DE1303131C1

DE1303131C1 - Circuit arrangement for increasing the angular bearing accuracy in a panoramic radar device

Info

Publication number: DE1303131C1
Application number: DE19651303131
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing 8000 München Krause
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-07-28
Filing date: 1965-07-28
Publication date: 1977-09-15

Description

unterschreitet, ist mit <pi_max bzw. <p_2max bezeichnet. Zum Zeitpunkt /2_max. der dem Winkel qo_2fnax entspricht, wird der Markierungsimpuls ausgelöst (Fig. Ib) und dem Sichtgerät zur Anzeige zugeführt. Sind die auftretenden Ziele immer gleich groß, so ist die Zielposition immer um den gleichen Winkel _{falls below} , is denoted by <pi _max or <p 2max. At the time / 2 _max . which corresponds to the angle qo _2fnax , the marking pulse is triggered (Fig. Ib) and fed to the viewing device for display. If the occurring targets are always the same size, the target position is always at the same angle

bzw. um die entsprechende Zeitdifferenzor by the corresponding time difference

/max = -y (h_mm — flmax)/ max = -y (h _mm - flmax)

gegenüber dem Markierungsimpuls verschoben. Man kann dies in der Praxis in einfacher Weise ausgleichen, indem man das Koordinatensystem auf dem Bildschirm entgegen der Bewegungsrichtung des Schreibstrahls um den Winkel Φ™, verdreht. Damit erhält man eine winkelrichtige Anzeige der Zielposition.shifted compared to the marking pulse. This can be easily compensated for in practice, by moving the coordinate system on the screen against the direction of movement of the writing beam the angle Φ ™, twisted. This gives you a Angular display of the target position.

Bei einem Ziel mit kleinerer Echointensität (Kurve 2) und gleichem Azimutwinkel φο würde jedoch eine falsche Zielposition angezeigt werden. Bezeichnet man die Schnittpunkte des Echosignals 2 mit der Schwelle 3 mit q>\ bzw. φ₂, dann würde der Markierungsimpuls zum Zeitpunkt /2, der ψ;> entspricht, ausgelöst werden. Bezogen auf die Symmetrielinie, ist dieser Impuls um die Zeit T='/2 (V₂-/1) verschoben, d. h., um eine winkelrichtige Anzeige zu erhalten, muß er um die Zeit ΔΤ= T_mm- Γ verzögert werden, bevor er zur Anzeige gelangt.In the case of a target with a lower echo intensity (curve 2) and the same azimuth angle φο, however, an incorrect target position would be displayed. If the points of intersection of the echo signal 2 with the threshold 3 are denoted by q> \ or φ ₂ , then the marking pulse would be triggered at time / 2, which corresponds to ψ;>. In relation to the symmetry line, this pulse is _{shifted by the time T = '/ 2 (V 2} - / 1), that is, in order to obtain an angularly correct display, it must be delayed by the time ΔΤ = T _mm - Γ before it comes to the display.

Eine zur Ausführung der beschriebenen Funktionen geeignete Schaltung ist in Fig.2 im Blockschaltbild dargestellt, und ihre Funktion wird an Hand der Diagramme von F i g. 3a - 3d behandelt.A circuit suitable for performing the functions described is shown in the block diagram in FIG and their function is illustrated with the aid of the diagrams in FIG. 3a - 3d treated.

