DE1025020B - Einrichtung zur Verringerung der Frequenzbandbreite eines durch periodische Abtastung von rueckstrahlenden Gegenstaenden mittels Hochfrequenz-Impulsen entstehenden Bildfrequenzgemisches - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Verringerung der Frequenzbandbreite eines durch periodische Abtastung von rückstrahlenden Gegenständen mittels Hochfrequenz-Impulsen entstehenden Bildfrequenzgemisches Zusatz zum Patent 1 000 068 Das Patent 1000 068 betrifft eine Einrichtung zur Verringerung der Frequenzbandbreite eines durch periodische Abtastung von rückstrahlenden Gegenständen mittels Hochfrequenz-Impulsen entstehenden Bildfrequenzgemisches, bei der die Empfangsimpulsfolgen auf einem rotierenden magnetischen Träger fortlaufend gespeichert und derart abgenommen werden, daß im Sinne einer Zusammenfassung mehrerer vom jeweils gleichen Reflexionspunkt kommender Reflexionsimpulse eine Anzahl gespeicherter Empfangsimpulsfolgen unter entsprechender Verringerung der weiterzuleitenden Impulsfolgen addiert wird. Die Entnahme der in der Zahl verringerten Impulsfolgen kann dabei z. B. so erfolgen, daß die addierten Reflexionsimpulse lückenlos und in zeitlich richtiger Folge auf einen zweiten rotierenden magnetischen Träger aufgezeichnet und mit einer Geschwindigkeit abgenommen werden, die gegenüber der Aufzeichnungsgeschwindigkeit um einen Faktor kleiner ist, der der Zahl der Impulse in einer zusammenzufassenden Zeit oder einem ganzzahligen Teil davon entspricht.
• Die Erfindung betrifft eine andere Möglichkeit, um die Verringerung der weiterzuleitenden Impulsfolgen bei der Einrichtung nach dem Hauptpatent zu erreichen.
• Sie besteht darin, daß aus dem vom rotierenden magnetischen Träger abgenommenen Signal, das aus einer linearen Überlagerung vieler Impulsfolgen besteht, durch Abfrageimpulse, deren zeitlicher Abstand der Dauer einer Radarimpulsfolge, vermehrt um die Dauer eines Abfrageimpulses, entspricht, Impulse abzuleiten, die den augenblicklichen Amplitudenwert der abgenommenen Impulsfolge wiedergeben.
• Durch das Impulsbefragungssystem wird das dem Speicher entnommene phasengleich überlagerte Impulsspannungsbild stroboskopartig abgetastet. Die Methode einer stroboskopartigen Ausmusterung von Radarsignalen zur Verringerung der Ubertragungsbandbreite ist bereits bekannt. Das bekannte Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß eine große Zahl von empfangenen Impulsen verlorengeht, da beim bekannten Verfahren die Ausmusterung auf das ursprünglich empfangene Signal angewendet wird. Beim erfindungsgemäßen Vorschlag wird jedoch die Ausmusterung auf das Signal erst nach linearer Addition vieler Impulsfolgen, beispielsweise der während der Drehung der Antenne über ihren Strahlungswinkel gesendeten Impulsfolgen, in einem Speicher angewendet. Dadurch wird ein Verlust an Signalen vermieden.
• An Hand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
• Fig. 1 veranschaulicht die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Vorschlags ; in Fig. la ist eine Serie von überlagerten Radarimpulsfolgen dargestellt, die dem Magnetspeicher, der weiter unten näher beschrieben werden soll, ausgangsseitig ent nommen werden ; Fig. 1b zeigt eine Impulsfolge, die erfindungsgemäß zur Bildbefragung verwendet wird.
• Der zeitliche Abstand dieser Abfrageimpulse entspricht der Dauer einer überlagerten Radarimpulsfolge, vermehrt um die Dauer eines Abfrageimpulses. Somit schließt sich der jeweils folgende Abfrageimpuls, bezogen auf die zu befragenden Radarimpulsfolgen, lückenlos an den vorangegangenen Austastbereich an. Seine Breite läßt sich zweckmäßigerweise aus der Anzahl ss der im Speicher überlagerten Impulsfolgen und dem Entfernungsmeßbereich des Radargerätes bestimmen. Die zeitliche Dauer T'des Abfrageimpulses errechnet sich dabei nach der Gleichung T'= Hierbei ist r der Entfernungsmeßbereich des Radargerätes (Lichtgeschwindigkeit geteilt durch doppelte Impulsfolgefrequenz), n die Anzahl der miteinander überlagerten Impulsfolgen und c die Lichtgeschwindigkeit. Fig. I c zeigt die durch die Abfrageimpulse abgeleiteten Impulse. Die in Fig. Ic dargestellten, den Signalamplitudenwerten entsprechenden Impulse werden darauf zweckmäßigerweise bis zum Anschluß an die Lage des folgenden Abfrageimpulses verbreitert. Es entsteht somit, wie in Fig. Id dargestellt, ein n-fach gedehntes Impulsbild, welches die charakteristischen Merkmale der in Fig. la abgebildeten Impulsfolgen zeigt.
