DE1473995C - Radar Lageplananzeigesystem - Google Patents

Description

3 4

Umsetzern 24, 25, 26, 27 und Integratoren 28, 29, generators 23 verbunden werden. Infolge, der digi-30 und 31 erzeugt, um sowohl Entfernungs- und talen Wirkungsweise wird die Güte der empfangenen Azimutinformation als auch Markierungen auf dem Information nicht beeinträchtigt, treten Drift-Schirm der Kathodenstrahlröhre darzustellen. probleme nicht auf und können Schwankungen der ■ Wie üblich, ist der digitale Sinus-Kosinus-Signal- 5 Speisespannungen keinen unerwünschten Einfluß generator 22 dabei mit der Antennenantriebswelle 13 ausüben.

gekoppelt und liefert dieser Generator mit dem Die beiden Verstärker in jeder der erwähnten Sinus und Kosinus der Winkelverdrehung 0 der Parallelschaltungen sind vorzugsweise vom drift-Antennenantriebswelle oder einer mit dieser gekup- freien Typ und soweit wie möglich von gleicher pelten Welle variierende Ausgangssignale. Vorzugs- io Bauart und Bemessung. Wenn die respektiven weise werden diese Ausgangssignale durch eine aus Kurzschlußschalter 56 bis 63 geschlossen sind, sind zehn Bits bestehende binäre Zahl für jeden der die zugehörigen Verstärker unwirksam. Die Kurz-Sinus- und Kosinuswerte mit einem zusätzlichen Schlußschalter sind als elektronische Schalter aus-Bit zum Angeben des Vorzeichens des Ausgangs- geführt und werden, gleich wie die erwähnten digisignals gebildet. 15 talen Schalter, von Schaltsignalen der Zeitsteuer-Der digitale Markierungssignalgenerator 23 wird vorrichtung 14 betätigt. Diese Zeitsteuervorrichtung bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine Rechen- ist derartig programmiert, daß die Kurzschlußschalmaschine gebildet, die Ausgangssignale liefert, die ter 56 bis 63 im Ruhezustand alle geschlossen sind X- und Y-Koordinatenwerte kartesischer Markie- und daß im Arbeitszustand entweder die Kurzrungen darstellen. Diese Ausgangssignale werden 20 schlußschalter 56,58,60,62 oder die Kurzschlußebenfalls durch eine aus zehn Bits bestehende binäre schalter 57, 59, 61, 63 geöffnet sind.
Zahl für jeden der X- und y-Werte mit ebenfalls Da bei diesem neuen System analoge Integratoren einem zusätzlichen Bit zum Angeben des Vor- verwendet werden, können die für Messungen im zeichens des Ausgangssignals gebildet. Nahbereich erforderlichen steil verlaufenden Säge-

Gemäß der Erfindung wird nun eine besonders 25 zahnspannungen ohne weiteres erzeugt werden.

günstige und vorteilhafte Bauart des oben beschrie- Trotz der Verwendung von analogen Integratoren

benen Systems erhalten, wenn: . ist bei diesem System eine gegenseitige Verschiebung

! vier digitale Schalter 32, 33, 34 und 35 vorhanden zwischen der auf dem Schirm der Kathodenstrahl-

sind, über die entweder die Ausgangssignale des röhre dargestellten Zielinformation und ihre auf

j digitalen Sinus-Kosinus-Signalgenerators 22 oder die 30 diesem Schirm wiedergegebene Markierung (Drift)

'' Ausgangssignale des digitalen Markierungssignal- dadurch ausgeschlossen, daß der zum Erzeugen einer

generators 23 den Digital-Analog-Umsetzern 24 bis Sägezahnspannung vorhandene Integrator und der

27 zugeführt werden können; zum Verstärken einer Markierungsablenkspannung

der Ausgang jedes Digital-Analog-Umsetzers über vorgesehene Verstärker parallelgeschaltet sind und

eine unmittelbare Verbindung 36, 37, 38 bzw. 39 an 35 daß die Verwendung elektronischer Schalter in den

ein zugehöriges Paar parallelgeschalteter Verstärker Zuführungsleitungen zu diesem Integrator und zu

