DE1218562B

DE1218562B - Method for the transmission of radar image information

Info

Publication number: DE1218562B
Application number: DEST20955A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Tankred V Hauteville; Dipl-Ing Rudolph Huss; Dipl-Ing Kurt Jekelius
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1959-07-23
Filing date: 1959-07-23
Publication date: 1966-06-08

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

GOIsGOIs

Deutsche Kl.: 21 a4-48/03 German class: 21 a4- 48/03

Nummer: 1218562Number: 1218562

Aktenzeichen: St 20955IX d/21 a4File number: St 20955IX d / 21 a4

Anmeldetag: 23. Juli 1959 Filing date: July 23, 1959

Auslegetag: 8. Juni 1966Opening day: June 8, 1966

Da die Reichweite von Radargeräten begrenzt ist, reicht mit steigenden Fluggeschwindigkeiten die Zeit der Radarerfassung nicht mehr aus. Eine Vergröße- ' rung des Radarsichtbereichs ist befriedigenderweise nur durch die Verwertung der Anzeige von entfernt aufgestellten Radargeräten möglich.Since the range of radar devices is limited, the time increases as the airspeed increases the radar detection is no longer off. An increase in the radar field of view is satisfactory only possible through the utilization of the display from radar devices installed at a distance.

Die einfache Durchgabe der Koordinatenwerte erkannter Ziele ist zwar bekannt, aber in vielen Fällen, insbesondere im engen europäischen Raum, nicht ausreichend, so daß zunächst die ebenfalls bekannte Fernübertragung der vollständigen Radarsignale vordringlich erscheint.The simple transmission of the coordinate values of recognized targets is known, but in many cases especially in the narrow European area, not sufficient, so that initially the well-known Long-distance transmission of the complete radar signals appears to be a priority.

Die Bandbreitenkompression resultiert dabei aus dem Wunsch nach Einsparung an Frequenzband und damit an Kosten für die Fernübertragung von Radar- *5 bildern. Die Lösung dieser Aufgabe erfordert eine Speicheranordnung zwischen dem Ausgang des Radargeräts und dem Eingang der Ubertragungsstrecke. The bandwidth compression results from the desire to save on frequency band and thus the costs for the long-distance transmission of radar * 5 pictures. The solution to this problem requires a memory arrangement between the output of the Radar device and the input of the transmission link.

Es tritt dabei auch die Aufgabe auf, die im Radarbild enthaltenen Informationen zusätzlich in Gestalt von Entfernungs- und Winkelkoordinaten zu übertragen. Wesentlich dabei ist noch die Verbesserung dieser Koordinaten, die dann erforderlich ist, wenn Ziele in mehreren benachbarten Einzelspeichern fest- »5 gestellt werden.There is also the task of providing the information contained in the radar image in addition to the form of distance and angle coordinates. The improvement is still essential these coordinates, which are required when targets are fixed in several neighboring individual memories- »5 be asked.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Übertragung von mit HiKe eines aus einzelnen Entfernungsbereichselementen zugeordneten Einzelspeichern bestehenden Zwischenspeichers störbefreiten und im Frequenzband eingeengten Radarbildsignalen zu Tochterstationen zu schaffen, mit dem diese Aufgabe gelöst wird.The invention is based on the object of a method for the transmission of one with HiKe Individual memories of existing intermediate memory assigned to individual distance range elements to create radar image signals that are free of interference and restricted in the frequency band to daughter stations, with which this task is solved.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zusätzlich zur Übertragung der Bildsignale beim Auftreten eines Zielimpulses in einem der Speicherelemente der Stand einer von einem Taktgenerator gesteuerten Ableseanordnung oder einer damit gekoppelten Zähleinrichtung in an sich bekannter Weise als Entfernungskoordinate (ρ) des Zieles abgefragt 4< > und in ebenfalls an sich bekannter Weise zusammen mit der aus einer mit der rotierenden Antenne gekoppelten Codiereinrichtung gewonnenen Winkelkoordinate (#) des Ziels zu den Tochterstationen übertragen wird.This is achieved according to the invention in that, in addition to the transmission of the image signals when a target pulse occurs in one of the memory elements, the status of a reading arrangement controlled by a clock generator or a counting device coupled to it is queried in a known manner as the distance coordinate (ρ) of the target 4 <> and is transmitted in a manner known per se to the child stations together with the angular coordinate (#) of the target obtained from a coding device coupled to the rotating antenna.

Im folgenden sei die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawings. In it shows

Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer einfachen Anlage zur Störbefreiung und Bandbreiteneinengung von Radarbildsignalen,1 shows the basic circuit diagram of a simple system to eliminate interference and narrow the bandwidth of radar image signals,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Anlage, der gleichzeitig die digital verschlüsselten Koordinaten-Verfahren zur Übertragung von
RadarbildinformationenFig. 2 is a block diagram of a system that simultaneously uses the digitally encrypted coordinate method for the transmission of
Radar image information

Anmelder:Applicant:

Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft,Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dipl.-Ing. Tankred v. Hauteville,Dipl.-Ing. Tankred v. Hauteville,

Stuttgart-Degerloch;Stuttgart-Degerloch;

Dipl.-Ing. Rudolph Huss,Dipl.-Ing. Rudolph Huss,

Eßlingen/Neckar-Zollberg;Esslingen / Neckar-Zollberg;

Dipl.-Ing. Kurt Jekelius, KornwestheimDipl.-Ing. Kurt Jekelius, Kornwestheim

werte der vorhandenen Ziele entnommen werden können, undvalues of the existing targets can be taken, and

Fig. 3 das vereinfachte Blockschaltbild einer Anlage nach der Erfindung zur gleichzeitigen Übertragung von drei Signalen zum Tochtersichtgerät und den Auswerteeinrichtungen.3 shows the simplified block diagram of an installation according to the invention for the simultaneous transmission of three signals to the daughter display device and the evaluation devices.

