DE2402050A1

DE2402050A1 - Selbstanpassende entstoervorrichtung

Info

Publication number: DE2402050A1
Application number: DE2402050A
Authority: DE
Inventors: Claude Giraudon
Original assignee: Nokia Inc
Current assignee: Nokia Inc
Priority date: 1973-01-23
Filing date: 1974-01-17
Publication date: 1974-08-08
Also published as: GB1439302A; IT1006143B; FR2215005A1; NL7400881A; DE2402050B2; US3876947A; NO137979B; CA1007753A; BE809968A; FR2215005B1; SE389433B; NO137979C; NO740176L; DE2402050C3

Description

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F 856I PATKNTA SWAT.T

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BlKNAUEK STHASSE 6

COMPAGNIE INDUSTRIELLE DES TELECOMMUNICATIONS CIT-ALCATEL 12, rue de la Baume, 75008 PARIS (Frankreich)

SELBSTANPASSENDE ENTSTÖRVORRICHTUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstanpassende Entstörvorrichtung mit (n + 1) Abtasteinrichtungen, wohei η eine ganze Zahl darstellt, die grosser als 1 ist*

Es ist bekannt, dass Empfangsvorrichtungen mit (n + 1) Abtasteinrichtungen gebaut werden können, mit denen ausgehend von durch diese AbtaSteinrichtungen empfangenen Signalen ein durch eine Quelle bei Vorhandensein von η Störquellen, die das aus der Quelle stammende Signal stören, ausgesandtes Nutzsignal rekonstruiert werden kann.

Das Nutzsignal besitzt ein schmales FrequeHzband um die Frequenz fo und kann ein Ultraschall-, radioelektrisches oder anderes Signal sein.

4 0.9832/0732 ·/·

Eine solche Vorrichtung wird im ersten Zusatz Nr. 84 165 zur französischen Patentschrift MERMOZ Nr. 1 347 229 beschrieben.

In der MERMOZ-Vorrichtung wird jeder Abtasteinrichtung ein Verstärker, ein schmalbandiges Filter, das auf fo zentriert ist, und ein Organ wie beispielsweise eine Verzögerungsleitung nachgeschaltet, mit der der Phasenunterschied zwischen den aus der Sendequelle stammenden Signalen und den durch die Abtasteinrichtungen empfangenen Signalen ausgeglichen wird.

Am Ausgang der Verzögerungsleitungen erhalt man (n + 1) Signale Σ ο, £l..., ^ η ^der Form

Zo= S(t) + bo (t)
Xl= S(t) + bl (t>

En= S(t) + bn (t)

Dabei ist S(t) das Nutzsignal und bo, bl..., bn sind die aus η Störquellen stammenden Störsignale.

Die MERMOZ-Empfangsvorrichtung zur Bearbeitung der Signale Σ ο, J]I,..., £n und. zum Aussondern der Signale S(t) ist kompliziert und benötigt eine grosse Anzahl von Bauteilen.

Bekanntlich haben OSWALD und RAINSARD die MERMOZ-Vorrichtung für den Fall von Vorrichtungen mit zwei Abtasteinrichtungen zum Ausschalten von Störsignalen aus einer Störquelle und mit drei AbtaSteinrichtungen zur Ausschaltung von Störsignalen aus zwei Störquellen vereinfacht.

409832/0732 /

Die Empfangsvorrichtung mit zwei Abtasteinrichtungen wird in der deutschen Patentschrift Nr. 2 123 826 und die Empfangsvorrichtung mit drei Abtasteinrichtungen in der deutschen Patentschrift 2 129 421 beschrieben.

Die Erfindung will die Vorrichtungen von OSWALD und RAINSARD auf eine allgemeine Basis stellen und vereinfachen.

Die erfindungsgemässe selbstanpassende Entstörvorrichtung, mit der von η punktförmigen Störquellen ausgesandte Störsignale ausgeschaltet werden können, enthält

- (n + 1) Abtasteinrichtungen, wobei η grosser als 1 und eine ganze Zahl ist und die Abtasteinrichtungen ein aus einer durch Störsender gestörten Quelle stammendes Signal geringer Bandbreite und der Mittelfrequenz fo empfangen,

- Verarbeitungsschaltkreise für die aus den (n + 1) Abtasteinrichtungen stammenden Signale mit Verstärkungsmitteln für die auf fo zentrierten schmalbandigen Filter und mit Verzögerungsorganen, die an ihren Ausgängen (n + 1) Signale To, £l... 2h der Form:

J ο = S + Bo
£ 1 = S + Bl

I η = S + Bn

liefern, wobei das aus der Quelle stammende Nutzsignal und Bo, Bl..., Bn die von den Störquellen kommenden Störsignale sind,

- Schaltkreise mit automatisch steuerbarer Verstärkung CAG,

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- Addierer,

- Subtrahierer mit je einem negativen und einem positiven Eingang,

- Korrelationsmoduln, COB, von denen jeder zwei nicht-symmetrische Eingänge und einen Ausgang besitzt, wobei ein erster Eingang ein Signal m und ein zweiter Eingang ein Signal u empfängt und der Ausgang des COB-Moduls ein Signal der Form m.um + m¹ .um¹ liefert, wobei m¹ ein um ·£- zum Signal m phasenverschobenes Signal ist,

und ist dadurch gekennzeichnet, dass sie

- eine Kombiniereinheit mit

, einem Addierer J, der die Summe der verschiedenen Signale ίο, £i...£n bildet und ein Signal Ji liefert,