Der Vergleich zwischen dem Empfangsspannungsverlauf und der Schwelle wird mit einem Schmitt-Trigger ST durchgeführt. Zum Zeitpunkt fi wird die Schwelle durch ein Echosignal 4 überschritten, wodurch der Schmitt-Trigger STzum Umkippen veranlaßt wird. Das Rückkippen erfolgt zum Zeitpunkt f2, zu dem die Schwelle wieder unterschritten wird. Am Ausgang dieses Schmitt-Triggers STkann demnach ein Impuls 5 der Dauer (t₂— fi) abgenommen werden. Zur Zeit ii wird ein monostabiler Multivibrator MV in seine Arbeitslage gebracht, aus der er nach der Zeit te™« — fimax) ⁼ Schwellwertüberschreitungszeit beim größten Zielecho (die einen konstanten Wert hat) zurückkippen würde. Von dieser Zeitdifferenz ist zum Zeitpunkt h nur noch die RestzeitThe comparison between the received voltage curve and the threshold is carried out with a Schmitt trigger ST. At time fi, the threshold is exceeded by an echo signal 4, whereby the Schmitt trigger ST is caused to tip over. The tilting back takes place at time f2, at which the threshold is again undershot. At the output of this Schmitt trigger ST, a pulse 5 of duration (t ₂ - fi) can accordingly be picked up. At time ii, a monostable multivibrator MV is brought into its working position, from which it would tip back after the time te ™ «- fimax) ⁼ threshold value exceeding time at the greatest target echo (which has a constant value). Of this time difference, only the remaining time is left at time h

^TK = ftmax - f 1 max) ~ (k ~ Ί ) ^T K = ftmax - f 1 max) ~ (k ~ Ί)

übrig. Es soll, beginnend vom Zeitpunkt ί₂, nur noch die Zeitdifferenzleft over. Starting from time ί ₂ , only the time difference should be

vergehen, ehe der Markierungsimpuls erzeugt wird. Diese Zeit ist jedoch gleich der halben Restzeit Tr. Es muß also dafür gesorgt werden, daß diese Restzeit halbiert wird.pass before the marking pulse is generated. However, this time is equal to half the remaining time Tr. It must therefore be ensured that this remaining time is halved.

Auf die Verhältnisse des monostabilen Multivibrators MVangewandt, heißt dies, daß der Entladevorgang vom Zeitpunkt fc ab um den Faktor 2 beschleunigt werden muß. Dies geschieht in einfacher Weise durch Halbierung des Endadewiderstandes des zeitbestimmenden Gliedes AC₁ z. B. durch einfaches Parallelschalten eines gleich großen Widerstandes zum Entladewiderstand eines Kondensators. Hierzu ist der Schalter S vorgesehen. Der Entladevorgang des Gliedes ÄCcles monostabilen Multivibrators erfolgt in Wirklichkeit nicht geradlinig, wie es in F i g. 3c der Einfachheit halber gezeichnet ist, sondern nach einer e-Funktion. Hierdurch entsteht jedoch kein Fehler.Applied to the conditions of the monostable multivibrator MV, this means that the discharge process must be accelerated by a factor of 2 from time fc onwards. This is done in a simple manner by halving the end charging resistance of the time-determining element AC ₁ z. B. by simply connecting a resistor of the same size in parallel to the discharge resistor of a capacitor. The switch S is provided for this purpose. The unloading process of the limb ÄCcles monostable multivibrator does not actually take place in a straight line, as shown in FIG. 3c is drawn for the sake of simplicity, but according to an exponential function. However, this does not result in an error.

Das Zurückkippen des monostabilen Multivibrators MV zum Zeitpunkt /3 dient als Anstoß zur Erzeugung eines Markierungsimpulses 6 im nachgeschalteten — ebenfalls monostabilen — Impulsgenerator I. Von diesem Zeitpunkt an ist die Schaltung wieder bereit, ein neues Zielecho zu verarbeiten.The tilting back of the monostable multivibrator MV at time / 3 serves as an impetus for generating a marking pulse 6 in the downstream - also monostable - pulse generator I. From this time on, the circuit is again ready to process a new target echo.