Im Prinzip arbeitet eine Radarbildübertragungsanlage mit Störbefreiung also folgendermaßen:In principle, a radar image transmission system with interference clearance works as follows:

Das vom Muttergerät stammende Radarbildsignal wird in eine Speicheranordnung »hineingeschrieben« und danach langsamer wieder »herausgelesen«, und zwar so, daß stets mehrere Sendeperioden bzw. Radiallinien zu einer Periode bzw. Linie zusammengefaßt werden. Dieses Signal wird dann übertragen.The radar image signal from the parent device is "written into" a memory arrangement and then more slowly "read out" again, in such a way that there are always several transmission periods or Radial lines can be combined to form a period or line. This signal is then transmitted.

Das Verfahren der Radarbildübertragung sei zuerst an Hand des in F i g. 1 dargestellten Prinzipschaltbildes erläutert. Das Radarbildsignal wird vom Ausgang des Radargeräts 1 über einen Verstärker 2 gleichzeitig den Eingängen von m Schreibtorschaltungen (von denen jedoch nur drei, nämlich 3, 4 und 5 dargestellt sind) zugeführt. Die Ausgänge dieser normalerweise gesperrten Torschaltungen sind mit m Speicherkondensatoren (von denen nur drei, nämlich 7, 8 und 9 dargestellt sind) verbunden. Jedem dieser Speicherkondensatoren ist ein bestimmter zeitlicher Abschnitt im Radarbildsignal und damit ein bestimmter Entfernungsabschnitt in dem vom Radargerät in einem bestimmten Augenblick überstrichenen Sektor zugeordnet. Durch den Sendeimpuls des Radargeräts, der z. B. mit einer Folgefrequenz von 400 Hz auftritt, wird der Schreibtaktgeber 14 gestartet, dessen Ausgangsimpulse dann über den Schreibimpulsverteiler 6 so an die Schreib-Tor-The method of radar image transmission is first of all based on the method shown in FIG. 1 shown in the basic circuit diagram. The radar image signal is simultaneously fed from the output of the radar device 1 via an amplifier 2 to the inputs of m write gate circuits (of which, however, only three, namely 3, 4 and 5 are shown). The outputs of these normally blocked gate circuits are connected to m storage capacitors (of which only three, namely 7, 8 and 9 are shown). Each of these storage capacitors is assigned a specific time segment in the radar image signal and thus a specific distance segment in the sector covered by the radar device at a specific instant. By the transmission pulse of the radar device, the z. B. occurs with a repetition frequency of 400 Hz, the write clock 14 is started, the output pulses of which then via the write pulse distributor 6 to the write gate

609 578/209609 578/209

schaltungen 3, 4 und 5 verteilt werden, daß nacheinander jede Torschaltung für eine bestimmte Zeitdauer geöffnet wird, und die während dieser Zeit im Radarbildsignal enthaltenen Echos in dem nachgeschalteten Kondensator gespeichert werden.circuits 3, 4 and 5 are distributed that one after the other each gate circuit for a certain period of time is opened, and the echoes contained in the radar image signal during this time in the downstream Capacitor can be stored.

Um die in den Kondensatoren gespeicherten Signale wieder ablesen und wiedergeben zu können, sind die Kondensatoren mit einer zweiten Gruppe von Torschaltungen (von denen jedoch nur drei, nämlich 10, 11 und 12 dargestellt sind) verbunden. Diese Lese-Torschaltungen werden ähnlich wie die Schreib-Torschaltungen über den Leseimpulsverteiler 13 durch den Lesetaktgeber 15 mit wesentlich niedrigerer Frequenz als die Schreib-Torschaltungen nacheinander geschlossen, so daß das aus dem Speicherkondensator abgefragte Signal hinter dem Tiefpaß 16 abgenommen werden kann. Durch dieses langsamere Abfragen der Speicherkondensatoren ergibt sich nun eine Bandbreiteneinengung des ursprünglichen Radarsignals, deren Maß sich aus dem Verhältnis der Einschreibfrequenz des Taktgebers 14 zu der Lesefrequenz des Taktgebers 15 ergibt.In order to be able to read and reproduce the signals stored in the capacitors again, the capacitors are connected to a second group of gate circuits (of which, however, only three, namely 10, 11 and 12 are shown). Similar to the write gate circuits, these read gate circuits are closed one after the other via the read pulse distributor 13 by the read clock generator 15 at a much lower frequency than the write gate circuits, so that the signal queried from the storage capacitor can be picked up behind the low-pass filter 16. This slower interrogation of the storage capacitors now results in a narrowing of the bandwidth of the original radar signal, the extent of which results from the ratio of the writing frequency of the clock generator 14 to the reading frequency of the clock generator 15 .

Vom Tiefpaßverstärker 16 wird dann das Radarbildsignal über den Sender 17 auf die Übertragungsstrecke gegeben, an deren Ende es dann über den Empfänger 18 abgenommen und dem Tochter-Sichtgerät (PPI) 19 oder einer anderen geeigneten Auswerteeinrichtung zugeführt wird. Gleichzeitig mit dem Radarbild- und dem Antennenrotationssignal wird in derselben Frequenzlage wie das Radärbildsignal ein aus dem Lesetakt abgeleitetes Synchronisiersignal mit zum Tochter-PPI übertragen. Als Synchronisiersignal dient vorzugsweise der erste Impuls jeder Leseimpulsfolge, d. h., zu Beginn jeder neuen Ablesung des Kondensatorspeichers wird ein Synchronisierimpuls übertragen. Statt Kondensatoren lassen sich natürlich auch ohne große Schwierigkeiten ähnliche Speicherelemente wie etwa Induktivitäten (Zähldrossel) oder ferroelektrische Kondensatoren verwenden. Es müssen dann, lediglich die direkten Einspeicher- und Äbleseschaltungen geändert werden. Grundsätzliche Änderungen ergeben sich nicht.The radar image signal is then sent from the low-pass amplifier 16 via the transmitter 17 to the transmission path, at the end of which it is then picked up via the receiver 18 and fed to the child display device (PPI) 19 or another suitable evaluation device. Simultaneously with the radar image signal and the antenna rotation signal, a synchronization signal derived from the reading clock is transmitted to the daughter PPI at the same frequency as the radar image signal. The first pulse of each read pulse sequence is preferably used as the synchronization signal, ie a synchronization pulse is transmitted at the beginning of each new reading of the capacitor store. Instead of capacitors, similar storage elements such as inductors (counting chokes) or ferroelectric capacitors can of course also be used without great difficulty. Then only the direct storage and reading circuits have to be changed. There are no fundamental changes.

