DE2009071A1 - Quantisierungsanlage mit anpassungsfähiger automatischer Festzeichenunterdrückung - Google Patents

Description

Quantisierungsanlage mit anpassungsfähiger, automatischer Festzelchenunterdrückunp

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf elektronische Geräte zur Erzeugung quantisierter Videosignale in Ver· arbeitungsanXagen für Radar-Videodaten. Diese Geräte
sind auch auf andere überwachungs- und Detektoranlagen einschließlich solcher Anlagen anwendbar, bei denen Radargeräte mit phasengesteuerter elektronischer Strahlsteuerung (phase arrayed radars), Sonar-anlagen und op-,tische Anlagen verwendet v/erden.

Ein schwieriges Problem bei Radaranlagen ist die Pes-t-

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zelchenunterdrückuriG in Raaarinfor.T.ationen ohne Beeinträchtigung der Zielerfassung. Festzeichen oder Störzeichen beruhen auf einer Anzahl von Quellen, sowohl künstlichen als auch natürlichen. Gebäude, Kugel und Wälder sind nur ein paar Beispiele für solche Quellen. Außerdem ändert sich das Pestzeichenspektrum über Land- und Wasserbereichen sowie Land-See-Grenzbereichen beträchtlich.

Da Festzeichen eine sehr große Anzahl von falschen Zielen in der Radarerfassungsanlage hervorrufen können, müssen sie aus der Radarinformation beseitigt werden. Es sind awar Verfahren zur FestZeichenunterdrückung bekannt, doch besteht das Bedürfnis nach einer kompakten, zuverlässigen Anlage, bei der die Zielerfassung durch automatische Anpassung an eine sich stark verändernde FestZeichenumgebung verbessert ist. Die vorliegende Erfindung befriedigt dieses Bedürfnis.

Die erfindungsgemäße Festzeichenunterdrückung beruht auf der Verwendung einer Quantisierungsanlage, welche' den gesamten überwachten Bereich in eine vorbestlmmte Anzahl von Ringsektoren unterteilt, deren Jeder einen getrennt steuerbaren Festzeichenunterdrücker aufweist. Die FestZeichenvorgeschichte für jeden Sektor wird derart in einem Speicher gespeichert, daß die Erkennung eines zweidimensionalen Festzeichenmodells nach Entfernung und Azimut ermöglicht wiijd. Wenn die Festzeichenuir.gebung innerhalb jedes Sektors erkannt ist, werden der Videosignaltyp, die Filter und Verstärker, welche für ein optimales Arbeiten in Jedem Sektor er-

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.forderlich- sind, automatisch eingeschaltet und bei jedem überstreichen des Sektors durch das Radargerät verwendet.

Der Zweck der Unterteilung des beobachteten Bereichs in Sektoren besteht darin, die auf der Abtast- öder überstreichunssantenne beruhenden Änderungen der Festzeichensituation festzulegen oder mindestens zu verlangsamen. Da die Festzeichen oder die Störung sich in Abhängigkeit von Entfernung und Azimut vollständig ändern, ist es unmöglich, eine Anlage zu bauen, welche wirksam die extremen Bedingungen verarbeitet, die über den ganzen Bereich bestehen können. Daher¹ hat die Verwendung von Sektoren, deren Jeder einen kleinen Ausschnitt des überwachten Bereiches darstellt, die Wirkung, daß diese großen FestZeichenveränderungen ausgeschaltet werden. Wenn der Festzeichenzuatand innerhalb des Sekters konstant gehalten wird oder sich wenigstens nur langsam £r.ierr· kann, kann die optimale Steuerein stellung für t~r. Sektor von den anpassungsfähigen Cieuerc-Ir.rich^ur.Gen innerhalb der Quantisierungsanlage in Erführur.2 gebracht werden.

Erfir.iur.GSßer.iia wird die Empfindlichkeit der Quant1-sieruncsar.lase automatisch innerhalb jedes Sektors in Abhängigkeit von einem Befehl entweder von Steuerpult oder vom Zielverfolgungsrechner oder kurz Folgerechner c-incest-ellt. Für den letzteren Vorgang sind eic Quant isierur.Gsänlage und der Folgerechner in einer "Geschlossenen Schleife enthalten. Mit der Rückkopplun^sir.for.T.cticn vom Rechner ist es möglich, die Arbeits-

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weise der Gesamtanlage optimal einzustellen. Beispielsweise kann d£r Folcereehner Befehle für die Quantisierungsanlage erzeugen, welche bewirken, daß diese ihre Empfindlichkeit in einem schmalen, ein Ziel enthaltenden Bereich bei geringem Rauschabstand erhöht. Diese Rechnerrückkcpplung erhöht die Wahrscheinlichkeit eines falschen Alarms und die Wahrscheinlichkeit der durch die Quantisierungsanlage zu regelnden Erfassung, so daß der Rechner nahezu mit seiner vollen Kapazität arbeitet. f Sie gewährleistet Jedoch, daß der Rechner nicht mehr Informationen empfängt, als er verarbeiten kann.

Die Quantisierungsanlage verwendet eine kontinuierliche

Schätzung des Mittelwerts der restlichen Störung plu3 Rauschen, d. h., die Quantisierungsanlage schätzt den Parameter, welcher die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des ankommenden Videosignals definiert. Dieser Parameter 1st der Mittelwert. Diese Schätzung des Mittelwerts wird durch Bewertung des in der Entfernung voraus und turückliegenden und im Azimut lediglich zurückliegenden Videosignals in der Umgebung der quantisierten Entfer-. nungszelle erreicht. Durch Bewertung des Videosignals lediglich in der Umgebung der gerade quantisierten Entfernuncszelle wird eine genaue laufende Schätzung des Mittelwerts der Verteilung des Videosignals erhalten.

Die Quantisierungsanlage lernt (oder paßt sich an) über eine Periode von mehreren überstreichungen des Sektors und wühlt denjenigen Faktor aus, mit welchem die oben beschriebene Schätzung des Mittelwerts multipliziert werden muß, damit man die erforderlichen Doppelbegrenzer-

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Schwellwerte erhält. Für den Λ-Dcppelbegrenzer (slicer A) ändert sich dieser Faktor in Abhängigkeit von dem Befehl des Rechners, vfelcher für den Sektor eingegeben wurde. Wenn kein Befehl vom Rechner empfangen werden ist, wird die Handsteuerung vom Steuerpult der Quantisierungsanlage verwendet. Dieser Faktor ergibt automatisch die gewünschte Korrektur, so daß dem für den Sektor gegebenen Befehl Folge geleistet wird. Der Faktor wird geprüft, indem die Anzahl von binären Einsern gezählt wird/ welche am Ausgang des A-Doppelbegrenzers innerhalb des Sektors erzeugt wird, und indem diese .Zählung mit der durch den Befehl an den Sektor geforderten Zahlung verglichen wird. Dieser Faktor, welcher während eines Überstreichens des Sektors mehrfach verändert werden kann, wird bei Verlassen des Sektors im Speicher gespeichert und nicht wieder verwendet, bis der gleiche Sektor, welcher nach Entfernung und Azimut definiert ist, während der folgenden Radarabtastung wieder Überstrichen wird. Beim Eintreten in den Sektor während des folgenden Überstreichens wird der Faktor abgefragt und als Aus- · gangseinstellung für den Sektor verwendet.

Irgendein Wert aus einer Mehrzahl von Azimutfilterwerten kann für die Verwendung in Jedem Sektor gewählt werden. Die Funktion des Azimutfilters besteht darin, Spitzen im Videospektrum zu beseitigen, welche für Festzeichen charakteristisch sind. Diese Spitzen sind um null Herta und bei Vielfachen der Impulsfolgefrequenz zentriert. Das Azimutfilter 1st ein kombiniertes Filter, welches für den Sektor ausgelegt wird, in dem seine Zeitkonstante auf den optimalen Wert für diesen Sektor eingestellt

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wird. Das Azircutfliter xird deshalb durch die anpassungsfähige Rückkopplungs-Steuerschleife In Jeden Sektor gewählt, dair.lt der Rauschabstand bei allen Radarzieler. innerhalb jedes Sektors auf den maximal möglichen V/ert angehoben wird. Die Auswahl des Azimutfilters wird gesteuert, indem eine Schätzung der Azimutkorrelaticn des Ausgangssignals des B-Doppelbegrenzers (slicer D) er-. halten wird. Diese Schätzung wird erhalten, indem eine Zählung der Paare von Einsern und Nullern am Ausgang des B-Doppelbegrenzere vorgenommen wird. Ein Paar ist vor handen, wenn das gegenwärtige Ausgangssignai mit dem in der gleichen Entfernung beim vorherigen überstreichen erzeugten Ausgangssignal übereinstimmt. D* Ziele innerhalb des Sektors die Paarzählung vorbeliisten könnten, wird zur Verminderung dieser Wirkung «in Abtast- oder Probeentnähmeverfahren verwendet. Diese Paarezählung, welche ein Maß für die Azimutkorrelation darstellt, wird mit zwei Schwellwerten verglichen. Wenn die Zählung innerhalb dieser Schwellwerte liegt, wird das Azinutfliter nicht gerändert, andernfalls wird es geändert. Wie bei· allen In der Quantisierungsanlage verwendeten Steuerungen

^ wird die beim Austritt aus dem Sektor existierende Steuereinstellung im Speicher gespeichert und wird beim Wiedereintritt in den Sektor während des folgender. Cberstreichens verwendet.

Es können drei Typen oder Arten von Videoeingangssi&nalen für die Quantisierungsanlage verfügbar sein, nämlich ein Videoausgangssignal eines· ancepaßten Bandpaßfilters (matched filter video), ein einfach auf Glelchspannur.£S-kcmpcr.er.ten der Festzeichen gefiltertes Videosignal

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(.si.-^le-carvceiled video) und ein doppeltgefiltertes Videosignal (double-cancelled video). Die Anlage wählt automatisch die Vieosignalart, welche in Verbindung rr.it dem erwählten Azimut filter Vd ie gewünschten Korrelationsmaße am Ausgang des B-Doppelbegrenzers erzeugt. Wie eben erwähnt, wird eine Schätzung des Mittelwerts durch die Bewertung des Videosignals in der Uxsebung der gerade quantisierten Entfernungszelle erhalten. Diese Bewertung kann verändert werden, wie es dufch den Festzeichenzustand in Jedem Sektor erfordert wird. Die Bewertung wird durch die Auswahl eines Entfernungsfilterwert a aus einer Mehrzahl von solchen Werten gesteuert. Die 'Auswahl des Entfernungsfilters wird durch eine der Azimutsteuerschleife Ähnliche, anpassungsfähige Rückkopplungseteuerschleife gesteuert. Defterteprechend wird eine Schätzung der Entfernungskorrelation erhalten und diese Schätzung wird mit zwei Schwellwerten verglichen. Wenn die Schätzung innerhalb die Schwellwerte fällt, so wird das Entfernungsfilter nicht geändert, andernfalls wird ein anderes Entfernungsfilter gewühlt. Am Ende des Sektors wird dieser Btfecnngsf lit erwert bis zum nächsten Eintritt in den Sektor gespeichert.

