DE1591047C3 - Vorrichtung zur Verbesserung des Störabstandes von an zumindest zwei Antennen empfangenen elektrischen Signalen - Google Patents
Vorrichtung zur Verbesserung des Störabstandes von an zumindest zwei Antennen empfangenen elektrischen SignalenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung ist für den Fall verwendbar, daß bei äußerer Störgeräuschquelle die an die verschiedenen
Antennenelemente angelegten Geräusche zumindest teilweise miteinander korreliert sind, und zwar gemäß
einem Gesetz, das in der Zeit langsam veränderlich sein kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine kontinuierliche Anpassung an diese Änderungen, und
zwar in der Weise, daß der Anordnung ständig ein »Antennengewinn« (oder Störabstand, wobei diese
Größe dem Gewinn proportional ist) erteilt wird, der mit der Verteilung der Geräusche auf die verschiedenen
Antennenelemente maximal vereinbar ist.
Aus der französichen Patentschrift 13 47 229 und der
Zusatzpatentschrift 84 165 sind bereits für diesen Zweck verwendbare Verfahren und Vorrichtungen bekannt,
welche die folgenden Elemente aufweisen:
— einen jedem Antennenelement zugeordneten elektrischen
Kanal, der zur Aufnahme der von diesem Element als Funktion der empfangenen Wellen
abgegebenen elektrischen Spannungen geeignet ist, wobei jede dieser elektrischen Spannungen ein
Nutzsignal und ein Störgeräusch aufweist;
— Kompensationseinrichtungen, die dazu geeignet sind, die Teile der Spannungen untereinander
gleichzumachen (sowohl bezüglich der Stärke als auch bezüglich der Phase), die jeweils das Nutzsignal
in jedem der Kanäle darstellen;
— Bandpaßfilter mit schmalem Band, die auf die Mittenfrequenz der zu erfassenden Nutzsignale
eingemittet sind, wobei diese Filter gleiche Verstärkungen aufweisen und jeweils in einen der Kanäle
eingefügt sind;
— Einrichtungen zur Vornahme von Phasen- und/oder Amplitudenänderungen an den durch diese Filter
gefilterten elektrischen Spannungen, und zwar dergestalt, daß die in Wechselbeziehung stehenden
und die Nutzsignale begleitenden Störgeräusche sich mehr den Bedingungen der Amplitudengleichheit
und der Phasenopposition annähern als die Signale selbst, und schließlich
— Einrichtungen zum Addieren der auf diese Weise veränderten Signale.
Mittels dieser Einrichtungen werden die die Nutzsignale begleitenden, untereinander korrelierten Störgeräusche
zumindest zum Teil kompensiert, indem diese gesamten Störgeräusche derart verändert werden, daß
nach Durchführung dieser Änderungen die jedem Nutzsignal zugeordneten Störgeräusche besser zur
Beseitigung durch Addition geeignet sind als die Nutzsignale, so daß nach der Endaddition am Ausgang
eine Signalsumme erhalten wird, die zumindest zum Teil von den miteinander korrelierten Störgeräuschen
befreit ist. Für dieses Ausgangssignal ist demnach der Störabstand maximal.
Theoretisch wird dieser Störabstand sogar unendlich, wenn das Störgeräusch ausschließlich aus einem
kohärenten Geräusch besteht, das von einer anderen Richtung als das Nutzsignal kommt.
Diese bekannten Vorrichtungen sind in zwei Einheiten unterteilt. Die erste Einheit ist dabei dazu bestimmt,
in Form von elektrischen Spannungen die Mittel zur Durchführung der bereits erwähnten Phasen- und/oder
Amplitudenänderungen zu liefern, und in der zweiten Einheit werden diese Änderungen durchgeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Unterdrückung von zwischenkorrelierten
Geräuschen bzw. Störsignalen zu schaffen, bei der anstelle der empfindlichen und aufwendigen Vervielfacher
für zwei Wechselspannungen Vervielfacher bzw. Multiplizierer für eine Wechselspannung und eine sich
nur wenig ändernde Quasi-Gleichspannung verwendet werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1
gelöst.
Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die aus einfacheren Organen besteht und
im wesentlichen auf folgenden Überlegungen basiert:
— ein Vervielfacher für elektrische Spannungen ist ein kompliziertes und empfindliches Organ;
— es ist leichter, eine Wechselspannung mit einer langsam veränderlichen Spannung (Quasi-Gleichspannung)
als zwei Wechselspannungen miteinander zu multiplizieren;
— bei bestimmten Ausführungsformen ist es möglich, auf den bei den bekannten Vorrichtungen vorhandenen
Hilfsgenerator zu verzichten.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Hand von verschiedenen Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:
F i g. 1 eine für den Fall geeignete Vorrichtung, daß die an den zwei Eingängen empfangenen Spannungen
Störgeräusche gleicher Leistung aufweisen, wobei diese Vorrichtung mit zwei Organen versehen ist, welche
Wechselspannungen miteinander multiplizieren;
Fig.2 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung
gemäß F i g. 1, die keinen örtlichen Frequenzerzeuger aufweist, und bei der die Vervielfacher das Produkt
aus einer Wechselspannung und einer langsam veränderlichen Spannung bilden;
Fig.3 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung
gemäß Fig. 1, die einen Spannungsquadrierer, aber keine Vervielfacher aufweist und für den Fall
verwendbar ist, daß die Leistungen der Geräusche der zwei Kanäle wie im vorhergehenden Fall zu jedem
Zeitpunkt untereinander gleich sind und daß außerdem die langsame Änderung dieses gemeinsamen Wertes
der Leistung an beiden Eingängen der Vorrichtung durch ein automatisches Verstärkungsregelungssystem
kompensiert ist;
F i g. 4 eine entsprechend der F i g. 1 aufgebaute Vorrichtung, bei der die Messung der Interkorrelationsleistungen
der Geräusche mittels Polaritätskoinzidenz-Korrelatoren erfolgt;
F i g. 5 eine andere Ausführungsform der Meß-Untereinheit der Interkorrelationskoeffizienten gemäß
F i g. 3, bei der die Phasenverschiebung des einen der empfangenen Geräuschsignale durch eine Verzögerungsleitung
bewirkt wird,
F i g. 6 eine weitere Ausführungsform der Normungs-Untereinheit des Summensignals,
F i g. 7 eine vereinfachte Ausführungsform der Normungs-Untereinheit,
die nur im Fall von schwach korrelierten Geräuschen verwendbar ist,
F i g. 8 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß F i g. 5,
F i g. 9 eine Ausführungsform, die Spannungsquadrierer und einen Hilfsgenerator, aber keinen Vervielfacher
in der ersten Einheit aufweist und unabhängig von den Geräuschleistungen auf den zwei Kanälen verwendbar
ist, wobei die angestrebte Optimierung jedoch nur erhalten wird, wenn das Verhältnis zwischen diesen
Leistungen etwa zwischen Eins und Zwei bleibt,
F i g. 10 eine weitere Ausführungsform eines Teils der Fig.9, der Vervielfacher für Wechselspannungen mit
langsam veränderlichen Spannungen, aber keinen Hilfsgenerator aufweist, und
F i g. 11 eine andere Ausführungsform der Speisevorrichtung
des Steuerkreises des Verstärkers mit gesteuertem Gewinn, der in der zweiten Einheit
vorgesehen ist.