Da diese Schaltung so lange zufriedenstellend arbeitet, als ein eindeutiger Empfangsspannungsverlauf vorliegt, darf bis zum Abschluß eines Auswertevorganges jeweils nur ein Ziel überstrichen werden. Das beschriebene Verfahren kann deshalb besonders vorteilhaft dann angewandt werden, wenn z. B. durch Festzeichenfilter eine Unterdrückung von Festzielechos vorgenommen ist und dadurch deren Überlagerung mit Bewegtzielen vermieden wird. Weiterhin ist es vorteilhaft, eine Trennung der Signale nach der Entfernung vorzunehmen, d. h. Radargeräte mit Entfernungstoren zu verwenden. Das Blockschaltbild eines Radargerätes, welches in dieser Weise aufgebaut und mit einer Markierungsschaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens versehen ist, zeigt F i g. 4.Since this circuit works satisfactorily as long as a clear received voltage curve is present, only one target may be swept over at a time until an evaluation process has been completed. The The method described can therefore be used particularly advantageously when, for. B. by Fixed character filter a suppression of fixed target echoes is made and thus their superimposition with Moving aiming is avoided. It is also advantageous to separate the signals after they have been removed to undertake, d. H. Use radars with range gates. The block diagram of a radar device, which is constructed in this way and with a marker circuit for carrying out the invention Method is provided, FIG. 4th

Die von der Antenne A aufgenommenen Echosignale werden über eine Sendeempfangsweiche W einem Mischer M zugeführt, dessen Oszillator mit O bezeichnet ist. Über einen Verstärker V gelangen die Echosignale auf eine Zwischenfrequenzleitung, von der aus nacheinander über Schalter einzelne Entfernungstore angeschaltet werden, bei denen ausgangsseitig Abfrageschalter angeordnet sind, welche in entsprechender zeitlicher Folge die gespeicherten Ausgangsspannungen der einzelnen Entfernungstore über eine Videoleitung einem Sichtgerät SG zuführen. Jedes Entfernungstor enthält ein Festzeichenfilter FF, einen Gleichrichter G und einen Verstärker VT. Die nachgeschaltete Markierungseinrichtung MSentspricht der an Hand von F i g. 2 erläuterten Schaltung, die mit ihren Klemmen 7 und 8 an den entsprechend bezeichneten Stellen des Entfernungstores angeschlossen wird. Das Festzeichenfilter übernimmt bei dieser Anordnung gleichzeitig die Funktion des Integrators. Es lassen sich somit bekannte Geräte in einfacher Weise durch Einfügung der Markierungsschaltung MS nachrüsten, so daß auch bei ihnen die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich ist.The echo signals picked up by the antenna A are fed to a mixer M , the oscillator of which is denoted by O , via a transmission / reception splitter W. Via an amplifier V , the echo signals reach an intermediate frequency line, from which individual distance gates are switched on one after the other via switches, with interrogation switches on the output side, which feed the stored output voltages of the individual distance gates to a viewing device SG in a corresponding time sequence via a video line. Each range gate includes a fixed-character filter FF, a rectifier G and an amplifier VT. The downstream marking device MS corresponds to that on the basis of FIG. 2, which is connected with its terminals 7 and 8 to the correspondingly designated points of the distance gate. In this arrangement, the fixed-character filter simultaneously takes on the function of the integrator. Known devices can thus be retrofitted in a simple manner by inserting the marking circuit MS , so that the method according to the invention can also be carried out on them.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Claim:

Circuit arrangement for increasing the precision of the angle measurement in the case of a panoramic radar device, which is made up of a width resulting from integration Echo signal through fine resolution a narrow marking in the serving for the exact target display pulse forms and a correction for the position of the marker pulse as a function of the Time difference between the marked by exceeding or falling below a threshold value Duration of the widest expected echo signal and the duration of the actual echo signal Halves the remaining time, characterized in that a Schmitt trigger is provided that when the Threshold value is brought to tip over by an echo signal and after falling below the threshold value tilts back again due to the trailing edge that a monostable multivibrator is provided, which is triggered at the same time as the Schmitt trigger flips over and the duration of the reversal initially equal to the duration of the widest echo signal specified for the respective device is that after falling below the threshold value by the actual echo signal, the tilt back period of the multivibrator by a change in the time-determining FLC-GIiedes to half of the remaining time, limited and when tilting the multivibrator back into the stable state of Marking pulse is triggered.