. η Subtrahierern D1, D2... Dn, die die Differenz zwischen dem Signal £o und den Signalen ^1, ^2... £ η bilden,

- eine Orthonormalisierungseinheit mit ή Kanälen V1, V2... Vn zur Verarbeitung der aus den Subtrahierern D1, D2... Dn stammenden Signale, die η orthonormalisierte Signale T1, Τ2... Tn liefert, wobei

. der erste Kanal V1 einen CAG-Schaltkreis G1 enthält, der an seinem Ausgang das Signal T1 liefert,

. der Eingang des CAG-Schaltkreises G1 mit dem Ausgang des Subtrahierers D1 verbunden ist,

. der zweite Kanal V2 einen Subtrahierer Dp, einen COB-Modul Cp, der dem Subtrahier Dp zugeordnet ist, und

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./. Copy

einen CAG-Schaltkreis G2 enthält, der an seinem Ausgang das Signal T2 liefert,

. der Ausgang des Subtrahierers D2 mit dem Eingang U des COR-Moduls C^ und mit dem positiven Eingang des Subtrahierers Dg verbunden ist,

. der Ausgang des COR-Moduls C^ mit dem Minuseingang des Subtrahierers D^ verbunden ist,

. der Eingang des CAG-Kreises G2 mit dem Ausgang des Subtrahierers Di verbunden ist,

. der p-te Kanal Vp, für ρ gleich einer ganzen Zahl, deren Wert zwischen 2 und η liegen kann, (p - 1) Subtrahierer ^Dp*··' ^Dp*"> ⁰^¹' ^wobei J" ^eine ganze Zahl ist, die alle Werte zwischen 1 bis ρ - 1 annehmen kann, (p - 1) COR-Moduln C .... cjj ,...CP'¹, die den (p - 1) Subtrahierern D*.. .DJ*.. .D^"¹ zugeordnet sind, und einen CAG-Schaltkreis Gp enthält, der das Signal Tp liefert,

. der Ausgang des Subtrahierers Dp mit den Eingängen U der COR-Moduln C^ und mit dem positiven Eingang des Subtrahierers D verbunden ist,

. der Ausgang des Subtrahierers D^ mit dem positiven Eingang des Subtrahierers D^ verbunden ist,

. der Ausgang des Subtrahierers D£~ mit dem positiven Eingang des Subtrahierers D^" verbunden ist,

. der Ausgang des COR-Moduls C^ mit dem negativen Eingang des Subtrahierers D^ verbunden ist,

sgang des Subtra
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. der Ausgang des Subtrahierers D^" mit dem Eingang

copy

des CAG-Schaltkreises Gp verbunden ist, . der n-te Kanal Vn η - 1 Subtrahierer D ,... D^ _t.

.. Ic , wobei j eine ganze Zahl, die alle ^r.^rerte von 1 bis η annehmen kann, (n - 1) COE-Moduln C^, ... C^, ... C^"¹, die

1 i n—1

den (η - 1) Subti^ahierern D , ... D^, ... D" zugeordnet sind, sowie einen CAG-SchoJ-tkreis Gn enthält, der das Signal Tn liefert,

. der Ausgang des Subtrahierers Dn mit den Eingängen U der COB-Moduln C^ und mit dem positiven Eingang des Subtrahierers D verbunden ist,

. der Ausgang des Subtrahierers D^" mit dem positiven Eingang des Subtrahierers D"-¹ verbunden, ist,

n-2

. der Ausgang des Subtrahierers D_n mit dem positiven Eingang des Subtrahierers v~ verbunden ist,

. der Ausgang des Subtrahierers DT mit dem Eingang des CAG-Schaltkreises Gn verbunden ist,

. der CAG-Schaltkreis G1 mit den Eingängen M der (n - 1) COR-Moduln el, ... C ₁·.· C verbunden ist, wobei r1 alle ganzen Werte von 2 bis η annimmt,

. der CAG-Schaltkreis Gk (k kann alle ganzen V.'erte von 1 bis η - 1 annehmen) mit den Eingängen N der η - k COI?-

Moduln C₁₁, ... C₁ , ... C verbunden ist, wobei rk alle ganzen ic+1 ric η

Werte von (k + 1) bis η annehmen kann,

. der CAG-Schaltkreis G„ ₁ mit dem Eingang M des COR-r.ioduls C verbunden ist,

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- sov/ie eine Interkorrelationseinheit enthält mit

. η COR-r.Toduln C1, C2... Cp... Cn, die jeweils auf ihrem Eingang M das Signal T1, T2... Tp... Tn und auf ihrem Eingang U das Signs.1 Σ erhalten,

. einem Addierer J¹, der aus den Ausgangssignalen der η COB-Moduln C1, C2... Cp... Cn die Summe "bildet,

. und einem Subtrahierer D, dessen negativer Eingang mit dem Ausgang des Addierers B verbunden ist, dessen positiver Eingang das Signal £ empfängt und dessen Ausgang das Nutzsignal (n + 1) S liefert.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann zur Ausschaltung von St'drquellen in allen Ortungssystemen verwendet v/erden, insbesondere in Sonarortungssystemen.