40, 41; 42, 43; 44, 45 bzw. 46, 47 angeschlossen diesem Verstärker vermieden ist, so daß die der

ist, von denen einer durch einen zwischen seinem Anzeigevorrichtung zugeführte Ablenkspannung

Eingang und seinem Ausgang geschalteten Konden- stets gleich der Summe der am Ausgang jedes der

sator 48,49,50 bzw. 51 als Integrator und der an- 40 beiden parallelgeschalteten Verstärker vorhandenen

dere durch einen zwischen seinem Eingang und Spannungen ist.

seinem Ausgang geschalteten ohmschen Widerstand Die Wirkungsweise des beschriebenen Systems

52, 53, 54 bzw. 55 als linearer Verstärker wirkt; kann an Hand der in Fig. 2a bis 2g dargestellten

der erwähnte Kondensator und der erwähnte Zeitdiagramme wie folgt erläutert werden.
Widerstand von je einem Kurzschlußschalter 56, 45 Zum Zeitpunkt /₀₀ in Fig. 2a liefert die Zeit-

57; 58, 59; 60, 61 bzw. 62, 63 überbrückt sind und steuervorrichtung 14 einen Vorsynchronisierungs-

der Ausgang jeder dieser Parallelschaltungen mit impuls, der u. a. die Erzeugung der in F i g. 2 c

einem Ablenkorgan gekoppelt ist. . dargestellten Schaltsignals vermittelt, das über die

Die vier Digital-Analog-Umsetzer 24 bis 27 wer- Leitung 64 den digitalen Schaltern 32, 33, 34 und 35

den z. B. durch je einen aus gleichen Widerständen 50 zugeführt wird, die infolgedessen den Sinus-Kosinus-

aufgebaufen Kettenleiter gebildet. Solche Digital- Signalgenerator 22 während der Dauer des Schalt-

Analog-Umsetzer sind an sich bekannt; ihnen liegt signals mit den Digital-Analog-Umsetzern 24 bis 27

das Prinzip von Stromaddition den Kettenleiter ent- verbinden. Die Kurzschlußschalter 56 bis 63 befin-

lang zugrunde, wobei jeder Teilstrom durch die den sich dann noch im dargestellten Ruhezustand,

Stelle, an der das Bit in den Kettenleiter empfan- 55 wobei sämtliche Verstärker unwirksam sind. Nach

gen wird, automatisch mit der für diese Stelle einem Zeitverlauf, der hinreichend lang ist, damit

gültigen Potenz von V2 im Endergebnis zum Aus- die Digital-Analog-Umsetzer 24 bis 27 sich auf die

druck gebracht wird. Die Inversion der Strom- Ausgangssignale des Sinus-Kosinus-Signalgenerators

zuführung für das Vorzeichenbit liefert bei Anwen- 22 einstellen können, liefert die Zeitsteuervorrich-

dung des komplementären binären Codes die richtige 60 tung 14 zum Zeitpunkt t_g den üblichen in F i g. 2 d

Beziehung zwischen der Polarität des Ausgangs- dargestellten Synchronisierungsimpuls. Dieser Syn-

stromes und dem Vorzeichen der empfangenen digi- chronisierungsimpuls bildet den Sendeimpuls und

talen Zahl. vermittelt weiterhin u. a. die Erzeugung des in

Die digitalen Schalter 32 bis 35 bestehen aus je F i g. 2 d dargestellten Schaltsignals, das über die

einer Anzahl von Dioden, über die die Digital- 65 Leitung 65 den Kurzschlußschaltern 56,58,60 und

Analog-Umsetzer nach Wahl mit den Sinus-Kosinus- 62 zugeführt wird, die infolgedessen geöffnet wer-

Ausgängen des Sinus-Kosinus-Signalgenerators 22 den. Die Verstärker 40, 42, 44 und 46 sind dann

oder den AVF-Ausgängen des Markierungssignal- wirksam. Die Ausgangsströme der Digital-Analog-

