-Verfolgungsradar nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (50) zur Steuerung der Generatormittel (103) durch einen mit Impulskompres­ sion arbeitenden Entfernungs-Verfolgungsempfänger gebil­ det sind, der eine Folge von feinen Impulsen abgibt, wel­ che den analysierten Entfernungsabschnitten entsprechen.

7. Entfernungs-Verfolgungsradar nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Steuerung der Verzöge­ rung der Generatormittel (103) umfassen:

• - in Serie angeordnete Mittel (60) zur Frequenzdiskrimi­ nierung des demodulierten Signals; und
• -Verzögerungsmittel (106), die aus der Ordnung, die von den Frequenzdiskriminatormitteln (60) geliefert wird, an deren Eingang das demodulierte Signal vorhanden ist, die Verzögerung bestimmt, welche die von den Generator­ mitteln (103) erzeugte Frequenzrampe gegenüber der Sende-Frequenzrampe erhalten muß.

8. Entfernungs-Verfolgungsradar nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzdiskriminatormittel aus einer Filterbank aus schmalbandigen Filtern gebildet sind, welche den Verzögerungsmitteln (106) die auf das mittlere Filter bezogene Ordnungszahl desjenigen Filters liefern, an dessen Ausgang das demodulierte Signal er­ scheint.

9. Verfolgungsradar nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit Signalumlauf arbeitende Vorrich­ tung (20) und die Filtermittel (30) durch eine program­ mierbare Ablaufsteuerung (70) gesteuert sind.