Die folgende Beschreibung an Hand der beigefügten Figuren verdeutlicht die Erfindung und ihre Anwendung.

Pig. 1 stellt die bekannte Entstörungsvorrichtung mit zwei Abtasteinrichtungen dar.

Die Figuren 2a, 2b und 2c zeigen erklärende Schaltungen für die Arbeitsweise der Entstörungsvorrichtung gemäss Fig. 1 .

Fig. 3 stellt einen herkömmlichen automatischen Kontrollschaltkreis mit Verstärkungsfaktor dar.

Fig. 4 zeigt die erfindungsgemässe Entstörungsvorrichtung mit (n + 1) Abtasteinrichtungen.

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Fig. 5 stellt die erfindungsgemässe Entstorungsvorrichtung mit drei AbtaSteinrichtungen dar.

Fig. 6 stellt einen vereinfachten CAG-Schaltkreis dar. Fig. 7 zeigt einen vereinfachten COR-Modul.

In Fig. 1 wurde die bekannte Entstörvorrichtung mit einem Antennennetz mit zwei Abtasteinrichtungen 10 und 20 dargestellt. Diese Vorrichtung ist genauer in der deutschen Patentschrift Nr. 2 123 826 beschrieben, so dass wir hier lediglich die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Gedanken wieder aufnehmen. In dieser Vorrichtung ist der Abtasteinrichtung 10 ein Verstärker 11, ein Filter 12 und eine veränderliche Verzögerungsleitung 13 nachgeschaltet.

Der Abtasteinrichtung 20 folgen ein Verstärker 21, ein Filter 22 und eine veränderliche Verzögerungsleitung 23.

Die Ausgänge der veränderlichen Verzögerungsleitungen 13 und 23 sind an die Eingänge eines Addierers IA- angeschlossen.

Zur Entstörungsvorrichtung gehören ebenfalls ein Subtrahierer 24 mit zwei Eingängen, einem negativen und einem positiven, wobei das auf den negativen Eingang geleitete Signal vom auf den positiven Eingang geschickten Signal abgezogen wird.

Der Ausgang der Verzögerungsleitung 13 ist an den positiven Eingang des Subtrahierers 24 angeschlossen, und der Ausgang der Verzögerungsleitung 23 ist an den negativen Eingang des Subtrahierers 24 angeschlossen.

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Der Ausgang des Subtrahierers 24 ist mit dem Eingang eines Kontrollschaltkreises 25 mit automatischer Verstärkungsregelung verbunden, der ein Signal m liefert. Ein derartiger Schaltkreis wird nachfolgend CAG-Schaltkreis genannt.

Der Ausgang des Addierers 14, der ein Signal u liefert, und der Ausgang des CAG-Schaltkreises sind mit den beiden Eingängen U und M eines Korrelationsmoduls COR verbunden, dessen Ausgang an den negativen Eingang eines Subtrahierers 26 angeschlossen ist, dessen positiver Eingang mit dem Ausgang des Addierers 14 verbunden ist.

Der COR-Modul enthalt einen Phasenschieber 1 mit einem Winkel -^, dessen Eingang mit dem Eingang M verbunden ist, einen ersten und einen zweiten Multiplizierer 2 und 3, deren erster Eingang mit dem Ausgang des Phasenschiebers 1 verbunden ist, und einen dritten und vierten Multiplizierer 4 und 5, deren erster Eingang mit dem Eingang M verbunden ist. Der zweite Eingang der Multiplizierer 2 und 4 ist mit dem Eingang U des COR-Moduls verbunden. Der COR-Modul enthält auch einen ersten und einen zweiten Integrator 6 und 7 sowie einen Addierer 8.

Der Integrator 6 ist zwischen den Ausgang des Multiplizierers 2 und den zweiten Eingang des Multiplizierers 3 geschaltet.

Der Integrator 7 ist zwischen den Ausgang des Multiplizierers 4 und den zweiten Eingang des Multiplizierers 5 geschaltet.

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Der Addierer 8 ist an die Ausgänge der Multiplizierer 3 und 5 angeschlossen.

Der Eingang M wird mit einem Signal m und der Eingang U mit einem Signal u beaufschlagt. Am Ausgang des Phasenschiebers 1 erhält man ein Signal m', das zu m um ^ verschoben ist.

Der Multiplizierer 2 führt die Multiplikation u.m^! der Momentamplituden der Signale u und m' durch und liefert nach der Integration.im Integrator 6 das Signal u.m'. Das Signal UTm⁵" ist ein Gleichstromsignal oder ein langsam veränderliches Signal, dessen Wert gleich dem Durchschnittswert des Produkts u.m⁹ ist. Ebenso erhält man am Ausgang des Integrators 7 das Signal u.m.

Der Multiplizierer 3 liefert das Signal (m'.um'), das durch Multiplizierung der Signale m' und um' erhalten wird, und der Multiplizierer 5 liefert das Signal (m.üm).

Das Ausgangssignal des Addierers 8 besitzt die Form (m^um*) + (m.üm).

Im Subtrahierer 26 wird das Signal (m^?.um') + (m.üm) vom Signal u abgezogen und man erhält am Ausgang das Nutzsignal 2 S.

