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Rundsichtradargerät mit Schnittpunkt-Peilantenne
Rin Rundsichtradargerät
besitzt normalerweise eine einfache, gleichmäßig rotierende Antenne und eine Anzeigebildröhre,
auf der alle ankommenden Echosignaie sichtbar werden. Bisweilen werden die Signale
auch quantisiert und einem Digitalrechner zur weiteren Verarbeitung zugeführt. Die
lJVinkelauflösung dieses Verfahrens hängt wesentlich von der Diagrammbreite der
Antenne ab, so daß die üblichen Rundsichtgeräte zwar eine einfache, doch immer eine
relativ große und aufwendige Antenne benötigen.
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Im Gegensatz hierzu haben die zur Zielverfolgung benutzten, ebenfalis
bekannten Peilantennen Sei einem komplizierteren Aufbau ein wesentlich höheres Winkelauflösungsvermögen.
Dazu werden oft zwei Teilantennen so gegeneinander versetzt, daß der Schnittpunkt
der zugehörigen Diagramme ein genaueres Maß für die Zielrichtung gibt, wobei der
Schnittpunkt sich aus dem Nuliwerden der Differenzen der beiden von den Teilantennen
empfangenen Echosignale ergibt.
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Weiterhin ist es bekannt, ein Rundsichtradargerät mit einer Schnittpunkt-Peilantenne
auszustatten, so daß das höhere Winkelauflösungsvermögen der Peilantennen für Rundsichtgeräte
nutzbar wird, indem der Nulldurchgang der Differenzsignale ausgewertet wird. Wo
die höhere Auflösung nicht gefordert wird, kann die Geometrie der Antenne verkleinert
werden, was für manche Anwendungen von großem Vorteil ist.
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Erfindiingsgemäß enthält das solcherart mit einer Schnittpunkt-Peilantenne
ausgeführte Radargerät
einen Speicher mit einer Schreib- und Leseeinrichtung
zur Identifizierung der Diagrammschnittpunkte, und zwar jeweils ein Speicherelement
pro Entfernungsring, wobei die Auswertung in folgender Weise geschieht: Ist für
ein bestimmtes Ziel die Differenz der Signale der Teilantennen positiv, so wird
ein entsprechender Informationspuls in den Speicher geschrieben, wobei nachfolgende
Schreibimpulse eine bereits geschriebene Information nicht ändern; ist die Differenz
negativ, so wird die Information aus dem Speicher gelesen, wobei nachfolgende Leseimpulse
wiederum keine Wirkung ausüben. Wird auf diese Art erst ein Puls geschrieben und
dann gelesen, so ist anzunehmen, daß der Diagrammschnittpunkt durchschritten wurde.
Der Lesepuls wird demnach als Ergebnis an die Radarauswertung gegeben.
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Der gesamte Entfernungsbereich des Radargerätes wird is viele - beispielsweise
Iooo -Teilbereiche oder Entfernungsringe aufgeteilt, und jedem dieser Ringe wird
in dem Speicher ein Speicherelement zugeteilt. überstreicht das Diagramm der sich
kontinuierlich drehenden Antennenanordnung ein Ziel, wird in dem zugehörigen Speicherelement
erst ein Puls geschrieben, dann gelesen und gleichzeitig an die Auswertung weitergegeben.
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Die Verwendung eines Speichers zur Verbesserung des Winkelauflösungsvermögens
eines Rundsichtradargerätes ist zwar an sich bekannt. Auch hierbei wird der Nulldurchgang
eines Differenzsignals, das allerdings von aufeinanderfolgenden Echosignalen eines
mit einfacher Antenne ausgestatteten Radargerätes stammt, ausgewertet. Der Speicher
wird dabei aber in ganz anderer Weise betrieben als bei der Erfindung.
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Als Speicher kann ein Kernspeicher oder eine andere aus der Rechnertechnik
bekannte Speicherausführung verwendet werden. Die Lesepulse werden im einfachsten
Fall unmittelbar an den Speicher, der die bereits eingeschriebene Information enthält,
herangeführt. Es können aber auch die positiven und die negativen Differenzpulse,
die bei Überwiegen der einen oder der anderen Teilantenne entstehen, an je einen
Speicher geführt werden. Die Zielerkennung besteht dann in einer Koinzidenz sich
entsprechender Speicherplätze.
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Zur Erhöhung der Störfestigkeit können als Weiterbildung der Erfindung
im Speicher an Stelle von einfachen Speicherelementen auch zwei- oder mehrstufige
Zähler mit anschließendem Speicherelement benutzt werden. Enthält dieses eine lesbare
Information, so kann der Auswertung ein Ziel angezeigt werden. Gleichzeitig muß
der zugehörige Zähler auf Null gestellt werden. Durch diese Anordnung wird erreicht,
daß ein Ziel nur dann angezeigt werden kann, wenn ein oder mehrere Schreibpulse
von einem Lesepuls gefolgt werden.
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Einzelechos oder andere sporadische Impulse haben keine Wirkung.
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Soll zur weiteren Erhöhung der Störfestigkeit erst dann ein Ziel
angezeigt werden, wenn auch mehrere Leseimpulse vorliegen, so müssen in anaIoger
Weise auch die Lesepulse über ein Schieberegister an zwei- oder mehrstufige Zähler
mit anschließendem Speicherelement gebracht werden. In diesem Fall wird ein Ziel
nur dann gemeldet, wenn die beiden zur gleichen Entfernung gehörenden Speicherelemente
eine Information tragen. Nach der Meldung des Zieles müssen beide Zähler auf Null
gestellt werden.