Ger.äß einem weiteren Merkmal der Erfindung können innerhalb Jedes Sektors entweder das Entfernungsfilter oder das Azimutfilter oder beide für kurze Zeitspannen entsprechend kurzen radikalen Änderungen in der Festzeichensituation geändert werden. Diese Wirkung wird durch einen Festzeiehensprung-FÜhler gesteuert. Der Zweck dieses Fühlers besteht darin, die Arbeitsweise der Quantisierun£sanla£e durch Beschleunigung des An-

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Sprechens in Entfernung und Azimut an den RSndern der Störflecken zu verbessern, deren Größe diejenige der Störzeichen oder des Rauschens über den größten Teil des Sektors übersteigt. Außer der Erzielung einer verbesserten Arbeitsweise an den Rändern von starken Störflecken vermindert der Festzeichensprung-Fühler die Vorbelaetung der Steuerungen, welche für den Sektor in Erfährung gebracht wurden und im Speicher gespeichert sind.

Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es teigen

Pigur 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild mit wesentlichen Teilen der erfindungsgemlAen Qumntislerungsanlage in Verbindung mit einer Im Betrieb befindlichen automatischen Ra darerfMsungs anlage,

Figur 2 die Unterteilung des Radarüberwachungsbereiches In eine Mehrzahl von Sektoren,

Figur 3 ein Funktlonsdlagramn der in- einen Sektor durch-V geführten Vorgänge,

Figur M ein ausführliches Schaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Quantisierungsanlage, -

Figur 5 eine Ausführungsform des Azimutfilters der Quantisierungsanlage,

Figuren 6a und 6b verschiedene Wellenformen, welche durch

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das in Figur 5 eezeigte Azimutfilter für' drei gleiche Eingangssignalimpulse und für einen Zustand ohne Schwächung und mit voller Schwächung erzeugt werden, *' "

Figuren 7a, "7b und 7c verschiedene Wellenformen, welche auf das Einschwingverhalten des Azimutfilters gemäß Figur 5 bezogen sind,

Figuren 8a und 8b jeweils die Eingangs- und Ausgangssignalwellenform des Azimutfilters ■■ in einem Betriebszustand in der Mitte zwischen einem Zustand ohne Schwächung und einem Zustand mit voller Schwächung,

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Figur 9 ein Diagramm des Filterkennlinienfeldes für ein praktisches Azimutfilter, «■

Figur 10 in vereinfachter Form die Funktion des Entfernungsfilters der erfindungsgemäßen Quantisierungsanlage,

Figur 11 ein Funktionsschaltbild des Entfernungsfilters und

Figur 12 ein Diagramm der Bewertuhgskennlinie des Entfernungsfilters.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, wird das für die Verarbeitung ausgewählte Radarvideosignal, welches am Ausgang des Videoschalters 10 auftritt, auf das Azimutfilter 12 gegeben, wo sein Gewicht mit dem bei der vorhergehenden Abtastung in dieser Entfernung gespeicherten Azimutfilterausgang verglichen wird. Der Durchlaßbereich

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irgendeines gegebenen Azimutfilters wird festgelegt durch das relative Gewicht, welches den vorhandenen EinGangsvideosIgr.al und dem Filterausgang in der gleichen Entfernungszelle bei der vorhergehenden Abtastung gegeben wird. Dies kann durch die Gleichung ausgedrückt v/erden:

AI(r.) + EO(k-I) = OCm), »

^ wobei I(κ) die gegenwärtige Abtastung Ist,.O(m-l) der Ausgang bei der gleichen Entfernung3zelle während der vorhergehenden Abtastung ist, A und B Gewichte sind, welche die Zeitkonstante und den Frequenzgang des Filters bestimmen, und 0(m) der Ausgang des Filters bei der gegenwärtigen Abtastung ist.

Daher werden die Azimutfilter einfach gewählt, indem A und B die richtigen Werte gegeben werden.

Der bipolare Ausgang des Azimutfilters 12 wird im Zweiweggleichrichter 14 gleichgerichtet und um einen vorbestimmten Betrag durch das Verzögerungsglied 16 ver- ψ zögert. Das verzögerte einpolare Videosignal wird sodann auf die Doppelbegrenzer 18 gegeben. Da angenommen wird, daß das Videosignal am Ausgang des Verzögerungsgliedes l6 Im gegenwärtigen Zeitpunkt auftritt, ist das

in diesem Verzögerungsglied gespeicherte Videosignal tatsächlich bezüglich des von den Doppelbegrenzern quantisierten Videosignals ein zukünftiges Videosignal.

Der Ausgang des Zweiweggleichrichters 14 wlra auch auf das Glättungsglied 20 gegeben, welches ähnlich arbeitet

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wie das Azimut filter. Die Zeitkonstante des Glatt giifcdes wird, durch den Festzelchen-Spruncabtaster 63 (Figur 4) Gesteuert, welcher eine von zwei Zeltkonctanten viüi.lt.

Das Videosignal wird υ c dann auf das Ent fernur.gsf liter" gegeben, ir. viele heir, die Bewertung in der Entfernung durch geeignete 3cv:ertur.£ der Ausgänge einer abgegriffener.'Versö^erur.csleitung und durch Verwendung von übliehen RC-Fiitern" 'durchgeführt wird. Auf diese Weise erteilt das Entfernung filter 22 -zusammen mit dem Verzögerungsglied 16 eine syrar.etrische Bewertung sowohl für das Zukunfts- als auch für das Vergangenheits-Videos-ignal bezüglich der von den Doppelbegrenzern quantisierten Entfernungszelle. Bei Betrieb wird das jedem Abgriff der Verzögerungsleitung zugeteilte relative Gewicht durch die Zeitkonstante bestimmt, für welche das Filter ausgelegt ist. Wenn beispielsweise die Seitkonstante des &ti)BTungsfilters T Mlkrosekunden betragen * soll,, dann muß die Bewertung der Verzögerungsleituncsabgriffe proportional zu

sein, wobei t die Zeitverschiebung gegen den als Gegenwart angeschenen Zeitpunkt ist. Durch Einsetzen der Zeitverschiebung der Abgriffe der Verzögerungsleitung aus der. Ausgang der Darstellungsleitung In die letztgenannte Gleichung wird das jedem Abgriff zuzuteilende relative Gewicht bestimmt.

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Da das Er.tfernungsfilter 22 sowohl zukünftige als auch vergangene Werte des Eingan^svideosignals bezüglich der gerade quantisierten Entfernungszelle verwendet, ist es ein Nullphasenschieber-Filter. Die Verwendung dieses hybriden, transversalen Filters führt zu einer genaueren Abschätzung der Pestzeichenwerte als sie mit bekannten Filterverfahren erzielt werden könnte.

Das gefilterte Ausgangssignal des Entfernungsfiltere 22 wird auf die Verstiirkungeregler 2^4 (Gain B) und 26 (Gain A) gegeben. Gain B vervielfacht das gefilterte Videosignal mit. einem Faktor, welcher zu dem richtigen Begrenzungswert oder ersten Schwellwert führt, der auf den Doppelbegrenzer B des Doppelbegrenzerbloek» 18 (Slicer B of the Slicere ΐβ) gegeben wird.

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Der Ausgang des Doppe !begrenzer· B wird zur Erteugung von binären Einsern mit konstanter Geschwindigkeit für die Verwendung zur Erzielung von Abschätzungen der Korrelation des ankommenden Videosignals verwendet. Korrelation kann als Maß für die Abhängigkeit von Vorgängen definiert werden. Daher wird der Doppelbegrenzer B im Azimut abgetastet, um eine Abschätzung der Korrelation im Azinut durch Zählen der in einer ge-"gebenen Bereichszelie bei aufeinanderfolgenden Abtastungen erzeugten Paare von Einsern zu erzielen, und ν der Doppelbegrenzer B wird außerdem in der Entfernung ·-.· abgetastet, um eine Abschätzung der Korrelation in d*r? Entfernung durch Zählen der Anzahl von durch eine ein·* zlge Entfernungszelle getrennten Einserpaaren zu erzielen. Der Doppelbegrenzer A wird abgetastet, um eine'

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Abschätzung von "ρ ", der Wahrscheinlichkeit einer Είπε infolge von Rauschen, durch Zählen der Anzahl von bei einer Abtastung des Sektors erzeugten Einsern zu erzielen. Diese Abschätzungen werden mit Schwellwerten verglichen und es werden auf diesen Vergleichen beruhende Entscheidungen getroffen, welche Filter- oder Verstärkeränderungen vorgenommen werden müssen, um die Arbeitsweise der Anlage zu verbessern.

Der Zieldatenverarbeiter 30 führt eine*,Anzahl von Punktionen in einer Ausführungsform durch, unter anderem die Trennung von überlappten Zielen, die Berechnung der Zielhöhe aus mehreren Informationen und die Koordinatenumwandlung von Radarpolarkoordinaten in rechtwinklige Koordinaten.

Der Folgerechner (Tracking Computer) 36 setzt die vom Zieldatenverarbeiter empfangenen Informationen in Beziehung zu vorhandenen Flugbahnen (tracks), veranlaßt neue Flugbahnen oder beendet Flugbahnen, je nach Erfordernis. Der Folgerechner ist so programmiert, daß er die Gültigkeit der Flugbahn und die "Vorhersage der nächsten Flugbahnlagen bestimmt.

Der Regler 32 für die Quantisie^ngsanlage bewirkt die Auswahl des Videoeingangssignals, der Filter und der Verstärkungsregler in der Quantisierungsanlage. Bei einer Arbeitsweise mit "geschlossener Schleife" werden die Verstärkungsregler, Filter, und das Videoeingangssignal in Abhängigkeit von entweder am Steuerpult.3^ ausgelösten Befehlen oder im Fall von Befehlen zum

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Einregeln des Ausgangs cies Doppelbegrenzers Λ auf einer, bestimmter. Wert vom Folgerechner 36 automatisch ausf-t;-wählt. Bei einer Arbeitsweise mit "offener Schleife" werden das Videoeir.gangssignal, die Verstärkur.gcregler und die Filter von Hand an Steuerpult gewählt und in allen Sektoren des überwachten Bereiches verwendet. Es wird angenommen, daß der Regler 32 für die Quantisierungsanlage bei der Durchführung seiner Funktionen verschiedene Zähler zur Zeitgebur.g und Steuerung und fc zur Verwendung in Verbindung mit der Beobachtung der Doppelbegrer.zerausgänge sowie einen Speicher zur Speicherung von Parametern, wie Filterwerten, Videoslgnaltyp und '¹P_n" für jeden der Sektoren aufweist. Die Zähler und der Speicher können von bekannter Bauart sein und ihre tatsächliche Ausbildung, welche von den Erfordernissen der jeweiligen Anlage abhängen kann, ist dem fachmännischen Können des Schaltungsplaners überlassen.

Die Funktion des Steuerpults 3¹I besteht darin, daß eine Anzahl von Betriebsarten gewählt werden kann, "p "-3efehle eingegeben werden können und der Befehl, die Schätzungen und Steuerungen für jeden Sektor zur " Darstellung auf dem Steuerpult-Anzeigegerät gswShltwerden können. Wenn der Befehlsquellenschalter am Steuerpult 3²J auf die Arbeitsweise eingestellt wird, bei der Befehle vom Folgerechner 36 angenommen werden, kann der Rechner jeden der Sektoren adressieren und einen "p "-Befehl eingeben, um die Empfindlichkeit in diesem Sektor zu ändern.

Figur 2 zeigt den überwachten Bereich, welcher in Sektoren

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unterteilt ist. Die Anzahl von Sektoren kann in Anpassung an die jeweiligen Arbeitsbedingungen gewählt wercon. Bei einer Ausführunnsform werden 20^8 Sektoren verwendet, obwohl auch die zweifache Anzahl von Sektoren r.üglich ist. Jeder Sektor hat eine Kombination von Steuereir.stcllungen, welche jeweils einen der 16 AzI-rcutfilter, der Io Er.tfernungsfilter, der 32 Verstilrkur.^sreceleir.stellungen und drei Typen von Videoeingar.essicn^ler. entsprechen. Infolge der großen Anzahl von 2teuereir.stcllur.cen ist es möglich, daß jeder der 2O4E Scktcrer. eine andere Einstellungskombination hat.