Umsetzer 24 bis 27 werden dadurch in den durch diese Verstärker gebildeten Integratoren 28, 29, 30 und 31 integriert, so daß über jede der Leitungen 18,19, 20 und 21 eine sägezahnförmig verlaufende Spannung der Anzeigevorrichtung 17 zugeführt wird, weiche Spannungen zusammen bewirken, daß der in der Kathodenstrahlröhre 16 erzeugte Elektronenstrahl radial in eine der Azimutrichtung der Radarantenne 12 entsprechenden Richtung abgelenkt wird.

Der zum Zeitpunkt t₀ auftretende Synchronisierungsimpuls vermittelt außerdem die Erzeugung des in Fig. 2f dargestellten Helligkeitssteuersignals, das über die Leitung 67 der Anzeigevorrichtung zugeführt wird, wodurch erreicht wird, daß die radiale Ablenkung des Elektronenstrahls auf dem Schirm der Röhre sichtbar ist.

Zum Zeitpunkt f, verschwinden die in F i g. 2 c und 2d dargestellten Schaltsignale und das in Fig. 2f dargestellte Helligkeitssteuersignal alle gleichzeitig. Die digitalen Schalter 32 bis 35 stellen infolgedessen die Verbindung zwischen dem Markierungssignalgenerator 23 und den Digital-Analog-Umsetzern 24 bis 27 her, während die Kurzschlußschalter 56, 58, 60 und 62 in die dargestellte Ruhelage zurückkehren, wobei die Verstärker 40, 42, 44 und 46 wiederum unwirksam, sind.

Nach einen Zeitverlauf, der hinreichend lang ist, damit die Digital-Analog-Umsetzer 24 bis 27 sich auf die vom Markierungssignalgenerator 23 eingegebenen digitalen Werte einstellen können, liefert die Zeitsteuervorrichtung 14 zum Zeitpunkt t., ein Schaltsignal, das über die Leitung 66 den Kurzschlußschaltern 57, 59, 61 und 63 zugeführt wird, die dadurch geöffnet werden. Die Verstärker 41, 43, 45 und 47 sind dann wirksam. Die erwähnten Kurzschlußschalter 57, 59, 61 und 63 "„verbleiben in der geöffneten Stellung bis zum Zeitpunkt f'_oo. Das Zeitintervall zwischen t_v und t'_m ist nun in z. B. vier gleiche Intervalle Z₁ bis r₄, /₄ bis t_a, t_e bis f₈ und i₈ bis t'_oo aufgeteilt. In jedem dieser Intervalle liefert der Markierungssignalgenerator 23 in digitaler Form X- und y-Koordinatenwerte, die für die Lage einer aufzuzeichnenden Markierung kennzeichnend sind unc die, nachdem sie in den Digital-Analog-Umsetzer 24 bis 27 in analoge Signale umgeformt und in den respektiven Verstärkern 41, 43, 45 und 47 verstärkt sind, über die Leitungen 18,19, 20 und 21 der Anzeigevorrichtung 17 zugeführt werden. Dabei führt die Zeitsteuervorrichtung 14 während der Zeitintervalle r₃ bis f₄; J₅ bis i_c; i₇ bis /₈ und f₉ bis r'_oo über die Leitung 67 der Kathodenstrahlröhre ein Helligkeitssteuersignal zu, wodurch erreicht wird, daß der Schirm erst aufleuchtet, wenn der Elektronenstrahl sich in der von dem betreffenden X- und Y-Wert bestimmten Markierungsposition befindet.

Im Zusammenhang mit der oben erörterten Wirkungsweise zeigt Fig. 2g den Verlauf der z. B. über die Leitung 19 der Anzeigevorrichtung 17 zugeführten Spannung.

Im Zeitintervall t₀ bis T₁ wird diese Spannung von Integrator 28 geliefert und verläuft sie sägezahnförmig, wonach sie in jedem der Intervalle T₁ bis f₄; /₄ bis t_e; i₆ bis f₈ und /₈ bis i'_oo vom Verstärker 41 abgegeben wird und jeweils einen anderen Wert hat. der dem A"-Koordinatenwert einer im betreffenden Intervall aufzuzeichnenden Markierung entspricht. Vom Zeitpunkt i'_oo an wiederholt sich dieser Zyklus mit anderen Sinus/Kosinus- und AVF-Werten. Die Zeitsteuervorrichtung 14 kann selbstverständlich auch anders programmiert sein, z. B. in der Weise, daß ausschließlich nach jeder zehnten Ablenkung Markierungen geschrieben werden. Schließlich kann noch bemerkt werden, daß die Anzahl in der toten Zeit geschriebener Markierungen nicht auf vier beschränkt zu werden braucht. Selbstverständlich ist für die maximale Anzahl von Markierungen, die aufgezeichnet werden können, die Güte der in der Anzeigevorrichtung vorhandenen Gegentaktablenkverstärker und der an diese angeschlossenen Ablenkspulen maßgeblich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Systemen, d. h. also analogen Systemen, weis Patentansprüche: dieses digitale System den Vorteil auf, daß in der Ablenkung des Elektronenstrahls keine von Drift

1. Radar-Lageplananzeigesystem mit einer erscheinungen herbeigeführten relativen Ungenauig Kathodenstrahlröhre, die mit orthogonalen Ab- 5 keiten auftreten können. Dieses bekannte Systerr lenkorganen versehen ist, wobei unter Verwen- hat jedoch den Nachteil, daß es sich nicht für dung eines digitalen Sinus-Kosinus-Signalgene- Messungen im Nahbereich verwenden läßt, da die rators, eines digitalen Markierungssignalgene- Kombination von digitalem Integrator- und Digitalrators und von vier Digital-Analog-Umsetzern Analog-Umsetzer zu langsam ist, um die dann er- und Integratoren sowohl Entfernungs- und io forderlichen steilen Sägezahnspannungen liefern zu Azimutinformation als auch kartesische Markie- können.

rungen auf dem Schirm der Röhre dargestellt Die Erfindung bezweckt ein Radar-Lageplanwerden, dadurch gekennzeichnet, daß anzeigesystem zu schaffen, das unter Beibehaltung vier digitale Schalter (32, 33, 34, 35) vorgesehen des erwähnten Vorteiles auch für Messungen im sind, über die entweder die Ausgangssignale des 15 Nahbereich verwendet werden kann,
erwähnten digitalen Sinus-Kosinus-Signalgenera- Gemäß der Erfindung ist ein Anzeigesystem der tors (22) oder die Ausgangssignale des erwähnten anfangserwähnten Art zu diesem Zwecke in der Markierungssignalgenerators (23) den Digital- Weise ausgebildet, daß vier digitale Schalter vor-Analog-Umsetzern (24,25,26,27) zugeführt wer- handen sind, über die entweder die Ausgangssignale den können, daß der Ausgang jedes Digital- 20 des erwähnten digitalen Sinus-Kosinus-Signalgene-Analog-Umsetzers über eine direkte Verbindung rators oder die Ausgangssignale des erwähnten digian ein zugehöriges Paar parallelgeschaltete Ver- talen Markierungssignalgenerators den Digitalstärker (40, 41; 42, 43; 44, 45; 46, 47) ange- Analog-Umsetzer zugeführt werden können, daß der schlossen ist, von denen je einer durch einen Ausgang jedes Digital-Analog-Umsetzers über eine zwischen seinem Eingang und seinem Ausgang 25 direkte Verbindung an ein zugehöriges Paar parallelgeschalteten Kondensator (48, 49, 50, 51) als - geschaltete Verstärker angeschlossen ist, von denen Integrator und der andere durch einen zwischen je einer durch einen zwischen seinem Eingang und seinem Eingang und'seinem Ausgang geschalte- seinem Ausgang geschalteten Kondensator als Inteten Widerstand (52, 53, 54, 55) als linearer Ver- grator und der andere durch einen zwischen seinem stärker wirkt, daß die erwähnten Widerstände 30 Eingang und seinem Ausgang geschalteten Wider- und die erwähnten Kondensatoren von je einem stand als linearer Verstärker wirkt, daß die erwähnten Kurzschlußschalter (56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, Kondensatoren und die erwähnten Widerstände von 63) überbrückbar sind und daß jede der erwähn- je einem Kurzschlußschalter überbrückbar sind, und ten Parallelschaltungen mit einem Ablenkorgan daß der Ausgang jeder dieser Parallelschaltungen gekoppelt ist. 35 mit einem Ablenkorgan gekoppelt ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Die Erfindung und ihre Vorteile werden an Hand zeichnet, daß die von einer Zeitsteuervorrichtung der Figuren näher erläutert, von denen

(14) betätigten Kurzschlußschalter (56 bis 63) im F i g. 1 blockschematisch das erfindungsgemäße

Ruhezustand alle geschlossen sind, während im System darstellt; und

Arbeitszustand entweder die zu den Integratoren 40 F i g. 2 zur Erläuterung der Wirkungsweise des in gehörigen Kurzschlußschalter (56, 58, 60, 62) F i g. 1 dargestellten Systems eine Anzahl von Zeitoder die zu den linearen Verstärkern gehörigen diagrammen zeigt.

Kurzschlußschalter (57, 59, 61, 63) geöffnet sind. In F i g. 1 bezeichnet 10 einen Impulssender, der

über ein Duplexglied 11 einer von einer kontinuier-

45 Hch rotierenden Antennenantriebswelle 13 angetriebenen Radarantenne 12 elektromagnetische Hochfrequenzenergie zuführt. Mit 14 wird eine Zeit-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Radar_TLage- steuervorrichtung bezeichnet, die u. a. mittels dem plananzeigesystem mit einer Kathodenstrahlröhre, Sender über die Leitung 14' zugeführter Synchronidie mit orthogonalen Ablenkorganen versehen ist, 50 sierungsimpulse den Augenblick des Auftretens der wobei unter Verwendung eines digitalen Sinus- Sendeimpulse bestimmt. Die von der Antenne 12 Kosinus-Signalgenerators, eines digitalen Markie- aufgefangenen Echos werden über das Duplexglied rungssignalgenerators und von vier Digital-Analog- 11 einem Empfänger 15 zugeführt, dessen Video-Umsetzern und Integratoren sowohl Entfernungs- ausgang an eine Kathodenstrahlröhre 16 angeschlos- und Azimutinformation als auch kartesische Mar- 55 sen ist, die einen Teil einer Anzeigevorrichtung 17 kierungen auf dem Schirm der Röhre dargestellt bildet. Die Kathodenstrahlröhre ist dabei mit (nicht werden. dargestellten) orthogonalen Ablenkorganen versehen. Bei einem bekannten System dieser Art werden die z. B. durch zwei Paare von Ablenkspulen gebildet während des Meßintervalles die Ausgangssignale des werden, die in üblicher Weise auf der Kathodendigitalen Sinus-Kosinus-Signalgenerators und wäh- 60 strahlröhre angebracht sind. Diese Ablenkspulen rend des Ruheintervalles (tote Zeit) die Ausgangs- sind paarweise an die respektiven Ausgänge zweier signale des digitalen Markierungssignalgenerators in der Anzeigevorrichtung 17 vorhandener Gegen-Zählschaltungen zugeführt, die je entweder als digi- taktverstärker angeschlossen, denen über die Leitaler Integrator oder als Halteregister wirken und tungen 18,19 bzw. 20, 21 Ablenkspannungen zügedk; über je einen Digital-Analog-Umsetzer mit einem 65 führt werden. Diese Ablenkspannungen werder Ablenkorgan der Kathodenstrahlröhre gekoppelt unter Anwendung eines digitalen Sinus-Kosinussind. Signalgenerators 22, eines digitalen Markierungs Im Vergleich zu den üblichen nichtdigitalen signalgenerators 23 und von vier Digital-Analog-