Bei der Ausführungsform gemäß der F ί g. 1 sind zwei Antennenelemente /1 und h vorgesehen, von denen
jedes einem von zwei elektrischen Kanälen 2\ und 22
zugeordnet ist. In diese Kanäle sind zwef Verzögerungsnetzwerke 3i, 32 eingeschaltet, deren Aufgabe es ist, den
Unterschied zwischen den auf den zwei Kanälen empfangenen Nutzsignalen in der Weise zu kompensieren,
daß an ihren Ausgängen 4i und Λ2 zwei völlig
identische Signale S(t) erscheinen.
Es wird angenommen, daß das Spektrum des Signals 5^ vollständig in einem schmalen Frequenzband fo±Af
liegt. Dies stellt bei Sonar- und Radarmessung den häufigsten Fall dar.
An den Ausgängen 4i und 42 liegen zwei identische
Bandpaßfilter 5| und 52, deren schmales Band die
Mittenfrequenz Z0 besitzt und eine Breite von 2Af
aufweist und das zu erfassende Signal S(t) vollständig enthält. Der Gewinn dieser Filter ist in jedem Kanal
gleich, in dem in Betracht gezogenen schmalen Band konstant (z. B. gleich Eins) und außerhalb dieses Bandes
Null oder vernachlässigbar.
An den Ausgängen dieser Filter 5i und 52 ist das
Nutzsignal immer S(t), und die zwei Störgeräusche sind mit B\(t) und Bx(t) bezeichnet. Im folgenden werden
Signal und Geräusche kurz mit S, B\ und Bi bezeichnet.
In einer ersten mit £Ί bezeichneten Einheit werden
aus den Interkorrelationseigenschaften der Geräusche durch B\(t) und Bi(t) zwei elektrische Spannungen
gewonnen, die at\=x+y\xna jV2=x—ygenannt werden.
Diese zwei Spannungen gelangen in die mit £2 bezeichnete zweite Einheit, um dort die Eingangsinformationen
B\ + Sund Bi + Szu verändern.
Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung gemäß Fig. 1, die für den Fall gedacht ist, daß die Leistungen
der zwei Geräusche B\ und Bi gleich sind, die folgenden
Elemente auf:
Einheit Ew hinter die Filter 5i, 52 ist ein Organ 14
geschaltet, das die Differenz B\ — Bi bildet, und dessen
Ausgang mit einem Spannungsquadrierer 15 verbunden ist, d.h. mit einem Organ bekannter Art, das eine
Spannung proportional zum Quadrat seiner Eingangsspannung abgibt. Der Ausgang des Quadrierers 15 ist
mit einem Tiefpaßfilter mit einer Zeitkonstante T verbunden. Diese Zeitkonstante ist in der gleichen
Größenordnung wie die langsamen Änderungen der betrachteten Geräusche gewählt.
Am Ausgang dieses Tiefpaßfilters 16 wird eine langsam veränderliche Spannung u erhalten, welche in
angepaßter Weise den Mittelwert (B\ — B2)2 der zwei
Geräusche darstellt.
Der Ausgang des Filters 5j ist außerdem über einen
eine Phasenverschiebung von +-^- erzeugenden Phasenschieber
11 mit einem Eingang eines Spannungsvervielfachers 12 verbunden, dessen anderer Eingang
direkt an dem Ausgang des Filters 52 liegt und dessen Ausgang mit einem Tiefpaßfilter 13 verbunden ist, das
die gleiche Zeitkonstante Twie das Filter 16 aufweist.
Am Ausgang des Filters 13 wird eine langsam veränderliche Spannung ν erhalten, die in angepaßter
Weise den Mittelwert des Produktes der um 90° phasenverschobenen zwei Geräusche darstellt Die
bisher beschriebenen Elemente bilden die Untereinheit Eu der Einheit E\. .
Die Spannungen u und ν werden an eine Untereinheit
En gelegt,.deren Aufbau im folgenden beschrieben wird.
Diese Untereinheit weist einen Hilfsgenerator 44 auf, der eine von ft>
verschiedene Hilfsfrequenz Fliefert Der Generator speist mit einer lokalen Frequenz einerseits
einen Modulator 47, dem außerdem die Spannung u zugeführt ist, und andererseits über einen bei der
Frequenz Feine Phasenverschiebung von —^- bewirkenden
Phasenschieber 45 einen Modulator 46, dem außerdem die Spannung κ zugeführt ist.
Die aus diesen zwei Modulatoren 47 und 46 bestehende Anordnung liefert zwei mit χ und y
bezeichnete Spannungen mit der Frequenz F, deren Amplituden jeweils proportional uund vsind.
Die Spannung χ wird gleichzeitig an einen ersten Eingang eines Summierungsorgans 48 und an einen
ersten Eingang eines eine Differenz bildenden Organs 74 gelegt, während die Spannung y den zweiten
Eingängen der Organe 48 und 74 zugeführt wird. Am Ausgang von 48 wird somit eine Spannung χ + y und
am Ausgang von 74 eine Spannung χ — y erhalten, wobei diese zwei Spannungen Wechselspannungen der
Frequenz Fsind.
Im folgenden wird die in der Einheit £2 vorgenommene
Änderung der Spannungen B\ + S und B2 + S
beschrieben.
Für diesen Zweck ist der Ausgang des Filters 5i mit
einem ersten Eingang eines ersten Vervielfachungsorgans 70 und der Ausgang des Filters 52 mit einem ersten
Eingang eines zweiten Vervielfachungsorgans 72 verbunden, während die zweiten Eingänge dieser zwei
Organe mit den Ausgängen des Summierungsorgans 48 und des die Differenz bildenden Organs 74 verbunden
sind.
Die Ausgänge der Vervielfältiger 70 und 72 sind mit den Eingängen eines Summierungsorgans 9 verbunden,
an dessen Ausgang ein Filter 75 angeschlossen ist, das dazu bestimmt ist, die obere Überlagerungsfrequenz
/o + F zu isolieren. Am Ausgang dieses Filters 75 wird
dann eine Wechselspannung V mit der Frequenz /0 + F
erhalten.
Diese Spannung V wird an den Eingang eines Verstärkers 76 gelegt, der einen Steuerkreis aufweist,
dem die am Ausgang des Filters 16 erhaltene Spannung u zugeführt ist. Dieser Verstärker ist derart ausgestaltet,
daß seine Verstärkung umgekehrt proportional zur langsam veränderlichen Spannung u ist. Die Aufgabe
dieses Verstärkers ist es, die Änderungen, die das Signal S in den vorhergehenden Organen erlitten hat, in der
Weise zu kompensieren, daß am Ausgang wieder ein Nutzsignal mit gleicher Amplitude wie das Signal S
erhalten wird (dem ein auf das Minimum reduziertes Störsignal überlagert ist).
Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß F i g. 1 in
folgenden Punkten:
Die gesamte Untereinheit E12 ist beseitigt, und die
langsam veränderlichen Spannungen u und ν gelangen
direkt in die Einheit E2.
Diese Einheit ist in folgender Weise abgeändert:
Die vom Ausgang der Filter 5i und 52 weggeführten
Abzweigungen sind nicht mehr wie im Fall der F i g. 1 zur direkten Speisung der Vervielfacher 70 und 72
verwendet, sondern in der nachfolgend geschilderten Weise geschaltet.