• Für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei die Bildübertragung bei einem Panorama-Radargerät mit folgenden Daten zugrunde gelegt : y = Entfernungsmeßbereich ....... = 1, 5 # 105 m FR = Pulsfolgefrequenz ..................... = 103 Hz T = Pulsdauer................ = 10-6 sec y = Seitenöffnungswinkel der Antennen.............. = 2° Fi = Bildfolgefrequenz.......... = 2 10-1 Hz Aus den vorgehend genannten Daten läßt sich die Anzahl (Ijl) der möglichen Ortungen innerhalb des Antennenöffnungswinkels g nach der Gleichung Fr # # In = FV # 360 bestimmen. Sie beträgt im vorliegenden Fall etwa 28 Ortungen. Die Übertragungsbandbreite B beträgt etwa 1 MHz (B # 1/x). Es ist nun grundsätzlich möglich, durch phasengleiche addition mehrerer Meßsektoren innerhalb des Antennenöffnungswinkels p die Anzahl der zur Anzeige gelangenden Pulssignale mit gleichem Faktor zu reduzieren und somit die Voraussetzungen für eine Bandbreitenerniedrigung zu schaffen.
• In Fig. 2 ist schematisch eine Anordnung zur Durchführung des Erfindungsvorschlags dargestellt. Der magnetische Speicher entspricht der dem Hauptpatent zugrunde liegenden Anordnung. Mit 1 ist ein rotierender Aufzeichnungsträger aus magnetischem Werkstoff bezeichnet, auf den die Signalimpulse aufgezeichnet werden. Als Speicher kann jedoch auch ein Aufzeichnungsträger aus Draht, Folie oder in Form einer Scheibe dienen. Diesem magnetischen Speicher 1 sind eine Anzahl Aufnahmeköpfe 2 zugeordnet. Die Aufnahmeköpfe 2, im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel achtundzwanzig, sind in gleichen Abständen am Umfang des Aufzeichnungsträgers angeordnet und elektrisch parallel geschaltet. Der Abtastkopf 3 und der Löschkopf 4 besitzen ebenfalls gleichen Abstand untereinander und zu den Aufnahmeköpfen. Die Aufzeichnung geschieht wie folgt : Der magnetische Speicher rotiert mit einer derartigen Geschwindigkeit, daß ein beliebiger Punkt des Speichers während der Zeit 1/FR (1/1000 Sekunde) genau die Wegstrecke zurücklegt, um die die einzelnen Magnetköpfe längs des Umfanges auseinander liegen. Der Löschkopf 4 ist ständig wirksam, so daß am Aufnahmekopf a der magnetische Träger stets von Speicherzeichen frei ist. Der Löschspannungsgenerator ist mit 6 bezeichnet.
• Trifft eine Impulsfolge vom Radargerät ein, so schreiben sämtliche Aufnahmeköpfe gleichzeitig die Impulsfolge auf eine oder mehrere Spulen auf. Die nächstfolgende Impulsfolge wird im gleichen Sinne aufgezeichnet, jedoch hat sich inzwischen der Speicher um den Abstand zweier Magnetköpfe gedreht, so daß mit Ausnahme des Kopfes a alle übrigen Aufnahmeköpfe 2 den Speicher zum zweiten- mal beaufschlagen. Nach achtundzwanzig Impulsfolgen wird vom Abtastkopf 3 die Summe von achtundzwanzig phasengleich übereinandergeschriebenen Impulsfolgen abgenommen und an den Abtastverstärker 5 weitergegeben.
• Die am Abtastkopf 3 des Speichers abgenommenen Impulsfolgen enthalten stets die Summe aller Signalzeichen der fa letzten Eingangsimpulsfolgen. Die dem Speichersystem entnommenen Impulsfolgen unterscheiden sich jedoch nicht in Zahl, Reihenfolge und Bandbreitenbedarf von den eingehenden Impulsfolgen. Jede der am Speicher abgenommenen Impulsfolgen reicht zur Übertragung aller Bildsignale aus. Der Ausgang des Abtastverstärkers 5 ist mit der Abfragestufe 7 verbunden. Die Abfragestufe 7 erhält ans dem Impulserzeuger 8 eine Folge von Abfrageimpulsen (vgl. Fig. 1b), die stroboskopartig das Signal abtasten. Die in der Abfragestufe 7 erhaltenen impulsförmigen Amplitudenwerte (Fig. 1 c) werden in der Impulsdehnstufe 9 jeweils bis zum Beginii des folgenden Impulses verlängert.
• Die mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erzielbare obertragungsbandbreite B'läßt sich wie folgt errechnen, wenn die Impulsdehnstufe mitberücksichtigt wird : Auf das obige Ausführungsbeispiel angewendet, würde sich die ursprüngliche Bandbreite von 1 MHz auf eine Bandbreite von 966 Hz verringern.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patent 1 000 068 zur Verringerung der Frequenzbandbreite eines durch periodische Abtastung von rückstrahlenden Gegenständen mittels Hochfrequenz-Impulsen entstehenden Bildfrequenzgemisches, gekennzeichnet durch Mittel, um aus dem vom rotierenden magnetischen Träger abgenommenen Signal, das aus einer linearen Überlagerung vieler Impulsfolgen besteht, im Sinne einerVerringerung der weiterzuleitenden Impulsfolgen durch Abfrageimpulse, deren zeitlicher Abstand der Dauer einer Radarimpulsfolge, vermehrt um die Dauer eines Abfrageimpulses, entspricht, Impulse abzuleiten, die den augenblicklichen Amplitudenwert der abgenommenen Impulsfolge wiedergeben.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Dauer der Abfrageimpulse # = 2v/nG ist, wobei r der Entfernungsmeßbereich des Radargerätes, sa die Anzahl der miteinander überlagerten Impulsfolgen und c die Lichtgeschwindigkeit bedeutet.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel, um den vom Abfrageimpuls abgeleiteten Impuls bis zur Ableitung des nächsten Impulses zu dehnen.