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The invention relates to a circuit arrangement for increasing the angular bearing accuracy in a panoramic radar device, which uses a wide echo signal resulting from integration by fine resolution to form a narrow marker pulse serving for the precise target display and a correction for the position of the marker pulse as a function of the time difference between the by exceeding or falling below a threshold value marked duration of the broadest expected echo signal and the duration of the actual echo signal by halving the remaining time.

The display of a target on the radar screen of round view systems is not punctiform, but extends over an angular range that depends on the half width of the antenna used. The larger the half- width, the wider the display. With a 55 * symmetrical antenna lobe, the exact angular position of a target is given by the position of the symmetry line of the display on the screen. An observer who reads the target coordinates from the screen must therefore seek out this line of symmetry. and their - location ,, z. B. with the help of a drawn coordinate system. This is an estimation process and is therefore subject to an error that will be greater the greater the amount. The display is wider. It can therefore happen that, due to this inaccuracy, the requirements that are placed on the direction finding accuracy can no longer be met.

Ein ähnlicher Fall liegt vor, wenn man dieA similar case arises if you have the

Wants to convert angle information of the targets into a digital form for further processing.

The envelope of the echo pulses - referred to below as the echo signal - is often converted into a Impulse of a certain width transformed. As a criterion for the point in time at which the pulse should be triggered, can be the exceeding of a threshold value or the reaching of the maximum of the received voltage curve be accepted. The latter option often fails because the dynamics of the recipient cannot be made sufficiently large, so that the received voltage curve in the case of strongly incident target echoes is flattened. This greatly affects the accuracy of the maximum determination.

It is known (Proc. IEE 107B [1960] Suppl. 19 [March], pp. 36-46), when a threshold value is exceeded by an echo signal, a counting circuit in To set the activity to double the counting speed when the threshold value is undershot it is switched over in that a counting pulse of the clock generator is counted twice. Upon reaching a given maximum value, a marking pulse is emitted, which is used to display the target. This type of improvement in angular accuracy results from the use of digital Counting circuits not only involve a relatively large amount of effort, but also difficulties in that z. B. an even maximum value is then no longer clearly reached when the switch to the double counting speed takes place with an odd count.

According to the invention, which relates to a circuit arrangement of the type mentioned, the difficulties mentioned are avoided in that a Schmitt trigger is provided which is caused to tip over by an echo signal when the threshold value is exceeded and by the trailing edge after the threshold value is fallen below tilts back again that a monostable multivibrator is provided, which is triggered simultaneously with the tilting of the Schmitt trigger and whose tilt back duration is initially equal to the duration of the broadest echo signal specified for the respective device, that after the actual echo signal falls below the threshold value, the tilt back duration of the multivibrator is limited to half of the remaining time by a change in the time-determining ÄC element caused by the tilting back Schmitt trigger and is triggered when the multivibrator tilts back into the stable state of the marker pulses .

In this way, the angular bearing accuracy can be carried out with a higher degree of accuracy despite the low expenditure.

Further details are explained in more detail with reference to drawings, in which the mode of operation of the invention is explained in more detail with reference to block diagrams and diagrams.

In Fig. la sind die durch einen Integrator zu einem Echosignal in Form der¹ Einhüllenden der Echoimpulse umgewandelten Empfangsspannungen 1 und 2 zweier Ziele mit stark unterschiedlicher Intensität dargestellt. Dabei ist angenommen, daß das Echosignal 1 dem maximal zu erwartenden Echosignal für das jeweilige Radargerät entspricht und daß bei Abfall der Rückflah* -ke dieses Echosignals unter eine Ansprechwelle 3 ein Markierungsimpuls 1' abgegeben wird. Der Winkel, bei dem die Spannung 1 die' Schwelle 3 über- bzw. ^{In FIG. 1 a,} the received voltages 1 and 2 of two targets with greatly different intensities, converted by an integrator to form an echo signal in the form of the 1 envelope of the echo pulses, are shown. It is assumed here that the echo signal 1 corresponds to the maximum echo signal to be expected for the respective radar device and that when the rebound of this echo signal drops below a response wave 3, a marking pulse 1 'is emitted. The angle at which voltage 1 exceeds or exceeds threshold 3.