Die Ausgangsspannungen der Filter 5i und 52 sind
einerseits direkt an die zwei Eingänge eines ersten Summierers 77 und andererseits nach einer in den
Phasenschiebern 78 und 80 vorgenommenen jeweiligen Phasenverschiebung von — -^- und +-^- an die Eingänge
eines zweiten Summierers 79 gelegt Die Ausgänge dieser Summierer sind mit den ersten Eingängen von
zwei Vervielfachern 81 und 82 verbunden, deren zweite Eingänge die Spannungen υ und verhalten.
Die Ausgänge der Vervielfacher 81 und 82 sind mit den zwei Eingängen eines Summierers 83 verbunden,
und die Spannung V, die in diesem Fall eine Frequenz /0
aufweist und am Ausgang von 83 erhalten wird, speist den Verstärker 76, der identisch zu dem entsprechenden
Verstärker der F i g. 1 ist und dessen Steuerkreis gleichermaßen die Spannung u vom Ausgang des Filters
16 zugeführt ist.
Die zwei Vervielfacher 81 und 82 bestehen somit hier aus einem einfacheren Typ, der eine Vervielfachung
einer Wechselspannung mit einer langsam veränderlichen Spannung gewährleistet.
Bei der Ausführungsform gemäß der F i g. 3, die gleichermaßen für den Fall bestimmt ist, daß die
Geräuschleistungen an beiden Eingängen der Vorrichtung zu jedem Zeitpunkt den gleichen Wert haben, ist im
Gegensatz zu den Ausführungsformen gemäß den F i g. 1 und 2 kein Spannungsvervielfacher vorgesehen.
ίο Die Schaltung gemäß Fig.3 unterscheidet sich von
der Ausführungsform gemäß F i g. 1 durch die folgenden Punkte:
In der Untereinheit Eu ist der Vervielfacher 12 durch
zwei Begrenzer 84 und 85 ersetzt, deren Ausgänge mit zwei Eingängen eines Koinzidenzkorrelators 86 verbunden
sind, dessen Ausgang an dem Eingang des Tiefpaßfilters 13 liegt.
Die Begrenzer 84 und 85 erhalten an ihrem Eingang Wechselspannungen und geben an ihrem Ausgang eine
Rechteckspannung ab, deren Amplitude je nach der Polarität der Eingangsspannungen + a oder — a ist.
Der Koinzidenzkorrelator 86 besteht aus einem logischen Netzwerk bekannter Art und liefert an seinem
Ausgang eine positive Spannung, wenn die zwei Eingangsspannungen gleiches Vorzeichen haben, und
eine negative Spannung mit gleichem Absolutwert, wenn die Eingangsspannungen entgegengesetzte Vorzeichen
besitzen.
In diesem Falle muß jedoch in En an den Spannungen
χ und y mittels Potentiometern 71 und 73 eine Amplitudenregelung als Funktion des gemeinsamen
Wertes P der Leistung der Geräusche B\ und Bi
vorgenommen werden. Diese Regelung wird ein für allemal vorgenommen, wenn dieser gemeinsame Wert
an den Eingängen der Vorrichtung durch ein Verstärkungssteuersystem eingeregelt ist.
Außerdem sind in der Einheit Ey. die zwei Vervielfacher
70 und 72 jeweils durch Modulatoren 87 und 88 bekannter Bauart ersetzt, für die die Spannungen χ + y
und χ — jdie Rolle lokaler Frequenzen spielen.
Die Vorrichtung gemäß F i g. 4, die eine Ausführungsvariante der Vorrichtung gemäß Fig.3 darstellt, ist
dadurch gekennzeichnet, daß ein Polaritätskoinzidenzkorrelator, dem ein Tiefpaßfilter und sein Amplitudenentzerrer
nachgeschaltet ist, an der Bildung jeder Zwischenspannung υ und ν teilnimmt.
Die zwei Antennenelemente Ii und I2 sind jeweils
einem von zwei elektrischen Kanälen 2| und 22
zugeordnet, in die jeweils Verzögerungsnetzwerke 3t und 32 eingefügt sind, welche dazu dienen, den
Unterschied zwischen den in den beiden Kanälen empfangenen Nutzsignalen derart zu kompensieren,
daß an den jeweiligen Ausgängen 4i und 42 völlig
identische Nutzsignale S(t) auftreten.
Es wird angenommen, daß das Spektrum des Signals S(t) vollständig in einem schmalen Frequenzband
/o ± /l/liegt.
An die Ausgänge 4i und 42 sind zwei identische
Bandpaßfilter 5t und S2 angeschlossen, deren schmales
Band 2 Af auf die Frequenz /o gemittet ist und das zu
messende Nutzsignal S(t) vollständig enthält. In jedem Kanal ist die Verstärkung dieser Filter identisch,
konstant und in dem betrachteten Band vorteilhafterweise gleich Eins und außerhalb dieses Bandes Null oder
praktisch vernachlässigbar.
Am Ausgang der Filter 5i und 52 ist das Nutzsignal
stets Sff,), und die zwei Störgeräusche sind jeweils B\(t)
und B2(O, und in jedem Kanal erscheint am Eingang der
909523/7
Einheit E\ zur Feststellung der durchzuführenden Korrektur ein Gesamtsignal Σ,; das aus einem
Nutzsignal 5 und einem Geräusch B, besteht, wobei der Index /die Ordnung des Kanals angibt.
Am Eingang der Einheit E\ treten somit die zwei Signaled = 5+ ßiund-22 = S+ ftauf.
In der Einheit E\ werden aus den Interkorrelationseigenschaften
der Geräusche B\ und Bz zwei elektrische
Spannungen π\ und π2 abgeleitet, die dann der Einheit
E2 zugeführt werden, um an der Änderung des Störabstandes mitzuwirken.
Die Einheit E\ besteht aus zwei Untereinheiten, wobei in der einen Untereinheit £Ί, die relativen Messungen
mit Interkorrelation der Geräusche B\ und Bz durchgeführt
und in der anderen Untereinheit E\2 ausgehend von den von der vorhergehenden Untereinheit kommenden
Spannungen υ und ν die Spannungen π\ und Tti
gebildet werden.
■ In der Untereinheit E\x wird das Produkt der von den
Filtern 5i und 52 kommenden zwei Spannungen mit Hilfe
eines Korrelators 114 mit Koinzidenzpolarität gebildet,
dem zwei Begrenzer 115 und 85 vorgeschaltet sind, welche an ihrem Ausgang rechteckförmige Spannungen
liefern, deren Amplitude entsprechend der Polarität der Eingangsspannungen positiv oder negativ ist.
Der Koinzidenzkorrelator 114 liefert an seinem Ausgang eine normierte Spannung gleich Eins, und zwar
eine positive Spannung, wenn die zwei Spannungen am Eingang das gleiche Vorzeichen haben, und eine
negative Spannung im entgegengesetzten Fall.
Der Ausgang des Korrelators 114 ist mit einem Tiefpaßfilter 116 mit der Zeitkonstante Γ verbunden,
wobei diese Zeitkonstante in der gleichen Größenordnung wie die langsamen Änderungen der betrachteten
Geräusche liegt.