Die Richtwirkungsfunktion des Antennennetzes mit zwei Abtasteinrichtungen (Fig. 2a) ist in Fig. 2b dargestellt.

Die Richtcharakteristik stellt die durchschnittliche Amplitude 0 eff (c5) dar, mit der durch das Antennennetz ein die

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COPV

Form einer ebenen Welle aufweisendes Signal in Abhängigkeit von der Eintreffrichtung α, des Signals zur Antennenachse wiedergegeben wird; diese Funktion weist zwei Nullstellen auf.

Für den Fall, dass nach den Verzögerungsleitungen 13 und 23, deren Verzögerung so eingestellt ist, dass der Empfangsbereich in einer bestimmten Richtung liegt, die mit der Antennenachse einen Winkel oC bildet, eine einfache Summe gebildet wird, so erhalt man bei maximaler Amplitude ein Signal, das aus der Richtung O- stammt. Auf diese V/eise wird der Kanal ck° ge- " bildet.

Bei den Filtern 12 und 22 handelt es sich um schmalbandige Filter, die auf eine Frequenz fo zentriert sind.

Indem auf die Verzögerungen der Verzögerungsleitungen 13 und 23 eingewirkt wird, kann die Empfangsrichtung des Antennennetzes mit zwei Abtasteinrichtungen verändert werden.

Das aus einer punktförtnigen im Raum befindlichen Quelle ausgesandte. Nutzsignal der Frequenz fo besitzt die Struktur einer flachen Welle, deren Ausbreitungsrichtung mit der Empfangsrichtung zusammenfallen muss, wenn die besten Empfangsbedingungen hergestellt werden sollen.

Ist diese Koinzidenz hergestellt, so besitzen die Signale £ ο und £l, die am Ausgang der Verzögerungsleitungen 13 und 23 erhalten werden, eine Nutzkomponente derselben Amplitude und derselben Phase der Form:

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COPY

ο = S + Bo

1 = S + Bl

Dabei ist S das Nutzsignal, das aus der ausstrahlenden Quelle stammt, und Bo und Bl sind Störsignale von Störquellen.

Das Gesagte trifft auf den Fall zu, wo das erwünschte Signal aus einer Richtung kommt, die mit der Richtung cC ° zusammenfällt.

Wenn neben diesem erwünschten Signal aus der Richtung O^° ein Storsignal vorhanden ist, das von einer punktförmigen Quelle aus einer Richtung β° stammt, die von Ck⁰ verschieden ist, so wird dieses Störsignal durch die Antenne mit einer Amplitude wiedergegeben, die proportional dem Wert O₀^ (ß) der Rlchtwirkungsfunktion ö^ i"^ur ψ ist. Nun ist aber ^Ä V M.

Es kann sein, dass die Dämpfung nicht ausreicht, um einen störungsfreien Empfang des aus der Richtung ^_v° eintreffenden Signals zu ermöglichen.

Die Entstörungsvorrichtung mit zwei Abtasteinrichtungen stellt sich auf die aus der Richtung £ ° stammende Störung ein, indem sie ihre Interkorrelationskoeffizienten misst, um die Störung anschliessend zu neutralisieren. Bei der Richtwirkung entspricht dies einer Verschiebung einer Nullstelle der Richtcharakteristik bis zum Winkel

Die Entstörvorrichtung mit zwei Abtasteinrichtungen 4G9832/0732 .

löscht vollkommen die Interferenzen, die vollständig auf den beiden Abtastvorrichtungen korreliert sind. Darüber hinaus stellt sich die Vorrichtung neu ein, wenn das Störsignal seine Einfallsrichtung ändert und aus einer Richtung T° kommt, indem die Nullstelle der Richtcharakteristik bis zum Winkel verschoben wird.

Die Entstörvorrichtung sorgt selbst bei Vorhandensein von Störsignalen aus Störquellen, die eine beliebige Raumstruktur aufweisen, für eine optimale Einstellung der Antenne und ermöglicht es so, das beste Verhältnis von SignaVRauschen zu erreichen, das mit einer Antenne mit zwei Abtasteinrichtungen erreicht werden kann.

Gemäss einer Variante der Entstörungsvorrichtung mit zx-iei Abtasteinrichtungen mit veränderlichen Verzögerungsleitungen können auch P untereinander gleiche Entstörungsvorrichtungen verwendet werden, die lediglich die beiden Abtasteinrichtungen gemeinsam haben und bei denen die Verstärker, die Filter und die nachgeschalteten 2P Verzögerungsleitungen so eingestellt sind, dass sie jeweils nur eine einzige Empfangsrichtung festlegen, die für jede Vorrichtung anders ist. Auf diese Weise kann man gleichzeitig P Empfangsrichtungen untersuchen.

In Fig. 3 wurde ein herkömmlicher automatischer CAG-Kontrollschaltkreis mit Verstärkungsfaktor dargestellt.

Dieser Schaltkreis enthält einen Dividierer 40, der auf einem seiner Eingänge ein erstes Signal χ (t) empfängt, das

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durch ein zweites Signal "u geteilt werden soll, das auf den

Jx.

zweiten Eingang des Dividierers geleitet wird. Das zweite Signal f wird vom ersten Signal durch eine Kette erarbeitet, in der in Serie ein quadratischer Detektor 41 > der das Signal χ (t) liefert, ein Integrator 42 Über eine Zeit T, der ein Signal ο_χ = ψ/_Q χ (t) dt liefert, und ein Quad.ratwu.rzelgenerator 43 geschaltet sind, der das zweite Signal f liefert.

In Fig. 4 wurde die erfindungsgemässe Entstörungsvorrichtung mit (n + 1) Abtasteinrichtungen I?o, I?1 .. . Ln dargestellt, denen jeweils ein Verstärker Ao, A1 ... An, ein Filter Fo, F1... Fn und eine veränderliche Verzögerungsleitung Lo, L1... In nachgeschaltet sind.

Die Abtasteiiirichtungen BO, I?1 ... En sind in gleichen Abständen und auf einer Geraden angeordnet; die Verzögerungen wurden so vorgesehen, dass die Empfangsrichtung mit der Richtung zusammenfällt, aus der das aus einer punktförmigen Quelle stammende Futzsignal kommt.

Am Ausgang der Verzögerungsleitungen erhält man η Signale der Form

£ ο = S + Bo X 1 = S + B1

In = S + Bn

S ist das aus der Quelle stammende Nutzsignal, Bo, B1... Bn sind die von den Störquellen stammenden Störsignale.

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Die Entstörungsvorrichtuag umfasst eine Kombinationseinheit I mit einem Addierer J, der die Summe X der Signale %o, ^1...In bildet, mit η Subtrahierern D1, D2... Dn, die die Differenz zwischen dem Signal £ ο und den Signalen Z 1, Σ 2.. . In bildc-n.

Die Entstörungsvorrichtung enthält ausserdem eine Orthonormalisierungsejjiheit II mit η Kanälen V1, V2... Vn₅ mit denen die aus den Subtrahierern D1, D2 ... Dn stammenden Signale' verarbeitet werden; die Einheit II liefert die η orthonormalisierten Signale T1, T2... Tn.

Der erste Kanal V1 enthält einer- GiIG-S ehalt kreis G1, der an seinem Ausgang das Signal T1 liefert, wobei der Eingang des Gx^G-Schaltkreises G1 an den Ausgang des Subtrahiere rs D1 angeschlossen ist.

■\ Der zweite Kanal V 2 enthält einen Subtrahierer D₉,

1 1

einen COB-Modul Cp, der dem Subtrahierer D_? zugeordnet ist, und einen CAG-Schaltkreis G2, der an seinem Ausgang das Signal T2 liefert.

Der Ausgang des Subtrahierers D2 ist mit dem Eingang

-ι
U des COB-Moduls Cp und mit dem positiven Eingang des Subtra-

■\
hierers Dp verbunden.

Der Ausgang des COP-Foduls C₂ ist mit dem negativen Eingang des Subtrahierers Dp verbunden.

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Der p-te Kanal Vp, wobei ρ eine ganze Zahl ist, die alle Werte von 2 bis η annehmen kann, enthält (p - 1) Subtrahierer Dp···,D^.. .,D^""¹, wobei j eine ganze Zahl ist, die alle Werte von 1 bis ρ - 1 annehmen kann,

Cp - 1) COR-Moduln G¹,...C^,...C^"¹, die den (p - 1) Subtrahierern D...., D^J...,· D^ zugeordnet sind, sowie einen CAG-Schaltkreis Gp, der das Signal Tp liefert.

Der Ausgang des Subtrahierers Dp ist an den U-Eingang des COR-Moduls C^ und an den positi -en Eingang des Subtrahierers D": angeschlossen.

Der Ausgang des Subtrahierers D^ ist mit dem positiven Eingang des Subtrahierers D^ verbunden.

Der Ausgang des Subtrahierers ΐΡ~ ist mit dem positiven Eingang des Subtrahierers D^ verbunden.

Der Ausgang des COR-Moduls C^ ist an den negativen Eingang des Subtrahierers D^ angeschlossen.

Der Ausgang des Subtrahierers D^ ist mit dem Eingang des CAG-Schaltkreises Gp verbunden.

Der n-te Kanal Vn enthält η - 1 Subtrahierer ^Dn^#"^Dn" ..D_n" , wobei j eine ganze Zahl ist, die alle Werte von 1 bis η ~ 1 annehmen kann, (n - 1) COR-Moduln G^.. .C^.. .cJJ"¹, die den (n - 1) Subtrahierern D^...D^...D^ zugeordnet sind, sowie einen CAG-Schaltkreis Gn, der das Signal Tn liefert.

Der Ausgang des Subtrahierers Dn ist mit den U-Eingängen

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der COH-Mo'duln C^ und mit dem positiven Eingang des Subtrahiere rs D verbunden,

i—1 Der Ausgang des Subtrahierers D^ ist mit dem

positiven Eingang des Subtrahierers D^ verbunden.

n-2 Der Ausgang des Subtraiiierers D ist mit dem

positiven Eingang des Subtraiiierers D ~ verbunden.

n-1 Der Ausgang des Subtrahierers D ist an den Eingang

des CAG-Schaltkreises Gn angeschlossen.

Der GAG-Schaltkreis G1 ist mit den Eingängen M der n-1 COB-Moduln Cp ... C₁.... C verbunden, wobei r1 alle ganzen Werte von 2 bis η annimmt.

Der CAG-Schaltkreis Gk (k kann alle ganzen TTerte von

1 bis n-1 annehmen) ist mit den Eingängen M der η - k COB-

k k k

Moduln C, ₁... C , , C' verbunden, wobei rk alle ganzen üerte von k + 1 bis η annehmen kann.

Der CAG-Scha.ltkreis G/ ₁ \ ist mit dem Eingang K des COB-Moduls C ~ verbunden.

Darüber hinaus enthält die Entstörungsvorrichtung eine Interkorrelationseinheit III mit η COB-Moduln C1, C2... Cp ... Cn, die jeweils auf" ihrem Eingang M das Signal T1, T2... Tp ... Tn und auf ihrem Eingang U das Signal X erhalten, mit einem Addierer J', der die Summe der Aus gangs signale der η

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COR-Moduln C1, C2... Cp... Cn bildet, und mit einem Subtrahierer D, dessen negativer Eingang mit dem Ausgang des Addierers J^f verbunden ist, dessen positiver Eingang das Signal £ empfängt und dessen Ausgang das Futzsignal (n + 1) S liefert.

Mit Hilfe der erfindungsgemässen Vorrichtung können η Nullstellen der Bichtcharakteristik des Antennennetzes mit (n + 1 ) Abtasteinrichtungen verschoben v/erden und so die von η punktförmigen Störquellen stammenden St'örsignale neutralisiert werden. Bei aus eine beliebige räumliche Struktur aufweisenden Störquellen stammenden Störsignalen sorgt die erf indungsgemässe Vorrichtung für eine optimale Antenneneinstellung und ermöglicht es, das beste Verhältnis Signal/Eauschen zu erhalten, das mit einer Antenne mit (n + 1) Abtaste inrichtungen erzielt werden kann.

Fig. 5 zeigt die erf indungsgemässe Entstörun^svorrichtung mit drei Abtasteinrichtungen, v;obei auf jede Abtasteinrichtung Bo, P1, 32 ein Verstärker Ao, A1 bzw. A2, ein auf eine Frequenz fo zentriertes Filter Fo, F1 bzw. F2 und eine · veränderliche Verzögerungsleitung Lo, L1 bzw. L2 folgen.

Die Verzögerungsleitungen Lo, L1, L2 liefern an ihren Ausgängen drei Signale JTo, *£ 1» % 2 der Form Σ ο = S + Bo

Γ 1 = S + B1

I 2 = S + B2

Dabei ist S das aus der Quelle stammende Futzsignal und Bo, B1, B2 sind die von der Störquelle stammenden Störsignale.

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Die Entstörungsvorrichtung enthält einen Addierer J, der die Summe der drei Signale Xo, ^ 1, £2 bildet, sowie zwei Subtrahierer Dl und D2, die die Differenz zwischen dem Signal £ ο und den Signalen Xl und 12 herstellen.

Der Ausgang des Subtrahierers Dl führt zum Eingang eines CAG-Schaltkreises Gl, der Ausgang von Gl zu den Eingängen M eines COR-Moduls Cl und eines COR-Moduls C^.

Der Ausgang des Subtrahierers D2 führt zum Eingang U des COR-Moduls c| und zum positiven Eingang eines Subtrahierers D^, der negative Eingang des Subtrahierers D^ -ist mit dem Ausgang des COR-Moduls Cp verbunden.

Der Ausgang des Subtrahierers D₂ ist mit dem Eingang eines CAG-Schaltkreises G2 verbunden, dessen Ausgang zum Eingang M eines COR-Moduls C2 führt.

Die Eingänge U der COR~I-Ioduln Cl und C2 sind an den Ausgang des Addierers J angeschlossen. Die Ausgänge der COR-Moduln Cl und C2 sind mit den Eingängen eines Addierers J^v verbunden, dessen Ausgang zum negativen Eingang eines Subtrahierers D führt.

Der positive Eingang eines Subtrahierers D ist mit dem Ausgang des Addierers J verbunden, und der Ausgang des Subtrahierers D liefert das Nutzsignal 3 S.

Die erfindungsgemässe Entstörungsvorrichtung mit drei Abtasteinrichtungen enthält also nach den Verzögerungsleitungen

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zwei CAG-Schaltkreise, drei COR-Moduln, zwei Addierer und vier Subtrahierer.

Die Entstorungsvorrichtung mit drei Abtasteinrichtungen, wie sie in der deutschen Patentschrift 2 129 421 beschrieben wird, enthält dagegen einen Phasenschieber, drei Addierer, fünf Subtrahierer, sechs CAG-Schaltkreise, zwei COR-Moduln mit gemeinsamem Addierer.

Die erfindungsgemässe Entstorungsvorrichtung mit drei Abtasteinrichtungen ermöglicht also eine Ersparnis von vier CAG-Schaltkreisen, einem Subtrahierer und einem Phasenschieber, henötigt jedoch einen COR-Modul zusätzlich.

Da Quadratwurzelgenerator, Quadratdetektoren, Multiplizieret* und Dividierer Hardware-Vorrichtungen wesentlich höherer Kompliziertheit sind als Summierer und Subtrahierer, ist ersichtlich, dass ein COR-Modul wesentlich weniger Hardware darstellt, als vier CAG-Schaltkreise, so dass die erfindungsgemässe Entstörungsvorrichtung mit drei Abtasteinrichtungen, und noch vielmehr die erfindungsgemässe Vorrichtung mit η + 1 Abtasteinrichtungen, eine Verbesserung in bezug auf die Vorrichtung mit drei AbtaSteinrichtungen gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 2 129 421 darstellt.

Für den Fall von Gauss'sehen Störungen ist es möglich, in der erfindungsgemässen Entstorungsvorrichtung die CAG-Schaltkreise und die COR-Moduln zu vereinfachen und deren Hardware-Umfang zu verringern.

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In Fig. 6 wurde ein vereinfachter automatischer CAG-Kontrollschaltkreis dargestellt, der in der erfindungsgemässen Entstörungsvorrichtung bei Gauss»sehen Störungen verwendet werden kann.

Der vereinfachte CAG-SchaItkreis enthält einen Dividierer 40^s, der an einem Eingang ein erstes Signal x (t) empfängt und auf einem zweiten Eingang ein zweites Signal, das aus dem ersten durch einen Lineardetektor 41^v mit nachfolgendem Integrator 42* erarbeitet wurde.

In Fig. 7 wird ein vereinfachter COR-Modul dargestellt, der in der erfindungsgemässen Entstörungsvorrichtung verwendet werden kann, wenn es sich bei den Störsignalen um Gauss'sehe . Signale handelt.

Der vereinfachte COR-Modul enthält dieselben Elemente wie der in der Fig. 1 gezeigte COR-Modul mit Ausnahme des ersten und dritten Multiplizierers, die durch Umschalter 2» und 4^V ersetzt werden und die zwei vor einen der Eingänge jedes Umschalters so angeordnete Begrenzer 2" und 4" aufweisen, dass die aus dem Eingang M stammenden analogen Signale begrenzt werden. Die Begrenzer setzen diese analogen Signale in binäre Signale um, die das Vorzeichen der analogen Signale repräsentieren.

Der vereinfachte COR-Modul enthält wie der-in Fig. 1 gezeigte COR-Modul die beiden Multiplizierer 3 und 5, die beiden Integratoren 6 und 7, den Phasenschieber 1 mit dem Winkel ^ und den Addierer 8.

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Anstatt veränderliche Verzögerungsleitungen in den erfindungsgemassen Entstörungsvorrichtungen zu verwenden, können auch P unter sich gleichartige Entstörungsvorrichtungen verwendet werden, die untereinander lediglich die (n + 1) Abtasteinrichtungen und die diesen folgenden Verstärker und Filter gemeinsam haben und deren Verzögerungsleitungen auf feste Werte eingestellt sind, die für jede Vorrichtung unterschiedlich sind, so dass P unterschiedliche Empfangsrichtungen bearbeitet werden können.

Auch können die η + 1 Abtasteinrichtungen so auf beliebige Weise angeordnet werden, wenn die veränderlichen Verzögerungsleitungen so eingestellt sind, dass die aus einer gegebenen Richtung einfallenden Signale mit einem Maximum an Empfindlichkeit empfangen werden sollen.

- Patentansprüche 409832/0732

Claims

PATEFTAKSPEUCKE

Selbstanpassende Entstörungsvorrichtimg mit

- (η + 1) Abtastei3i richtungen, wobei η grosser als 1 und eine ganze Zahl ist und die Abtasteinrichtungen ein aus einer durch Störsender gestörten Quelle stammendes Signal geringer Bandbreite und der Mittelfrequenz fo empfangen,

- Verarbeitungsschaltkreisen für die aus den (n + 1) Abtasteinrichtungen sta.mmenden Signale mit Verstärkungsmitteln für die auf fo zentrierton schmalbandigen Filter und mit Verzögerungsorganen, die an ihren Ausgängen (n + 1) Signale ^To, SL η der Form

ILo = S + Bo
£1 = S + B1

Xn = S + Bn

liefern, wobei S das aus der Quelle stammende Futzsignal und Bo, B1..., Bn die von den Störquellen kommenden Störsignale sind,

- Schaltkreisen mit automatisch steuerbarer Verstärkung CAG,

- Addierern,

- Subtrahierern mit je einem negativen und einem positiven Eingang,

- Korrelationsmoduln COE, von denen jeder zwei nicht-symmetrische Eingänge und einen Ausgang besitzt, wobei ein erster Eingang M ein Signal m und ein zweiter Eingang U ein Signal u empfängt und der Ausgang des COP-Moduls ein Signal der Form

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m.um -ι- m¹ .um* liefert, wobei m^f ein um Ij- zum Signal m pliasenverschobenes Signal ist_s

dadurch gekennzeichnet, dass sie

- eine Kombiniereinheit (i) mit

. einem Addierer (J), der die Summe der verschiedenen Signale £o, ^1... in bildet und ein Signal ^ liefert,

. η Subtrahierern (D1, D2... Dn), die die Differenz zwischen dem Signal Σο und den Signalen T1, ^<χ2... In bilden,

- eine Orthonormalisierungseinheit (II) mit η Kanälen (V1, Y2

... Vn) zur Verarbeitung der aus den Subtrahierern (D1, D2... Dn) stammenden Signale, die η orthonormalisierte Signale T1, T2 ... Tn liefert, wobei

. der erste Kanal (V1) einen CAG-Schaltkreis (G1) enthält, der an seinem Ausgang das Signal T1 liefert,

. der Eingang des CAG-Schaltkreises (G1) mit dem Ausgang des Subtrahierers (D1) verbunden ist,

. der zweite Kanal (V2) einen Subtrahierer (D_?), einen COE-Hodul (Cp), der dem Subtrahierer (Dp) zugeordnet ist, und einen CAG-Schaltkreis (G2) enthält, der an seinem Ausgang das Signal T2 liefert,

. der Ausgang des Subtrahierers (D2) mit dem Tlingaiag (U) des COB-Tfoduls (Cp) und mit dem positiven Eingang des Sub trahierers (Dp) verbunden ist,

. der Ausgang des COR-Moduls (Cp) mit dem Minuseingang des Subtrahicrers (Dp) verbunden ist,

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. der Eingang des CAG-Kreises (G2) mit dem Ausgang des Subtrahierers (Di) verbunden ist,

. der p-te Kanal (Vp), für ρ gleich einer ganzen Zahl, deren Wert zwischen 2 und η liegen kann, (p - 1) Subtrahierer (D^...,D^...,ßP"¹), wobei j eine ganze Zahl ist, die alle Werte zwischen 1 bis ρ - 1 annehmen kann, (p - 1) COR-Moduln (C ,.». C^,... C*""¹), die den (p - 1) Subtrahierern (D^.. .D^.. .D^"¹) zugeordnet sind, und einen CAG-Schaltkreis (Gp) enthält, der das Signal Tp liefert,

. der Ausgang des Subtrahierers (Dp) mit den Eingängen (U) der COR-Moduln (C^) und mit dem positiven Eingang des Subtrahierers (D ) verbunden ist,

. der Ausgang des Subtrahierers (D^" ) mit dem positiven Eingang des Subtrahierers (D*!) verbunden ist,

. der Ausgang des Subtrahierers (D^" ) mit dem positi ven Eingang des Subtrahierers (D^" ) verbunden ist, . der Ausgang des COR-Hoduls (C^) mit dem negativen

Eingang des Subtrahierers (D^) verbunden ist,

. der Ausgang des Subtrahierers (D^ ) mit dem Eingang des GAG-Schaltkreises (Gp) verbunden ist,

. der n-te Kanal (Vn) η - 1 Subtrahierer (D ,...D^,.. ..D_n" ), wobei j eine ganze Zahl, die alle Werte von 1 bis η - 1 annehmen kann, (n - 1) COR-Moduln (C^,.. .C^,.. .cJJ"¹), die den (n - 1) Subtrahiererh (D_n ^-'* "^Dn>' "^Dn ' zugeordnet sind, sowie einen CAG-Schaltkreis (Gn) enthält, der das Signal Tn liefert,

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. der Ausgang des Subtrahierers (Dn) mit den Eingängen U der COR-Moduln (C_n) und mit dem positiven Eingang des Subtr-ahierers (Dj;) verbunden ist,

. der Ausgang des Subtrahierers (Ώ^~ ) mit dem positiven Eingang des Subtrahierers (D_n) verbunden ist,

. der Ausgang des Subtrahierers (D_n" ) mit dem positiven Eingang des Subtrahierers (D } verbunden ist,

. der Ausgang des COR-Moduls (C_n) mit dem negativen Eingang des Subtrahierers (D^) verbunden ist,

♦ der Ausgang des Subtrahierers (D_n" ) mit dem Eingang des CAG-Schaltkreises (Gn) verbunden ist,

. der CAG-Schaltkreis (Gl) mit den Eingängen (M) der (n - 1) COR-Moduln (C^,...C^₁,...C¹) verbunden ist, wobei rl alle ganzen Werte von 2 bis η annimmt,

. der CAG-Schaltkreis (Gk) (k kann alle ganzen Werte von 1 bis η - 1 annehmen) mit den Eingängen (M) der η - k COR-Moduln (Gj₅₁₊₁,.. .C , ,.. .C_n) verbunden ist, wobei rk alle ganzen Werte von (k + 1) bis η annehmen kann,

. der CAG-Schaltkreis (G -) mit dem Eingang (M) des COR-Moduls (C_n"¹) verbunden ist,
- sowie eine Interkorrelationseinheit (III) enthält mit

. η COR-Moduln (Cl, C2,..Cp...Cn), die jeweils auf ihrem Eingang (M) das Signal Tl, T2...,Tp...Tn und auf ihrem Eingang (U) das Signal £ erhalten,

. einem Addierer (J^?), der aus den AusgangsSignaIeη der η COR-Moduln (Cl, C2...Cp...Cn) die Summe bildet,

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. und einem Subtrahierer (D), dessen negativer

Eingang mit dem Ausgang des Addierers (B) verbunden ist, dessen positiver Eingang das Signal ^ empfängt und dessen Ausgang das ITutzsignal (n + 1) S liefert.
2. Selbstanpassende- Ent s to rungs vorrichtung gcmäßs Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die CAG-Schaltkreise jeweils einen Dividierer (4O¹)? einen Lineardetektor (41') und einen Integrator (42¹) enthalten.

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L..r*.it.