Figur 3 veranschaulicht die Grundoperationen, welche bei Jeder, überstreichen eines Sektors durchgeführt werden. In der ersten Entfernungereile' (definiert als yorbestinirfEr Er.tfernungssehritt in Seemeilen) Im Sektor werden die Pararr-etereinstellungen, welche von diesem Sektor erhalten wurden, aus dem Speicher gelesen und verwendet. Während des Uberstreichens des Sektors werden S-chi:tzungen durchgeführt, Steuerungen werden aufgrund des Lr^ebr.isses der Abtastungen verändert und bei der letzten Entfernuncszelle im Sektor werden die geänderten Daten in das für diesen Sektor vorbehaltene Wort geschrieben.

Bei einer in Figur k dargestellten Ausführungsform der Quantisierungsanlace sind drei Eingangsklemmen 11, 13 und 15 vorgesehen,, welche die Radarvideosignale empfangen. Die an diesen Klemmen auftretenden Videosignale werden jeweils als Videoausgangssignal eines angepaßten Bandpaßfilters (matched filter video), einfach.auf

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Gleichspannungskcr.porienten eier Festzeichen gefiltertes Videosignal (single-cancelled video) oder als doppeltgefiltertes Videosignal (double-cancelled video) bezeichnet. Nach der Impulshöheneinstellung in nicht gezeigten, in die Leitung geschalteten Schwächungsgliedern werden die Videosignale jeweils auf die Abschnitte A, 5 und C des Videoschalters 10 gegeben, welche als elektronische Torschaltungen dienen. Eine logische Dekcderschaltung 17 ist ir.it jedem der Abschnitte des Videoschalters verbunden. In Abhängigkeit von einerr. Befehl aus den Regler 32 für die Quantisierungsanlage schaltet die logische Dekodierschaltung einen der Abschnitte des Videoschalters auf Durch gang, so daß das für die Verarbeitung in jedem Sektor der Quantisierungsanlage am besten geeignete Videosignal ausgewählt wird. Es wird bemerkt, daß bei der Auswahl der Videoeingangssignale angenommen wird, diese Videosignaltypen seien in der Quantisierungsanlage tatsächlich verfügbar. Wenn nur ein Typ vorhanden ist,'können der Videoschalter, die logische Dekodierschaltung und die zugehörigen Schaltungen weggelassen v/erden. Das Videosignal aus dem gewählten Abschnitt des Videoschalters wird über eine Puffertreiberstufe 19 auf das Azimutfilter 12 gegeben. Das Aziir.utfilter umfaßt Differenzverstärker 21 und 23, eine Koaxial-Verzogerungsleitung 25, ein spannungsgesteuertes Schwächungsglied 27, einen Digital-Analog- · Umsetzer 29, einen Puffer 31 und eine Ultraschall-Verzögerungsleitung 33·

Eei Betrieb v;ird das gewühlte Videoausgangssignal aus der Puffertreiberstufe 19 direkt auf die negative

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(umkehrende) Eingangsklemme des Verstärkers 21 und über eine Koaxial-Verzögerungsleitung 25 auf öle positive (nicht umkehrende) Eingar.gsklemme des Verstärkers 23 gegeben.' Die Verstärker 21 und 23 bilden einen Differenzrechenverstärker. Die Koaxialleitung 25 gleicht die Schaltungsverzögerungen im Schwächungsglied 27 und im Verstärker 23 aus. Das spanr mgsgesteuerte Schwächungsglied 27, bei welchem ein*Feldeffekttransistor (FET) verwendet wird, wird zur Erzielung einer Schwächung oder eines Gewichtes W auf Befehl .«des Digital-Analög-Uinsetzers 29 verwendet. Der Umsetzer empfängt eine Steuer-Bitinformation über Leitungen 35 vom Quantisierungsanlagenregler 32 und setzt dieselben in die Analogspannung zur Eingabe des Gewichts W in das Schwächungsglied 27 um. Das Ausgangssignal des Verstärkers 21, welches in der Leitung 37 auftritt, wird durch das Schwächungsglied 27 umgekehrt, bevor, es auf die negative (umkehrende) Klemme des Verstärkers 23 gegeben wird. Der Ausgang des Verstärkers 23, welcher in der Leitung 39 auftritt, wird auf den Puffer 31 gegeben·, welcher in der Lage ist, die niedrige Impedanz der Ultraschall-Verzögerungsleitung 33 zu steuern. Bei einer Ausführungsform ist die Leitung eine ofengeregelte Präzisions-Quarzverzögerungslei- ' tung mit einem elektronisch veränderlichen Trimmer. Der Trimmer weist eine Handeinstellung auf, welche eine Einst ellung''der Filter-impulsfolgefrequenz (PRF) auf · die Radar-PRF gestattet.

Die Theorie der Arbeitsweise des Azimutfilters wird naohfolgend mit Bezug auf die Figuren 4 bis 9 erläutert.

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Die mit den römischen Ziffern I und II in Figur 5 bezeichneten Verstärker entsprechen den Verstärkern 21 bzw. 23 in Figur k. Das Schwächungeglied W in Fic-r 5 entspricht dem Schwächungsglied 27 in Figur K mit der Ausnahme, daß von dem ersteren angenommen wird, es übe seine Funktion ideal ohne Umkehrung des im letzteren erzeugten Signals aus. Die Koaxial-Verzögerungsleitung 25 in Figur 4 entspricht der Leitung A in Fi- ^ .gur f. Die Ultraschall-Verzögerungsleitung 33 wird durch den Block "Λ" in Figur 5 wiedergegeben. .

Das Azimutfilter ist ein veränderliches Hochpassfilter für abgetastete Daten, welches für eine aus einer Mehrzahl von Grenzfrequenzen programmiert werden kann. Die Wahl der Grenzfrequenz beruht auf dem Befehl der Informationsbits des Quantisierungsanlagenreglers, welche auf die Leitungen 35 des Digital-Analog-Umsetzers 29 gegeben werden.

Ein Zielzeichen oder ein Festzeichen in einer gegebenen ^ Radarentfernung, abgetastet mit der PRF, kann als dcpp-' lermoduliertes Signal mit einer Frequenz zwischen null und eiru.halb PRF betrachtet werden. Die Folge von Informationen von einem Ziel in einer gegebenen Entfernung ändert sich in der Amplitude, wie wenn sie durch ein Signal moduliert wäre. Im allgemeinen hat die Modulation von auf einem Luftfahrzeug beruhenden Informationen eine Frequenz irgendwo zwischen Null und einhalb PRF, was von der Radialgeschwindigkeit des Luftfahrzeugs abhängt, wobei die höheren Frequenzen wahrscheinlicher sind. Auf einem Festzeichen beruhende In-

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ferret ionen haben ar.cierersei-ts liullkOiXponenten oder niccerfrequer.te Kon-cner-tcn. In allgemeinen sind diese nicht KuIl- infolge- der nicht beseitigten Plattfcrrr.bewc3ur.(v und eines auf Seitenlappen und/£btasten der Radarantenne beruhenden Doppler-Restsignals* Das Azir.utfilter verarbeitet diese Informationen rr.it einer gegebenen Geschwindigkeit derart, daß die nie^jlerfrec.uenten-Körper, eh ten ir. Azimut beseitigt werden. Es stellt tatsächlich ein Kochpassfilter im,Azimut längs eines gegebenen Entfernungskreises dar.

Bei Eecbachtuns eines einzelnen Entfernuncsschrittes kann der Aus^anf; eineg Impulsradars als Folce von Probewertentnahmen in verschiedenen Azimuten betrachtet werden. Wenn ein bestimmter Entfernuncsachritt gegeben ist und ancenomnen wird, daß ein eich bewegendes Ziel oder ObJ ekt vorhanden ist, weisen die Informationen von diesem bewegten Objekt eine Dopplerfrequenzkomponente auf, weiche von der relativen Bewegungsgeechwir.dlgkeit von Radar und Ziel, von der Radarfrequenz und von der Ir.pulsfolGefrequenz PRP abhängt.

.In-Figur 5 .ist das Azimutfilter gemäß der Erfindung in BetriebsfGrrr. dargestellt. "W" ist ein Bewertungsnetzwerk, welches als Widerstands-Schwächungsglied arbeitet. "Λ" ist eine Verzögerungsleitung nit einer LängeM/PRF. ' Von dieser Verzögerungsleitung wird angenommen, daß sie einen Übertragungsfaktor 1 aufweist. Im Arbeitsdiagranan sind zwei Differenzverstärker I und II mit der übertragungsfunktion E_£us = E_eln+, E_aus = -E_eln_ dargestellt. Die Figuren 6a und 6b zeiger, die verschiedenen

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V.'ellenforir.en für ein Signal, welches aus drei gleichen, mit der PRF auftretenden Impulsen besteht und für das die Bewertung W in einen Fall gleich 1 Und in einem anderen Fall gleich 0 ist.

Die erste Überlegung wird für den Fall durchgeführt, daß U gleich 1 ist, d. h., daß das Gewicht 1 der Einstellung des Schwächungsglledes auf die Schwächung Null ·

h entspricht. Der erste Impuls tritt in die positiven (nicht unkehrenden) Eingänge der Verstärker I und II ein und tritt unmittelbar und unverändert am Punkt B auf, welcher e , der Ausgangsspannung, entspricht. Der Impuls geht unverändert durch das Schwächungeglied Vf zum negativen (umkehrenden) Eingang dee Verstärkers II. Da an beiden Eingangsklemmen" dea Verstärkers IX gleiche Impulse auftreten, 1st sein Ausgang B._UI ^{s Ε} _β^_η ⁴ "^E _ein- * °» welches die am Punkt £ In Figur 5 auftretende Spannung* 1st. Daher ist der Eingang In das Glied "Λ" gleich 0 und der Ausgang der Verzögerungsleitung am Punkt E 1st ebenfalls Null. Eine Betrachtung der PRF-Perioden 2 und 3 zeigt das gleiche Ergebnis. Daher geht die Impulsreihe

™ unverändert durch das Filter, wie in Figur 6a gezeigt.

ZIne weitere Betrachtung der vorangehenden Ausführungen zeigt, da£ der Ausgang des Azimutfliters gleich Sem Eingang ist, und zwar unabhängig von der Länge der Impulsreihe, solange die Impulse in der Entfernung zusammenfallen und gleiche Amplitude besitzen. Da eine Reihe von gleichen Impulsen der Abtastung öder Probewertentnähme einer Gleichspannung cder einer Wellenform nit der Frequenz Null entspricht, ist ersichtlich, daß das

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Filter alle Frequenzen bis zu PRF/2 durchläßt, wenn V/ gleich 1 ist.