Wird der normierte Interkorrelationskoeffizient der Geräusche B\ und B2 mit R(Q) bezeichnet, so hat die
Ausgangsspannung des Filters 116 aufgrund der Begrenzung nicht exakt den Wert R(Q). Am Ausgang
des Filters 116 wird tatsächlich eine Spannung
e = —sin
"1
erhalten. An den Ausgang des Filters 116 wird dann ein
Entzerrerorgan 117 angeschlossen, das an seinem Ausgang eine Spannung gleich
sin [J
abgibt, wenn es mit einer Eingangsspannung e gespeist wird. Am Ausgang des Entzerrers 117 wird somit die
Spannung mit dem Wert R(Q) erhalten, die langsam veränderlich ist und in angepaßter Weise den
normierten Interkorrelationskoeffizienten der zwei Geräusche B\ und B2 darstellt, dessen Wert unter Eins
liegt.
Das Organ 118 bildet die Differenz zwischen einer den Wert Eins besitzenden Gleichspannung C und dem
normierten Interkorrelationskoeffizienten der Geräusche B\ und Bz, welcher durch eine Spannung gleich R(Q)
dargestellt ist. Die am Ausgang des Organs 118 erhaltene Spannung ist durch die folgende Gleichung
gegeben:
u=l- R(Q)
Diese Spannung ist langsam veränderlich und besitzt konstante Vorzeichen.
Die Messung des normierten Interkorrelationskoeffizienten /(Θ) der zwei um 90° phasenverschobenen
Geräusche B\ und B2 wird in ähnlicher Weise
durchgeführt. Der Analogvervielfacher ist jedoch durch einen Polaritätskoinzidenzkorrelator 86 ersetzt. Dieser
Korrelator bildet das Produkt der an den Ausgängen der Begrenzer 85 und 84 erhaltenen Spannungen.
Dem Begrenzer 84, der identisch zu den Begrenzern 115 und 85 ist, ist ein Organ 11 vorgeschaltet, das eine
Phasenverschiebung von -^- der Spannung Σ\ bezüglich
^gewährleistet.
Der zu dem Korrelator 114 identische Korrelator 86 ist mit einem Tiefpaßfilter 13 verbunden, das die gleiche
Zeitkonstante Γ wie das Tiefpaßfilter 116 der Kette zur
Bildung der Spannung u aufweist. Die am Ausgang des Filters 13 erhaltene Spannung muß gleichermaßen in
einem Entzerrerorgan 119, das identisch zum Organ 117
ist, in der Weise korrigiert werden, daß an seinem Ausgang die Spannung ν = J(Q) auftritt, welche in
angepaßter Weise den normierten Interkorrelationskoeffizienten der zwei Geräusche B\ und B2 darstellt, die
gegeneinander um 90° in der Phase verschoben sind.
Die aus der Untereinheit £Ί, kommenden Spannungen u und ν werden dann an den Eingang der Untereinheit E\2 gelegt, welche identisch zu der in F i g. 1 dargestellten Einheit ist. Diese Untereinheit E\2 weist einen Hilfsgenerator 44 auf, der eine Hilfsspannung liefert, deren Frequenz F von der Mittenfrequenz des Nutzsignals verschieden ist. Der Generator 44 liefert die lokale Frequenz F einerseits an einen Modulator 47, der außerdem mit der Spannung u von sehr niedriger Frequenz gespeist wird, und andererseits über den bei der Frequenz F eine Phasenverschiebung von — 4" oder Phasenvoreilung erzeugenden Phasenschieber 45 an einen Modulator 46, der außerdem mit einer Spannung ν gespeist wird, welche ebenfalls eine sehr niedrige Frequenz besitzt.
Die aus der Untereinheit £Ί, kommenden Spannungen u und ν werden dann an den Eingang der Untereinheit E\2 gelegt, welche identisch zu der in F i g. 1 dargestellten Einheit ist. Diese Untereinheit E\2 weist einen Hilfsgenerator 44 auf, der eine Hilfsspannung liefert, deren Frequenz F von der Mittenfrequenz des Nutzsignals verschieden ist. Der Generator 44 liefert die lokale Frequenz F einerseits an einen Modulator 47, der außerdem mit der Spannung u von sehr niedriger Frequenz gespeist wird, und andererseits über den bei der Frequenz F eine Phasenverschiebung von — 4" oder Phasenvoreilung erzeugenden Phasenschieber 45 an einen Modulator 46, der außerdem mit einer Spannung ν gespeist wird, welche ebenfalls eine sehr niedrige Frequenz besitzt.
Die Ausgänge der zwei Modulatoren 47 und 46 sind mit Bandpaßfiltern 120 und 121 verbunden, deren Mitte
jeweils bei der Frequenz F liegt und die an ihrem Ausgang jeweils Spannungen χ und y mit der Frequenz
Fabgeben, wobei die Amplituden jeweils proportional zu den Spannungen u und ν langsam veränderlich sind.
Die Spannung χ wird gleichzeitig an einen der Eingänge des Summierungsorgans 48 und an einen der
Eingänge des eine Differenzbildung bewirkenden Organs 74 gelegt, während die Spannung y an jeden der
anderen Eingänge der Organe 74 und 48 angelegt wird. Am Ausgang des Organs 48 wird dann eine Spannung
Jt\=x+y, und am Ausgang des Organes 74 eine SpannungST2=X-/erhalten, wobei sowohl die eine als
auch die andere Spannung eine Wechselspannung der Frequenz Fist.
Die Endspannungen π\ und π2 werden dann der
Einheit E2 zugeführt. Diese besteht aus zwei Untereinheiten,
von denen die Untereinheit £21 zur Korrektur
der Gesamtsignale .Σι und Σ2 und dann zur Bildung der
Signalsumme V dient, und die andere Untereinheit £22
die Normung des Signals V gewährleistet, d. h. die Amplitude des Nutzsignals S, das es enthält, wieder auf
seinen Eingangswert zurückführt.
In der Untereinheit E2] werden zunächst die
jeweiligen Multiplikationen Σ\ · π\ und Σ2 ■ Jt2 mit
Hilfe von zwei Begrenzern und zwei Modulatoren durchgeführt.
Dazu werden die Spannungen π\ und Jt2 den
jeweiligen Begrenzern 122 und 123 zugeführt. Der Modulator 87 wird einerseits mit der die Frequenz /ö
aufweisenden Spannung Σ\ und andererseits mit der die Frequenz F aufweisenden Ausgangsspannung des
Begrenzers 122 gespeist.
In gleicher Weise wird dem Modulator 88 einerseits die Spannung Σ2 und andererseits die Ausgangsspannung
des Begrenzers 123 zugeführt.
Die Ausgänge der Modulatoren 87 und 88 sind mit den Eingängen des Summierurigsorganes 9 verbunden,
dessen Ausgang an ein Bandpaßfilter 75 angeschlossen ist, das dazu bestimmt ist, das die Signalsumme bildende
obere Modulationsseitenband mit der Frequenz fa + F von der Spannung Vzu isolieren.
Dieses Signal V wird zur Normungs-Untereinheit £22
geführt und an den Eingang eines Verstärkers 76 gelegt, dessen Verstärkung derart gesteuert ist, daß die
Änderung kompensiert wird, welche die Amplitude des Nutzsignals S in den vorhergehenden Organen erlitten
hat.
Die Verstärkung des Verstärkers 76 ist umgekehrt proportional zu einer Steuerspannung w.