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Damit die Speicher nicht allmählich von Störpulsen vollgeschrieben
werden und dabei ihre Wirkung einbüßen, kann in Weiterbildung der Erfindung die
Speicheranlage doppelt ausgeführt werden. Die Schreibpulse werden parallel in beide
Teile geschrieben, während Leseimpulse abwechselnd nur an eine Speicherhälfte geführt
werden. Bei jedem Wechsel, der in beliebigem Zeitabstand erfolgen kann, wird die
ganze Information der gerade gelesenen Speicherhälfte gelöscht.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Abbildungen an einem Ausführungsbeispiel
näher erklärt. Aus dem Blockschaltbild eines Radargerätes sind in der Abb. I die
zur Erläuterung der Erfindung wesentlichen Baugruppen herausgestellt. A1 und A2
sind die beiden Teilantennen mit geringfügig versetztem Diagramm. E1 und E2 deuten
die zum Empfang und der Verstärkung der Echosignale notwendigen Baugruppen an. Aus
den Videoausgängen der beiden Teilgeräte wird in A die Differenz der Echosignale
gebildet und quantisiert.
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Dabei wird den Signaldifferenzen, deren Energie über einen bestimmten
Schwellwert liegt, ein Informationsputs vom Wert Eins zugeordnet, während Signaldifferenzen
mit geringerem Energieinhalt den Wert Null erhalten und damit ebenso wie alle unter
der Schwelle liegenden Störungen aus der weiteren Verarbeitung ausscheiden. Die
Informationspulse können positiv oder negativ sein, je nachdem, welches Antennenteildiagramm
bei ihrer Bildung überwog. Die positiven Pulse werden in dem Verstärker Vt verstärkt
und in den Speicher Sp geschrieben, während die negativen Pulse nach ihrer Verstärkung
in V2 zum Lesen verwendet werden. Wendet sich der Lesepuls an ein vorher beschriebenes
Element, so wird dessen Information im Speicher gelöscht und als Zielanzeige an
die Auswertung weitergegeben. Trifft dagegen der Lesepuls auf ein leeres Speicherelement,
so kann keine Zielanzeige entstehen.
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In der Abb. 2 a sind die beiden Antennendiagramme dargestellt. Dabei
ist angenommen, daß die Antenne ihr Maximum beim Winkel - Tor, und die Antenne,
bei +a0 besitzt. Im Schnittpunkt der beiden Diagramme bei a = o sind die Echopulse
beider Teilantennen einander gleich. In der Annahme, daß die Antennenanordnung sich
von negativen nach positiven Winkeln a bewegt und daß dabei in regelmäßiger Folge
Radarsignale empfangen werden, hat die Differenz dieser Signale den in der Abb.
2 b schraffiert wiedergegebenen Verlauf. Die hieraus nach der Quantisierung sich
ergebenden Einheitspulse sind in der Abb. 2 c dargestellt. Erfindungsgemäß werden
hiervon die positiven Pulse zum Schreiben und die negativen Pulse
zum
Lesen des Speichers benutzt. Damit ist sichergestellt, daß weder mehrere Schreibpulse
für sich allein noch mehrere Lesepulse für sich allein, sondern nur die Aufeinanderfolge
von Schreib- und Lesepulsen eine echte Zielanzeige auslösen können.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung können die n einfachen Speicherelemente
durch mehrstufige Zähler mit anschließendem Speicherelement ersetzt werden. Bei
dem in der Abb. 3 skizzierten Ausführungsbeispiel gelangt die Echoinformation, sofern
die von der ersten Antenne stammenden Signale überwiegen, also positive Schreibpulse
zunächst von dem Verstärker Vt in ein n-stelliges Schieberegister Sch. Von dort
werden die Pulse über eine Torschaltung den Zählern Zt bis Zn zugeführt. Für jeden
Entfernungsring muß ein Zähler mit anschließendem Speicherelement vorhanden sein.
Die negativen Lesepulse die bei überwiegendem Anteil der zweiten Antenne entstehen,
werden von dem Verstärker V2 an die Speicherelemente geführt. Ein Ziel kann also
der Auswertung R nur dann gemeldet werden, wenn der Zähler des zugeordneten Entfernungsringes
eine seiner Stufenzahl entsprechende Anzahl Schreibpulse erhalten hatte.
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Liegt eine geringere Zahl von Schreibpulsen vor, so ist das Speicherelement
leer, und es kann kein Ziel gelesen werden.
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Eine weitere Ausführung der Erfindung vermeidet durch die Verwendung
von zwei Speichern nach Abb. 4 eine langdauernde Belegung einzelner Speicherplätze
infolge von Störimpulsen während des Schreibvorganges. Hier wird die im Schieberegister
gespeicherte Information auf zwei Speicher SPI 1 und Sp 2 gleichzeitig übertragen.
Die Lesesignale gelangen über V2 abwechselnd an die beiden Speicher. Die Sendeimpulsperiode
wird in einem wählbaren Verhältnis 1 : m untersetzt und schaltet in diesem Takt
abwechselnd die Tore 2 und 3. Während m Sendeimpulsperioden steht der Speicher Sp
I und während der folgenden m-Perioden der Speicher Sp 2 für Lesesignale zur Verfügung.
Nach Ablauf von jeweils m-Perioden wird die gesamte Information des in diesem Zeitpunkt
belesenen Speichers gelöscht. Speicher Zip 2 wird vom Öffnungsimpuls von Tor 2,
Speicher Sp I vom Cfflnungsimpuls von Tor 3 gelöscht. Die Ausgangssignale der beiden
Speicher werden über eine ODER-Schaltung der Auswertung zugeführt.
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Die beiden Weiterbildungen der Erfindung nach Abb. 3 und 4 zur Erhöhung
der Störfestigkeit lassen sich gleichzeitig anwenden.