Es wird nun ein zweiter Fall betrachtet, bei welchen V/ gleich Null ist. Ein Gewicht von Null entspricht einer derartigen Einstellung des Schwächungsgliedes, daß kein Signal durchgeht. Der erste Impuls (A) geht in die Verstärker I und II und tritt unmittelbar bei (B) als Ausgahgssignal auf. Der Impuls tr.itt ebenfalls unmittelbar am Punkt (D) auf'. Es ist kein Eingangssignal am Punkt (C) vorhanden, da W gleich Null ist. Der bei (D) auftretende Impuls geht in die Verzögerungsleitung und tritt um 1/PRP später auf, genau zu dem Zeitpunkt, in dem der zweite Impuls am Punkt (A) auftritt. Infolgedessen gehen der zweite Impuls und der verzögerte erste Impuls gleichzeitig und mit gleichen Amplituden in den Verstärker I und löschen einander, so daß am Punkt (B) kein Ausgangssignal vorhanden 1st. Die gleiche Überlegung gilt für den mit 3 bezeichneten Impuls. Bei der· Periode k ist kein Eingangs-signal am Punkt (A) vorhanden. Der verzögerte Impuls 3 tritt jedoch am Punkt (E), dem Ausgang des Filters, auf, wie in Figur 6b dargestellt. Was ein· besonderer Impuls zu sein scheint, wird sich weiter unten in einem Abtastdaten-Hochpassfilter als" Entsprechung für differenzierte vordere und rückwärtige Flanken herausstellen. . . ·

Wenn die obige Untersuchung auf eine längere Reihe .von konstanten Impulsen ausgedehnt wird, treten die gleichen, oben beschriebenen Merkmaie auf. Der erste auf das Filter gegebene Impuls erscheint unverändert am Ausgang.

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Keine weiteren Ir.puls treten auf, solange an Eir.~ar.g Impulse vorhanden sind. Zuletzt tritt ein negatives Bild ces Impulses um 1/PRF nach dem letzten ImpiCs auf. Da eine lange Irr.pulsreihe der Abtastung einer Gleichspannung, d. h. der Frequenz Mull, entspricht, stellt sich die Schaltung als ein Hochpassfilter heraus. Die Analogie kann insofern weitergeführt werden, daß zwar das Auftreten der vorderen und rückwärtigen Flanke der Impul'sreihe, jedoch nicht das Auftreten des "flachen Daches" der Differenzierung gestattet wird·.

Bei der vorangehenden Beschreibung der Arbeitsweise

des Azimutfilters 12 wurde das Einschwingverhalten des Filters berücksichtigt. Unter weiterer Bezugnahme auf das Arbeitsdiagramm der Figur 5 sowie Bezugnahme auf die Figuren 7a und 7b wird nunmehr die Überlegung auf die Anwendung des Filters auf abgetastete Filtersinuswellen ausgedehnt. Figur 7a zeigt eine Folge von Wellenforjnen, in welcher numerierte Zeitintervalle durch 1/PRF getrennt sind. Diese Signalreihe kann als Ergebnis der Abtastung einer Sinuswelle mit der Frequenz PRF/2 mit einer bestimmter. Phase betrachtet werden, wie in Figur 7b dargestellt. Es wird zu der letztgenannten Figur erv/ähnt, daß eine abgetastete Welle zwei Perioden der PRF überdeckt.

Wenn man die Anwendung des Azimutfilters auf die Wellenform der Figur 7b betrachtet und annimmt, daß W = 1 ist, tritt der erste Impuls bei (A), (B), (C), Jedoch nicht bei (D) auf. Während des zweiten Abtastintervalls tritt kein Signal bei (E), (A) oder (B). auf. Die weitere Untersuchung ζεφ ähnliche Ergebnisse für die übrigen Inter-

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Daher ist ersichtlich., cäß das Filter für U = Lei ΓΗΙ72 kfine. SchKächur.c ausübt. Für WsO tritt aer erste Ir.puls bei (A), (B) und (D) * Jedoch nicht bei (Ξ) auf. Während ces zweiten Intervalls tritt kein Impuls bei (A) auf, jedoch tritt der verzögerte erste Ir.-puls bei (X) undinfolcedessen umgekehrt bei (B),. den .n, äu-f, Die weitere Untersuchung zeigt das in 7c carnestellte Ergebnis. Die überlagerte Sinuswelle zeigt ,,daß das Signal unverändert in der Frequenz, jedoch verdoppelt in der Amplitude, austritt. Diese Am.plituclenverdopplunc erfordert eine Korrektur, wie weiter unten erläutert wire;. Jedoch wird vorerst unter der Annahme, daß die Verdopplung durch einen Faktor (1 + W)/2 - 1/2 (für W. * 0), ,mlto für W *1 und W = 0, korrigiert worden lat, "festgestellt, daß eine . Impulsfolge aufgrund einer abgetastet· Dopplerfrequenz PRF/2 durch das Filter oha« Sctafftchung geht. Wie weiter oben erläutert, ist ·« iHr'fr^Ulereihenfifcffensichtllch, daß die Schaltung ein Hochpaeefliter für ' W = 0 ist und daß sie alle Frequenzen für W * 1 durch-

Ur. die Untersuchung, der Wirkungsweise des Azimut filters zu Ende zu bringen, wird als nächstes der Fall betrachtet, bei dem V/ Vierte zwischen 1 und 0 annehmen kann.

we an wan gemäß Figur 8a eine Reihe von drei Impulsen betrachtet, wird die Arbeitsweise des Filtere für W= 1/2 untersucht.

Der erste aus der Reihe von e_R Impulsen geht in die ,, nicht -umkehrenden Kieir.ir.en der Verstärker I und II teir.

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Punkt (Λ) r-iit einer; V.'ert 1 ir. ersten PRF-Ir.tervaLl und' tritt aus der. Verstärker I am Punkt (D) als e mit

eir.er Amplitude 1 aus. Beim Austreten aus dem Schwä- -■ chur.gsglied W hat er eine Amplitude von 1/2. Das Aus- . gangssignal des Verstärkers II ist daher 1 - 1/2 = 1/2 am Punkt (D). In zweiten PRF-Intervall tritt der zweite Impuls bei (A) rr.it der Amplitude 1 ein. Gleichzeitig tritt jedech der verzögerte erste Impuls (-1/2) aus der Verzögerungsleitung "Δ " aus und geht in die umkehrende Eir.gangsklenur.e des Verstärkers I. Arn Punkt (B) ist das Ausgangssignal e_Q gleich 1 * 1/2 = 1/2.· Der Impuls mit der Amplitude 1/2 geht sodann durch das Schwächungsglied und tritt mit einer Amplitude 1/4 aus. Das Eingangssignal des Verstärkers II 1st der zweite Impuls mit der Amplitude 1 ,und der Impuls mit der Amplitude 1/4, so daß ican an Pjinkt (D) 1 - 1/4 = 3/4_ hat. Im PRF-Intervall 3 tritt der dritte Impuls in den Verstärker I am Punkt (A) Bit'«ijktr Amplitude 1 ein. Der verzögerte zweit· I&pult (S) tritt aus eier Verzögerungsleitung mit der Amplitude 3/^ aus, so daß das Ausgangssignal bei (B) -gleich 1 - 3M = 1/4 ist.

" In Intervall 3 1st das Ausgangssignal des Schwüchungsgliedes (C) gleich 1/8 und das Ausgangssignal des Verstärkers II ar. Punkt (D) 1st gleich 7/8.

Während des vierten PRF-Intervalla ist kein Elngangsir.puls e, an Punkt (A) vorhanden. Jedoch tritt der verzögerte dritte Impuls mit der Amplitude 7/8 am umkehrender. Eingang des Verstärkers I auf und erscheint am Punkt (Ii), dem Ausgang, als ein Impuls mit der Amplitude· -v/5. lic irr. Durchgang durch das Schwächungsglied tiitt er mit der Amplitude -7/l6 aus und wird im Ver-

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stärker II.umgekehrt.und sodann tritt er aac der Verzögerungsleitung -im PRF-Intervall 5 a-x Punkt (E) als Impuls mit der Amplitude 7/Ii aus. Abermals im Verstärker I umgekehrt, tritt er bei (E) als Impuls mit der Amplitude -7/io auf. Der Impuls läuft weiter durch die Verzögerungsleitung reit der PRF um, wobei sr jedesmal halbiert wird, bis er im Rauschpegel untergeht. Dies ist in Figur 8b dargestellt.

Nachdem das Azimuteinschwingverhalter. des Filters für drei Gewichte, nämlich W= 1, 1/2 und 0, untersucht werden ist, kann darauc geschlossen, .werden, daß das Azimutfilter sich in analoger V/eise wie ein •Hochpassfilter mit langer, mittlerer oder kurzer Zeitkonstante verhält, was von dem zugeordneten Gewicht W abhängt. Ferner bestimmt wie bei bekannten Filtern das Verhalten des Filters im Zeitbereich, d. h. beim Einschwingverhalten, das Verhalten des Filters im Frequenzbereich oder im stationären Zustand. Daher arbeitet das Azimutfilter als Kochpass-Abtastdatenfilter bei der PRF, wobei die Grenzfrequenz (3db-Punkt) durch die Größe von W bestimmt wird.,

Figur 9 zeigt das Kennlinienfeld eines praktischen Azimutfilters für verschiedene Werte von W, wobei angenommen wird, daß die Korrektur e (B) = (1 + W)/2 beträgt. Es ist nunmehr ersichtlich, daß ein Azimutfilter mit veränderlichem Gewicht W und einer veränderlichen Grenzfrequenz für die Quantisierungsanlage gemäß der Erfindung außerordentlich vorteilhaft ist. Längs eines gegebenen Radarentfernungskreises ist es· möglich, das abgetastete Dopplerfrequenzen enthaltende

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Radarvidecsi£r.al derart zu filtern, daß aer Rau scr.- oder Festzeicher.abstar.d für irr» Störpegel unter^e^angene Ziele verbessert wird. Ferner ist es infolge einer veränderlichen Grenzfrequenz r.öclich, eine Grenzfrequenz zu wählen, welche die stärkste Festzelchen- oder Störzeichenunterdrückung rr.it der geringster. Zielur.terdrückunc verbindet. Die Grenzfrequenz kann εο verändert werden, daß durch Einstellung der Schwächung ψ ode* des Gewichts W ein Optimum erzielt wird.

Die Auswahl der richtigen Schwächung wird durch den Quaritisierungsanlagenregler vorgenommen. Die Auswahl des richtigen Azimutfilters beruht auf einer Probewert 'entnahme aus Irgendeinem bestimmten Sektor des überwachten Bereiches. Die drei Bedingungen, welche die Auswahl regeln, sind die folgenden: (a) das vorliegende Azimutfilter nimmt einen gru&eren Ausschnitt des Spektrums weg als es zum Abflachen des Spektrums erforderlich 1st; (b) das Spektrum 1st flach und das richtige Azimutfilter wird verwendet; (c) ein unzu- ^ reichender Teil des Spektrums wird durch das verwendete Azimutfilter geschwächt. Die Probewertentnähme, auf der die Auswahl, beruht, wird durch Zählen der Anzahl von Einserpaaren aus dem Doppelbegrenzer B deg Blocks.

18 durchgeführt". Der Quantlsierungsanlagenregler 32 bestimmt, ob der Probewert innerhalb vorbestiiwnter Grenzen liegt oder nicht. Die erwartete Anzahl von Paareny welche gezählt wird, wenn die Ausgänge des Doppelbegrenzers B unabhängig sind, ist für jeden Sektor bekannt. Die Schwellwerte bei dem Paare-Probewert werden so festgelect, daß sie etwa innerhalb einer Normalab-

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weic/.ur.- "/er. der erwarteten, ei. h. mittleren Anzahl . von Paaren liejer.. V.'er.r. Uer Probewert eine Zählung ergi'et, welche υ:.- cine ::crrr.alabweichur.£ oder-weniger unterhalb de:r. Mittelwert liegt, so wird ein Azimut filter verwendet, welches einen geringeren T.ell des Spek* trur.ü -ausscnuert. Wenn die Zahlung innerhalb einer Korralabweichur.g" liegt-, wird das gegenwärtig verwendete Filter für richtig gehalten. V/enn die Probewertentnahir.l zu einer Zählung führt, welche um eine N'ormalabweichung oder r.ehr oberhalb des Hittelwerts liegt/ wird ein Zusarr.erhang r.lt dem Störpegel angenommen und es wird ein Filter eingeschaltet, das einen größeren Teil des Spektrums aussondert.; Die Jeweils bein Austritt aus dem Sektor vorhandene Atirautfiltereinstellung wird irr. Speicherteil des Quantlsierungs&niagenreglers 32 gespeichert und wird aus -dem Speiohtr beim aberoaligen Eintreten in der. Sektor bei der folgenden Abtastung herangeholt. '«..""

