-
Verfahren zur digitalen Übertragung und/oder digitalen rechnerischen
Verarbeitung von Radarinformation Beim Einsatz von Radaranlagen müssen die von den
Radargeräten ermittelten Informationen über die Luftlage so rasch wie möglich rechnerisch
ausgewertet werden, um z. B. Zielkurse, Standortparallaxen od. dgl. zu bestimmen
oder Treffpunktaufgaben zu lösen. Häufig ist es auch notwendig, von anderen Quellen,
wie Flugplänen, Wetterkarten usw. stammende Daten mitzuverarbeiten. Für die rechnerische
Verarbeitung von Radarinformationen eignen sich moderne datenverarbeitende Anlagen.
-
Bei ihrem Einsatz für diesen Zweck ist es erforderlich, die vom Radargerät
anfallenden Informationen in geeigneter Form zur Verfügung zu stellen, um sie in
die datenverarbeitende Anlage eingeben zu können. Vorteilhaft wird man für die Datenverarbeitung
Digitalrechner anwenden, da diese eine große Anpassungsfähigkeit besitzen und mit
der erforderlichen Genauigkeit arbeiten. Die am Radargerät analog anfallende Radarinformation
muß deshalb in eine digitale Form gebracht werden. Dabei können die Radarziele durch
ihre Ortskoordinaten, z. B. Winkel- und Radiuszeilenlänge, gekennzeichnet werden.
-
Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und um Be obachtung und Leitung
an einer Stelle zusammenzufassen, ist ferner anzustreben, möglichst viele Radargeräte
an einen zentralen Rechner anzuschließen.
-
Mit der Verarbeitung der Radarinformation ist deshalb in den meisten
Fällen auch eine Übertragung der Radarsignale vom Standort der Radargeräte zu ihrer
Auswerte- und Rechenzentrale verbunden. Bisher werden in solchen Fällen die Radarbilder
beispielsweise durch ihre Videosignale übertragen. Eine solche Übertragung soll
mit geringem Aufwand und in weitgehend vereinfachter Form, z. B. über vorhandene
Fernsprechleitungen, Trägerfrequenz- oder Richtfunkstrecken möglich sein. Es ist
deshalb außer der Analog-Digitalumformung der Radarsignale auch noch die Verringerung
ihrer Breitbandigkeit sowie die Beseitigung ihrer Redundanz erforderlich. Für Frequenzbandkompression
und Redundanzbeseitigung sind Lösungen an sich bereits bekannt, bei denen meist
Linien- oder Flächenspeicher angewendet werden. Hierfür eignen sich Speicherelektronenstrahlröhren
mit Ladungsspeicherplatten, die als Einstrahl- oder als Doppelstrahlröhren ausgebildet
werden können. Beim Durchgang des Radarstrahles durch ein Ziel fallen mehrfache
Echoimpulse ein.
-
Diese werden in der Speicherröhre schnell auf der Speicherplatte übereinander
geschrieben und mit einem Lesestrahl abgetastet, so daß alle Mehrfachechos des gleichen
Zieles summiert und zu einem einzigen Signal zusammengefaßt werden, das über
die
Leitung übertragen wird. Dabei wird aber nur ein Teil der Redundanz beseitigt, und
derBandbreitengewinn ist dementsprechend begrenzt. Ein bekanntes Verfahren, das
mit Codierung der Zielkoordinaten in Verbindung mit einem Flächenspeicher arbeitet
und eine weitergehende Kompression ermöglich, besteht darin, daß die den Signalpunkten
auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre entsprechenden Ablenkspannungswerte
über Torschalter, die an die Ablenkspannungskreise angeschlossen und von den Empfangssignalen
gesteuert sind, als Impulse einer Speichereinrichtung zugeführt und in Form von
Impulsen konstanter zeitlicher Folge, die entsprechend der Zahl der maximal zu übertragenden
Signalpunkte gewählt ist, übertragen werden und daß empfangsseitig die Impulse zur
Auslenkung des Anzeigestrahles einer oder mehrerer Kathodenstrahlröhren im Sinne
einer lagegetreuen Wiedergabe der ursprünglichen Signalpunkte herangezogen werden.
Die auf diese Weise übertragenen Signale eignen sich aber nicht ohne weiteres zur
Verarbeitung und rechnerischen Auswertung in der Zentrale. Außerdem erfordert dieses
Verfahren einen Flächenspeicher, der ein technologisch schwieriges Gebilde darstellt
und deshalb Nachteile mit sich bringt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, die Mängel der bekannten Verfahren
zu vermeiden und ein Übertragungs- und/oder Verarbeitungsverfahren für Radarinformationen
zu schaffen, bei dem an Stelle der Übertragung bzw. Verarbeitung der Radarbilder
durch Videosignale die Zielkoordinaten schon auf der Radarseite gewonnen und einer
nachrichtenverarbeitenden
Schaltung zugeführt und/oder eine Radarbildübertragung
durch Datenübertragung ermöglicht wird. Der Zweck ist es dabei unter anderem, auch
die Bandbreite so weit zu verringern, daß man für die Datenübertragung mit einem
Fernsprechkanal, gegebenenfalls sogar mit einem Telegraphiekanal auskommen kann,
und ferner, daß die über die Strecke übertragenen Daten ohne wesentliche weitere
Umformung in einen elektronischen Rechner eingegeben werden können, um ohne Zeitverlust
die Auswertung vorzunehmen, wobei auch die Möglichkeit bestehen soll, Rechner in
handelsüblicher Form einzusetzen. Der Zweck ist es auch, zu ermöglichen, daß die
nachrichtenverarbeitende Schaltung den Nachrichtenfluß entsprechend ihrer Arbeitsgeschwindigkeit
aufzunehmen in der Lage ist.
-
Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zur digitalen Übertragung
undZoder digitalen rechnerischen Verarbeitung von Radarinformation nach Umformung
der in den Radarechosignalen enthaltenen Zielkoordinatenwerte in digitale elektrische
Werte und besteht darin, daß bei Speicherung der digitalen elektrischen Werte in
einem Digitaldatenspeicher die Entleerung des Digitaldatenspeichers selbsttätig
von der Übertragungsgeschwindigkeit der Übertragungsstrecke bzw. der Arbeitsgeschwindigkeit
der Rechenanlage gesteuert wird, derart, daß die digitalen elektrischen Werte fortlaufend
nach dem Freizustand der Übertragungsstrecke bzw. der Rechenanlage aus dem Digitaldatenspeicher
entnommen werden.
-
Die Erfindung ist an Hand von Fig. 1, die ein Prinzipschaltbild in
Blockdarstellung zeigt, näher erläutert. Während bisher sich ein Speicher als Ladungsspeicher
für die Videoimpulse meist direkt an das Radargerät anschloß, wird nunmehr am Ort
des Radargerätes R die analoge Radarinformation zunächst zeitrichtig und schnell
nach Winkel- und Radialzeilenkoordinaten in einer Codierschaltung C in digitale
Datenform umgewandelt. Die digitalen Werte werden anschließend in einem genügend
schnellen Digitalspeicher DS gespeichert. Durch eine Ableseschaltung V wird der
Digitalspeicher DS dauernd in einem stetigen Rhythmus entleert, und die entnommenen
Werte werden auf die mit üblichen Endgeräten E ausgerüstete Übertragungsstrecke
bzw. Leitung Ü oder die nachrichtenverarbeitende Schaltung gegeben. Die Entleerung
des Speichers DS wird dabei so vorgenommen, daß die tJbertragungsstrecke bzw. die
anschließende nachrichtenverarbeitende Schaltung immer voll ausgenutzt ist. In der
Zentrale werden die übertragenen Digitalwerte einem Digitalrechner DR zugeführt.
Sie können außerdem in einer Decodierschaltung A aus der Digitalform in die analoge
Form zurückverwandelt und in einem Radarsichtgerät I angezeigt werden.
-
Der Digitalspeicher speichert nur die Daten der Koordinaten festgestellter
Ziele, die sorfort, wenn die Übertragungsleitung oder die nachfolgende nachrichtenverarbeitende
Schaltung frei wird, weitergegeben werden. Für die unregelmäßig zufließende Radarinformation
wirkt der Datenspeicher also wie ein Ausgleichsgefäß, aus dem laufend so viel entnommen
wird, wie die Leitung bzw. die nachfolgende Schaltung aufnehmen kann. Die Radardaten
werden also in dem Digitalspeicher jeweils nur so lange gespeichert, bis die anschließende
Übertragungsleitung oder Schaltung wieder frei ist. Auf diese Weise
kommt man mit
relativ kleiner Speicherkapazität aus.
-
Der Radardatenspeicher kann in bekannter Digitalspeichertechnik ausgeführt
werden. Es sind z.B.
-
Magnetkernspeicher in Matrixaufbau einsetzbar. Für die Verarbeitung
der digitalen Radarwerte sind elektronische Codierungs- und Decodierungsschaltungen
sowie die bekannte Speicherzugangstechnik benutzbar. Ein Vorteil der Radarübertragung
in Datenform besteht auch darin, daß die Anforderungen an den Geräuschabstand auf
der Übertragungsstrecke gering sind.
-
F i g. 2 zeigt ein Schaltungsbeispiel für einen Digitalspeicher in
Verbindung mit einem RadargerätR am Anfang einer Übertragungsstrecke Ü. Die Speicherung
erfolgt hier in einer KernspeichermatrixK.
-
Die Entfernungsignale auf den radialen Radarzeilen gelangen an eine
zeilensynchron arbeitende elektronische Zählkette Zz und die Winkelwerte an die
winkelsynchron arbeitende Zählkette Zw. Jeder der Zählketten Z2 und Zw ist ein gleichartiger
Speicherteil zugeordnet, von denen nur der Zeilenspeicherteil auf der linken Zeichnungshälfte
vollständig ausgeführt ist, da der Winkelspeicherteil entsprechend ausgebildet ist.
Die Zählwerte aus der Zählkette Zz gelangen über eine Zugangsschaltung Z, auf die
Kernspeichermatrix K, von der die Ausspeicherung über eine Ausgangsschaltung Ag
vorgenommen wird. Das Videosignal vom RadargerätR geht in einen ImpulsformerlF,
von wo es die Einspeicherung in den Zeilen- und den Winkelspeicherteil steuert.
Dabei wird jeweils eine Zeilenwahlschaltung W verwendet, die die Matrixzeilen wählt
und dafür sorgt, daß jede neue Zielkoordinate auch immer freie Speicherzeilen vorfindet.
Ferner ist zur Kernspeichermatrix eine Abfrageschaltung Ab vorgesehen, die durch
eine EinspeicherendmarkeM und von der Übertragungsgeschwindigkeit der anschließen
Schaltung bzw. der Verarbeitungsgeschwindigkeit der nachfolgenden Schaltung selbsttätig
gesteuert wird. Am Ausgang des Zeilen- und Winkelspeicherteils erscheinen die Radarwerte
nach Winkeln und Zeilen getrennt als digitale Daten und gehen über ein Endgerät
E auf die tÇbertragungsstrecke Ü bzw. die nachrichtenverarbeitende Schaltung. Die
Zeilen- und Winkeldaten können durch Frequenz- oder Zeitmultiplex simultan über
einen Kanal übertragen werden. An Stelle von Winkel-und Radiuskoordinaten können
auch rechtwinklige x- und y-Koordinaten angewendet werden.