Fig. 2 zeigt nun das vollständige Blockschaltbild einer Anlage zur Störbefreiung und Bandbreiteneinengung von Radarbildsignalen. Das Videosignal des Radargeräts 1 gelangt über den auf das Radargerät abgestimmten Tiefpaß 111, der einen Begrenzungsverstärker enthält, zum Kondensatorspeicher 112 und nach Herauslesen der Information über einen PAM-demodulator 113 an den Ausgang 114 der Frequenzband-Kompressionsanlage. FIG. 2 now shows the complete block diagram of a system for eliminating interference and narrowing the bandwidth of radar image signals. The video signal of the radar device 1 reaches the capacitor memory 112 via the low-pass filter 111 which is matched to the radar device and contains a limiting amplifier and, after the information has been read out, via a PAM demodulator 113 to the output 114 of the frequency band compression system.

Zur Steuerung des Kondensatorspeichers 112 dient ein Taktgeber 115, dessen Schreibseite von einem Quarzgenerator 116 über einen Frequenzteiler mit einer elektronischen Torschaltung 117 gesteuert wird. Der Schreibgenerator wird vom Sendeimpuls des Radargeräts 1 gestartet und nach Erreichen der Zählerstellung 256 über die Torschaltung 118 gestoppt und zurückgestellt. Der Lesegenerator 15, dessen Frequenz gleich dem Takt der frequenzbandkomprimierten Information ist, mit welchem auch die Rechenoperationen durchgeführt werden, wird auf die gleiche Weise über die Torschaltung 120 gesteuert. A clock generator 115, the write side of which is controlled by a quartz generator 116 via a frequency divider with an electronic gate circuit 117 , is used to control the capacitor store 112. The write generator is started by the transmission pulse of the radar device 1 and, after reaching the counter position 256, is stopped and reset via the gate circuit 118. The read generator 15, the frequency of which is equal to the clock rate of the frequency band-compressed information with which the arithmetic operations are also carried out, is controlled in the same way via the gate circuit 120 .

Die von der Radarantenne abgeleiteten Rotationssignale (elektrische Welle ü:l und 1:1 bzw. Nordmarke) werden in einem Servosystem 121 aufgenommen. Auf der Welle dieses Servosystem^ sitzt ein Tonrad 122, dessen Takt einer Drehung der Antenne um z. B. 0,1° entspricht. Über einen der Antennenhalbwertsbreite in zehntel Gradeinheiten entsprechenden Zähler 123 wird die Steuerung für den Lesegenerator über die Torschaltung 120 freigegeben, so daß pro Halbwertsbreite der Antenne nur jeweils eine Leseabtastung des Speichers erfolgt. Die FrequenzThe rotation signals derived from the radar antenna (electrical wave u: 1 and 1: 1 or north mark) are recorded in a servo system 121 . A tone wheel 122 sits on the shaft of this servo system. B. corresponds to 0.1 °. A counter 123 corresponding to the antenna half-width in tenths of a degree units enables the control for the read generator via the gate circuit 120 , so that only one read scan of the memory takes place for each half-width of the antenna. The frequency

des Lesevorgangs wird damit abhängig von derthe reading process is therefore dependent on the

Rotationsgeschwindigkeit der Radarantenne, und der Lesegenerator 15 sollte daher stufenweise einstellbar sein, um die Übertragungskapazität der Übertra-. gungsleitungen zur Tochterstation bei verlangsamterRotation speed of the radar antenna, and the reading generator 15 should therefore be adjustable in steps to increase the transmission capacity of the transmission. supply lines to the daughter station when the speed is slowed down

Antennenrotation entsprechend besser ausnutzen zu können. Durch die Zuführung des Sendeimpulses des Radargeräts an die Torschaltung 120 wird eine gewisse Synchronisierung zwischen Schreib- und Lesevorgang erreicht. Auf der Welle des ServosystemsTo be able to better utilize antenna rotation accordingly. By supplying the transmission pulse from the radar device to the gate circuit 120 , a certain synchronization between the writing and reading processes is achieved. On the shaft of the servo system

sitzt außerdem ein Drehfeldgeber 124, dessen Daten (Übersetzungverhältnis Nordmarke) an die Erfordernisse des Tochtersichtgeräts angepaßt sind.In addition, there is a rotary field sensor 124, the data of which (translation ratio north mark) are adapted to the requirements of the child display device.

Der Kondensatorspeicher wird wie bisher, aber mit begrenztem Signalstrom betrieben, d. h., über einen von der Radarpulsfrequenz synchronisierten elektronischen Verteiler werden zeitlich aufeinanderfolgende Zielimpulse über Torschaltungen in räumlich nebeneinanderliegende Kondensatoren verteilt. Jedem Kondensator ist also ein bestimmtes Entfernungselement (A ρ) zugeordnet. Über mehrere Pulsperioden addiert sich die von einem Ziel reflektierte Energie als Ladung im gleichen Kondensator auf und wird nach einer gewissen, der Überstreichung durch die etwa 1° breite Antennenkeule entsprechenden Zeit über einen zweiten, frei laufenden, elektronischen Verteiler und Torschaltungen entladen. Die Amplitude dieses Entladeimpulses entspricht der gespeicherten Zielladung und ist proportional der Anzahl der zwischen aufeinanderfolgenden Leseabtastungen empfangenen Zielimpulse.The capacitor store is operated as before, but with a limited signal current, ie, via an electronic distributor synchronized by the radar pulse frequency, successive target pulses are distributed via gate circuits in spatially adjacent capacitors. A certain distance element (A ρ) is assigned to each capacitor. Over several pulse periods, the energy reflected by a target adds up as a charge in the same capacitor and is discharged after a certain time, corresponding to the sweeping through the antenna lobe about 1 ° wide, via a second, free-running, electronic distributor and gate circuit. The amplitude of this discharge pulse corresponds to the stored target charge and is proportional to the number of target pulses received between successive read scans.