Wie weiter aus Figur k ersichtlich, wird das Ausgangs-., signal des Verstärkers 21 über die Leitung ¹Jl auf die negative Klemme des Differenzverstfirktr· *»3 gegeben. Welter wird das Ausgangssignal des ep&nnungsgeBteuerten Schwächungsgiiedes 27, das in der LtJLtVHg. ^5 auftritt·, zur positiven Klemme des DiffertnzTerttafkere" k"} geleitet. Kürzer gesagt, die Eingangs signal* des .DIf fer en st-Verstärkers ^J sind das Ausgangssignal e des Atiotutfliters sowie das geschwächte und umgekehrte Signal. Die Funkticr. des Differenzialverstärkere 4J besteht darin, den eben erwähnten'Korrekturfaktor (1_#* W)/2 In Verblr.üuic ir.it der. Betrieb des Azimutfilters anzubringen. ·

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Das a.x Ausgang des Differenzverstärker 43 auftretende korrigierte Signal seht durch einen Differenzpuffer (Restorer I) 47, welcher einen Teil der weiter unten zu beschreibenden Gleichspannungs-Wiederherstellungsfunktlon durchführt, und wird durch den Gleichrichter 14 doppelweg-gleichgerlchtet. Das Ausgangssignal des Gleichrichters wird über den Puffer 49 auf den nächsten größeren Bestandteil der Quantisierungsanlage, nämlich das Gl^ttungsglied 20 gegeben. Das Glättungsglied besteht aus einem Paar von Differenzverstärkern 51 und 53, dem Glättungs-Schwächungsglled 55, dem Puffer 57, einer Koaxlal-Verzögerungsleitung 59 und einer Ultrasohall-VerzögerungHleitung 6l. Es ist ersichtlich, daß , die Ausbildung des Glättungsgliedes Ähnlich ist wie diejenige des oben beschriebenen Azimutfilters, mit der Ausnahme, daß das Ausgangssignal des ersteren vom Ausgang dee Verstärker· II (Figur 5) und nicht vom Ausgang des Verstärkere I (Figur 5) genommen wird, wie beim letzteren.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 53 des Glfittungsgliedes ist das Komplement des Ausgangssignals des Verstärkers 51· Tatsächlich kann das'Ausgangesignal des , Glättungsgliedes durch Subtrahieren des Ausgangsslg* nals des Azimutfilters>on Eins erhalten werden. . ₍.

Da« Glättungsglied ist ein TiefpaA-Probeentnahme- oder Ab-. tastdatenfilter öder ein Integrator. Seine Funktion besteht darin, die Augenblicksamplitude der EatpfSngerstörsignale längs eines gegebenen Radarentfernungskreises zeitlich zu integrieren oder zu mitteln. Da das Zeitir.tegral der gleichgerichteten Störung die

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effektive St-örzeichenamplitude erreicht, kann festgestellt v/erden, daß das Glättungsglied ein effektives Maß für das Empfängerrauschen lSngs eines gegebenen Entfernur.gskreises erzeugt. Wenn das Glättungs-glied eine ausreichend lange Zeitkonstante hätte, so würde das Ausgangssignal bei.-einem weißen Rausch- oder Störeingang nach einer ausreichend großen Anzahl von PRF-Perioden ein Gleichspannungssignal mit einer Amplitude gleich dem 0,885-fachen des effektiven Werts des Videosignals sein. Es ist erforderlich, eine_# effektive Rauschabschätzur.g durchzuführen, welche auf Messungen *- über schmale Bereiche beruht, da in einem ■ Radar empfän-r. ger die effektive restliche Störung'und da» Rauschen sich als Funktion von Entfernung und Azimut-ändern.

Das Bewertungsnetzwerk W des Glättungs-Schwfichungsgliedes 55 wird auf eines der beiden Gewichte W = 0,5 oder 0,8 (bei einer praktischen Ausführungsform) durch den Pestzeichen-Sprungfühler 63 umgeschaltet, welcher über die Leitung 65 zur Wirkung kommt. Die Änderung in der Bewertung ergibt eine Änderung in der Zeitkonstante des Filters. Wenn das Bewertungsnetzwerk auf 0,5 geschaltet ist, v/erden die Vordeijflanken des Festzeichenrest.es, welcher durch das Äzinuufliter geht, zuletzt auf die Doppelbegrenzerschaltung gegeben, wo .sie einen Sprung im Begrenzerschwellwert hervorrufen und dadurch die Quantisierung der Fest- oder Störzeichenflanke verhindern. Bei einem Gewicht von 0,8 ändert sich der Schwellwert langsamer. Die Quantisierung der restlichen Störzeichenflanken wird weniger wirksam verhindert. Das Gewicht 0,8 wird normalerweise verwendet, da es zu einer Schätzung des Mittelwerts der restlichen

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Storur,=; und des restlicher. Rauschens führt, welcher auf einer: verhältnismäßig crofter; Probev/ert beruhe. Ir. Abwesenheit von Störungsprüngen ergibt dieses Gcv/icht daher eine genauere Messung des Mittelwerts.

Der irr. vorangehenden Abschnitt erwähnte Festzeichen-Sprur.gfühler 63 empfängt ein Signal, welches das gleiche ist, das auf den Eingang des Azlrr.utfliters gegeben wird, sowie ein zweites Signal, welches den Ausgangssignal der Ultraschall-Verzögerungsleitung· 33 des Azimutfilters entspricht. Wenn der erste Impuls einer Ir.-pulsreihe plötzlich am Eingang des Azimutfilters auftritt, Jedoch noch nicht am Ausgang der Verzögerungsleitung aufgetreten ist, und der Impuls eine ausreichende Amplitude besitzt, so spricht der Störzeichen-Sprungfühler durch Änderung des Bewertungsnetzwerks des Glättungsgliedes von einem Gewicht von 0,8 auf ein Gewicht von 0,5 an. Später, wenn das verzögerte Ausgangssignal eine Amplitude nahe der Eingangsamplitude erreicht, wird das Glättungsgliedgewicht auf 0,8 zu- ^ rückgestellt. Am Ende der Impulsreihe, wenn keine Impulse am Eingang des Azimutfilters vorhanden sind, jedoch noch Impulse ausreichender Amplitude am Ausgang der Verzögerungsleitung vorhanden sind, wird das Glättungsgliedgewicht abermals auf 0,5 geändert, bis das verzögerte Ausgangssignal auf einen vernachlässigbaren Wert abfällt. Dieser Vorgang gewährleistet eine optimale Löschung von Diskontinuitäten (Sprüngen) in der Festzeichenamplitude.

Der nächste bei der beschriebenen -Ausfuhrungsform der Quantisierungsanlage verwendete Bestandteil ist das

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Gleichsj ^r.r/ünrs-V'iejerherstellur.rsslied (DC restorer). Der DC-Restcrer umfait den Restorer I (den DifferenzpuiTer ¹Il), den Restorer II und den Unterbrecher 67, welche miteinander über die Leitung 73 gekoppelt sind. 3er Z wc ei', des DC-Restcrers ist die V.'iederhersteliur.2; des Eezugswerts des Eir.cancssignals, welcher Infolge der kondensatcrgekcppelten Schaltungen im Ar.alog.te.ll." der Quar.tisi"eru.r.££ar:lage verlcrer.geht..

♦ ■ . -

'■."ie eben erv:'ihnt, sind drei Videosignale als Einlange in die Quantisierungsanlace verfügbar. Diese sind das Vidcoausgar.sssignal eines angepaßten Bandpaß filters (matched filter video) ^einfach auf Gleichspannur.^skorr.ponenten der Pest zeichen gefiltere Videosignal (single-cancelled video) und das doppeltEefilterte Videosignal (double-cancelled video). Welches Signal gewühlt wird, h"ngt vom logischen Zustand der vom Quantisierur.Esanla&enregler 32 zeliefertevi Steuerbits rr.l und ;-2 ab. Die Steuerbits nl und r.2 werden auf den Unterbrecher^.enerator geseten, welcher die Signale ir.!¹ und ;-.'.2' erzeuct, die auf die logische Dekcderschaltung 17 gegeben werden, »vährend des Wiederher Stellungsintervalls werden unabhängig von der Wühl des Eingangs π!¹ ur.d ~2^l auf einen vorbestlirjr.ten Code gesetzt. Es ist z\x ter.erken, daß das Wiederherstellungsintervall bei jeder. Verstreichen auftritt und daß es in einen; Zeitpunkt beginnt, welcher-der naxiiralen Weite entspricht, und über eine vorbestirr-Ttte Zeit dauert. In allen anderen Zeitpunkten sind rni' und ra2' gleich nl bzw. m2. Die Sirr.ale rr.l¹ und r.2¹. werden in der logischen Schaltung 17 in den vier Leitungen dekodiert, welche einen

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der drei Eingänge des Videoschalters 10 auswählen. Der vierte Eingang, welcher nur während des Vi'iederherstellungsir.tervalls gewählt wird, ist ein Gleichspannungs-"wert, v;elcher 0 Volt an Eingang entspricht. Daher besteht das Ausgangssignal des Videoschalters 10 für eine überstreichung aus dem ausgewählten Videosignal bis zur maximalen Entfernung und aus einem Gleichspannungswert von der r.axlir.alen Entfernung bis zu einer vorbe- h stiften Entfernung während des folgenden Überstreichens.

Das ausgewählte Videosignal wird auf das Azlrr.utfilter gegeben, wo es seinen Gleichspannungswert verliert. Das /lusgangsslgnal des Azimutfilters wird Über den Differenzverstärker ^3 auf den Restorer I (Differenzpuffer ^7) gegeben, welcher eine Klemmeehaltung ist und den während des Wiederherstellungsintervalls auftretenden Gleichspannungewert auf 0 Volt einstellt.

Das Ausgangssignal des Doppelweg-Gleichrichters Ik wird über den Puffer ^9 auf das Gla'ttungsglied 20 gegeben. Da die Glättungsschaltungen ebenfalls kapazitiv gekoppelt " sind, wird das in der Leitung 69 auftretende Ausgangssignal des Glättungsgliedes zur Gleichspannungswlederherstellung auf den Restorer II gegeben. Das Ausgangssignal des Restorers II, welches in der Leitung 71 auftritt, wird auf das Entfernungsfilter 22 und die Verstärkur.g^regler 75 der Quantisierungsanlage gegeben. Die Ausgan-ssignale der letzteren treten Jeweils an den Leitungen 77 bzw. 79 auf und werden auf die Doppelbegrenser A und E des Doppelbegrenzerblocks 18 gegeben. Diese Aus£ar.£S3i£nale haben einen gemeinsamen Bezugs-

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wert mi't den aus der?. Restorer I austretenden und über

den Puffer ^9 und die Verzögerungsleitung Io auf die

Eingangsleitung 81 der Doppelbegrenzer A und B gegebenen.Signal.

Es wird v;eiter auf das Diagramm der Figur A für die Quantisierungsanlage Bezug genommen. Das' Ausgangssignal des Restorers II wird auf den nächsten größeren Teil der*Anlage, das Entfernungsfilt.er 22, über die Leitung 71 gegeben. Die Punktion des Entfernungsfilters wird zunächst anhand der Figuren 10, .11 und 12 beschrieben.