Diese wird durch einen gesteuerten Hilfsverstärker 124 erhalten, dem die am Ausgang des Filters 120
auftretende Spannung zugeführt wird. Die Verstärkung dieses Verstärkers ist umgekehrt proportional zu einer
langsam veränderlichen und ein konstantes Vorzeichen aufweisenden Spannung z, die am Ausgang eines
linearen Hüllkurvendetektors 125 erhalten wird, an dessen Eingang die von dem Organ 74 kommende
Endspannung nt angelegt ist.
Ein an den Ausgang des Hilfsverstärkers angeschlossener linearer Hüllkurvendetektor 126 liefert dann an
seinem Ausgang die Spannung w, die langsam veränderlich ist, konstantes Vorzeichen aufweist und
gleich dem Gewinn der gesamten Vorrichtung ist.
Am Ausgang des Verstärkers 76 wird dann ein Signal erhalten, das das Nutzsignal 5' enthält, dessen
Amplitude und Phase gleich der des an den Eingang der Vorrichtung angelegten Signals S ist, aber von einem
verringerten Störgeräusch begleitet wird.
Die Ausführungsform gemäß der F i g. 5 entspricht einer Abänderung der Untereinheit E\,.
Eine Verzögerungsleitung 8, die mit dem Ausgang des Begrenzers 115 verbunden ist, erzeugt die Phasenverschiebung
von -y-, die in F i g. 4 durch den Phasenschieber 11 gewährleistet wird, an den das Signal Σ\ vor der
Beschneidung durch den Begrenzer 84 angelegt wurde.
Diese Verzögerungsleitung 8 verschiebt die aus dem Begrenzer 115 kommenden Rechtecke in der Zeit um
den Wert
e =
4/0'
d. h. um eine viertel Periode.
Der Koinzidenzkorrelator 86 wird entsprechend dem Schaltbild der F i g. 4 durch die von dem Begrenzer 85
und der Verzögerungsleitung 8 kommenden Spannungen gespeist.
Bei den Betriebsbedingungen dieser Vorrichtung, die mit Signalen mit sehr schmalem Frequenzband arbeitet,
ändert die Verzögerungsleitung die Leistungen des Systems nicht, dessen andere Organe überdies ungeändert
bleiben.
F i g. 6 stellt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung dar, bei der nur die Untereinheit £22 zur
Normung des Signals V'geändert ist. Dieses Signal ist an
den Eingang des Verstärkers 76 angelegt, dessen Verstärkung umgekehrt proportional zu der am
Ausgang des Organs 118 auftretenden Spannung u ist. Der Ausgang des Verstärkers 76 ist mit dem
Vervielfacher 127 verbunden, dessen anderer Eingang, der die andere Multiplikationsgröße erhält, mit dem
Ausgang des linearen Hüllkurvendetektors 128 verbunden ist, welcher mit der am Ausgang des Organs 74
anliegenden Spannung π2 gespeist ist und eine sich
langsam ändernde Spannung mit konstantem Vorzeichen abgibt.
Am Ausgang des Vervielfachers 127 tritt somit wieder ein Signal Σ auf, das ein Nutzsignal 5' umfaßt,
dessen Amplitude und Phase gleich denjenigen des am Eingang der Vorrichtung angelegten Signals ist, aber
mit einem geringeren Störgeräusch verbunden ist.
F i g. 7 stellt eine analog zur Vorrichtung der F i g. 4 ausgebildete Vorrichtung dar, gegenüber der lediglich
die Untereinheit £22 geändert und vereinfacht ist, da sie
weder einen Vervielfacher noch einen linearen Hüllkurvendetektor aufweist. Sie ist jedoch nur dann verwendbar,
wenn die Geräusche B\ und Eh gering interkorreliert
sind.
Die Spannung V des Summensignals ist an den Eingang des Verstärkers 76 angelegt, dessen Verstärkung
umgekehrt proportional zur Steuerspannung ist. Diese Steuerspannung, die am Ausgang des Summierers
129 erhalten wird, ist gleich 1 + Α(Θ). An die zwei Eingänge des Summierers 129 ist dabei eine einheitliche
Gleichspannung Cund eine am Ausgang des Entzerrers 117 auftretende langsam veränderliche Spannung Λ(Θ)
gelegt.
Wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen wird am Ausgang dieser Vorrichtung das Signal Σ mit
verbessertem Störabstand erhalten.
F i g. 8 zeigt eine andere Ausführungsform der Einrichtungen zur Zuführung der Steuerspannung w an
den Hauptverstärker der Untereinheit Ei2.
Diese Einrichtungen weisen ein Summierungsorgan auf, an dessen beiden Eingängen nach einer Begrenzung
die von der zweiten Bestimmungs-Untereinheit kommenden Signale angelegt sind, wobei das Ausgangssignal
des Summierungsorgans den Steuerkreis des Verstärkers über ein Bandpaßfilter und einen Hüllkurvendetektor
speist.
Diese Einrichtungen sind einfacher als die bisher beschriebenen Einrichtungen, da sie keinen Hilfsverstärker
mit gesteuerter Verstärkung aufweisen.
Diese Einrichtungen sind unabhängig von der Interkorrelatiort der mit den empfangenen Signalen
verbundenen Geräuschen verwendbar.
Aufgrund der Tatsache, daß die Steuerspannung von den Rechteckspannungen am Ausgang der Begrenzer
der ersten Ausführungs-Untereinheit durch eine weder einen Vervielfacher, noch einen Quadrierer, noch einen
Teiler aufweisenden Kette abgeleitet ist, ist die Dynamik der Spannungen an den verschiedenen
Punkten dieser Kette sehr verringert.
InFi g. 8, die teilweise die F i g. 4 wiedergibt, ist die Änderung nur auf den Aufbau des Speisekreises des Verstärkers 76 mit gesteuerter Verstärkung in der Untereinheit £22 gerichtet. Dieser Kreis besitzt ein Summierungsorgan 130, dessen Eingänge mit den Ausgängen der Begrenzer 123 und 122 der Untereinheit £2, verbunden sind, und dessen Ausgang über das Bandpaßfilter 131 und den Hüllkurvendetektor 132 die Steuerspannung wfür den Verstärker 76 liefert.
InFi g. 8, die teilweise die F i g. 4 wiedergibt, ist die Änderung nur auf den Aufbau des Speisekreises des Verstärkers 76 mit gesteuerter Verstärkung in der Untereinheit £22 gerichtet. Dieser Kreis besitzt ein Summierungsorgan 130, dessen Eingänge mit den Ausgängen der Begrenzer 123 und 122 der Untereinheit £2, verbunden sind, und dessen Ausgang über das Bandpaßfilter 131 und den Hüllkurvendetektor 132 die Steuerspannung wfür den Verstärker 76 liefert.
Die Ausführungsform gemäß Fig.9 ist für den allgemeinen Fall bestimmt, wo die Geräusche in den
zwei Kanälen eine beliebige Leistung haben, wobei jedoch die Bedingung gilt, daß das Verhältnis der
Leistungen etwa zwischen 1 und 2 bleibt.
Im Prinzip würde diese größere Verallgemeinerung die Verwendung mehrerer Vervielfacher in der Einheit
E\ erfordern. Die vorgeschlagene Lösung weist jedoch den Vorteil auf, daß in dieser Einheit nur Spannungsquadrierer
vorgesehen sind.
