DE3729328A1 - Anordnung zum trennen von signalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Trennen von gepulsten Emissionen einer Strahlung aus einer Mehrzahl von Strahlungsquellen in einem Erfassungs­ bereich, insbesondere zum Trennen der Signale in Echt-Zeit bei einer nur kurzen Bearbeitungs-Verzögerung.

Es ist bekannt, z.B. im Krieg sogenannte elektronische Funkaufklärung zu betreiben durch Sammeln von Informationen aus Signalen, die von Waffen­ systemen oder anderen Strahlungsquellen ausgesendet werden, wobei diese Signale elektromagnetische oder auch akustische Signale sein können. Nachfolgend werden nur elektromagnetische Signale in Betracht gezogen, obwohl die Erfindung für alle Formen von Signalen anwendbar ist.

Jede elektromagnetische Strahlungsquelle hat eine elektromagnetische Kennung, die durch Parameter definiert ist, wie z.B. Ausganqsfrequenz, Wellenlänge im elektromagnetischen Spektrum, sowie bei Radaranlagen Abtastperiode und Abtast­ muster, wobei die Strahlungsquelle Strahlungsimpulse aussenden kann, die ein bestimmtes Impulswiederholungsintervall und/oder eine bestimmte Impulsbreite haben.

Die Messung von einigen oder all diesen Parametern ermöglicht es, den Sender zu klassifizieren und es können andere gemessene Parameter benutzt werden, um den besonderen Sender zu identifizieren, z.B. durch Vergleich der festge­ stellten Parameter mit solchen bekannter Sendern, die in einer mitgeführten Tabelle enthalten sind.

Eine derartige Klassifizierung ist jedoch kompliziert, obwohl die Sender im allgemeinen über begrenzte Bereiche des elektromagnetischen Spektrums arbeiten, weil die gesendeten Signale im allgemeinen gemischt oder mit den Signalen anderer Sender verschachtelt sind, und das Verfahren, um aus einem empfangenen Signal die einzelnen Sendungen zu bestimmen und ihren Sendern zuzuordnen, ist unter der Bezeichnung "Deinterleaving" bekannt.

In Kriegszeiten wird eine solche Klassifizierung sehr komplex wegen der großen Anzahl der Sender der modernen Waffensysteme einschließlich der Lenkwaffen, die auf ein Ziel in einem abgetasteten oder überwachten Bereich ansprechen und diesem folgen und eine Zielbeleuchtung bewirken. Solche Waffen können sehr zahlreich sein, die hieraus resultierende elektronische Umgebung kann sehr verwirrend und schwer zu analysieren sein.

Ein beträchtlicher Anteil all dieser Sender verwendet eine gepulste Arbeits­ weise und sie arbeiten asynchron mit einer sehr niedrigen Impulsperiode.

Diese Sender arbeiten jedoch innerhalb bestimmter Grenzen für die Frequenz, die Abtastung und anderer Parameter, und abgesehen von ihrer Installierung auf schnell bewegten Fahrzeugen können sie als ortsfest betrachtet werden.

Ein Beispiel eines typischen gepulsten Signales, das von einem geeigneten Breitband-Detektor empfangen wird, ist in Fig. 1 gezeigt und es umfaßt einen Zug von Impulssignalen, die über eine Zeitperiode t _o bis t _m empfangen worden sind. Die Zeit zwischen der Amplitude und der Frequenz aufeinanderfolgender Impulse ist offenbar zufällig und eine Untersuchung der Chronologie des Empfanges ermöglicht keine einfache Bestimmung selbst der Zahl der ineinander verschachtelten empfangenen Signale.

Fig. 2 zeigt daß das empfangene Signal nach Fig. 1 praktisch asynchrone Impulszüge a-d enthält, von denen einige oder alle dieselbe Strahlungsfrequenz haben können, die sich über eine Zeitperiode zwischen t _o und t _m erstrecken, und man erkennt, daß in irgendeiner besonderen Lage die Impulszüge unregelmäßige Impulswiederholungsintervalle und/oder Amplituden haben und sich über unter­ schiedliche Zeitperioden erstrecken und einander zeitlich überlappen können.

In vielen praktischen Situationen und insbesondere in einem Krieg ist es er­ wünscht und möglicherweise wesentlich für die Funkaufklärung, daß solche Signale kontinuierlich praktisch in wahrer Zeit (real time) getrennt werden.

Die bisherige Signaltrennung basiert auf zwei Methoden. Die erste arbeitet auf der Basis der Sendefrequenz und der Senderichtung unter Verwendung von Detektoren mit hoher Auflösung, z.B. Schmalband-Kippempfänger oder mehrkanalige Empfänger für Frequenzmessung und/oder komplexe Antennensysteme, die oft Phasenmessungen benutzten, um den Winkel der Senderichtung möglichst genau zu bestimmen. Diese Methoden erfordern jedoch komplexe Vorrichtungen, die teuer und schwer sind und einen hohen Energieverbrauch haben. Eine zweite Methode verwendet Algorithmen, wobei die Empfangszeit der einzelnen Impulse über ein Zeitintervall von mehreren Sekunden aufgezeichnet und verarbeitet wird, um ein Histogramm der Impulse herzu­ stellen, aus welchem die Empfangsspitzen oder Muster bestimmt werden, oder es wird der empfangene Impulszug mit bekannten Sender-Parametern verglichen, um die einzelnen Impulszüge zu erkennen und zu isolieren. Ein solcher Algorithmus, der im Prinzip auf der Basis der Empfangszeit der Impulssignale arbeitet, er­ fordert eine große Speicher- und Rechnerkapazität, was noch verstärkt wird, weil auch kurzzeitige Veränderungen berücksichtigt werden müssen, beispiels­ weise das Zittern in den Signalfrequenzen, im Impulswiederholungsintervall und in der Richtung der Strahlungsquelle.

Ferner erfolgt die Aufzeichnung und Verarbeitung der Signale in der Weise, daß die Strahlungsumgebung nur auf der Basis eines gelegentlichen Beispiels oder Musters getrennt wird und nicht in Echt-Zeit überwacht wird für den Empfang aller möglicher Strahlungsemissionen.

Die elektronische Funküberwachung, für die eine Trennung der Signale wesentlich ist, um Strahlungsquellen innerhalb eines Bereiches zu identifizieren, wird auch in einer vereinfachten Form praktiziert durch Verwendung sogenannter Radar-Warnempfänger oder durch Laser-Warnempfänger, die gewöhnlich auf Fahr­ zeugen montiert sind und den Operator vor einfallender Mikrowellen oder optischer Strahlung warnen, so daß das Fahrzeug Ausweichbewegungen oder Gegenmaßnahmen ausführen kann.