Das Ausgangssignal eines üblichen Filters ist eine Funktion des augenblicklichen Eingangssignals und von Werten des Eingangssignal^ in der Vergangenheit. Ein einfaches RD-Tiefpassfliter ist ein Beispiel dafür. Das in der Quantisierungsanlage verwendete Entfernungsfilter ist ein Tiefpassfilter, es ist jedoch insofern einzigartig, als sein Ausgang3slgnal nicht nur eine.Punktion der gegenwärtigen und vergangenen Information ist, son-.dern es ist auch eine Funktion der zukünftigen Information bezüglich des Videosignals in der Leitung 81, des Eingangssignal des Doppelbegrenzers. Diese letztere Funktion wird durch die Verwendung einer abgegriffenen Verzögerungsleitung erhalten. Das Ergebnis der Verwendung einer solchen Verzögerungsleitung ist ein Tiefpassfilter mit Nullphasenverschiebung, dessen Funktion in der Beseitigung von Festzeichen in der Entfernung besteht. Da Festzeichen einen niedrigen Frequenzinhalt •haben, läßt das Entfernungsfilter dieses Pestzeichen durch, statt sie zu beseitigen. Aus Figur 10 ist Jedoch

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ersichtlich, daß das Aus^an^ssignal des Filters von urlfiltrierter. Videoeingangssignal subtrahiert wird, wodurch das Festzeichen beseitigt wird.

Die vom Er.tfernungsfilter vorgesehene Filtrierung ist ebenfalls veränderlich. Es ist möglich, bei einer Ausführ ungsform eines von 16 Filtern, deren Jedes eine andere Zeitkonstante besitzt, zu wählen, wodurch ein größerer oder kleinerer Teil des Frequenzspektruir.s durch das Filter gelassen wird. Auf die»e V/eise kann das Filter an die Entfernungafcörung in einem bestirnten Sektor angepaßt werden. Plgur 11 zeigt ein Funktionsschema des Entfernungefilters. Das-Eingangssignal vom Gleichspannungs-Wlederheretellungsteil geht in eine Verzögerungsleitung, welche gehn Abgriffe und einen Ausgang aufweist· Wenn da» Auegangesignal der Verzögerungsleitung al» gegenwärtig betrachtet wird, wird er-,ί, sichtlich, warum es möglich ist, einen Zugriff zu zukünftigen Videosignalen zu haben'. ' ' '

Bevor mit der Erläuterung der Wirkungswelse des Entferhungsfilters fortgefahren wird, ist es nützlich, die Eigenschaften eines RC-Tiefpassfilters zu untersuchen. Bas Ansprechen eines solchen Filters auf einen

1 —t/T Einheitsimpuls wird durch die Gleichung e_Q * —ψ- x e gegeben, wobei T die Zeitkonstante des Filters ist. Da ein Einheitsimpuls nur im Zeitpunkt t = O auftritt, ist aus der Gleichung ersichtlich, daß daa Filter gegenwärtigen Vorgängen ein größeres Gewicht erteilt als in der Vergangenheit erfolgenden Vorgängen. Diese Be-

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dingung kann im Diagramm der Figur 12 ausgedrückt werden, wenn man die Gegenwart" mit der Ordinatenachse zusananenfallen läßt. Wenn die Zeltkonstante der Schaltung unterschiedlich ist, ist auch der Anfangswert und die Form der Kurve unterschiedlieh. Un das Videosignal in der Zukunft zu verarbeiten, wird das Spiegelbild der rechts der "Gegenwarts"-Achse in Figur 12 dargestellten Kurve verwendet. Da wir jedoch nur eine begrenzte Anzahl von Abgriffen zur Verfügung haben, kann das"""Spiegelbild nicht eine kontinulerll<che Funktion sein und es handelt sich daher um ein angenähertes EiId. Eine Graphische Darstellung dieses Bewertungschercas 1st in Figur'■ 12 gezeigt, beginnend mit der "Gegenwarts·¹-Achse und fortgeführt nach rechts oder in die Zukunft. Hier können abemals die .Zeitkonstanten durch Änderung der relativen Gewichte verändert werden.

Es wird abermals nlt Bezug auf Figur 11 die"Wirkungsweise" des Entfernungsfilters betrachtet. Das Videoeinc'angssignal geht in die abgegriffene Verzögerungsleitung ,JlO. Jeder der sehn Abgriffe einschließlich dee Ausgangs speist durch den Puffer 38 dargestellte Puf-.fer in Forst von integrierten Schaltungen, deren Funktion darin besteht, ein« minimale Belastung darsusteilen, jegliche Verluste in der Versögerungsleitung auszugleichen und die folgenden Schaltungen zu steuern. Tatsächlich sind mehr als elf Puffer vorgesehen, denn in einigen Fällen 3ind zwei oder drei Puffer für einen Absriff erforderlich. Für die vorliegende Erläuterung genügt es Jedoch, einen Puffer je Abgriff zu betrachten. DJ^e Ausgangs signale der Puffer speisen l6 mit WS und

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don Zahlen i bis lC bezeichnete bewertete Additionsschaltungen. Hs werde die bewertete Additionsschaltung WS 1 betrachtet. Ihre Eingänge sind die gepufferten Abgriffe der Verzögerungsleitung. Jeder Eingang v;lrd in der in Figur 5 gezeigten Weise für die mit dem Azimutfilter verbundene Bev/ertung bewertet. Diese bewerteten Eingänge werden sodann addiert, um die Tiefpassfiltrle- ^ rurjjg in der Zukunft zu bilden. Die bewerteten Adci-" tionsschaltungen WS2 bis W£l6 arbeiten in gleicher \leize ir.it der Aufnahme, daß ihre Gewichte verändert sind, so daii Filter rr.it verschiedenen Zeitkonstanten erzielt worden. In bestirnten Fällen sind die Gewichte Null. Daher kann eine bewertete Additionsschaltung nicht von allen elf Abgriffen Signale empfangen.

Das Auswahl- oder Schaltnetzwerk A, welches mit 42 bezeichnet ist, empfangt die 16 Zukunfte-Videosignale und wählt auf Befehl de3 Dekodiernetzwerka M unter Leitung des Quantisierungsanlagenreglers 32 eines aus. Das Ausgangssignal derselben ist daher das gewählte Zukunfts-Videosignal. Um eine Filtrierung in der Vergangenheit zu erzielen, wird das gepufferte Ausgangssignal der Verzögerungsleitung, das gegenwärtige Videosignal, in 16 RC-Filter 46, gdgeben, die alle Zeitkonstanten haben, welche den Zeitkonstanten der Filter entsprechen, die Zukunfts-Videosignale verarbeiten. I»ao Ausgangscignal Jedes RC-Filters ist ein filtriertes Vergangenheitsvideosignal.

2as r:.it -Ί8 bezeichnete Cchaltnetzwerk 3 empfängtyüie 16 filtrierten Videosignale aus den RC-Filterr. und wählt

0098*9/1237 vil

eines auf Befehl des Dekodiernetzwerks 44 aus. Das Äusgangssignal des Schaltnetzwerks B ist daher ein ausgewühltes," filtriertes Vergangenheitsvldeosignal.

Das Dekodiernetzwerk 44 empfängt einen Vier-Bit-Code vom Quantisierungsanlagenregler 32<. und. setzt ihn in die Anzahl von Leitungen um, welche zur Betätigung der Schaltnetzwerke A und B erforderlich sind. Die 16 möglichen Zustände des Vier-Bit-Codes entsprechen den 16' Filtern mit unterschiedlichen Zeitkonstanten. Es ist wichtig festzustellen, daß die Zukunfts- und Vergangenheitsfilter nicht unabhängig gewählt werden können. Das bedeutet, ausgewählte Zukunfts- und Vergangenheitsfilter haben stets die gleiche Zeitkonstante. ■ . .

Um das Ausgange signal dee Entf emung*f liter« -8«. werden das nitrierte ZukunftaVideosignal ύί&;/4λ* AUig wählte, filtrierte Vergangenheit«videosignal in der Additionsschaltung 50 addiert, was zu einem filtrierten Videosignal, wie e_Q, mit Nullphasenverschiabung führt.

■Um den optimalen Wert de3 Entfernungsfilters zu wählen, wird eine Abschätzung der Entfernungskorrelation des Videosignals durch Abtasten oder Probewertentnahme am Ausgangssignal des Doppelbegrenzers B des Doppelbegrenzerblocks 1-8 und durch Vergleichen desselben mit dem Ausgangssignal an einer Entfernung?zelle in der~Vergan~ genheit durchgeführt. Angenommen, daß der Doppelbegrenzer B so geregelt 1st, daß er ein vorbestimmtes ¹¹P_n" (Wahrschein lichkeit der Erzeugung, einer Eins durch die Quantisierungsanlage infolge des Rauschens allein.) er-

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zeu~t, dann ist es m^slich, die '.7ahrccheir.lici.keit des Vorhandenseins einer Eins sc.;chl an der Ge;;er.*.;artsals auch an der gewählten Vergan^enheitszelie zu testirrjr.en. Der Mittelwert der Zahlung der Anzahlen vor. Einserpaaren, welcher durch Vergleich der Gegenwartc- und Vergar.genheitsausgar.gssignale des Doppelbegrenzerj B erhalten wird, ist für nicht in Korrelation stehende Videosignale bekannt. V.'enn die Zählung innerhalb einer Normalabweichung von diesen Mittelwert liegt, so wiri angenommen, daß das geger.w&rti- verwendete Entfernungfilter das richtige Filter ist. Wenn die Abtastung; eine Zählung ergibt, v;elche um eine Ncrrjaiabwelchung oder ir.ehr oberhalb des Mittelwerte liegt,- wird an^er.cr.-men, daS das Entfernungsfilter für die Festzeichensituation nicht ausreicht und es wird ein Entfernungsfilter eingeschaltet, welches einen größeren Teil des Spektrums schwächt. Umgekehrt, wenn die Zählung un eine Normalabweichung oder mehr unterhalb des Mittelwerts liegt, wird die Entscheidung getroffen, daÄ zuviel von Spektrum durch dae verwendete Entfernungsfllter gelöscht wird, und es wird ein anderes Filter, welches eine Schwächung über einen kleineren Teil des Spektrums bewirkt, in Benutzung genommen. Wie im Fall der Azimut f 11t erdat en wird der Wert des Entfernungsfilters im Speicher des'Quantisierungsanlagenreglers 32 am Ende des Sektors gespeichert und wird beim aberir-aligen Eintritt in den Sektor abgefragt.

Wie weiter aus Figur k ersichtlich, wird das Vldecausgangssignal des Entfernungsfilters 22, welches in der Leitung o3 auftritt, durch die Verstärkur.gsrecler 75

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verarbeiten, welche die feeler 2<'« (Gain υ)-, 26 (Gain Λ) ui.J £'~- (Gai.r. C) u τ. Γη se er.-. Ar. ifegir.r. jeder SektorüterstreicLunc, das hei.1t der Sektcrabweichung einer einzelner. Ct er a tr eichun^, v:ird die Information für Gain B und Gain A ν er. £peicherteii des Cuantlsierungsanlagenreglerc >2 rcleser. und wird in Verbindung ir.lt den Di- £i;.al-Ar.aicg-U:r.setzern 55 νηά S7 jeweils zur Einstellur.fr von Gain Ü und Gain A für die Dauer der Sektorüberü«reichur.^ verv.er.det. Gain A er.pfün^t auüer einem tin- >-aTiCSSiG^sI von Gain B auch ein Eingangssignal vcn Gain G, v;ac eine Kenneinstellung der VerstärkungErege-Iu nt; entsprechend einen Befehl auf die Quant is ierur.crsanlage zun Einregeln des Aus£;angssicnals des Dcppeltegrenzers A auf einen bestirjr.ter. Wert ergibt. Der Befehl kann von Steuerpult 3*» (Figur l) oder vom Folgerechner 36 (Fi^ur 1) kennen. Gain A und Gain B werden zur Steuerung 4es den Doppelbegrenzern A und B des Doppelbesrenzerblocks "18 erteilten Begrenzungswertes verwendet.