Die Einheit En gehört zum Typ der Einheiten »mit
Hilfsfrequenzgenerator«.
Außerdem ist bei dieser Lösung zusätzlich eine »Regelungs-Untereinheit« genannte Vorrichtung vorgesehen,
die vor der Untereinheit Ew angeordnet und dazu bestimmt ist, den mittleren Wert der Leistungen
der zwei Störgeräusche konstant zu machen. Diese Regelungs-Untereinheit ist am Ausgang der Filter 51
und 52 mit zwei identischen Verstärkern 89 und 90
versehen, von denen jeder einen Verstärkungssteuerkreis aufweist, der mit einer Fehlerspannung gespeist
wird, weiche die Änderungen der mittleren Leistungen ausdrückt und in £u in Form einer Spannung P
abgeleitet ist. Dies wird im einzelnen noch erläutert.
Die Ausgangsspannungen von 89 und 90 gelangen in die Untereinheit Eu, wo sie entsprechend der
Ausführungsform gemäß F i g. 1 eine Kette speisen, die aus einem Organ zur Differenzbildung 14, einem
Quadrierer 15, einem Tiefpaßfilter 16 und einem sich daran anschließenden Potentiometer 91 besteht, wobei
am Ausgang dieses Potenitometers eine langsam veränderliche Spannung u erhalten wird.
Der Ausgang des Verstärkers 89 ist mit dem Eingang eines Quadrierers 92 verbunden, dessen Ausgang mit
einem Tiefpaßfilter 93 mit einer Zeitkonstante T verbunden ist, an dessen Ausgang eine langsam
veränderliche Spannung p\ erhalten wird, welche die
Leistung des Geräusches B\ am Eingang 5i der Vorrichtung darstellt.
In gleicher Weise ist der Ausgang des Verstärkers 90 mit dem Eingang eines Quadrierers 94 verbunden,
dessen Ausgang an ein Tiefpaßfilter 95 mit der gleichen Zeitkonstante Tangeschlossen ist, welches eine langsam
veränderliche Spannung p% liefert, die die Leistung des
Geräusches B2 am Eingang 52 darstellt.
Der Ausgang des Filters 93 ist parallel mit den zwei ersten Eingängen eines Differenzbildungsorgans 96 und
eines Summierers 97 verbunden, während der Ausgang des Filters 95 an die zweiten Eingänge dieser Organe 96
und 97 angeschlossen ist. Auf den Ausgang des Differenzbildungsorgans 96 folgt ein Potentiometer 102,
das eine langsam veränderliche Spannung u'liefert.
Der Ausgang des Summierers 97 speist ein Tiefpaßfilter 96, das eine etwas über T liegende Zeitkonstante
aufweist und eine Spannung P liefert, die gleich dem Mittelwert von p\ und pi über eine bezüglich T lange
Zeit ist. Diese Spannung wird an den Eingang des Vergleicherorgans 99 der Regelungs-Untereinheit gelegt.
Die Ausgänge der Verstärker 89 und 90 sind mit der Kette von Organen 11,84,85,86 und 13 verbunden, die
identisch zu der Kette gemäß Fig.3 ist. Die
Ausgangsspannung von 13 kann mit Hilfe eines Potentiometers 105 eingestellt werden, das eine
langsam veränderliche Spannung ν liefert.
Die Spannungen u, u' und ν werden an die
Untereinheit £"12 abgegeben. In dieser Untereinheit wird
die am Ausgang des Potentiometers 91 erhaltene Spannung u an die ersten Eingänge eines Differenzbildungsorgans
100 und eines Summierers 101 gelegt, während die am Ausgang des Potentiometers 102
erhaltene Spannung u' an die zweiten Eingänge der Organe 100 und 101 gelegt wird.
Die Ausgänge von 100 und 101 sind mit den ersten Eingängen der Modulatoren 103 und 104 verbunden,
deren zweite Eingänge durch den bereits erwähnten Hilfegenerator 44 mit der lokalen Frequenz gespeist
sind. Die Ausgänge der Modulatoren 103 und 104 sind mit Bandpaßfiltern 106 und 109 verbunden, deren Mitte
der Frequenz Fentspricht. Die mit ζ und χ bezeichneten Ausgangsspannungen dieser Filter sind somit Spannungen
der Frequenz Fund einer langsam veränderlichen Amplitude.
Die Spannung ν speist einen ersten Eingang des Modulators 46, dessen zweitem Eingang durch den
Generator 44 über den bei der Frequenz F eine Phasenverschiebung von —^- erzeugenden Phasenschieber
45 die lokale Frequenz zugeführt wird.
Der Ausgang des Modulators 46 ist mit einem Tiefpaßfilter 107 verbunden, dessen Mitte bei der
Frequenz Fliegt. Am Ausgang dieses Tiefpaßfilters wird eine mit y bezeichnete Spannung mit der Frequenz F
und einer sich langsam ändernden Amplitude erhalten.
Die Ausgänge von 106 und 107 sind mit den Eingängen eines Summierungsorganes 48 verbunden,
und die Ausgänge von 107 und 109 liegen an den Eingängen eines Differenzbildungsorgans 74.
Die Ausgangsspannungen des Summierers 48 und des Differenzbildungsorgans 74 sind an eine Kette von
Änderungsorganen (Einheit E2) gelegt, die identisch zu
der Kette gemäß F i g. 1 ist.
Im Falle dieser F i g. 9 ist das Verhältnis der Leistungen der zwei Geräusche B\ unf B2 praktisch im
wesentlichen auf Werte zwischen 1 und 2 beschränkt, da innerhalb dieser Grenzen die Regelung des arithmetischen
Mittelwertes der zwei Geräusche ein Ergebnis erbringt, das sich wenig von dem unterscheidet, das
durch die wesentlich kompliziertere Einrichtungen erfordernde Regelung ihres geometrischen Mittelwertes
erhalten werden könnte.
Fig. 10 stellt eine Ausführungsvariante der Vorrichtüng gemäß der F i g. 9 dar, die sich im wesentlichen in gleicher Weise wie die Vorrichtung gemäß F i g. 2 von der Vorrichtung gemäß der Fig. 1 von der in Fig. 10 gezeigten Vorrichtung unterscheidet.
Fig. 10 stellt eine Ausführungsvariante der Vorrichtüng gemäß der F i g. 9 dar, die sich im wesentlichen in gleicher Weise wie die Vorrichtung gemäß F i g. 2 von der Vorrichtung gemäß der Fig. 1 von der in Fig. 10 gezeigten Vorrichtung unterscheidet.
Die Untereinheit E\2 ist auf ein Differenzbildungsorgan
100 und ein Summierungsorgan 101 reduziert. Die Ausgangsspannungen u — u' und u + u' dieser zwei
Organe werden einer Einheit E2 zugeführt, welche
außerdem die Spannungen υ und ν direkt erhält.
In F i g. 10 sind die Untereinheit En sowie alle vor ihr
liegenden Organe nicht nochmals dargestellt, da sie identisch zu den Organen gemäß F i g. 9 sind.