Diese Empfänger identifizieren die Parameter der Strahlungsquelle praktisch jedoch nicht, und obwohl die Warnungen, die sie abgeben, in einer elektronisch ruhigen Umgebung sehr nützlich sein können, werden sie unter Kampf-Bedingungen durch andere Strahlung überdeckt und sind daher kaum nützlich.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen und ein Verfahren anzugeben, um in einfacher Weise als bisher Signale praktisch in Echt-Zeit (real time) voneinander zu trennen.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist hierzu ein Empfänger vorgesehen zum Empfang von Impulsen in einer Gruppe von Frequenzbereichen und in einer Gruppe von Winkeln von Empfangsbereichen sowie um für jeden empfangenen Impuls wenigstens zu bestimmen, in welchem Frequenzbereich und Empfangswinkelbereich seine Parameter liegen, ferner mit einer Prozessor­ schaltung mit einer Timing-Schaltung zur Bestimmung einer Folge von Zeitab­ schnitten vorgegebener Dauer, Speichern, um in jedem Zeitabschnitt eine Auf­ zeichnung jedes Impulses zu speichern, der in dem Zeitabschnitt oder Zeitrahmen in Übereinstimmung mit den Gruppen-Werten der Impulsfrequenz und des Empfangs­ winkels empfangen worden ist, ferner mit einer Aufzeichnungs-Analysierschaltung, um in jedem Zeitabschnitt die Zahlen der Aufzeichnungen zu bestimmen, die den verschiedenen Werten der Gruppen zugeordnet sind, die in einem vorhergehenden Zeitabschnitt gespeichert worden sind und um die Gruppen-Werte zu identifizieren, für welche Aufzeichnungs-Dichte-Spitzen in dem analysierten Speicher-Zeitabschnitt auftreten, und um jede von diesen einem Sender zuzuordnen, die durch den Frequenz­ bereich und den Empfangswinkelbereich der Gruppen-Werte unterschieden sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Trennen von Impulssignalen, die von einem Empfänger empfangen worden sind, umfaßt die Bestimmung einer Folge von Zeit­ abschnitten zum Empfang von abgestrahlen Signalen, die Bestimmung einer Gruppe von Bereichen von möglichen Empfangswinkeln eines empfangenen Signales mit Bezug auf eine vorgegebene Bezugsrichtung, die dem Empfänger zugeordnet ist, die Bestimmung einer Gruppe von Bereichen von möglichen Strahlungsfrequenzen eines empfangenen Signales und zugeordneten Werten dieser Gruppen, um durch jedes Paar von Gruppen-Werten die Koordinaten-Werte von wenigstens einer Matrix von Speicherstellen zu definieren, wobei für jeden empfangenen Signalimpuls bestimmt wird, in welchem Wertbereich oder Größenbereich jeder Gruppe seine Parameter liegen, wobei ferner für jeden Zeitabschnitt oder Zeitrahmen (time frame) eine Aufzeichnung eines innerhalb dieses Abschnittes in der Matrix an einer Speicherstelle gespeichert wird, die seinen Gruppen-Werten entspricht und die Speicherdichte der Aufzeichnungen analysiert wird, die in der Matrix in einem vorhergehenden Zeitabschnitt gespeichert wurden, um das Vorhandensein separater Strahlungsquellen zu identifizieren, die durch den Bereich der Frequenzen und Empfangswinkeln oder Eintreffwinkeln der Signale unterschieden sind.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 ein empfangenes elektromagnetisches Signal darstellt, das einen Zug von Impulsen enthält, die durch ihre Amplitude und ihre Ankunftszeit innerhalb einer Zeitperiode t _o bis t _m dargestellt sind und ineinander verschachtelten Signalen resultieren.

Fig. 2a bis 2d zeigen vier individuelle Impulszug-Signale, die das Signal von Fig. 1 enthält.

Fig. 3 zeigt in Form eines Blockdiagrammes eine Anordnung zum Trennen von Signalen nach der Erfindung.

Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf das Antennenfeld der Anordnung nach Fig. 3.

Fig. 5 zeigt den Zusammenhang zwischen einem Parameter, z.B. der Frequenz oder der Empfangswinkel empfangener Signale und der Empfangszeit, unterteilt in zwei benachbarte Zeitbereiche zur Darstellung der Zeitabschnitt-Analyse.

Fig. 6 zeigt ein Frequenzband, das in Frequenzbereiche unterteilt ist und eine Gruppe solcher Bereiche bildet, wobei die Ausdehnung oder Größe der Bereiche nicht immer dieselbe ist.

Fig. 7a zeigt isometrisch eine gedankliche dreidimensionale Speichermatrix, wobei die Achsen, die empfangene Impulsfrequenz, den Eintreffwinkel und die Anzahl der Impulse mit speziellen Werten für die Frequenz und den Eintreffwinkel (Impulsdichte) darstellen.

Fig. 7b ist eine Draufsicht auf die Speichermatrix nach Fig. 7a, in welcher die Impulsdichte durch die Zahl der Punkte an jedem Ort dargestellt ist.

Fig. 8 ist ein Fließdiagramm, das die Verfahrensschritte der Speicherung der Aufzeichnung und der Verarbeitung durch die Anordnung nach Fig. 3 darstellt.

Die beschriebene Ausführungsform betrifft spezifische Impulssignale mit einer Strahlungsfrequenz im Mikrowellen-Radarbereich des elektromagnetischen Spektrums, es wird jedoch betont, daß die beschriebene Ausführung und die Er­ findung nicht auf diese Strahlung und diese Bandbreite der Frequenzen be­ schränkt ist.

Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung zum Trennen umfaßt einen Empfänger 11 mit Antennen 12 und einen Empfänger 13.

Der Empfänger 13 umfaßt einen Empfänger für augenblickliche Frequenzmessung bekannter Form, häufig bezeichnet als IFM-Empfänqer, welcher in der Lage ist, die Frequenz irgendeines empfangenen Impulses über einen breiten Frequenzbereich festzustellen. Der IFM-Empfänger kann mit Verzögerungsleitung- und Phasenver­ gleich-Technik arbeiten, vorzugsweise arbeitet er jedoch auf der sogenannten Filterbasis. Ein Beispiel ist der Empfänger RWR 5618 der Firma Filtronic Components Limited.

Die Antennengruppe 12 umfaßt Antennenelemente mit Einrichtungen, um aus den empfangenen Signalen und der Anordnung der Antennen den Empfangswinkel oder Einfallwinkel eines empfangenen Impulses zu bestimmen.

Das Antennenfeld, das im Detail in Draufsicht in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt eine Gruppe von vier ggf. mehr Richtantennen 14 ₁ ..... 14 ₄, deren Empfangs­ richtungsachsen 15 ₁ .... 15 ₄ im wesentlichen radial von einer Bezugsachse 16 ausgehen. Die Sensor-Empfangsrichtungsachse jedes Sensors oder eine Projektion von ihr liegt in einer Sensorebene rechtwinklig zur Bezugsachse, und die Winkel in der Sensorebene zwischen den Richtungsachsen oder ihren Projektionen und einer Bezugsrichtung in der Ebene definieren bzw. bestimmen Empfangswinkel oder Eintreffwinkel der hierdurch empfangenen Strahlung.

Die Sensoren, in diesem Fall die Antennen, können zweckmäßigerweise, aber nicht notwendigerweise, mit ihren Empfangsrichtungsachsen in der Sensorebene liegen und sie können symmetrisch angeordnet sein, so daß die Empfangsrichtungs­ achsen gegenseitig divergent sind. Die Bezugsachse kann ebenfalls zweckmäßiger­ weise, aber nicht notwendigerweise, vertikal liegen, so daß die Sensorebene in der Azimuthebene liegt und die Eintreffwinkel der Strahlung den Azimuth­ peilungen entsprechen, wobei der Hauptteil der nachfolgenden Beschreibung von dieser Anordnung und Ausrichtung ausgeht. Die entsprechenden Empfangs­ felder der Antennen sind zweckmäßigerweise als Polardiagramme dargestellt mit einer Empfangsempfindlichkeit 17 ₁ .... 17 ₄, die der Ebene der Antennen­ gruppe überlagert sind, und die Empfangsfelder benachbarter Elemente über­ lappen sich in der Azimuthebene. Jedes Antennenelement speist einen separaten Empfänger, und für ein Signal, das von zwei Antennen gleichzeitig empfangen wird, ist der Zusammenhang zwischen den beiden empfangenen Signalamplituden ein Anzeichen für die Richtung der Strahlungsquelle mit Bezug auf die Achsen der beiden Elemente. Der Empfangswinkel oder Eintreffwinkel kann somit be­ stimmt werden als innerhalb eines Bereiches von Azimuthwinkeln liegend mit Bezug auf das Antennenfeld, wobei das Ausmaß des Bereiches, d.h. die Genauig­ keit der Bestimmung, eine Funktion der Anzahl der Antennen im Antennenfeld ist, von denen Vergleichsmessungen gemacht werden können, und der Komplexität der Signalverarbeitungsschaltung, um die Richtungsinformation und ebenso die Signalstärke mit Bezug auf den Hintergrund und das System-Rauschen zu er­ halten.

Die obengenannten Mittel, durch welche eine empfangene Signalfrequenz und ihr Eintreffwinkel bestimmbar sind, sind bekannt und werden daher nicht weiter erläutert.

Der Empfänger erzeugt eine Aufzeichnung des Empfangs jedes Impulses und er ist in der Lage, diese Aufzeichnung zu markieren mit solchen Parametern, wie Frequenz, Empfangswinkel, Empfangszeit und Amplitude des Signales.