Bei einer Ausführungsforn wird die Auswahl der Vierte vcn Gain A und Gain E in der folgenden Weise getroffen. "Eei Jeder ungeraden numerierten überstreichung wird ein Probewert der Geschwindigkeit, rsit der der Doppel-"begrenzer A Einser erzeugt (was er inr.er dann tut, wenn das auf denselben gegebene ViUeceinsangssignal den Begrenzungswert übersteigt), durch Zählen der Anzahl vcn ■durch der. Dcprelbegrenzer A erzeugten EinsejT.erhalten, v.^hrend der Sektor überstrichen wird. Ir. Verbindung mit der: von Gain G erzeugten "Eingangssignal, wie eben erläutert, kann die erwartete Anzahl vcn Einsern bei jeder überstreichunr; vorausgesagt'■ und r.it der tatsächlichen

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'HO-

Anzahl von gesohlten Einsern verglichen v/erden. Wenn die Frobewertzählung statistisch innerhalb der Grenzen liegt, wird Gain A als richtig angenommen und nicht geändert. Wenn die tatsächliche Zählung niedriger 1st als erwartet, wird Gain A als zu hoch angenommen und wird vermindert. V.'enn die Probewert zählung für zu hoch gehalten wird, wird Gain A für zu niedrig gehalten und wird erhöht (durch Erhöhung des Schwellwerts am Doppelfe begrenzer A), so daß die Geschwindigkeit gesenkt wird, rr.it der Einser durch den Doppelbegrenzer A in diesem Sektor erzeugt v/erden. Eeir. Verlassen des Sektors wird der auf die richtige Höhe gebrachte Wert von Gain A im Speicherteil des Quantisierungsanlagenreglers 32 gespeichert und als Ausgangawert beim abermaligen Eintritt in den Sektor verwendet.

Bezüglich der Geeantempflndllchkeit der Quantielerungs- anlage ergeben Gain G und Gain A die Verstärkung oder den Verstärkungsfaktor, mit welchem der Mittelwert der Rauschverteilung multipliziert werden muÄ, um das gewünschte ¹¹P_n" zu erhalten'. Wenn ein Befehl entweder ψ vom Steuerpult 3¹* oder vom Rechner 36 über den Quantisierungsanlagenregler 32 empfangen wird, das Ausgangssigr.al des Dcppelbegrenzers A auf einen bestimmten Betrag einzuregeln, so wird eine Nenn- oder Gröbverstärkungseinstellung in Gain G gegeben. Korrekturen an die· sen Kennwert werden vorgenommen, wenn die Schätzung anzeigt, aa£ der gewünschte Betrag nicht erreicht wird. Solche Korrekturen ergeben ,.ich aus der Feinverstärkungeeinctellung, welche vor. Gain A geliefert wird, lnsbeocnüere, wenn dieser durch die den Rechner 36 enthaltende

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Rückkopplur.gsschleife gesteuert wird. Daher wird die von Gain A gelieferte Verstärkung zu der ursprünglich von Gain G gelieferten addiert, uin den. Befehl ¹¹P_n" zu erhalten. Es ist zu bemerken, daß "p_" für schrittweise Änderungen- ir. Gain A verhältnismäßig unempfindlich ist, da jede schrittweise Veränderung einem sehr kleinen Änderungsschritt in der Verstärkung entspricht. Die Ver-Stärkungsparameter in "p " für Jeden Sektor werden

* ⁿ

ebenfalls Im Speicher gespeichert.

Bezüglich der Auswahl des Werts von Gain B, welcher den Schwellwert des Doppelbegrenzers B während Jeder geradzahligen überstreichung eines Sektors mit Ausnahme von überstreichungen, die ein Vielfaches von 16 sind, regele, wird tin Probewert der Anzahl von aus dem Doppelbegrenztr B. könnenden Einsern genommen. Der Doppelbe-. K - grenzer B unterscheidet sich vom Dopp·Ibegrenier A^da- ' durch, daÄ tr zur Einregelung von ^rtp_n ⁿ auf tlnen Xe«te%;£ Wert und nicht ztr Regelung des verÄnderlichen-.¹¹P_n" be- stimmt .1st, welches für den-Doppelbegrenzer A durc.h die -Wirkung von Gain G wählbar 1st. Wenn der vom Doppelbegrenzer B genommene Probewert nicht statistisch innerhalb der gewünschten Grenzen liegt, wird Gain, B geändert. Sonst würde er ohne Änderung gelassen. Der Doppelbegrenzer B wird nur dazu verwendet, die PaarabSchätzungen zu erhalten, welche ein Maß für die Korrelation des Videosignals darstellen. Da "p_n" am Ausgang des Doppelbegrenzers B konstant gehalten wird, 1st die gewünschte Paarzählung festgelegt. Die Verwendung des Doppelbegrenzers B beseitigt daher das Erfordernis, die. Prüfung der ·Paarzählung zu ändern, wenn der "p "-Befehl

■ ■ BAD

B 009849/1237 -"²-

für die Quantisierur.^sanla^e geändert v:irä. Nur der Schwellwert für den Dcppelbegrenzer A v/ira durch cc η "p "-Befehl vom Folgerechner oder v.cr. Steuerpult beeinflußt.

Aus der vorangehenden Beschreibung ist zu er.tnehr.er., daß die Erfindung eine verbesserte Anlage zur automatischen Stör- oder Festzeichenunterdrückur.c in Radar-Videcslsnalinforriaticnen ohne Beeinträchtigung der für die Zielerfassung erforderlichen optimalen Empfindlichkeit schafft.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Quiinti£ierun~sanla£e zur StCr- oder Festzsicru .nunteräi*üe!:ur.£ in £ijTnalinfcrrr.aticr.en bei Überwachung- oder Lrf;.si5ur.j-sar.lar.er., gekennzeichnet durch eine Einrichtung-zur ■ Unterteilung des überwachten Bereiches in eine I-'ehrzahl von Sektoren, eine Einrichtung zuir. Empfang von Sicr.alinfornat ionen,, welche die Überwachung eir.es Gegebener. Sektors anzeigen, eine mit. der letztgenannten Empfangseinrichtung gekoppelte Einrichtung zur Erzielung einer Abschätzung des Mittelwerts der restlichen Störung sowie von Abschätzungen der Korrelation In Entfernung und Azimut für dies« Slgnalinformationen, eine mit der Einrichtung tür Erzielung einer Abschätzung des Mittelwerts der restlichen Störung verbundene Verstärkungseinrichtung zur Verstärkung dieser Schätzung, eine Filtereinrichtung zur Festlegung der Slgnalcandbreite in Entfernung und Azimut, welche r.it der Empfangseinrichtung so verbunden ist, daß die Signalinfornationen gefiltert werden, eine anzupassende Steuereinrichtung, welche mit der Verstärkungseinrichtung so gekoppelt ist, daß diese den Verstärkungsfaktor liefert, welcher erforderlieh ist, um die Schätzung des Mittelwerts der restlichen Störung auf einen vorbestimmten Eezugswert zu bringen, mit den die Ausgangssignale der Quantisierungsanlage verglichen werden können, wclrei die Steuereinrichtungr.it der Filtereinrichtur.g gekoppelt ist, so daß die .7i.lt er werte in Entfernung

   0 0 S 8 4 9 / 1 2 3 7

   HH-

   und Azlrr.ut derart gewühlt werden, da.?, die ;',eisUnechtc Korrelation der Ausgarifcüsigr.ale dor Quant icic-rur.göanlane hervorgerufen v/irri, sowie durch eine Speichereinrichtung zur Speicherung der Parar.eter de^ Verstärkungsfaktoren und der Er.tferr.ur.gs- und Azirr.utfilterwerte für einen bestirnten Sektor, wenn die überwachung des letztgenannten Sektors für die gegenwärtige Abtastung beendet ist, wobei diese Parameter als anfängliche Steuereinstellungen in der Quantisierungsanlage dienen, wenn die überwachung des gleichen Sektors während einer folgenden Abtastung wiederum beginnt.

   2. Quantislerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsanlage eine Radaranlage ist und daß der überwachte Bereich in eine vorbestiiru.vte Anzahl von Ringsektoren unterteilt ist.

   3· Quantisierungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung ein Azimutfilter zur Bewertung der Slgr.alinforrnationen der gegenwärtigen Abtastung aufweist, wobei die Ausgangssignale des Azinutfilters bei der gleichen Entfernung während der vorhergehenden Abtastung eines gegebenen Sektors in der Speichereinrichtung gespeichert werden, daß der Durchlaßbereich des Azinutfilters von den der gegenwärtigen Signallnfcrrr.ation erteilten relativen Gewicht und vom Ausgang des Filters an der gleichen Sektorstelle während der früheren Abtastung des Sektors abhängt und dan die Filtereir.richtur.g wei-er ein Entfernungsfilter zur Erzielung einer syrrjr.e-rIschen Bewertung zukünftiger und vergangener Signalir.fcr.T.ationen bezüglich des jeweiliger.,

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   durch die Überwachungsanlage abgetasteten Sekters aufweist.

   r .

   4. Quantisierungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anzupassende Steuereinrichtung in einer geschlossenen Rückkopplungsschleife einen Quantisierungsanlagenregler, ein Steuerpult und einen Folgerechner aufweist, wobei die Steuereinrichtung mit dem' Steuerpult und dem Folgerechner gekoppelt und zum Empfang von Befehlen von diesen geeignet ist und wobei die Steuereinrichtung weiter mit der Quantisierungsanlage gekoppelt ist und in Abhängigkeit von diesen Befehlen die automatische Auswahl von Filtern und Verstärkungs- · faktoren in der Quantisierungsanlage durchführt.

   5« Quantisierungsanlage nach Anspruch H₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinrichtung zur Verstärkung der Schätzung des Mittelwerts der "restlichen Störung eine G-Verstärkungsschaltung (Gain 0) unter Steuerung des Quantisierungsanlagenreglers aufweist, welche auf einen wahlweise am Steuerpult oder am Folgerechner erzeugten, "p "-Befehl anspricht, wobei der "p "-Befehl die Regelung des Ausgangssignals der Quantisierungsanlage auf eine vorbestimmte Ausgangssignalhöhe bewirkt, die G-Verstärkungsschaltung eine Nennverstärkung zur Annäherung dieser Signalhöhe bewirkt und wobei eine A-Verstärkungsschaltung (Gain A) mit der G-Verstärkungsschaltung gekoppelt ist und ale.Feineinstellung zur Erzeugung kleiner Verstärkungss'chritte dient, welche bei Addierung zu der von der G-Verstärkungsschaltung bewirkten iNennverstärkung den zur Erzielung der gewünschten 'Signalhöhe erforderlichen Verstärkungsfaktor hervorrufen. . .

