DE3916751C2

DE3916751C2 - Verfahren zur Detektion eines Nutzsignals

Info

Publication number: DE3916751C2
Application number: DE19893916751
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl Ing Fliege
Original assignee: Daimler Benz Aerospace AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1989-05-23
Filing date: 1989-05-23
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2009-05-24
Also published as: DE3916751A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion eines Nutzsignals nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist für die Signaldetektion bei einem Peilempfänger bekannt aus der DE 37 12 866 A1, wobei als Signalparameter der Einfallswinkel des Signals ange nommen ist, der beispielsweise für einzelne Meßwerte als Momentanpeilwinkel oder als Phasendifferenz vorliegen kann. Das bekannte Verfahren macht sich die Unterschiede in den statistischen Verteilungen von in kurzen Zeitab ständen ermittelten Meßwerten bei Vorliegen oder Fehlen eines Signals zunutze und leitet daraus eine Entscheidung über das Vorliegen eines Signals ab.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine aufwands arme Ausführung eines Verfahrens der eingangsgenannten Art anzugeben.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Un teransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Wesentlich bei der Erfindung ist vor allem, daß kein Mit telwert aus den Meßwerten gebildet und jeweils mit den einzelnen Meßwerten verglichen werden muß, was den Signal verarbeitungsaufwand erheblich reduziert. Dies ist insbe sondere von Bedeutung für die Festlegung der zur Bestim mung des Streuwerts herangezogenen Meßwerte durch ein gleitendes Zeitfenster, wie es auch bei einer Ausführung des bekannten Verfahren vorgesehen ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand des besonders vor teilhaften Beispielsfalles, bei welchem das Eingangssignal als das Empfangssignal eines Peilempfängers vorliegt und als der zumindest annähernd konstante Signalparameter der Einfallswinkel bzw. eine diesen repräsentierende Meßgröße gewählt ist, noch eingehend erläutert, ohne daß der Erfin dungsgedanke darauf beschränkt ist.

Bei der Ermittlung von Momentanpeilwinkelwerten ist in an sich bekannter Weise das zyklische Verhalten dieser Meß größe zu berücksichtigen, welches bei der Bildung der Be tragswerte der Differenzwerte nur innerhalb eines Bereichs von 0° bis 180° sinnvolle Betragswerte liefert. Beispiels weise führt eine Meßwertfolge für Momentanpeilwinkel α_i= 3°, 1°, 359° zu Differenzwerten 2° und -358° und Be tragswerten 2° und 358°. Da der Betragswert 358° Grad größer als 180° ist, ist dessen Komplement zu 360°, also 2° einzusetzen. Entsprechendes gilt für andere Meßgrößen mit vergleichbaren zyklischen Eigenschaften.

Für aufeinanderfolgende Momentanpeilwerte α_i als Meßwerte ergeben sich dann jeweils Differenzwerte d_i=α_i-α_i-1 bzw. deren Betragswerte |d_i|. Innerhalb eines Fensters über n Meßwerte kann dann ein Streuwert PSt als dem Mit telwert der Betragswerte proportionale Größe

mit k als konstantem Proportionalitätsfaktor gebildet wer den. Für ein gleitendes Zeitfenster ergibt sich für jeden neuen Meßwert α_i ein neuer Differenz-Betragswert |d_i| und ein neuer Streuwert PSt_i, der vorteilhafterweise rekursiv gebildet wird nach

Der Streuwert kann alternativ auch aus den Quadraten der Betragswerte (bzw. der Differenzwerte), z. B. als Wurzel aus der Quadratsumme

abgeleitet werden, was aber durch das Quadrieren bereits wieder einen höheren Verarbeitungsaufwand bedeutet.

Vorzugsweise ist der Quotient k|n aus Proportionalitätsfaktor k und Fensterlänge n zu k|n = 1 gewählt, so daß keine zu sätzliche Division und/oder Multiplikation der Summenwerte oder der einzelnen Meßwerte erforderlich ist. Die Wahl des Proportionalitätsfaktors ist bei der Festlegung des Schwellwerts zu berücksichtigen.

Bei unterhalb eines vorgegebenen Schwellwerts S liegenden Streuwert PSt (bzw. PSt_i, PSt') werden die bei der Ermitt lung des Streuwerts zugrunde gelegten Meßwerte zur weite ren Peilauswertung herangezogen. Anstelle der Momentan peilwinkel können wie bei dem bekannten Verfahren auch Mo mentanphasendifferenzwerte zwischen Signalen in verschie denen Kanälen eines Mehrkanalpeilers als Meßwerte gewonnen und der weiteren Verarbeitung mit Bildung von Differenz werten, Betragswerten und Streuwert(en) zugrunde gelegt werden.

Das vorstehend beschriebene Verfahren zeichnet sich durch einen sehr geringen Verarbeitungsaufwand je Meßwert und damit durch eine aufwandsarme Realisierung, bei hohen in Echtzeit bewältigbaren Meßwertraten, aus und ist damit be sonders geeignet für die Aufklärung auch sehr kurzzeitiger Sendungen mit digitalen Peilempfängern.

Das beschriebene Detektionsverfahren eignet sich nicht nur für Größen, die als Peilwinkel oder Phasenwinkel vorliegen, sondern kann zur Unterscheidung jeglicher Si gnale von Rauschsignalen dienen, wenn der der Streuwert analyse unterzogene Signalparameter von den Signaleigen schaften her näherungsweise als konstant angesehen werden kann.

Beispielsweise könnte die Anwesenheit eines Telegraphie- oder Fernschreibsignals konstanter Amplitude im Unter schied zu seinem Rauschen detektiert werden.

Claims

1. Verfahren zur Detektion eines Nutzsignals mit einem zumin dest annähernd konstanten Signalparameter in einem Eingangs signal, bei welchem das Eingangssignal abgetastet und digita lisiert und aus den digitalisierten Signalen fortlaufend ein zelne Meßwerte für den annähernd konstanten Signalparameter er mittelt werden, bei dem über eine vorgegebene Anzahl aufeinan derfolgender Meßwerte ein Streuwert bestimmt und mit einem Schwellwert verglichen wird, und bei dem unterhalb des Schwell werts liegendem Streuwert die der Bestimmung des Streuwerts zugrunde gelegten Meßwerte weiterverarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet,

- daß zur Bestimmung des Streuwerts zwischen unmittelbar aufeinanderfolgenden Meßwerten jeweils ein Differenzwert gebildet und aus den Betragswerten der Differenzwerte der Streuwert abgeleitet wird;
- daß der Streuwert als dem Mittelwert der Betragswerte pro portionale Größe bestimmt wird oder
daß der Streuwert als dem Mittelwert der Quadrate der Be tragswerte proportionale Größe bestimmt wird;
- daß die zur Ermittlung des Streuwerts herangezogenen Meß werte durch ein gleitendes Zeitfenster vorgegebener Länge aus den fortlaufend gebildeten einzelnen Meßwerten ausge wählt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für ein Empfangssignal eines Peilempfängers als Eingangssignal als annähernd konstanter Signalparameter der Einfallswinkel gewählt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwerte Momentanpeilwinkelwerte ermittelt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangssignal in Form mehrerer getrennter Teilsignale in meh reren Kanälen eines Mehrkanal-Peilempfängers vorliegt und als Meßwerte Phasendifferenzwerte zwischen Teilsignalen in ver schiedenen Kanälen gewonnen werden.