Der Rest der Vorrichtung wird noch beschrieben, zunächst soll aber das Ver­ fahren erläutert werden, durch welches die empfangenen Impulssignale bzw. deren vom Empfänger gebildeten Aufzeichnungen voneinander getrennt werden.

Wie oben erläutert, enthält das verschachtelte Impulssignal nach Fig. 1 eine Folge von individuellen Impulsen elektromagnetischer Strahlung mit unter­ schiedlicher Frequenz, Amplitude und Breite, obwohl bezogen auf die Zeit­ skala der Figur jeder Impuls genügend kurz ist, um nur als eine Linie wahrge­ nommen zu werden.

Die einzelnen Impulszüge, die zu dem empfangenen Signal beitragen, sind in demselben Zeitintervall t _o bis t _m in den Fig. 2a bis 2d entsprechend darge­ stellt, wobei die Impulssignale ebenso durch ihre Auftrittszeiten und ihre Dauer durch die Linien A bis D entsprechend auf der Zeitachse dargestellt sind.

Fig. 5 zeigt das Auftreten der einzelnen Impulszüge A bis D und weiterer Impulszüge E bis H, die durch einen Parameter gekennzeichnet sind, z.B. durch ihre Impulsfrequenz oder den Empfangswinkel oder Eintreffwinkel (AOA) aufgetragen über der Zeit. Aus der Figur erkennt man, daß Signale A, B und C sich hinsichtlich der Empfangszeit überlappen, obwohl sie hinsichtlich der Frequenz oder des Eintreffwinkels getrennt sind, während die Signale B, D und G zu separaten Zeiten empfangen werden, jedoch praktisch denselben Ein­ treffwinkel oder praktisch dieselbe Frequenz haben. Einige der Signale, bei­ spielsweise das Signal C, werden wiederholt, wobei die Wiederholung eine Folge sein kann beispielsweise einer intermittierenden Übertragung oder infolge der Wirkungen einer räumlichen Abtastung eines Richtsenders, wie z.B. bei einer Radaranlage. Die Wiederholungsperiode kann ein weiterer Parameter für die nachfolgende Strahlungsquellen-Analyse sein. Erfindungs­ gemäß wird die Arbeitsweise aufgeteilt in eine Speicherung und eine Analyse der Aufzeichnungen für einen, oder vorzugsweise eine Folge von aneinander­ grenzenden Zeitabschnitten gleicher Länge t _o bis t _n , t _n bis t _2n ..... t _(k-1)n bis t _kn, wobei das erste dieser Intervalle zweckmäßigerweise mit t _o , das zweite mit t _n , das dritte mit t _2n usw. bezeichnet wird. Die Parameter der Impulssignale, die in jedem Zeitabschnitt empfangen werden, werden im folgenden Zeitabschnitt analysiert, wie schematisch durch die Figur dargestellt ist.

Vorausgesetzt, daß die Analyse nicht länger dauert als einen Zeitabschnitt, kann sie kontinuierlich ausgeführt werden, wie die Signale empfangen werden, und abgesehen von einer kleinen Bearbeitungs-Verzögerung bis herauf zu einer Zeitperiode oder einem Zeitabschnitt, wird die Analyse in wahrer Zeit bzw. Echtzeit ausgeführt. Die Dauer jedes Zeitabschnittes kann kleiner sein als 1 Sekunde, wodurch die Anzahl der empfangenen Impulse reduziert wird, für welche Daten aufzuzeichnen sind, und ebenso die Menge der danach zu verarbeitenden Daten.

Für jeden Impuls, der in dem Zeitabschnitt empfangen wird, wird eine Auf­ zeichnung seines Empfangs erzeugt und für die nachfolgende Analyse gespeichert.

Um diese Speicherung und Analyse auszuführen, wird erfindungsgemäß eine Gruppe oder ein Satz von Bereichen von möglichen Impulsstrahlungsfrequenzen und eine Gruppe von Bereichen von möglichen Azimuth-Empfangswinkeln definiert, und jeder empfangene Impuls wird gespeichert in einer Form, die anzeigt, in welchem Bereich seine Parameter liegen, wobei das Vorhandensein von Sende­ quellen mit Parametern der Strahlungsfrequenz und des Eintreffwinkels inner­ halb irgendeines geeigneten Bereiches angezeigt wird durch der Empfang von größeren Zahlen von Impulsen, die diesen Bereichen zugeordnet sind. Diese Be­ stimmung eines Satzes oder eine Gruppe von Bereichen ist graphisch in Fig. 6 dargestellt, wobei der Empfang allen Frequenzen innerhalb eines Bandes zuge­ ordnet ist, das sich kontinuierlich zwischen oberen und unteren Frequenz­ grenzen erstreckt und das Band ist unterteilt in Frequenzbereiche, die durch die gezeigten Frequenzmarkierungen begrenzt sind. Die Frequenzbereiche können alle dieselbe Ausdehnung haben, wie dargestellt, oder sie können differieren, wobei die Bereiche in mehr benutzten Gebieten des Bandes kleiner sind als die in kaum benutzten Gebieten. Das Gesamtfrequenzband kann auch diskontinuierlich sein mit dazwischenliegenden, nicht zu beachtenden Regionen.

Der Eintreffwinkel kann in gleicher Weise in eine Gruppe von Winkelbereichen unterteilt sein, wobei die Winkelbereiche zweckmäßigerweise gleiche Ausdehnung haben.

Jede Gruppe von Bereichen kann betrachtet werden als Gruppe von Werten oder Gruppe von Größen, von denen jede einen besonderen Bereich von Frequenzen oder Eintreffwinkeln angibt, wobei die Aufzeichnunqen von Empfangenen Impulsen identifiziert werden durch Markieren mit den Gruppen-Werten in Übereinstimmung mit den zugehörigen Bereichen, in denen ihre Parameter liegen, oder es kann eine wahre oder gedankliche Matrix von Speicherstellen definiert werden durch diese Paare von Gruppen-Werten, wobei jede Stelle äquivalent ist zu einer Aufzeichnung, die die zugehörigen Gruppen-Werte hat. In dieser Beschreibung ist die Bezug­ nahme auf eine Aufzeichnung mittels deren Speichermatrix-Stelle in derselben Weise zu betrachten wie die Bezugnahme auf die Aufzeichnung mit Hilfe ihrer Gruppen-Werte und umgekehrt.

Bei der Trennung von Signalen entsprechend der vorhergehenden Beschreibung ist es zweckmäßig, eine Speichermatrix für Aufzeichnungen der empfangenen Impulse zu verwenden, wie in den Fig. 7a und 7b dargestellt, wobei eine solche Speichermatrix für jeden Zeitabschnitt definiert ist. Die Fig. 7a zeigt die Speichermatrix in Form einer dreidimensionalen Matrix. Eine zweidimensionale oder planare Matrix von Speicherstellen wird gebildet, indem die Koordinaten­ werte jeder Speicherstelle durch die Gruppen-Werte der Frequenzbereiche und der Empfangswinkel-Bereiche definiert werden. Jeder empfangene Impuls führt zu einer Aufzeichnung, die mit der Frequenz und dem Empfangswinkel markiert ist, und die markierten Aufzeichnungen werden der entsprechenden Matrix- Speicherstelle zugeordnet in Übereinstimmung damit, in welchem Bereich ihre Frequenzen und ihre Empfangswinkel festgestellt oder erfaßt worden sind. Die dritte Achse der Matrix stellt die Anzahl der Impulse dar, die in jeder Speicherstelle gespeichert sind, d.h. die Impulsdichte der Speicherstelle.

Eine alternative Darstellung der Matrix ist in Fig. 7b gezeigt, die praktisch eine Draufsicht auf die Frequenz/Empfangswinkel-Ebene ist, welche die Grenzen der Matrixstellen zeigt. In dieser Darstellung ist jede der markierten Impuls­ aufzeichnungen dargestellt durch einen Punkt, so daß die Anzahl der Aufzeich­ nungen in jeder Stelle, die die dritte Matrix-Achse definieren, welche die Impulsdichte darstellt, direkt als Dichte sichtbar ist.

Die Impulse neigen dazu, in Gruppen rund um besondere Frequenzen und Empfangs­ winkel aufzutreten, die vernünftigerweise entsprechend individueller Strahlungs­ quellen erwartet werden können, obwohl aus allgemeinem Rauschen resultierende Impulse irgendwo auftreten können und geschlossene Gruppen nicht immer leicht unterscheidbar sind. Am Ende des Zeitabschnittes wird eine neue Speichermatrix geschaffen für Impulse, die im nächsten Zeitabschnitt empfangen werden, und die zuvor vollendete Matrix wird analysiert. Die Speicherdichte der Aufzeichnungen in der Matrix wird bestimmt, indem die Anzahl der Aufzeichnungen in jeder Speicherstelle geprüft und hieraus etwaige Speicherdichten-Spitzen abgeleitet werden mit Bezug auf benachbarte Stellen in den Koordinatenachsen, die durch die Gruppen-Werte bestimmt sind, d.h. es werden zweidimensionale Dichte-Spitzen in der Matrixebene abgeleitet.

Es wird angenommen, daß jede solche Spitze einer individuellen Strahlungs­ quelle zugeordnet ist, die wenigstens durch die Bereiche der Frequenz und des Empfangswinkels der Gruppen-Werte unterscheidbar ist, welche die Matrix­ stelle der Dichte-Spitze bestimmen.

Alle auftretenden zweidimensionallen Dichte-Spitzen können identifiziert werden durch eine Zahl von Prüfungsmethoden, zweckmäßigerweise werden sie jedoch bestimmt durch Prüfen der Matrix-Speicherstellen für jeden der auf­ einanderfolgenden Gruppen-Werte einer Koordinate der Matrix, beispielsweise der Empfangswinkel. Für jeden Gruppenwert der Empfangswinkel wird die Matrix­ stelle , die verschiedenen Gruppen-Werten des Frequenzbereiches zugeordnet ist, geprüft.

Es ist zweckmäßig, kleine Speicherdichten infolge des Empfangs von zufälligen Rauschimpulsen zu eliminieren durch Definierung einer Mindest-Schwellwert­ speicherdichte für jede Matrixstelle. Wenn keine der Stellen, die der Gruppe der Frequenzwerte zugeordnet ist, die Schwellendichte überschreitet, dann wird der nächste Empfangswinkel betrachtet. Wenn ein Dichte-Niveau über dem Schwellwert festgestellt wird, werden die Dichten von jeder der Stellen, die durch die Frequenzgruppenwerte gegeben sind, in Folge bestimmt und mit der vorhergehenden verglichen, um zu bestimmen, ob die Dichte auf einen Gipfel hin zunimmt oder ob sie kleiner ist und anzeigt, daß ein Gipfel über­ schritten worden sein kann. Auf diese Weise bestimmte Spitzen, die alle einem Wert des Empfangswinkels zugeordnet sind, können als eindimensionale Dichte-Spitzen angesehen werden.

Wenn dieses Verfahren für jeden Gruppenwert des Empfangswinkels wiederholt wird, werden die Matrixstellen der identifizierten eindimensionalen Dichte­ spitzen und die umgebenden Stellen weiter untersucht, um die Stellen der Spitzen in zwei Dimensionen der Matrix zu identifizieren, d.h. bezüglich beider Gruppen-Werte.

In Fig. 7b, wenn eine Gruppe der Aufzeichnungen in Speicherstellen liegt, die durch die Werte A₀, A ₁, A ₂, A ₃ definiert sind längs der Achse AOA (Empfangs­ winkelachse) und Werte F ₁, F ₂, F ₃ längs der Frequenzachse, können die Speicher­ stellen identifiziert werden als A ₁ F ₁, A ₂ F ₂.., ....A ₃ F ₃.

Für jeden Gruppenwert der AOA-Achse, die nacheinander untersucht werden, können eindimensionale Spitzen gefunden werden für F ₂, d.h. bei A ₁ F ₂, A ₂ F ₂ und A ₃ F ₃.

Für jede der Speicherstellen, die durch diese Gruppenwerte bestimmt sind, wird die Aufzeichnungsdichte verglichen mit derjeniqen der umgebenden Speicherstellen, d.h. für A ₁ F ₂ wird ein Dichtevergleich gemacht mit den Stellen A ₀ F _i , A ₁ F ₁, A ₂ F ₁, A ₂ F ₂, A ₂ F ₃, A ₁ F ₃, A ₀ F ₃ und A ₀ F ₂. Wenn die Aufzeichnungsdichte höher ist als in sämtlichen von diesen, so scheint die Speicherstelle die Speicherstelle einer zweidimensionalen Spitze zu sein und sie wird aufgezeichnet als eine Kandidat-Dichte-Spitze (candidate density peak). Wenn andererseits ein Vergleich eine höhere Aufzeichnungsdichte in einer Nachbarstelle zeigt, wie z.B. bei A ₂ F ₂, dann wird die eindimensionale Spitze A ₁ F ₂ von einer weiteren Betrachtung als Kandidat-Spitze ausgeschlossen. Das Verfahren wird dann wiederholt für die Spitze A ₂ F ₂ und A ₃ F ₂, was dazu führen kann, daß A ₂ F ₂ die Matrix­ stelle für einen zweidimensionalen Dichte-Gipfel sein kann.

Da die gespeicherten Aufzeichnungen in Stellen, welche die eine umgeben, welche durch die sie definierenden Gruppen-Werte den Frequenzbereich und den Empfangswinkelbereich der Strahlungsquelle darstellen sollen, können diese Gruppen-Werte, die den Aufzeichnungen zugeordnet sind, um diese in diese umgebenden Speicherstellen zu bringen, der Speicherstelle zuge­ ordnet werden, in welcher die Spitze bestimmt worden ist, wodurch effektiv diese Umgebungs-Aufzeichnungen in die Spitzen-Stelle verschoben werden.

Eine der Schwierigkeiten bei bekannten Methoden zum Trennen von Signalen wird durch Veränderungen des Empfangswinkels verursacht infolge eines Empfangs über mehrere Wege oder durch ein schwachses Signal/Rauschen-Verhältnis, oder durch Veränderungen der Strahlungsfrequenz infolge einer Strahlungsquelle, die eine Zitterfrequenz emittiert oder auch durch Rauschen im Empfänger. Die Verarbeitung des empfangenen Impulssignales bzw. seiner Aufzeichnungen entsprechend bestimmter Bereiche, die gegeben sind durch die Matrixstelle, ermöglicht die Zuordnung der Aufzeichnungen des empfangenen Impulses zu besonderen Strahlunqsquellen auf der Basis einer statistischen Operation, mehr als auf der Basis gemessener Parameter irgendeines individuellen empfangenen Impulses.

In Fig. 7b kann erwartet werden, daß wenn keine änderung des Winkels zwischen der Vorrichtung und einer Sendequelle vorliegt, die außerdem mit einer festen Strahlungsfrequenz sendet, die Aufzeichnung die Form hat, wie sie bei der oben beschriebenen Stelle A ₂ F ₂ gezeigt ist. Wenn jedoch die Strahlungsquelle und/oder die Vorrichtung sich während des Zeit­ abschnittes bewegen, kann die Aufzeichnungsdichte sich längs der Achse AOA (Empfangswinkelachse) verteilt sein. Ebenso, wenn sich die Frequenz ändert, z.B. infolge einer Frequenzbeweglichkeit, kann die Aufzeichnungsdichte längs der Frequenzachse verteilt sein. Wenn eine Änderung die andere beeinflußt, oder sich beide unabhängig ändern, kann die Verteilung sich längs beider Achsen erstrecken. Eine solche Verteilung braucht nicht gleichmäßig zu sein mit einem klar definierten Gipfel, und um die Möglichkeit auszuschalten, eine große Anzahl von Strahlungsquellen, die nahe beieinander in der Matrix liegen, bestimmen zu müssen, wenn wahrscheinlich nur eine Strahlungsquelle vorliegt, können Schwellwerte festgelegt werden, die für einen zweidimensionalen Dichte-Gipfel erfüllt sein müssen, der bei seiner Bestimmung als ein "Kandidat" betrachtet werden kann, ehe solche Kandidaten-Spitzen als bestimmend für eine diskrete Strahlungsquelle betrachtet werden.

Beispielsweise kann jeder einen evtl. Kandidaten bildende zweidimensionale Gipfel einen Abstand von einem Nachbarkandidaten-Gipfel um eine vorgegebene Anzahl von Matrixstellen benötigen (Gruppen-Werte-Zunahmen), beispielsweise zwei. Alternativ oder zusätzlich kann ein Paar von Kandidaten-Gipfeln oder Spitzen auch nur diskret betrachtet werden, wenn eine der Matrixstellen, die sie trennt, eine Aufzeichnungsdichte unter einem vorgegebenen Bruchteil, beispielsweise der Hälfte von wenigstens einer der Spitzen-Dichten hat. Der Bruchteil kann mit der Durchschnittsdichte der Gipfel oder Spitzen verglichen werden.

Wenn eine Mehrzahl von zweidimensionalen Dichte-Spitzen, die Kandidaten, d.h. potentielle Strahlungsquellen darstellen, bestimmt sind, welche die zusätzlichen Tests nicht erfüllen und für dieselbe Strahlungsquelle nicht in Betracht kommen, dann kann eine repräsentative Speicherstelle oder Gruppenwerte für Frequenz­ bereich und Empfangswinkelbereich zwischen diesen definiert werden, obwohl dies bei einigen Arten der Aufzeichnungs-Nutzung nicht erforderlich sein mag, wie noch beschrieben wird.

Das beschriebene Trennungsverfahren führt zu der Bestimmung der Anzahl von diskreten Strahlungsquellen, die durch Gruppen-Werte (set values) oder Bereiche der Strahlungsfrequenz und des Empfangswinkels der Strahlung klassifiziert sind, von welchen Strahlungsquellen Impulsemissionen in dem Zeitabschnitt erfaßt worden sind, wobei ferner die Aufzeichnungen der Impulse, die jeder solchen Strahlungsquelle zugeordnet sind, für eine weitere Analyse zur Verfügung stehen, die zusätzlich zu dem Trennvorgang erforderlich sein mag.

Die Methode des Trennens nach dem oben beschriebenen Verfahren kann in der Praxis durch geeignete Speicherung, Wiederabrufung und Vergleich von Zahlen von Aufzeichnungen in unterschiedlicher Weise erfolgen, wobei eine nachfolgend anhand von Fig. 3 beschrieben wird.

Außer der Empfangseinrichtung 11 umfaßt die Vorrichtung eine Prozessor­ schaltung 20 mit einem digitalen Computer bestehend aus einem CPU 21, einem ROM 22 oder einem Äquivalent hierfür, zum Speichern eines Programmes und etwaiger konstanter Größen, durch welche der Computer die Verfahrens­ schritte bei dem Trennvorgang ausführt, ferner ist ein RAM 23 vorgesehen, der einen Arbeitsspeicher für den CPU bildet, sowie einen Speicherbereich, der ein Aufzeichnungs-Speichermatrix umfaßt, Eingangsschaltungen 24, über welche Aufzeichnungen, die vom Empfänger erzeugt werden, angelegt werden, um Speicherbereich für die Aufzeichnung und Ausgangsschaltung 25 zu speichern, durch welche Aufzeichnungen und/oder Daten, welche die getrennten Signal­ quellen betreffen, Ausgänge für weitere Verarbeitung bilden. (CPU= Zentraleinheit; RAM = Speicher mit direktem Zugriff; ROM = Read-Only-Memory = Auslesespeicher.)

Die Prozessorschaltung umfaßt ferner eine Timing-Schaltung 26, welche die Dauer des Zeitabschnittes bestimmt, über welchen Impulssignale Empfangen und aufge­ zeichnet werden, und die ferner Zeitsignale für den Betrieb des Computers gibt. Wie bereits erwähnt, werden die vom Empfänger erzeugten Aufzeichnungen mit der Strahlungsfrequenz und dem Empfangswinkel oder Eintreffwinkel der Strahlung markiert.

Während des gesamten Zeitabschnittes (oder eines ersten Zeitabschnittes t ₀ bis t ₁ arbeitet der Computer als Aufzeichnungsspeicher und bestimmt die Gruppen- Werte (set values) der Frequenzbereiche und der Empfangswinkelbereiche, die ihrerseits die Stellen in der Speichermatrix bestimmen, und sobald jede Auf­ zeichnung erhalten worden ist, wird sie weiter markiert mit den Gruppen- Werten, die dem Bereich der Frequenz zugeordnet sind, in welchem ihre Frequenz­ markierung liegt und dem Bereich der Empfangswinkel, in welchem ihre Empfangs­ winkelmarkierung liegt. Die Aufzeichnung mit diesen und ursprünglichen Markierungen wird im RAM gespeichert.

Jede solche Aufzeichnung kann in irgendeiner Adresse im RAM gespeichert werden und die Speichermatrix, obwohl ein nützliches funktionelles Konzept, braucht als solche nicht zu existieren. Die Aufzeichnungen können in einem leicht adressierbaren Block im RAM gespeichert werden für leichten und schnellen Zugang, sie können zweckmäßigerweise aber auch in sukzessiven Adressen gespeichert werden, wie sie empfangen werden.

Am Ende des Zeitabschnittes, der durch die Zeitschaltung 26 angezeigt wird, arbeitet der Computer als Aufzeichnungs-Analysator, wobei er im wesentlichen der oben beschriebenen Methode folgt.

Für jeden Wert des Empfangswinkels führt der Computer eine Suche durch die Adressen des RAM für alle Aufzeichnungen durch, die mit diesem Empfangs­ winkel-Gruppenwert markiert sind, und er prüft sie ferner auf der Basis des Frequenz-Gruppenwertes, mit dem sie ebenfalls bei der Speicherung markiert worden sind. Die Anzahl der Aufzeichnungen, die mit den entsprechenden Gruppenwerten (set values) markiert sind, werden daher gezählt, d.h. es wird die Aufzeichnungsdichte in den Speichermatrixstellen bestimmt, die durch die Gruppen-Werte definiert sind. Die Aufzeichnungen in jeder Stelle der Speichermatrix werden so indentifiziert durch die, und sie liegen in den RAM-Adressen, in welchen die Gruppen-Werte der Stelle gefunden werden.

Durch Überprüfen des RAM nach den Gruppen-Werten wird die Aufzeichnungs­ dichte als Funktion dieser Gruppenwerte geprüft, wie bei den Speichermatrix­ stellen, die oben genannt wurden, und die Gruppen-Werte, die diskreten zweidimensionalen Dichte-Spitzen entsprechen, werden bestimmt. Diese Gruppen- Werte zeigen die Indentität einer diskreten Strahlungsquelle an, oder wenn zusätzliche Bedingungen zu erfüllen sind, zeigen sie Kandidaten-Spitzen an.

Die Gruppen-Werte, welche Matrixstellen darstellen, die eine umgeben, in der eine Spitzendichte bestimmt worden ist, können geändert werden, so daß sie mit denjenigen übereinstimmen, die einer Spitzen-Dichte zugeordnet sind, so daß bei weiterer Verarbeitung praktisch alle Aufzeichnungen, die einer be­ sonderen Strahlungsquelle zugehören, mit Hilfe der markierten Gruppen-Werte erfaßt werden können.

Die Methode der Betrachtung von jedem zweidimensionalen Dichte-Gipfel nur dann als ein Kandidat, wenn weitere Bedingungen erfüllt sind hinsichtlich des Abstandes ausgedrückt in Gruppen-Werten und des Falles der Dichte-Pegel zwischen den Spitzen kann leicht ausgeführt werden durch Zählen der ent­ sprechenden Gruppen-Werte und den diesen zugeordneten Aufzeichnungsdichten.

Die beschriebene Vorrichtung stelle eine Trennanordnung dar, in welcher die Existenz einer diskreten Strahlungsquelle angezeigt wird durch ihre Gruppen- Werte für Frequenz und Empfangswinkel. Sobald eine solche Quelle bestimmt ist, können alle ihr zugeordneten Aufzeichnungen aus dem Speicher ausgelesen werden, um zusätzliche Informationen von den Daten abzuleiten, mit denen die Aufzeichnung markiert ist oder die der Aufzeichnung beigegeben sind, z.B. eine genauere Messung der Frequenz und/oder des Empfangswinkels, der Empfangszeit und der Amplitude des empfangenen Impulses.

In Fig. 8 ist ein Fließdiagramm dargestellt, das das Verfahren der Auf­ zeichnungspeicherung und Verarbeitung durch den Computer zeigt. Die Ver­ fahrensschritte sind innerhalb des Diagrammes klar identifizeirt und be­ nötigen keine weitere Erläuterung. Die Trennung und Verfügbarkeit von Daten, soweit vorstehend beschrieben, gilt für den Empfang von Impulsen und Speicherung ihrer Aufzeichnung in einem Zeitabschnitt. Vorzugsweise arbeitet die Anordnung jedoch kontinuierlich und bestimmt eine Folge von aneinander angrenzenden Zeitabschnitten derart, daß der Computer in seiner Doppelrolle arbeitet, nämlich als Aufzeichnungsspeicher und gleichzeitig als Aufzeichnungsverarbeiter, wobei die Aufzeichnungen für den momentanen Zeitabschnitt gespeichert, jedoch diejenigen des vorhergehenden Zeitabschnittes bearbeitet werden. Dies er­ fordert die Definition von wenigstens zwei gedanklichen Speichermatrizen und der Speicherraum, der im RAM zur Verfügung steht, muß groß genug sein, um alle Aufzeichnungen für wenigstens die beiden aufeinanderfolgenden Zeitab­ schnitte zu speichern, und abhängig von den Prozeßdaten nach dem Trennen kann es erforderlich sein, wenigstens einige der Aufzeichnungen über eine größere Anzahl von Zeitabschnitten zu speichern.

Um eine zufriedenstellende Information über eine Strahlungsquelle zu erhalten, von der Impulse festgestellt worden sind, kann es nötig sein, in einer Operation nach dem Trennen, das Muster der Impulsemission zu untersuchen. Beispiels­ weise kann man erwarten, daß jede Quelle Impulse emittiert in Überein­ stimmung mit einem Impulswiederholungsintervall, das charakteristisch für den Typ der Strahlungsquelle oder ihrer Arbeitsweise sein kann. Auch wenn Impulse durch ein Überwachungsradar emittiert werden, welches kontinuierlich die Region abtastet, in welcher die Vorrichtung liegt, auch dann wird er­ wartet, daß die empfangenen Impulse in Gruppen auftreten, deren Abstand ein Anzeichen für die Abtastung und für die Rate der Abtastung ist. Alternativ, wenn Impulse durch ein Nachfolge-Radar emittiert werden, so kann erwartet werden, daß der Empfang solcher Impulse kontinuierlich ist.

Es kann daher erwünscht sein, zu bestimmen, ob dieselbe Strahlungsquelle bestimmt wird durch die Erfassung von Gruppenwerten von zwei oder mehr Zeitabschnitten, um weitere Informationen hinsichtlich der Natur der Strahlungsquelle zu erhalten.

Eine beispielsweise Verwendung der hier beschriebenen Vorrichtung ist die in einem Fahrzeug, z.B. einem Hubschrauber, für den die Erfassung solcher Impulse emitierenden Quellen die Mittel für die Ausführung entsprechender Aktionen bildet, mehr als die Möglichkeit einer vollen Analyse der Signalumgebung. Eine solche Vorrichtung kann als eine höhere Form des bekannten Radar-Warnempfängers betrachtet werden, die jedoch effektiv ist in einer elektronisch überdeckten Umgebung und die klein schnell und billig genug ist zur Verwendung als Warninstrument.

Die Vorrichtung nach Fig. 3 umfaßt ferner PROM 27 geeigneter Form, der eine Tabelle von Daten enthält, die Parameter bekannter Sender betreffen innerhalb des Arbeitsbandes der Vorrichtung, insbesondere solche Parameter, wie Impulswiederholungsintervall (PRI), Abtastintervall, Strahlungsfrequenz und beispielsweise ob der Sender einen bestimmten Waffentyp zugeordnet ist, der wirksam gegen das Fahrzeug ist.

Als Folge der Trennung (deinterleaving) von jeder Strahlungsquelle, von der Impulse in aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten empfangen worden sind, wird der Frequenzgruppenwert (frequency set value) verglichen mit den gespeicherten Tabellenwerten, um zu bestimmen, ob die Strahlungsquelle ein bekannter Sendertyp ist und falls dies zutrifft, werden die Empfangs­ zeiten der Impulse, die den Aufzeichnungen zugefügt werden, welche diesem Gruppenwert zugeordnet sind, verglichen hinsichtlich des Impulswiederholungs­ intervalles mit der möglichen Quelle oder Quellen aus der Tabelle, um die Natur der Strahlungsquelle zu bestimmen. Wenn beispielsweise die Quelle einer formidablen Waffe zugeordnet ist und/oder gefährlich plaziert ist bezüglich des Fahrzeuges, bestimmt durch den Empfangswinkel, kann das Fahrzeug eine Aktion ausführen, um einen Kontakt zu vermeiden, während, wenn das Fahrzeug sich in einer überlegenen Position befindet, kann es die Strahlungsquelle angreifen.

Wenn bei einer solchen Vorrichtung eine Quelle als bedrohlich angezeigt wird, in einem besonderen Eintreffwinkel oder einer besonderen Frequenz, kann es unwesentlich sein, daß zwei Quellen so nahe beieinander sind, als daß sie durch einfache und grobe Kriterien hinsichtlich Frequenz und Winkel­ bereichen trennbar sind, welche die Matrixstellen als einzelne Quelle be­ stimmen. Ebenso, wenn zwei benachbarte Dichte-Spitzen eine einzelne Quelle anzeigen, die hinsichtlich Frequenz oder Winkel ausgedehnt ist, mögen die genauen zugehörigen Werte nicht wichtig sein, insbesondere der Frequenz­ bereich, vorausgesetzt, daß der mögliche Sender aus den Daten der Tabelle erkannt werden kann.

Aus dem obigen Beispiel erkennt man, daß die Vorrichtung in einem beweglichen Fahrzeug verwendet werden kann, wobei hier die Stellung des Fahrzeugs bei der Korrelation der Signale, die in verschiedenen Zeitabschnitten empfangen werden, zu berücksichtigen ist.

Der Empfangswinkel oder Eintreffwinkel der Strahlung wird bestimmt bezüglich der Bezugsrichtung in der Sensorebene, die bestimmt und fixiert bezüglich der Antennen ist, und um Änderungen der Orientierung der Vorrichtung in der Azimuthebene zu berücksichtigen, ist ein Peilungsanzeigegerät 28 vorgesehen, das ggf. mit Hilfe eines Analog/Digital-Wandlers 29 eine digitale Darstellung der Richtung der Vorrichtung gibt, d.h. die Bezugsrichtung bezüglich einer externen Bezugsrichtung, beispielsweise einer terrestischen oder Trägheits­ bezugsrichtung, z.B. der Nordrichtung. Der durch den Empfänger bestimmte Empfangswinkel wird dann auf die externe Bezugsrichtung bezogen durch Addition oder Subtraktion der Peilung der Vorrichtung, wenn die Impuls­ aufzeichnung markiert wird. Die Speichermatrix wird dann bestimmt mit dem Eintreffwinkel relativ zu der äußeren Bezugsrichtung, so daß, wenn die Signale getrennt werden, die Signalquellen unterschieden sind durch die Gruppen-Werte als Funktion der Frequenz und der Peilung bezüglich der äußeren Bezugsrichtung.

Ebenso kann die Sensorebene bezüglich der Azimuthebene geneigt werden oder geneigt sein und die Richtungsmessungen können auf die Projektion auf die Azimuthebene bezogen werden.

Auch wenn die Vorrichtung ortsfest ist, kann die Trennung von Signalen er­ folgen, indem der Eintreffwinkel auf eine äußere Bezugsrichtung bezogen wird, anstatt auf eine willkürliche Bezugsrichtung in der Vorrichtung, und das Peilungsanzeigegerät kann weggelassen werden, nachdem der Zusammenhang zwischen der Vorrichtung-Bezugsrichtung und der äußeren Bezugsrichtung bestimmt ist.

Ein Fahrzeug, wie z.B. ein Hubschrauber, für den die erfindungsgemäße Vor­ richtung sich besonders eignet, ist meist mit einer geeigneten Peilungs­ anzeige oder einem Roll-Anzeigegerät versehen, von welchem Signale abge­ nommen werden können.

Bei einer solchen Vorrichtung, in der der Impulsempfang von einer Quelle über mehr als eine kleine Anzahl von Zeitabschnitten interessant ist, kann nachdem die Aufzeichnungen über mehr als die entsprechende Anzahl von Zeitabschnitten gespeichert worden ist, gelöscht werden, so daß der Speicher frei wird und die Aufzeichnungen späterer Zeitabschnitte gespeichert werden können. Die Anzahl der Zeitabschnitte, für welche die Aufzeichnungen Speicherraum benötigen, hängt von der Art der Verarbeitung ab, die auf die Trennung der Signale folgt . Die hier in Verbindung mit Fig. 3 beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung befaßt sich mit dem Empfang von Impulssignalen im Mikrowellenfrequenzbereich des elektromagnetischen Spektrums, ist hierauf aber nicht beschränkt. Die Vorrichtung ist auch für andere Abschnitte des Spektrums verwendbar, in welchen Funkfrequenzemissionen mittels geeigneter Antennen erfaßbar sind. Bei diesen oder anderen z.B. niedrigeren Frequenzen, kann die Erfassung des Eintreffwinkels in einem gewünschten Grad der Auf­ lösung mehr Antennen erfordern, da diese aber bekannt sind, benötigen sie keine weitere Beschreibung.

Mittels geeigneter Empfangseinrichtungen kann die Vorrichtung auch in anderen Teilen des elektromagnetischen Spektrums arbeiten, z.B. in optischen Wellenlängen oder mit unterschiedlichen Formen an Strahlung, beispielsweise auch mit akustischer Energie.

Nachdem viele der interessierenden Strahlungsquellen mit optischen Wellen­ längen einschl. Infrarot auf Lasern basieren und in wenigen gut begrenzten Bereichen von Wellenlänge bzw. Frequenz arbeiten, können einer oder mehr optische Empfänger und entsprechende Filter als Empfangseinrichtung ver­ wendet werden.

Ähnliches gilt für akustische Energie und die Frequenzbereiche, in denen diese zu erwarten sind, können berücksichtigt werden durch die Verwendung geeigneter Mikrofone und Filter. Nach dem Empfang werden Aufzeichnungen in derselben Weise behandelt und unterschieden nur auf der Basis der Gruppen-Werte.

Die den verschiedenen Strahlungstypen zugeordneten Frequenzbereiche sind in der Regel diskontinuierlich innerhalb des gesamten möglichen Frequenz­ spektrums, wie oben jedoch mit Bezug auf Fig. 5 erläutert, das Ausmaß der Bereiche von Frequenzen, denen jeder Gruppenwert zugeordnet ist, ist un­ wesentlich, vorausgesetzt, daß es einen Bereich umfaßt, der einen Ausgleich zwischen der Anzahl von Quellen erlaubt, von denen zu erwarten ist, daß sie in diesen Bereich fallen, und der Gesamtanzahl der Gruppen-Werte, für welche eine Speicherung und eine Analyse ausgeführt wird.

Das vorbeschriebene Verfahren und die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung können modifiziert werden. Beispielsweise kann der Aufzeichnungsspeicher eine dreidimensionale Speichermatrix haben entsprechend der Matrix, wie sie anhand von Fig. 7 beschrieben wurde, in der Speicherbereiche reserviert sind entsprechend den Matrixstellen und in denen die Aufzeichnungen ge­ speichert werden. Dies ermöglicht es, die Speicherdichten schneller zu bestimmen und ggf. auch andere Funktionen, einschl. der Veränderung der Parameter der Aufzeichnungen in benachbarten Speicherstellen.

Der Empfänger kann ein solcher sein, bei welchem Impulse in Kanälen empfangen werden entsprechend den Bereichen der Frequenz und/oder des Eintreffwinkels, so daß eine direkte Verbindung zwischen jedem empfangenen Impuls bzw. seiner Aufzeichnung und den Gruppen-Werten besteht.

Wenn die Vorrichtung beweglich ist, können anstatt den Eintreffwinkel bezüglich der Vorrichtung zu bestimmen und auf eine äußere Bezugsrichtung zu beziehen, die Empfangseinrichtungen, beispielsweise die Antennen, ge­ steuert werden, um ihre Lage zur äußeren Bezugsrichtung einzuhalten.

Claims (22)

1. Vorrichtung zum Trennen von ausgestrahlten Impulssignalen mit einer Empfangseinrichtung (11) zum Empfang von Impulsen in einer Gruppe von Frequenzbereichen und in einer Gruppe von Empfangswinkel-Bereichen, sowie um für jeden empfangenen Impuls wenigstens zu bestimmen, in welchem Bereich der Werte für die Frequenz und des Empfangswinkels seine Parameter liegen, einer Prozessorschaltung (20) einschließlich eines Speichers (21, 23, 24) zum Speichern einer Aufzeichnung von jedem empfangenen Impuls in Übereinstimmung mit den Gruppen-Werten der Impulsfrequenz und dem Empfangswinkel, sowie mit einer Aufzeichnungs-Anylysierschaltung (21-28), dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessorschaltung eine Zeitschaltung (26) aufweist zur Bestimmung einer Folge von Zeitabschnitten vorgegebener Dauer, wobei in jedem Abschnitt in dem Speicher die Aufzeichnungen der innerhalb des Zeitabschnittes empfangenen Impulse gespeichert werden, daß ferner durch die Analysiereinrichtung die Zahl der Aufzeichnungen bestimmt wird, denen verschiedene Werte der gespeicherten Gruppen in einem vorhergehenden Zeitabschnitt zugeordnet sind, daß Gruppen-Werte identifiziert werden, für welche Dichte-Spitzen in dem analysierten Speicher-Zeitabschnitt auftreten, worauf diese auf eine Impuls-Sende­ quelle bezogen werden, die sich durch den Bereich der Frequenzen und der Empfangswinkel der Gruppen-Werte unterscheidet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschaltung eine Folge von aneinandergrenzenden Zeitabschnitten bestimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozessorschaltung Aufzeichnungen für eine Anzahl aufeinanderfolgender Zeitabschnitte speichert und analysiert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher eine Kapazität hat, um wenigstens die Aufzeichnungen von Impulsen zu speichern, die in wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten empfangen werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher wenigstens einige der Aufzeichnungen in jedem Zeitabschnitt für weniger Zeitabschnitte speichert als die bestimmte Folge von Zeit­ abschnitten, daß ferner die Speicherstellen von analysierten Auf­ zeichnungen für die Speicherung von Aufzeichnungen verfügbar sind, die in einem nachfolgenden Zeitabschnitt abgeleitet werden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschaltung eine Dauer für jeden Zeitabschnitt von weniger als einer Sekunde bestimmt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsschaltung wenigstens im Mikrowellenteil des elektromagnetischen Spektrums arbeitet und Antennen aufweist, die von einer Bezugsachse aus radial gerichtet sind, wobei sich die Empfangsfelder wenigstens benach­ barter Antennen überlappen, ferner mit Einrichtungen, um aus den hier­ durch empfangenen Signalen und der Anordnung der Antennen den Empfangs­ winkel oder Eintreffwinkel bezüglich der Antennengruppe zu bestimmen, unter welchem ein empfangenes Signal ankommt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung eine Aufzeichnung der Impuls-Parameter erzeugt einschließlich der Strahlungsfrequenz und des Empfangswinkels innerhalb der Meßauflösung der Empfangseinrichtung, daß die Prozessorschaltung die Bereiche bestimmt, die jeden Wert jeder Gruppe darstellen, daß der Speicher jede Aufzeichnung einer Impulsankunft mit den Gruppen-Werten des Frequenzbereiches und des Eintreffwinkelbereiches markiert und in einer Speicherstelle speichert, die durch eine Speicheradresse definiert ist, und daß die Analysierschaltung diese Aufzeichnungen identifiziert, die irgendeinem Wert der Frequenz oder des Eintreffwinkels zugeordnet sind, durch Adressierung der Speicherstellen, um diejenigen zu identifi­ zieren, die geeignet markierte Aufzeichnungen enthalten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher­ schaltung die markierten Werte der Strahlungsfrequenz und/oder des Empfangswinkels jeder Aufzeichnung der Empfangsschaltung ersetzt durch die Gruppen-Werte der Bereiche, in welchen die Werte von Frequenz und Eintreffwinkel liegen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Analysierschaltung für jeden der aufeinanderfolgenden Werte von einer der Gruppen für welche die Anzahl der Aufzeichnungen höher ist als eine vorgegebene Schwellwertzahl jeden Wert der anderen Gruppe bestimmt, für welche eine eindimensionale Speicherdichtenspitze, die diesem einen Gruppenwert zugeordnet ist, durch das Paar von Gruppenwerten bestimmt ist, und daß sie die Dichte der gespeicherten Aufzeichnungen prüft, welche diesen Paaren von Gruppen-Werten zuge­ ordnet sind, die eindimensionale Dichte-Spitzen darstellen bezüglich der Dichte der Umgebungs-Gruppenwerte, um Gruppenwerte durch beide Gruppenwerte des Paares zu bestimmen, welche zweidimensionale Speicher­ dichten-Spitzen definieren.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Analysier­ schaltung jede zweidimensionale Dichte-Spitze bestimmt als eine Kandidaten­ spitze, die potentiell eine Impulsstrahlungsquelle darstellt und die an­ spricht, wenn zwei benachbarte Kandidaten-Spitzen eine Schwellwertbe­ dingung zwischen ihnen nicht erfüllen, um beide Spitzen auf eine einzige Impulsstrahlungsquelle zu beziehen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Analysier­ schaltung anspricht auf beide Gruppenwerte einer zweidimensionalen Kandidaten-Spitze, die getrennt ist von derjenigen einer anderen zwei­ dimensionalen Kandidaten-Spitze, um weniger als zwei Inkremente der Gruppenwerte, um das Fehlen der Erfüllung dieser Schwellwertbedingung zu bestimmen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Analysierschaltung auf die Aufzeichnungsdichte jedes Paares der Gruppen­ werte anspricht, welche zwei Kandidaten-Spitzen trennt, die einen vorge­ gebenen Bruchteil der Aufzeichnungsdichte von wenigstens einer der Spitzen übersteigt, um das Fehlen der Erfüllung dieser Schwellwertbedingung fest­ zustellen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschaltung anspricht auf die Bestimmung einer Dichte-Spitze durch die Analysierschaltung, um die Gruppenwerte anderer Aufzeichnungen, die benachbarte Gruppenwerte haben und der Dichte-Spitze zugeordnet sind, zu ersetzen durch die Gruppenwerte an welchen die Dichte-Spitze auftritt.

15. Verfahren zum Trennen von ausgestrahlten Impulssignalen, die von einer Empfangseinrichtung empfangen werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von Bereichen von möglichen Eintreffwinkeln eines empfangenen Signales bestimmt wird bezüglich einer vorgegebenen Bezugsrichtung, die auf die Empfangseinrichtung bezogen ist, daß ferner eine Gruppe von Bereichen von möglichen Strahlungsfrequenzen des empfangenen Signales und Werten dieser Gruppen bestimmt wird, um durch jedes Paar von Gruppenwerten die Koordinatenwerte von wenigstens einer gedanklichen Matrix von Speicherstellen zu definieren, daß für jeden empfangenen Signalimpuls bestimmt wird, in welchem Bereich jeder Gruppe seine Parameter liegen, daß eine Aufzeichnung des Signalimpulsempfanges gespeichert und die gespeicherten Aufzeichnungen analysiert werden, um die Existenz separater Strahlungsquellen zu identifizieren, und daß eine Folge von Zeitabschnitten für den Empfang ausgestrahlter Impuls­ signale bestimmt wird und für jeden Zeitabschnitt eine Aufzeichnung eines empfangenen Impulses in der Matrix in einer Speicherstelle ge­ speichert wird, die ihrer Gruppenwerte entspricht, und daß die Speicherdichte der Aufzeichnungen analysiert wird, welche in der Matrix in einem vorhergehenden Zeitabschnitt gespeichert wurden, um die Existenz separater Strahlungsquellen zu identifizieren, die sich durch den Bereich der Frequenzen und der Eintreffwinkel der Signale unterscheiden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zeit­ abschnitt mit einer Dauer von weniger als einer Sekunde bestimmt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherdichte der Aufzeichnungen in der Matrix analysiert wird durch Prüfen der Anzahl der Aufzeichnungen in den Gruppen-Werten, die jede Speicherstelle definieren, daß ferner hieraus Aufzeichnungsdichte- Spitzen bezüglich benachbarter Gruppenwerte abgeleitet werden, welche zweidimensionale Spitzen bezüglich der Matrix sind, und daß jede zwei­ dimensionale Spitze einer separaten Strahlungsquelle zugeordnet wird, die sich durch den Bereich der Frequenzen und Empfangswinkeln unter­ scheidet, welche der Speicherstelle zugeordnet sind, in der sie auftritt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweidimensionale Spitze bestimmt wird indem die Speicherstellen der Matrix geprüft werden, welche durch die Gruppenwerte für jeden der aufeinanderfolgenden Werte einer Gruppe bestimmt sind und daß, wenn irgendeine der zugeordneten Speicherstellen eine Aufzeichnungsspeicherdichte hat, die über einem vorgegebenen Minimum für jeden Wert der anderen Gruppe bei diesem Wert der einen Gruppe liegt, die Speicherdichte der Speicherstelle mit derjenigen der nächsten verglichen wird, um irgendwelche eindimensionale Dichte-Spitzenwerte zu bestimmen und danach die Speicherstellen dieser eindimensionalen Dichte-Spitzen bezüglich der benachbarten Speicher­ stellen zu prüfen, um Speicherstellen zu bestimmen, die eine Speicher­ dichten-Spitze in beiden Koordinatenrichtungen der Matrix haben.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweidimensionale Spitze als Kandidaten-Spitze bestimmt wird und Schwell­ wertbedingungen zwischen Speicherstellen benachbarter Kandidaten-Spitzen eingestellt werden, wobei, wenn die Kandidaten-Spitzen diese Bedingungen nicht erfüllen, dies ein Anzeichen dafür ist, daß die Kandidaten-Spitzen sich auf eine einzige Impulsstrahlungsquelle beziehen.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwell­ wertbedingungen darin bestehen, daß die Anzahl der Aufzeichnungen, die einer Speicherstelle zugeordnet sind, die eine Kandidaten-Spitze bildet, größer ist als die Zahl, die jeder benachbarten Speicherstelle zugeordnet ist und innerhalb der Matrix von jeder anderen Kandidaten-Spitze um wenigstens zwei Stellen getrennt ist.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertbedingungen darin bestehen, daß die Anzahl der Aufzeichnungen in wenigstens einer Matrixstelle, die zwischen die Stellen zweier Kandidaten-Spitzen fällt, kleiner ist als ein vorgegebener Bruchteil der Anzahl von Aufzeichnungen von wenigstens einer der Spitzen.

22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine gedankliche Matrix definiert wird, in welcher die Speicherstellen identifiziert werden durch die Gruppenwerte und jede gespeicherte Aufzeichnung markiert wird mit der Gruppe, in der ihre Parameter liegen, welche ihre Speichermatrixstelle darstellen.