Die Einheit E2 ist jedoch in folgender Weise
abgeändert:
Die Eingänge 5i und 52 (F i g. 9) sind einerseits direkt mit den ersten Eingängen der Vervielfacher 111 und 112 verbunden, deren zweite Eingänge an den Ausgängen von 100 und 101 (Untereinheit £"12) liegen, und andererseits sind die Eingänge 5i und 52 über Phasenschieber 78 und 80, die jeweils eine Phasenverschiebung von —-^- und +-^- bewirken, mit den Eingängen eines
Die Eingänge 5i und 52 (F i g. 9) sind einerseits direkt mit den ersten Eingängen der Vervielfacher 111 und 112 verbunden, deren zweite Eingänge an den Ausgängen von 100 und 101 (Untereinheit £"12) liegen, und andererseits sind die Eingänge 5i und 52 über Phasenschieber 78 und 80, die jeweils eine Phasenverschiebung von —-^- und +-^- bewirken, mit den Eingängen eines
Summierers 79 verbunden, dessen Ausgang einen Eingang eines Spannungsvervielfachers 82 speist,
dessen anderem Eingang direkt die von der Untereinheit En kommende Spannung κ zugeführt ist (Fig.9).
Die Ausgänge dieser drei Vervielfacher sind mit den Eingängen eines Summierers 113 verbunden, dessen
Ausgang am Eingang eines gesteuerten Verstärkers 76 liegt, der identisch zu dem Verstärker gemäß F i g. 1 ist
und derart ausgebildet ist, daß seine Verstärkung umgekehrt proportional zur Spannung u ist.
Die drei Vervielfacher der Einheit £2 stellen somit
Vervielfacher einer Wechselspannung mit einer sich langsam ändernden Spannung dar.
Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei der paarweisen Verarbeitung von Signalen beschränkt,
sondern eignet sich auch für alle anderen Formen der Verarbeitung von Signalen, die an einer beliebigen
Anzahl von Antennenelementen, insbesondere N an N, und zwar durch Verbindung oder Kombination mit der
beschriebenen paarweisen Verarbeitung. Zu diesem Zweck transformiert die dritte Einheit von Organen das
Signal Van seinem Ausgang in ein Endsignal Σ, in dem das Nutzsignal 5 bei alleiniger Änderung der Frequenz
(f + Fanstelle von f)im wesentlichen identisch zu dem
am Eingang erhaltenen Signal ist, und zwar in der Weise, daß es einer neuen Zusammenfassung unterzogen
werden kann.
F i g. 11 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, die sogar dann einwandfrei arbeitet, wenn das Verhältnis »Nutzsignal/Rauschen«
der erhaltenen Gesamtsignale hoch ist.
Diese Vorrichtung besitzt in bekannter Weise so viele identische »Ketten«, wie Antennenelemente vorhanden
sind. Jede Kette weist nach dem entsprechenden Antennenelement ein Kompensatororgan, das dazu
dient, die an allen Ketten empfangenen Gesamtsignale gleichzumachen, sowie ein Bandpaßfilter auf, dessen
Mitte bei der Frequenz der Nutzsignale liegt. Die Ausgänge der verschiedenen Ketten sind mit den
Eingängen eines Summierungsorgans verbunden, an dessen Ausgang ein Gesamtsignal erhalten wird, dessen
Verhältnis »Nutzsignal/Rauschen« im Vergleich zu dem entsprechenden Gesamtsignal am Eingang einer Kette
höher ist.
Die Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß jede Kette
nach dem Bandpaßfilter einen Verstärker aufweist, dessen Verstärkung umgekehrt proportional zu einer
Steuerspannung ist, die in folgender Weise erhalten wird: die Spannungen am Eingang und am Ausgang des
Verstärkers werden jeweils an zwei Eingänge eines Vervielfacherorgans gelegt, dessen Ausgangsspannung
über einen Gleichrichter und ein Tiefpaßfilter einen Eingang eines Komperatororgans speist, dessen anderem
Eingang eine für alle Ketten gleiche Bezugsgleichspannung zugeführt wird. Die Spannung am Ausgang
des Komperatororgans bildet die Steuerspannung des Verstärkers, und diese Spannung stellt exakt die Energie
des auf der entsprechenden Kette empfangenen Rauschens dar.
Die dargestellte Vorrichtung weist N Ketten auf, von
denen jede mit einer Antenne /1 verbunden ist und aus
der Reihenschaltung eines Kompensatororgans wie 3i, eines Bandpaßfilters wie 5i und eines Verstärkers mit
gesteuerter Verstärkung wie 76| besteht Die Ausgänge aller dieser Verstärker sind mit den Eingängen eines
Summierungsorgans 10 verbunden, an dessem Ausgang ein Nutzsignal erhalten wird, dessen Amplitude gleich
der Amplitude des am Eingang der Vorrichtung angelegten Signals ist, aber das von einem Rauschen
geringerer Leistung begleitet ist
Die Steuerspannung U\ des Verstärkers wie 76i wird
folgendermaßen erhalten: die Spannungen am Eingang und am Ausgang des Verstärkers werden an die zwei
Eingänge eines Vervielfacherorgans 61 gelegt, dessen
Ausgangsspannung über einen Detektor-Integrator 7\ einen Eingang eines Komperatororgans 81 speist. Der
andere Eingang dieses Organs 81 wird mit einer Bezugsgleichspannung K versorgt, die für alle Ketten
gleich ist. Die Ausgangsspannung dieses Organs bildet die Steuerspannung LJ\ des Verstärkers 76i.
Die anderen Ketten sind identisch aufgebaut.
Die Bezugsgleichspannung K kann mittels einer beliebigen bekannten Einrichtung mit der Summe der Rauschenergien in den verschiedenen Ketten gesteuert werden.
Die anderen Ketten sind identisch aufgebaut.
Die Bezugsgleichspannung K kann mittels einer beliebigen bekannten Einrichtung mit der Summe der Rauschenergien in den verschiedenen Ketten gesteuert werden.