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   6. Quantisierur.gsanlare nach Anspruch 5, gekenn

   durch einen ersten Doppelbe^renzer, welcher r.it der A-Verstärkungsschaltung gekoppelt ist, v;obei die Ausgangsslgnalhöhe der Quantisierungsanlage von der dem ersten Doppelbegrer.zer durch die A-Verstärkungsschaltung erteilten Begrenzungshöhe abhängt und die Begrer.zungshöhe von dem Verstärkungsfaktor abhängt, welcher durch . die kombinierte Wirkung der A-Verstärkungsschaltung und ψ der G-VerStärkungsschaltung hervorgerufen wird.

   7. Quantislerungsanlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine B-Verstärkungsschaltung (Gain B), einen zweiten, mit der G-Verstärkungsschaltung gekoppelten Doppelbegrenzer, wobei die Korrelation der Ausgangssignale der Quantisierungsanlage in Entfernung und Azimut von dem dem zweiten Doppelbegrenzer durch die B-Verstärkungsschaltung zugeteilten Begrenzungewert abhängt und dieser Begrenzungswert, von dem Verstärkungsfaktor abhängt, welcher durch die B-Veretärkungsschaltung hervorgerufen wird, und wobei das "p " am Aus-

   k gang des zweiten Doppelbegrenzers auf einen konstanten Wert eingeregelt wird.

   8. Quantisierungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung für Signalinformationen einen Videoschalter mit mehreren Abschnitten aufweist, wobei Jeder Abschnitt zum Empfang einer von drei SLgnallnformationsarten geeignet ist, die Jeweils als Videcausgangssignal eines angepaßten Bandpaßfilters (matched filter), einfach auf Gleichspannungskcmponenten der Festzeichen gefiltertes Videosignal (singlecancelled) und doppelt-gefiltertes Videosignal (double-

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   cancelled) bezeichnet v.-erden, UcZ eine logische Pekcdereinrichtunf, vorgesehen ist, welche auf den Quantisierur.gEar.lacenregler anspricht und einen der Abschnitte auswühlt und dadurch die Signalinformationsart bestimmt, die in Kombination mit dem gewählten Wert des Asimutfilters das gewünschte Korrelationsmais am Ausgang der Quantisierungsanlag-e hervorruft, und dar. die Speichereinrichtung außer den Parametern der Verstjirkur.cs"faktcrcn und der Filterwerte den Parameter ce.r Art der von der Quantisierungsar.lage in einem bestimmten, überwachten Sektor zu verarbeitenden Signa!information speichert. ; .

   Quantisieruncsanlage zur Stör- oder Festzeichenunterdrückung in Signalinformationen von Radaranlagen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Unterteilung des überwachten Bereichs in eine I-'ehrzahl von Ringsektcren, einen Videoschalter (10) zum Empfang von Radar-Videosignalinfcrmationen, welche die Uberstreichung eines gegebenen Sektors anzeigen, ein Azimutfilter (12), welches mit dem Videoschalter gekoppelt und zum Empfang der am Ausgang desselben auftretenden Videosignalinformationen geeignet ist, einen Quantisierungsanlagenregler, welcher mit dem Azimutfilter gekoppelt ist, wobei das Azircutfilter ein Hochpass-Abtastäatenfilter mit einer Filtercharakteristik darstellt, welche durch einer. Befehl vcm Quantislerungsanlagenregler auf das Azimutfilter bestimmt wird, einen Doppelweg-Glelchrichter (I*?)", welcher mit dem Azimutfilter gekoppelt ist und die filtrierten'Radar-Videosignalinformationen am Ausgang.des Azimutfilters gleichrichtet und dadurch

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   einpolige Radarvideosignale erzeugt, eine Verzögerung schaltung (Ιό) zur Erzeugung einer vorbestimmten Verzögerung an den einpoligen, filtrierten Videosignalinforraationen, einen Doppelbeg^enzer (18), welcher r.it der Verzögerungseinrichtung gekoppelt ist und Quantisierungsanlagen-Ausgangssignale mit einer durch die Parameter dieser Anlage bestimmten Geschwindigkeit erzeugt, ein Glättungsglied (20), welches mit dem Doppel

   P weg-Gleichrichter gekoppelt und zum Empfang der einpolig·« Videoinformationen am Ausgang desselben geeignet ist, wobei das Glättungsglied ein Tiefpass-Abtastdaten filter darstellt, welches zur zeltlichen Mittelung der Augenblicksamplituden der Radarempfönger-Geräuschsigna Ie dient, welche in den Videoinformationen längs irgendeines gegebenen Radarentfernungskreises enthalten sind, ein Entfernungsfilter (22), welches mit dem Glät tungsglied gekoppelt und zum Empfang der Ausgangssignale desselben geeignet ist, wobei der Quantieierungsanlagenregler mit dem Entfernungsfilter gekoppelt ist und das Entfernungsfilter ein Tiefpassfilter mit

   ^ Nullphasenverschiebung zur Beseitigung von Stör- oder

   Featzeicnen in der Entfernung aus den Radar-Videosignalinformatlonen darstellt und eine Filtercharakteriatik besitzt, welch· durch einen Befehl vom Qu&ntisierur.fe-Banlagenregler auf daa Entferaungafilter bestimmt wird, und durch einen Verttfirkungsregler (2*i, 26), welcher rclt dem Entfernungsfilter gekoppelt und sum Empfang der Auegangssignal« desaelben geeignet 1st, wobei der Quantisierungaanlagenregler mit dem Verstärkungsregler gekoppelt ist und da3 Ausgangssignal des Veretärkungsreglers, welches durch Befehl vom Quanti-

   SAP

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   sierungsanlagenregler bestimmt wird, auf den Doppelbegrenzer gegeben wird unäin diesem Bezugswerte zur Erzeugung einer gewünschten Ausgangssignalhöhe aus d'er ' Quantisierungsanlage sowie die gewünschte Korrelation des Ausgangssignals in Entfernung und Azimut hervorruft. - ·

   10. Quantisierungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Videoschalter drei Abschnitte auf-

   - weist, welche so angeschlossen sind, daß s,ie jeweils als Videoausgangssignal eines angepaßten Bandpaßfilters (matched filter), einfach auf. Gleichspannungskomponenten der Festzeichen gefilterte» Videosignal (single-cancelled) und doppeltgefiltertes Videosignal (double-cancelled) bezeichnete Radar-Vldeosignalinformationen empfangen, daß eine logische Dekodereinrichtung auf den Quantisierungsanlagenregler, anspricht und denjenigen Abschnitt des Videoschaltere auswählt, welcher demjenigen Typ der Radar-Videosignalinformationen zugeordnet ist, der bei Verarbeitung entsprechend der Azimutfiltercharakteristik die gewünschte Korrelation In Azimut für das Ausgangssignal der Quantisierungsanl&ge hervorruft, '■■·'.·.···.·■.·..· -'^f - -'■ ' ·'■*

   11. Quantisierungsanlage naolj Anspruch 9» dadurch g«kenn- > zeichnet, daß das Azimutfilter einen ersten uni zwei-, ten Differenzverstärker, deren Jeder ein t»aar von Ein-: gahgsklemmen und eine Auegangsklemme aufweist, eine Einrichtung 2um Aufgeben des Ausgangssignala des VId^oschalters auf- eine erste Eingangsklemme des ersten Verstärkers, ein veränderliches Schwächungsglied, welches

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   so

   die Ausgangs kl ernme des ersten Verstärkers rr.it einer ersten Eingansskieir.me des zweiten Differenzverstärkers koppelt, eine Einrichtung zur. Koppeln der ersten Eir.-Cangsklemne des ersten Verstärkers mit der zweiter, rlngancsklemne des zweiten Verstärkers, eine Verzögerungsleitung, welche die Ausgancskierrzie des zweiten Verstärkers ir.it der zweiten Eir.cangsklenrr.e des ersten Verstärkers koppelt, und einen Oi^ital-Analc^-Ur.s'etzer aufweist, welcher mit den veränderlichen Schwilchur.gsglied gekoppelt ist und auf Befehle vom Quantisierun~sanlagenregler anspricht, so daß er eine Analcgspannun^ entsprechend der erforderlichen, vom veränderlichen Schwächungsglied vorzusehenden Schwächungs-charakteristik hervorruft, wobei das Auegangssignai des Azimutfllters an der Ausgangsklemme des ersten Differenzverstärkers auftritt.

   12. Quantisierungeanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Glättungsglied einen ersten und zweiten Differenzverstärker, deren ,jeder ein Paar von Eingangsklemmen und eine Ausgangsklemme aufweist, eine Einrichtung zum Koppeln des Ausgangssignals des Azimut filters mit einer ersten Eingangeklemme des ersten Dlfferenzveretärkers, ein veränderliches Schwächungs-* glied, welches die Ausgangsklemme des ersten Verstärkers mit einer ersten Eingangsklemme des zweiten Differenzverstärkers koppelt, eine Einrichtung zum Koppeln der ersten Eingangsklemme des ersten Verstärkers mit der zweiten Eingangsklemme des zweiten Verstärkers und eine Verzögerungsleitung zur Kopplung der Ausgancsklerjr.e des zweiten Ve-rstärkers ir.it der zwei·

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   ten 'Eingang ^klerwie des erster. Verstärkers aufweist, κό-Lo i via:; Auücangsüignal des Gliittur.£Sgliedes an der Auscics zweiter. nifferer.zverstSrkers auftritt.

   sio:.;;;;_<;-,Dc!n.lace nach Anspruch 12, Gekennzeichnet einer. Icstzeichen-Cpruncfühler r.it einen Paar von V^fclcnuicr., welche jeweils mit der erster. Lεν:. :: wc it er. Lir^ar.-ck-lerjne des ersten Differenzverstärker*: dec Azin.utfilters gekoppelt sind, und'mit einer Ausja:ig::klemne, v;elche r.it dem veränderlichen Schwächlings- £lieJ ccs Gltittur.csElledes Gedoppelt ist, wobei der . Fectncicher.-Cpruncfühler auf Radarvideosignale anspricht, welche cn seinen Eingangskleinmen auftreten und eine Fcützelchenflanke anzeigen, und wobei der Pühler einen Befehl auf das veränderliche Schwächungeglied zur Auswahl des £chw£chungsgewlchtee gibt, welches den Schwellwert des Dcppelbegrenzers erhöht und dadurch die Quantisierung der Festzeichenflanke verhindert.

   Quar.tisieruncsanlage nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß* das-Entfernun^s-fliter eine abgegriffene Verzögerungsleitung, einen mit Jeder, der· Abgriffe-der Verzc'ce-rur.esleitung gekoppelten Puffer, ein.e Mehrzahl vcr. bewerteten Additionsfiltern und eine Mehrzahl von IiC-FiItern aufweist, welche gemeinsam mit den Ausgängen der Puffer verbunden sind, wobei die Ausgänge der bewerteten Additionsfilter und der RC-Filter jeweils zukünftigen und vergangenen Videosignalen entsprechen, cafi ein Paar von Schaltnetzwerken Jeweils mit der Mehrzahl vcn Filtern gekoppelt 1st, ein.Dekodernetzwerk ger.eir.san :r.it üen Schaltnetzwerken gekoppelt let und auf

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   ει

   Befehle verr. Quantlsierungsanlagenregier anspricht, ν;ο-bei diese Befehle eine den bewerteten Additonc;filtorri
   und RC-FiIterη gemeinsame Filterzeltkcnstante angeben
   und das Dckcdernetzwerk dadurch ein einzelnes gefiltertes Videosignal aus jeden Filter der letztgenannten Mehrzahlen von Filtern auswählt, und daß eine Einrichtung zur Addition der gewühlten zukünftigen und vergangenen, gefilterten Videosignale vorgesehen ist, wodurch ein 1r.it Nullphasenverschiebung gefiltertes Videosignal als Entfernungsfilterausgangssignal erzeugt wird.

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