Am Ausgang des Kondensatorspeichers ist eine Anordnung angebracht, die beim Auftreten eines Zielimpulses den Zählerstand des Leseimpulsverteilers (ρ), die Amplitude des Impulses und die momen-At the output of the capacitor store, an arrangement is attached which, when a target pulse occurs, the counter reading of the read pulse distributor (ρ), the amplitude of the pulse and the current

tane Winkelstellung (&) der Radarantenne z. B. über ein Servosystem mit Codierungsscheibe in digitaler Form abliest und einem Rechenwerk zuleitet. Befindet sich der Original-Zielpunkt nicht genau in der einem bestimmten Kondensator zugeordneten Entfernung, so wird ein Teil der reflektierten Energie auch in den benachbarten Kondensator gelangen. Mit dem Ladüngsverhältnis in beiden Kondensatoren kann die ρ-Koordinate des Zielpunkts daher feinkorrigiert werden (ρ'). Dafür muß eine elektronische Recheneinrichtung vorgesehen werden, die die folgende Gleichung löst:tane angular position (&) of the radar antenna e.g. B. reads in digital form via a servo system with coding disk and sends it to an arithmetic unit. If the original target point is not exactly at the distance assigned to a certain capacitor, some of the reflected energy will also reach the neighboring capacitor. With the charge ratio in both capacitors, the ρ coordinate of the target point can therefore be finely corrected (ρ '). For this purpose, an electronic computing device must be provided that solves the following equation:

ρ' =ρ '=

Qi — QzQi - Qz

s + rs + r

Dann bedeuten s und r die Amplitudenwerte der beiden radial benachbarten Zielpunkte in den Entfernungen ρ_χ und ρ₂.Then s and r mean the amplitude values of the two radially adjacent target points at the distances ρ _χ and ρ ₂ .

Die gleiche Korrekturmöglichkeit ergibt sich natürlich auch für die ^-Koordinate, wenn Zielenergie in aufeinanderfolgenden Leseabtastperioden auftritt,The same possibility of correction is of course also available for the ^ -coordinate, if target energy occurs in consecutive read scan periods,

sofern die Abtastperiode genau der Überstreichungszeit durch die Antennenkeule entspricht. Hierzu muß die zu dem ankommenden Entfernungselement gehörige Speichereinheit des Rechenwerks aufgerufen werden, in welcher die Angaben über die Amplitude und des Ziels in der vorausgegangenen Abtastperiode enthalten ist. Mit den Zielamplituden können die beiden ^-Koordinaten nunmehr nach folgender Formel, in einem entsprechenden elektronischen Rechenwerk bewertet, gemittelt, d. h. feinkorrigiert werden.provided that the sampling period corresponds exactly to the sweep time by the antenna lobe. For this must the memory unit of the arithmetic unit belonging to the arriving distance element is called up in which the information about the amplitude and the target in the previous sampling period is included. With the target amplitudes, the two ^ -coordinates can now be according to the following Formula, evaluated in a corresponding electronic arithmetic unit, averaged, d. H. finely corrected will.

u-vu-v

Zur Verbesserung der Winkelkoordinaten (ΰ) wird das frequenzbandkomprimierte Videosignal einmal direkt und dann über eine Verzögerungsschaltung 125 um einen Lesetakt verzögert einer Additionsschaltung 126 zugeführt. Auf diese Weise werden die unter Umständen in zwei benachbarten Kondensatoren verteilten Zielamplituden zusammengefaßt.To improve the angular coordinates (ΰ) , the frequency band-compressed video signal is fed directly to an addition circuit 126 via a delay circuit 125 and then delayed by one reading clock. In this way, the target amplitudes that may be distributed in two adjacent capacitors are combined.

Dem Rechenwerk 127 wird sowohl dieses Signal u als auch das mittels einer Speicheranordnung 128 um eine Leseperiode verzögerte Signal ν nach digitaler Umwandlung in den Umwandlern 129 bzw. 130 zugeführt. The arithmetic unit 127 is fed both this signal u and the signal ν delayed by one reading period by means of a memory arrangement 128 after digital conversion in the converters 129 and 130, respectively.

Das Rechenergebnis wird nach Multiplikation mit einem Winkelelement Δ & (Halbwertsbreite der Antenne) in der Schaltung 131 dem momentanen Antennenwinkel ■& in der Addierschaltung 132 als Korrekturgröße zugeführt. Der Antennenwinkel wird vom Taktgeber 122 über einen Frequenzteiler 3600:1 mit Rückstellung 133 gewonnen. Die zugehörige Entfernungskoordinate folgt in gleicher Weise aus der Stellung des Zählers 134. Zusammengehörige Koordinaten gelangen gleichzeitig an die Eingangstorschaltung 135 eines Pufferspeichers 136. After multiplication by an angle element Δ & (half-width of the antenna) in the circuit 131, the calculation result is fed to the instantaneous antenna angle ■ & in the adder circuit 132 as a correction variable. The antenna angle is obtained from the clock generator 122 via a frequency divider 3600: 1 with reset 133 . The associated distance coordinate follows in the same way from the position of the counter 134. Associated coordinates reach the input gate circuit 135 of a buffer memory 136 at the same time.

Die Begrenzung der verarbeitbaren Informationsmenge liegt bei diesem Verfahren in geradezu idealer Weise nur in den zur Verfügung stehenden Ubertragungsleitungen, deren Bandbreite die Übertragungsgeschwindigkeit für die ermittelten Zielkoordinaten begrenzt. Um das schnell arbeitende Rechenwerk an die geringe Übertragungsgeschwindigkeit der Leitungen anzupassen, ist ein Pufferspeicher erforderlich, in dem rasch, aber unregelmäßig vom Rechenwerk aus eingeschrieben und langsam, dafür regelmäßig, zur Übertragungsleitung hin herausgelesen wird. Die erforderliche Übertragungsbandbreite hängt dabei von der maximal möglichen Zielzahl und der Dauer der Antennenrotation ab, während die Größe des Pufferspeichers von der Verteilung der Ziele über den Sichtbereich des Radargeräts bestimmt wird. With this method, the limit on the amount of information that can be processed is almost ideal Way only in the available transmission lines, whose bandwidth the transmission speed limited for the determined target coordinates. About the fast-working arithmetic unit to adapt to the low transmission speed of the lines, a buffer memory is required, in which entered quickly but irregularly from the arithmetic unit and slowly, for it is read out regularly to the transmission line. The required transmission bandwidth depends on the maximum possible target number and the duration of the antenna rotation, while the The size of the buffer memory is determined by the distribution of the targets over the field of view of the radar device.

Die mittels der Rechenanlage 125 bis 131 ermittelten Feinkoordinaten (#') gelangen jetzt ohne Amplitudenangabe nach Überprüfung: »ob eine ausreichende Anzahl von Zielimpulsen vorhanden war«, über eine hiervon sowie von anderen Kriterien gesteuerte Sperrschaltung 135 zu einem Pufferspeicher 136 für die anschließende Datenübertragung zur fernen Zentrale. Mit Hilfe der erwähnten Sperrschaltung ist es mit einfachen Zusatzeinrichtungen auch möglich, große Festzielkomplexe automatisch von der Weiterleitung fernzuhalten (Kriterium z. B. »mehr als drei unmittelbar benachbarte Zielpunkte«). Die Torschaltung wird durch verschiedene Kriterien gesteuert; so über die Torschaltung 137 durch die Momentanamplitude und die Torschaltung 135 durch die gesamten Amplituden des Ziels. Führen drei und mehr Kondensatoren eine Zielladung, so bedeutet dies oft einen größeren Zielkomplex, der nicht übertragen werden soll. Weiterhin soll die Möglichkeit gegeben sein, bestimmte Koordinatenbereiche auszu-Wenden. Dies geschieht dann über die entsprechend gesteuerte Vielfach-Torschaltung 139. Nur bei gleichzeitiger Erfüllung aller Kriterien ist das Ziel übertragungswürdig, so daß über eine Koinzidenzschaltung 140 das Einschreiben in den Pufferspeicher 136 The fine coordinates (# ') determined by the computer system 125 to 131 are now sent to a buffer memory 136 for the subsequent data transmission via a blocking circuit 135 controlled by this and other criteria after checking: "Whether a sufficient number of target pulses was available" without specifying the amplitude distant headquarters. With the aid of the aforementioned blocking circuit, it is also possible, with simple additional devices, to automatically keep large fixed destination complexes away from forwarding (criterion, for example, »more than three directly adjacent destinations«). The gate switching is controlled by various criteria; so via the gate circuit 137 through the instantaneous amplitude and the gate circuit 135 through the total amplitudes of the target. If three or more capacitors carry a target charge, this often means a larger target complex that should not be transferred. Furthermore, it should be possible to use certain coordinate areas. This then takes place via the correspondingly controlled multiple gate circuit 139. The destination is only worthy of transmission if all criteria are met at the same time, so that the writing in the buffer memory 136 via a coincidence circuit 140

zo freigegeben wird. Die Steuerung des Pufferspeichers erfolgt über einen Schreibgenerator 141 und über einen hiervon getrennten Lesegenerator 142, dessen Takt über einen weiteren Schiebegenerator 143 an die Übertragungsgeschwindigkeit der Fernleitung angepaßt ist.zo is released. The control of the buffer memory takes place via a write generator 141 and via a read generator 142 which is separate therefrom and whose clock is adapted to the transmission speed of the long-distance line via a further shift generator 143.

Die Kapazität des Pufferspeichers 136 beträgt etwa 1000 Koordinatenpaare zu jeweils 35 bit. Für die Speicherung und Fernübertragung ist ein Dezimalcode vorgesehen, wobei jede Dezimalstelle in sich binär verschlüsselt ist. Es werden also für die Entfernungskoordinate drei und für den Azimut vier Dezimalstellen benötigt. Die binäre Verschlüsselung der Ziffern 0 bis 9 erfolgt entweder im prüfbaren 2-aus-5-Code oder im Binärcode mit 4 bit. Im letzteren Fall bleibt ein Rest von 7 bit pro Ziel im Pufferspeicher, der zur Aufnahme von zusätzlichen Signalen dient.The capacity of the buffer memory 136 is approximately 1000 coordinate pairs of 35 bits each. A decimal code is provided for storage and remote transmission, with each decimal place being encoded in binary. So three decimal places are required for the distance coordinate and four decimal places for the azimuth. The binary encryption of the digits 0 to 9 takes place either in a testable 2-out-of-5 code or in a 4-bit binary code. In the latter case, a remainder of 7 bits per target remains in the buffer memory, which is used to receive additional signals.

Da es sich im vorliegenden Fall um einen mit der Antennenrotation quasiperiodischen Informationsfluß handelt und weitere Mittel zur Erkennung von Störungen in der zentralen Großrechenanlage vorhanden sind, ist es zulässig, die Übertragung mit einem nicht prüfbaren Code durchzuführen und dadurch die Übertragungskapazität der Fernleitung besser auszunutzen. Über 35 Ausgangsverstärker 144 (35 bit) werden die zusammengehörigen Koordinatenwerte auf die als Schieberegister ausgeführten Ausgangs-Flip-Flop-Schaltungen 145 übertragen und von diesen unter Hinzufügen eines Synchronisiersignals dem TF-Umsetzer 146 zugeführt. Eine gleichartige Umsetzungsanordnung 147 verarbeitet das Signal für die Radarbildübertragung und das hierfür benötigte und in dem Umsetzer 148 aufbereitete Rotationssignal. Über drei gleichartige Leitungen, die zu Er- satzzwecken zyklisch miteinander vertauscht werden können, gelangen beide Signale zur Zentrale, wo sie nach Demodulation in den Demodulatoren 150 bzw. 149 der Regenerier-Einrichtung 151 und der Großrechenanlage 153 bzw. nach Signaltrennung in der Trennstufe 152 dem Tochtersichtgerät 19 zugeführt werden. Als Ersatzleitung dient ein WT-Kanal mit den Sender-Empfängern 156, 157 und den Umsetzern 158, 159, über den gleichzeitig mit Hilfe der Schaltungsanordnung 160 und 139 die Auswahl der auszublendenden Bereiche (ρ₀, #₀) gesteuert wird.Since this is a quasi-periodical flow of information with the antenna rotation and further means are available for detecting faults in the central mainframe computer system, it is permissible to carry out the transmission with a non-testable code and thereby better utilize the transmission capacity of the trunk line. The associated coordinate values are transmitted via 35 output amplifiers 144 (35 bit) to the output flip-flop circuits 145 , which are designed as shift registers, and are supplied by these to the TF converter 146 with the addition of a synchronization signal. A similar conversion arrangement 147 processes the signal for the radar image transmission and the rotation signal required for this and processed in the converter 148. Via three lines of the same type, which can be cyclically exchanged with one another for replacement purposes, both signals reach the control center, where they are demodulated in the demodulators 150 or 149 of the regeneration device 151 and the mainframe system 153 or after signal separation in the separating stage 152 the child display device 19 are supplied. A WT channel with the transceivers 156, 157 and the converters 158, 159 serves as a substitute line, via which the selection of the areas to be masked out (ρ ₀ , # ₀ ) is controlled simultaneously with the aid of the circuitry 160 and 139.

Für den Fall stärkerer Störungen im Radarbild reicht die Übertragungskapazität einer TF-Leitung nicht mehr aus. Hier erscheint die Aufwendung fol-In the event of stronger interference in the radar image, the transmission capacity of one TF line is sufficient no longer off. Here the expenditure appears

gender Maßnahmen möglich, um die Koordinatenübertragung zur Zentrale bis zu einem gewissen Grad doch noch zu ermöglichen.gender measures possible to transfer the coordinates to the headquarters to a certain extent but still to enable.

a) Verringerung der Genauigkeit auf 1% bzw. 1° in Entfernung und Azimut (das entspricht etwa dreiundzwanzig zu übertragenden Ziffernstellen), indem die jeweils letzten Dezimalstellen und die Zusatzsignale im Pufferspeicher 135 nicht mehr abgefragt werden. Durch diese Maßnahme kann die Übertragungskapazität um den Faktor 1,5 erhöht werden.a) Reduction of the accuracy to 1% or 1 ° in distance and azimuth (this corresponds to about twenty-three digit places to be transmitted), in that the last decimal places and the additional signals in the buffer memory 135 are no longer queried. This measure can increase the transmission capacity by a factor of 1.5.

b) Verteilung der Zielkoordinaten im Zeitmultiplexverfahren auf mehrere parallele Leitungen gleichen Typs. Hierzu ist eine Umschaltung der Leitungen, der Taktgeschwindigkeit im Pufferspeicher sowie der Einbau mehrerer paralleler Ausgangsstufen im Pufferspeicher notwendig.b) Distribution of the target coordinates using the time division multiplex method over several parallel lines same type. This requires switching the lines and the clock speed in the buffer memory as well as the installation of several parallel output stages in the buffer memory is necessary.

c) Ausblendung der Bereiche mit besonders vielen Störungen bzw. Festzielen (ρ₀, #₀). Diese Ausblendung kann sowohl fest einstellbar als auch, wie bereits erläutert, über den WT-Kanall56 bis 159 und die Schaltungsanordnungen 160 und 139 fernbedienbar vorgesehen werden.c) Blanking out the areas with a particularly high number of disturbances or fixed targets (ρ ₀ , # ₀ ). This masking can be fixed and, as already explained, can be provided remotely via the WT channels 56 to 159 and the circuit arrangements 160 and 139.

Alle diese Maßnahmen, deren Einleitung z.B. von einem bestimmten Füllungszustand des Pufferspeichers abhängig gemacht werden kann, sollen dabei so lange aufrechterhalten bleiben, bis die im Pufferspeicher aufgestaute Informationsmenge aufgearbeitet ist bzw. die angelieferte Informationsmenge auf ein eine kontinuierliche Übertragung ermöglichendes Ausmaß abgeklungen ist.All of these measures, the initiation of which, for example, depends on a certain filling level of the buffer tank can be made dependent, should be maintained until the im Buffer memory accumulated amount of information has been processed or the amount of information supplied has subsided to an extent that enables continuous transmission.

F i g. 3 zeigt das Blockschaltbild einer erweiterten Anlage zur Koordinatenerfassung und Übertragung aller im Radarbildsignal auftretenden Zielpunkte. Das Videosignal vom Radargerät 1 wird dem Kondensatorspeicher 171 zugeführt und nach Bandbreiteneinengung und Störbefreiung von seinem Ausgang mit einer Geschwindigkeit von maximal 15 000 Zielen pro Sekunde über die Leitung 174 (RaBÜ) übertragen. Aus dem Ausgangssignal des Kondensatorspeichers 171 werden in der Einrichtung 172 in der an Hand der Fi g. 2 beschriebenen Weise die Koordinatenwerte der vorhandenen Ziele abgeleitet und über die Übertragungsleitung 175 mit einer Geschwindigkeit von 150 Zielen pro Sekunde zur Tochterstation übertragen (ARZtX). Die hier beschriebene Anlage weist nun gegenüber der Anlage nach Fig.2 zusätzlich eine Einrichtung 173 zur laufenden automatischen Verfolgung einer bestimmten Anzahl, z. B. hundert, von Zielpunkten auf. Diese Einrichtung 173, der das gleichzeitig über die Leitung 175 übertragene Signal ARZOl zugeführt wird, besteht aus einer entsprechenden Anzahl von »Zielverfolgungsschleifen«. Jede dieser einzelnen Zielverfolgungsschleifen besteht in bekannter Weise aus einer Torschaltung, die nur in der Nähe der erwarteten Zielposition durchlässig wird, und einer Anordnung zur Erfassung der Koordinaten des während dieser Zeit auftretenden Zielpunktes. Diese Koordinatenwerte werden gespeichert, und aus ihnen wird durch Extrapolation auf Grund der gemessenen Geschwindigkeit des Ziels und eventuellen Zusatzwerten die vermutlich neue Zielposition ermittelt, auf die sich dann die genannte Torschaltung einstellt, so so daß sie bei der nächsten Abtastung wieder in unmittelbarer Nähe des zu erfassenden Zieles durchlässig wird. Da die Zielverfolgungsschleifen 173 hinter der Einrichtung zur Koordinatenerfassung 172 angeordnet sind, können die erfaßten Koordinatenwerte G4i?ZÜl-Signal) für die Zielverfolgung mit ausgenutzt werden. Eine vor den einzelnen Zielverfolgungsschleifen angeordnete Torschaltung wird nach Umwandlung der Koordinatenpaare aus Polarkoordinaten (ρ, ϋ) in rechtwinklige Koordinaten (x, y) durchF i g. 3 shows the block diagram of an expanded system for the acquisition of coordinates and the transmission of all target points occurring in the radar image signal. The video signal from radar device 1 is fed to capacitor memory 171 and, after bandwidth narrowing and interference clearance, is transmitted from its output at a maximum speed of 15,000 targets per second via line 174 (RaBÜ) . From the output signal of the capacitor store 171 are in the device 172 in the on the basis of Fi g. 2, the coordinate values of the existing targets are derived and transmitted to the daughter station via the transmission line 175 at a rate of 150 targets per second (ARZtX). The plant described here now additionally includes in relation to the installation according to Figure 2 comprises means 173 for continuous automatic tracking of a certain number, z. B. a hundred, of target points. This device 173, to which the signal ARZOL simultaneously transmitted via line 175 is fed, consists of a corresponding number of "target tracking loops". Each of these individual target tracking loops consists in a known manner of a gate circuit, which is only permeable in the vicinity of the expected target position, and an arrangement for detecting the coordinates of the target point occurring during this time. These coordinate values are stored, and from them the presumably new target position is determined by extrapolation based on the measured speed of the target and any additional values, to which the aforementioned gate circuit then adjusts so that it is again in the immediate vicinity of the next scan capturing target becomes permeable. Since the target tracking loops 173 are arranged behind the device for coordinate acquisition 172 , the acquired coordinate values G4i (ZÜ1 signal) can also be used for target tracking. A gate circuit arranged in front of the individual target tracking loops is activated after the coordinate pairs have been converted from polar coordinates (ρ, ϋ) into right-angled coordinates (x, y)

ίο eine Koinzidenzanordnung gesteuert, der die momentan anliegenden Koordinaten vom Radargerät und die extrapolierten (vorausberechneten) Zielkoordinaten zugeführt werden. Die Extrapolation der neuen Zielkoordinaten geschieht in bekannter Weise im Analogverfahren mit einem Regelverstärker für jede Koordinate oder in digitaler Form durch ein Rechengerät mit Speichern.ίο a coincidence arrangement controlled that the momentary coordinates from the radar device and the extrapolated (precalculated) target coordinates are fed. The extrapolation of the new target coordinates takes place in a known manner in Analog process with a control amplifier for each coordinate or in digital form by a computing device with save.

Zum Ansetzen und zur laufenden Kontrolle der Zielverfolgungsschleife von der zentralen Rechen-For setting up and ongoing control of the target tracking loop from the central computing

ao anlage aus dient ein besonderer Fernsteuerungskanal 177, da die Zielverfolgungsschleife 173 über die Leitungen 178,179 und eventuellen weiteren Leitungen von mehreren einander überdeckenden Radargeräten gespeist werden können und daher die Erkennung und Verfolgung in Abschattungsgebieten oder gestörten Zonen von der Zentrale aus wesentlich leichter und genauer möglich ist. Die Zielpositionen werden an den Ausgängen der Zielverfolgungsschleifen 173 zyklisch abgefragt und über den Kanal 176 mit einer Geschwindigkeit von maximal 15 Zeilen pro Sekunde zur Zentrale übertragen. Ist der ARZÜl-Kanal gestört, z. B. durch Überfüllung des Pufferspeichers, werden dann wenigstens die wichtigsten der vom Rechner ausgewählten Ziele mit übertragen.In addition, a special remote control channel 177 is used, since the target tracking loop 173 can be fed via the lines 178, 179 and any other lines from several overlapping radar devices, and therefore the detection and tracking in shaded areas or disturbed zones from the control center is much easier and more accurate is possible. The target positions are queried cyclically at the outputs of target tracking loops 173 and transmitted to the control center via channel 176 at a maximum speed of 15 lines per second. If the ARZÜl channel is disturbed, e.g. B. by overfilling the buffer memory, at least the most important of the destinations selected by the computer are also transferred.

Zur Übertragung des Zeitpunktes, zu dem das Ziel erfaßt wurde, bestehen verschiedene Möglichkeiten. So kann der Zeitpunkt wie eine Entfernung mit den Zielkoordinaten zusammen übertragen werden. Weiterhin läßt sich der Antennenrotationskanal des vom Speicher 172 eingeengten Radarbildsignal (RaBÜ) ausnutzen. Hierzu werden die Zeitpunkte ermittelt, zu denen bestimmte Winkelwerte auftreten, so daß die Zuordnung der im Datenkanal übertragenen Winkelkoordinaten zu bestimmten Zeitelementen möglich ist. Da die Entfernungszeitpunkte auf etwa 0,1 Sekunde genau sein müssen und die Antennenumlaufzeit 2 bis 20 Sekunden beträgt, ist so die Übertragung von 20 bis 200 Winkelzeitzuordnungen pro Sekunde möglich. Schließlich können die Nordmarke und eventuelle weitere Winkelmarken im Datenkanal 146, 150 in Fig. 2 unter Umgehung des Pufferspeichers 136 übertragen werden, während gleichzeitig in der zentralen Rechenanlage eine »Uhr«, d. h. eine elektronische Zählkette, in Tritt gehalten wird, durch die sich dann die Winkelzeitzuordnung bestimmt.There are various options for transmitting the point in time at which the target was recorded. In this way, the point in time and a distance can be transmitted together with the target coordinates. Furthermore, the antenna rotation channel of the radar image signal (RaBÜ) restricted by the memory 172 can be used. For this purpose, the times at which certain angle values occur are determined, so that it is possible to assign the angle coordinates transmitted in the data channel to certain time elements. Since the distance times must be accurate to about 0.1 second and the antenna rotation time is 2 to 20 seconds, the transmission of 20 to 200 angular time assignments per second is possible. Finally, the North brand and any other angle marks in the data channel 146 2 to 150 in FIG. Bypassing the buffer memory are transmitted 136, while in the central computer system a "clock" that is, an electronic counting chain is kept in passage through the then determines the angular time allocation.

Geht ein Ziel verloren (z. B. dadurch, daß mehrere Zielpunkte während der Öffnungszeit der Torschaltung auftreten und die Zielverfolgungseinrichtung irritieren), so meldet die Zielverfolgungseinrichtung dieses automatisch über den Überwachungskanal an die zentrale Rechenanlage, die dann mit Hilfe der ihr zur Verfügung stehenden Informationen von anderen Radargeräten, Peilern, Flugplänen usw. die weitere Steuerung der Zielverfolgungseinrichtung am Radargerät über den Fernsteuerkanal so lange übernimmt, bis wieder Eindeutigkeit vorliegt.If a target is lost (e.g. due to the fact that several target points during the opening time of the gate circuit occur and irritate the target tracking device), the target tracking device reports this automatically via the monitoring channel to the central computer system, which then with the help of you available information from other radars, direction finders, flight plans, etc. the further Control of the target tracking device on the radar device via the remote control channel takes over as long as until it is unambiguous again.

Vom Radargerät werden also zur Zentrale übertragen: The following are transmitted from the radar device to the control center:

1. Das RaBÜ-Signal, d. h. die gesamte Information in Analogform einschließlich aller Totzeiten, Festzielkomplexe usw.1. The RaBÜ signal, ie the entire information in analog form including all dead times, fixed target complexes, etc.

2. Das ^jRZf/lSignal, d. h. die Koordinatenwerte aller empfangenen Zielimpulse, die nicht eindeutig als uninteressant ausgeschieden werden können.2. The ^ jRZf / l signal, i. H. the coordinate values of all target impulses received that are not clearly rejected as uninteresting can.

3. Das ^jRZi/2-Signal, d. h. die Koordinatenwerte von wenigen Zielpunkten (z. B. 100), die von der Zentrale ausgewählt werden.3. The ^ jRZi / 2 signal, i. H. the coordinate values from a few target points (e.g. 100) selected by the control center.

Das RaBÜ-Signal dient nach Umwandlung in einem Tochter-PPI zur visuellen Überwachung des gesamten Luftraums. Das /li?Z£/l-Signal dient als Eingabesignal für die zentrale Rechenanlage und gleichzeitig als Eingangssignal für die Zielverfolgungseinrichtung 173, der dann das ^4i?Z£72-Signal entnommen werden kann, das eine laufende Flugwegschreibung für einige ausgesuchte Ziele ergibt. After conversion in a subsidiary PPI, the RaBÜ signal is used for visual monitoring of the entire airspace. The / li? Z £ / l signal serves as an input signal for the central computer system and at the same time as an input signal for the target tracking device 173, from which the ^ 4i? Z £ 72 signal can be taken, which results in a current flight path for some selected targets .

2020th

Claims

Patent claims:

1. Method for the transmission of individual distance range elements with the aid of one Allocated individual storage of existing intermediate storage free of interference and in the frequency band narrowed radar image signals to daughter stations, characterized in that in addition to the transmission of image signals at When a target pulse occurs in one of the storage elements (in 112) the status of one of a reading arrangement (15) controlled by a clock generator or a counting device coupled therewith queried in a manner known per se as the distance coordinate (ρ) of the target and in likewise in a manner known per se, together with the one coupled to the rotating antenna Encoder (121 to 123) obtained angular coordinate (#) of the target to the Daughter stations is transferred.

2. The method according to claim 1, characterized in that the amplitude values of the targets can only be transmitted if the amplitude differs from the previous distance or angle element has changed.

3. Arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that that as a coding device a counting circuit

(123) is used, which is controlled by a pulse generator (122), which is controlled by a servo system (121) is coupled to the rotating antenna.

4. The method according to claim 1, characterized in that the distance coordinate (ρ) of a radially distributed target over two or more storage elements is improved in that an electronic arithmetic unit derives the improved distance coordinate (ρ ') from the amplitude distribution over the distance elements.

5. The method according to claim 1, characterized in that the angular coordinate (■ &) of a target distributed tangentially over two or more storage elements is improved in that an electronic arithmetic unit (125 to 131) uses the amplitude distribution over the angular elements to obtain the improved angular coordinate (# ') derives.

6. The method according to claim 1, characterized in that instead of the distance coordinate the difference in distance to the zero point is the difference in distance to the previous one Destination is transmitted when the first-mentioned difference distance exceeds a certain maximum amount.

7. The method according to claim 1, characterized in that the coordinate values of the detected Targets are fed to a group of remotely controllable target tracking loops (173), which capture a limited number of targets, whose current coordinate values then continue transmitted and / or supplied to suitable evaluation devices.

8. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the irregular from Arithmetic unit delivered information quickly written into a buffer memory (136) and can be read out from this slowly and regularly to the transmission line.

Considered publications:

German Auslegeschrift No. 1025 022;

French Patent No. 1147 248;

Telecommunications magazine, 6 (1953),
(August), pp. 389 to 395;

radio mentor, 24 (1958), 11 (November), pp. 761 to 766.

For this purpose 2 sheets of drawings