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen
909 523/7
Claims (14)
1. Vorrichtung zur Verbesserung des Störabstandes von an zumindest zwei Antennen empfangenen
elektrischen Signalen, welche für den Fall verwendbar ist, daß die Nutzsignale ein schmales Frequenzband
um einen Mittelwert fo besitzen und die an den
zwei Antennen empfangenen Geräusche B\ und B2
zumindest teilweise zwischenkorreliert sind, wobei ι ο nach jeder Antenne Einrichtungen vorgesehen sind,
um die von jeder Antenne kommenden Nutzsignale in der Weise gleich einem gemeinsamen Wert 5 zu
machen, daß am Ausgang der Einrichtungen Signale Σ\ = 5 + B\ und Σι = S + B2 erhalten werden,
gekennzeichnet durch eine erste Organeinheit
(Eii) zur Gewinnung einer elektrischen Spannung
u, die eine lineare Funktion des Zwischenkorrelationskoeffizienten der Geräusche B\ und B2 ist,
und einer Spannung v, die proportional zum Zwischenkorrelationskoeffizienten der gegeneinander
um 90° in der Phase verschobenen Geräusche B\ und B2 ist, eine zweite Organeinheit (E\2) mit einem
Hilfsspannungsgenerator (44) von einer Frequenz F mit F Φ /ο, Einrichtungen (46, 47), zur Herleitung
von sinusförmigen Spannungen χ und y mit der Frequenz F und jeweils zu u und ν proportionalen
Amplituden ausgehend von diesem Generator (44) und der ersten Einheit (Eu), Einrichtungen (48, 74)
zur Gewinnung der Spannungen π\ = χ+γ und
Tr2 = X-/, sowie eine dritte Organeinheit (E2) mit
Einrichtungen zur Multiplikation (70, 72) der Spannungen n\ mit Σ\ einerseits und n2 mit Σ2
andererseits und zur Summenbildung (9) dieser zwei Punkte sowie zur Anlegung (75) dieser Summe an
den Eingang eines Verstärkers (76), dessen Verstärkung durch die Spannung u und umgekehrt
proportional zu dieser Spannung u gesteuert ist, wobei das gewünschte Nutzsignal am Ausgang
dieses Verstärkers erhalten wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsspannungsgenerator (44) mit
der Frequenz F weggelassen ist, daß die dritte Organeinheit (E2) Einrichtungen zur Verschiebung
(78,80) der Phase der Spannung Σ\ um — ^ und der
Phase der Spannung ^ um +^ aufweist, um
Spannungen Σ'\ und Σ'2 zu erhalten, daß Einrichtungen
zur Summenbildung (77, 79) von Σ\ und Σ2
einerseits und Σ'\ und Σ'2 andererseits sowie
Einrichtungen (81, 82, 83) vorgesehen sind, um Σ\ und Σ2 mit u einerseits und Σ'\ und Σ'2 mit ν
andererseits zu multiplizieren und die Summe dieser Produkte zu bilden, welche an den Eingang des
Verstärkers mit gesteuerter Verstärkung (76) gelegt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Organeinheit (Eu) die
Spannungen Σ\ und Σ2, von denen eine um + I1
phasenverschoben ist, an die Eingänge eines Koinzidenzkorrelators (86) gelegt sind, an dessen
Ausgang die Spannung verhalten wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der dritten Organeinheit (E2) die
Spannungen Σ\ und Σ2 jeweils an die Eingänge von
zwei von Multiplizierern gebildeten Modulatoren (87, 88) gelegt sind, deren Steuerkreisen jeweils die
Spannungen π\ und π2 zugeführt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Organeinheit (Eu) ein
zweiter Koinzidenzkorrelator (114) vorgesehen ist, dessen Eingängen die Spannungen Σ\ und Σ2
zugeführt sind, daß die Ausgangsspannung dieses zweiten Korrelators (114) nach Filterung und
Entzerrung an einen Eingang eines Differenzbildungsorgans (118) gelegt ist, dessen anderer Eingang
eine feste Gleichspannung erhält, wobei die Spannung u am Ausgang dieses Differenzbildungsorgans
(118) erhalten wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der dritten Organeinheit (E2) die von
der zweiten Organeinheit (E\2) kommenden Spannungen
7t\ und π2 vor der Anlegung an die
Modulatoren (87,88) Begrenzer (122,123) durchlaufen,
und daß in der dritten Organeinheit (E2) der Steuerkreis des Verstärkers mit gesteuerter Verstärkung
(76) über einen ersten Hüllkurvendetektor
(126) von dem Ausgang eines Hilfsverstärkers mit gesteuerter Verstärkung (124) gespeist ist, dessen
Eingang die Spannung χ erhält und dessen Steuerkreis die Spannung π2 über einen zweiten
Hüllkurvendetektor (125) zugeführt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Organeinheit (Eu) die
Verschiebung der Phase der Spannung .Σι umy
mittels eines Verzögerungsnetzwerkes (8) erfolgt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der dritten Organeinheit (E2) der
Verstärker mit gesteuerter Verstärkung (76) direkt durch die Spannung u gesteuert ist und daß sein
Ausgang mit einem Eingang eines Vervielfachers
(127) verbunden ist, dessen anderer Eingang über einen linearen Hüllkurvendetektor (128) die von der
zweiten Organeinheit (E]2) kommende Spannung tc2
erhält, wobei das gewünschte Signal am Ausgang des Vervielfachers (127) erhalten wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei geringer Zwischenkorrelation der
Geräusche B\ und B2 der Verstärker mit gesteuerter
Verstärkung (76) der dritten Organeinheit (E2) von
der Ausgangsspannung eines Summierers (129) gesteuert ist, dessen zwei Eingänge mit den zwei
Eingängen des Differenzbildungsorgans (118) der ersten Organeinheit (Eu) verbunden sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis des gesteuerten
Verstärkers (76) über einen Hüllkurvendetektor (132) mit der Summe der nach den zwei Begrenzern
(122,123) entnommenen Spannungen gespeist ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 3, die für den Fall
bestimmt ist, daß die Leistungen der Geräusche in den zwei Kanälen verschieden sind, gekennzeichnet
durch zwei zusätzliche Organketten (92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 102), die eine zur Differenz der mittleren
Leistungen der zwei Geräusche proportionale Spannung u' und eine zur Summe der mittleren
Leistungen proportionale Spannung P liefern, wobei die Spannung P an eine Hilfsorganeinheit (99)
angelegt ist, welche dazu bestimmt ist, den Mittelwert der in den zwei Kanälen erhaltenen
Geräusche konstant zu machen, Einrichtungen zur Modulierung (46, 103, 104) der Spannungen v, u — u'
und u+ //'mit der Frequenz des Hilfsgenerators (44),
um jeweils Spannungen y, ζ und χ zu erhalten, sowie
Einrichtungen (48, 74) zur Anlegung der Spannungen Wi =y+zund n2=y—x an einen Eingang eines
jeden Vervielfachers (70, 72) der dritten Organeinheit (E2).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsgenerator (44) mit der
Frequenz F weggelassen ist und daß in der dritten Organeinheit (E2) der gesteuerte Verstärker (76) mit
der Summe der drei jeweils aus den drei Vervielfachern (82,111,112) austretenden Spannungen
gespeist wird, wobei zwei (111, 112) der
Vervielfacher die Spannungen 2\ und u—u'und Σ2
und u+ u'erhalten und dem dritten (82) einerseits die
Spannung y und andererseits die Summe der um
—~ phasenverschobenen Spannung Σ\ und der um
+ — phasenverschobenen Spannung Σ2 zugeführt
ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kette zwischen dem
Bandpaßfilter (5n) und dem entsprechenden Eingang des Summierungsorgans (10) einen Verstärker (76^)
aufweist, dessen Verstärkung umgekehrt proportional zu einer Steuerspannung (un) ist, die dadurch
erhalten wird, daß die Spannungen am Eingang und am Ausgang des Verstärkers (76jv) jeweils an zwei
Eingänge eines Vervielfacherorgans (6n) gelegt sind,
das über ein Detektor-Integratororgan (7/v) mit einem Eingang eines Komparatororgans (8a/) verbunden
ist, dessen anderer Eingang eine für alle Ketten gleiche Bezugsgleichspannung (K) erhält,
wobei die Ausgangsspannung dieses Komparatororgans (Sn) die Steuerspannung des Verstärkers (76n)
bildet.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuergleichspannung (K)
von der Summe der Leistungen der Geräusche in den verschiedenen Ketten gesteuert ist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR96240 | 1967-02-23 |
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- 1967-06-21 US US04/649,421 patent/US4006421A/en not_active Expired - Lifetime
- 1967-07-26 NL NL6710313A patent/NL6710313A/xx not_active Application Discontinuation
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OGA | New person/name/address of the applicant | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |