DE1623451B1

DE1623451B1 - Anordnung zur digitalen bestimmung der zielentfernung für nach dem rückstrahlprinzip arbeitende ortungsgeräte

Info

Publication number: DE1623451B1
Application number: DE1967H0062327
Authority: DE
Inventors: Robert P Farnsworth; Edward J Kapp
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1966-04-08
Filing date: 1967-04-01
Publication date: 1971-09-30
Also published as: US3545861A; SE319909B; NL6705015A; CH458765A; GB1180126A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur digitalen Bestimmung der Zielentfernung für nach dem Rückstrahlprinzip arbeitende Ortungsgeräte, mit einem Entfernungszähler, dem jeweils während eines mit dem Auslösen des Sendeimpulses beginnenden Zeitintervalls eine Impulsfolge zugeführt wird, und mit einer Schaltungsanordnung zur Anzeige des bei Eintreffen eines Echoimpulses bestehenden, für die Zielentfernung charakteristischen Zählerstandes.

Ein digitales Entfernungsmeßsystem kann Bestandteil eines Radar- oder eines Colidar-Systems sein, um eine digitale Aussage über die Entfernung bestimmter Ziele zu geben. Der Begriff »Colidar-System« bezeichnet ein Entfemungsmeßsystem, bei dem mit Hilfe eines optischen Senders kohärente Lichtsignale ausgesendet werden und aus der Verzögerung zwischen dem ausgesendeten Signal und seinem Echo die Entfernung des das Echo auslösenden Hindernisses von der Signalquelle bestimmt wird. Das Wort »Colidar« ist ein Akronym aus der englischen Bezeichnung »coherent light detecting and ranging«.

Eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art ist aus »Elektrotechnische Zeitschrift (ETZ-B)«, Band 15 (1963), Heft 15, S. 424, 425, bekannt. In dieser Literaturstelle ist jedoch nicht näher angegeben, wie die Schaltungsanordnung beschaffen ist, die bei Eintreffen eines Echoimpulses die Ermittlung des für die Zielentfernung charakteristischen Zählerstandes ermöglicht. Es stehen jedoch zur Ermittlung des Zählerstandes offensichtlich zwei Methoden zur Verfügung, nämlich entweder den Zähler bei Eintreffen des Echoimpulses anzuhalten, so daß der Zählerstand dann zum Ablesen erhalten bleibt, oder aber den Zählerstand jeweils bei Eintreffen eines Echoimpulses abzufragen. Im ersten Fall ist es nur möglich, jeweils das nächstliegende Ziel zu messen, so daß eine Entfernungsmessung dann unmöglich ist, wenn mehrere Ziele in der Entfernung gestaffelt hintereinander vorhanden sind und das interessierende Ziel in einem mittleren Bereich liegt, so daß sich also noch davor oder dahinter Ziele befinden. Eine solche Anordnung hat daher nur sehr beschränkte Einsatzmöglichkeiten.

Die Abfrage des Zählerstandes bei Eintreffen des Echoimpulses verlangt nicht nur einen erheblichen Schaltungsaufwand, sondern erfordert auch eine erhebliche Zeit, die dann nicht zur Verfügung steht, wenn sehr geringe Entfernungen und insbesondere auch sehr geringe Entfernungsdifferenzen gemessen werden sollen. Wie sich aus der erwähnten Literaturstelle ergibt, wird dort der Zähler mit einer Impulsfolge gespeist, die eine Folgefrequenz von annähernd 30 MHz aufweist, so daß, wenn die dadurch gegebene Auflösung von 5 m erhalten bleiben soll, für das Abfragen des Zählerstandes eine Zeit von etwa 20 ns zur Verfugung steht, wenn berücksichtigt wird, daß auch zum Fortschalten des Zählers selbst eine gewisse Zeit benötigt wird. Die bisher bekannten Schaltungsanordnungen sind nicht dazu geeignet mit so hohen Taktgeschwindigkeiten zu arbeiten, und es ist daher noch kein digitales Entfemungsmeßsystem bekannt, das eine genaue digitale Entfernungsmessung eines bestimmten Zieles, beispielsweise eines Fahrzeuges, ermöglicht, wenn sich dieses Fahrzeug relativ nahe an Überlandleitungen, Bäumen oder anderen naheliegenden Zielen befindet, die ebenfalls Echosignale liefern. Daher wird auch bei einem bekannten, mit kohärentem Licht arbeitenden Ortungsgeräten die Zielentfernung nicht digital, sondern analog mit Hilfe einer Kathodenstrahlröhre bestimmt, bei der der Strahl in der bei Sichtgeräten allgemein üblichen Weise proportional zur Zielentfernung ausgelenkt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Anordnung zur digitalen

ίο Bestimmung der Zielentfernung zu schaffen, die in der Lage ist, die Entfernung eines ausgewählten Zieles genau zu messen, auch wenn sich in der gleichen Richtung mehrere Ziele hintereinander befinden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltungsanordnung eine die der maximalen Meßentfernung entsprechende Dauer des Zeitintervalls bestimmende Einheit, eine bei Eintreffen eines Echoimpulses das Rückstellen des Entfernungszählers auf Null bewirkende Einheit und eine Einrichtung umfaßt, die ein innerhalb des Zeitintervalls liegendes Empfangsintervall definiert und außerhalb dieses Empfangsintervalls eintreffende Echoimpulse unterdrückt, so daß der komplementäre Stand des Entfernungszählers am Ende eines Zeitintervalls jeweils für die Entfernung des Zieles charakteristisch ist, dessen Echoimpuls innerhalb des ausgewählten Empfangsintervalls als letzter eingetroffen ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung macht es demnach möglich, mit einfachen Mitteln aus einer Reihe hintereinander angeordneter Ziele ein bestimmtes Ziel auszuwählen und die Entfernung dieses Zieles zu bestimmen, indem nur die innerhalb eines bestimmten Empfangsintervalls eintreffenden Echoimpulse ausgewertet und auch nur der letzte in diesem Empfangsintervall eintreffende Echoimpuls herangezogen wird. Es braucht dann auch nicht die Ablesung zu der Zeit erfolgen, zu der der Echoimpuls eintrifft, sondern es ist ein Festhalten des Zählerstandes am Ende des jeweils für eine Entfernungsmessung zur Verfügung stehenden Zeitintervalls möglich, bis zu Beginn eines nächsten Zeitintervalls ausreichend Zeit für eine sichtbare Darstellung oder Übertragung des Zählerstandes auf andere datenverarbeitende Geräte zur Verfügung steht.

Die Erfindung wird an Hand einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen selektiven Systems zur Bestimmung der Entfernung von Zielen und

Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Systems nach F i g. 1 als Funktion der Zeit.

In Fi g. 1 ist ein selektives System 10 zur Bestimmung der Entfernung von Zielen oder eine entfernungsanzeigende Schaltung dargestellt, die die Fähigkeit besitzt, in zwei unterschiedlichen Betriebsarten zu arbeiten. Durch die Wahl der Betriebsart ist es möglich, entweder die Entfernung eines ersten Zieles jenseits einer Mindestentfernung oder die Entfernung des letzten von verschiedenen Zielen innerhalb der beabsichtigten Entfernungsgrenzen des Systems zu bestimmen.

Ein Steuerzähler 13 und ein Entfernungszähler 14, die konventionelle binäre Zähler wie beispielsweise »rippletype« Zähler sein können, werden zum Registrieren der Zählfolge benutzt, um die Entfernung

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eines ausgewählten Zieles zu bestimmen. Der Steuer- es den Takt-Impulsen des Präzisionsoszillators 12, zähler 13 wird in erster Linie dazu benutzt, um die durch das UND-Gatter des Takt-Tores 11 hindurch Zeitdauer zu steuern, während der beide Zähler je- zum Steuerzähler 13 und zum Entfernungszähler 14 weils ihren Zählbetrag registrieren, und Signale aus- zu gelangen, um den Beginn der Zählfolge zu erzulösen, die den zugehörigen Schaltgruppen züge- 5 möglichen.

führt werden, die bestimmen, welche Zielechosignale Die Zähler 13 und 14 sind vor dem Auftreten des

von dem selektiven System 10 verarbeitet werden. Triggerimpulses durch ein vom Ortungsgerät 22 ge-Die obenerwähnten Zielechosignale werden dem liefertes System-Rückstellsignal in den Nullzustand System 10 von einem Ortungsgerät 22 zugeführt, das zurückgestellt worden. Die einzige Forderung an das aus einem konventionellen Radar- oder Colidarge- io System-Rückstellsignal besteht darin, daß es beide rät bestehen kann. Das Colidar-Gerät enthält einen Zähler in den Nullzustand zurückstellt, ehe der Laser als Sender. Der Entfernungszähler 14 wird Sendeimpuls ausgelöst wird. Der Steuerzähler 13 jedesmal in seine Nullstellung zurückgebracht, wenn zählt, außer während einer Zeitdauer zu Beginn von dem selektiven zur Bestimmung der Zielentier- jeder Zählfolge, kontinuierlich die eintreffenden Taktnung dienenden System 10 ein Zielechosignal verar- 15 impulse des Präzisions-Oszillators 12, und zwar so beitet wird. Weiterhin ist die digitale Entfernung des lange, bis der Zähler voll ist. Zu diesem Zeitpunkt ausgewählten Zieles in Form der digitalen Ausgänge wird ein »Zähler voll«-Signal vom Steuerzähler 13 der Komplementseite jedes Bits des Entfernungs- dem Takt-Tor 11 zugeführt. Dieses »Zähler voll«- zählers 14 erhältlich. Diese digitalen Ausgänge kön- Signal kippt das Takt-Tor 11 in die Aus-Stellung, nen auf einem digitalen Entfernungsanzeiger 23 dar- 20 wonach keine weiteren Taktimpulse den Zählern 13 gestellt werden, der als üblicher digitaler Anzeiger und 14 mehr zugeführt werden, weshalb die Zählausgeführt sein kann. Ein Zielecho-Rücksteller 20, folge endet.

beispielsweise ein Rückstell-Monoflop, stellt den Ent- Die Sperrung des Steuerzählers 13 für den Zeit-

fernungszähler 14 in seine Nullstellung zurück. Um raum, der der üblichen Dauer des Rückstellimpulses die Zählregister der Zähler 13 und 14 zur Erreichung 25 des Zielecho-Rückstellers 20 entspricht, ist erfordereiner genauen Messung der Zielentfernungen zu lieh, um eine genaue Messung der Zielentfernungen synchronisieren, wird ein Tor 21 verwendet, das als _zu erreichen. Die Dauer des Rückstellimpulses, der übliches UND-Gatter ausgeführt sein kann, um den von dem Zielecho-Rücksteller 20 erzeugt wird, muß Steuerzähler 13 während einer Zeitspanne zu sperren, lang genug sein, um den Entfemungszähler 14 unabdie gleich der normalen Dauer des Rückstellimpulses 30 hängig von dem darin registrierten Zählerstand in des Zielecho-Rückstellers 20 ist. seinen Nullzustand zurückzubringen. Wie bei der

Ein Takt-Tor 11, das ein übliches Flipflop und ein späteren Behandlung der Zeitfolgen, wie sie in übliches UND-Gatter enthalten kann, dient zur F i g. 2 dargestellt sind, näher gezeigt werden wird, Steuerung des Flusses von Taktimpulsen, die die haben die Rückstellzeiten des Entfernungszählers 14 Zählfolge einleiten. Die Taktimpulse werden von 35 keinen kumulativen Effekt auf die digitale Messung einem Präzisionsoszillator 12 geliefert, der als Quarz- der Entfernung eines ausgewählten Zieles. Deshalb Oszillator ausgeführt sein kann. Ein Entfernungs- genügt es, den Steuerzähler 13 während eines begatter 15, das ein konventionelles NAND-Gatter stimmten Zählzyklus einmal zu sperren. Die Spersein kann, dient dazu, die Verarbeitung von Ziel- rung wird bewirkt durch das gleichzeitige Vorhanechosignalen durch das System 10 innerhalb einer 40 densein des synchronisierenden Triggerimpulses und Mindestentfernung und jenseits der gewünschten eines Sperrsignals an den Eingängen des Sperrtores Reichweite des Systems zu verhindern. Die jeweiligen 21 zu Beginn jeder Zählfolge. Das Sperrsignal tritt Ausgangssignale eines Maximalentfernungs-Flipflops _ZUr gleichen Zeit auf wie der synchronisierende

16 und eines Minimalentfernungs-Füpfiops 19, die Triggerimpuls; es wird jedoch durch das Entferkonventionelle Flipflops sind, steuern die Arbeits- 45 nungsgatter 15 und den Zielecho-Rücksteller 20 geweise des Entfernungsgatters 15. Ein ODER-Gatter führt. Da das Sperrsignal durch den Zielecho-Rück-

17 und ein UND-Gatter 18, die übliche logische steller 20 geführt wird, wird der Zähler 13 für einen Netzwerke sind, werden dazu benutzt, die Signale zu Zeitraum gesperrt, der gleich der normalen Dauer verarbeiten, die die Betriebsarten des selektiven des Rückstellimpulses für denEntfernungszähler 14 ist. Systems 10 zur Bestimmung der Entfernung von 50 Andererseits setzt der Entfemungszähler 14 seine Zielen steuern. Es sei bemerkt, daß die Prinzipien Zählung so lange fort, bis das »Zähler voll«-Signal dieser Erfindung nicht auf irgend eine bestimmte Art das Takt-Tor 11 in die Aus-Stellung kippt, außer eines logischen Aufbaus begrenzt sind, sondern daß während des oder der Zeiträume, in denen der Zähjede geeignete Art, wie zum Beispiel eine UND-, ler 14 durch ein Zielecho-Rückstellsignal, das durch ODER-, NAND- oder NOR-Logik in Übereinstim- ₅₅ das Sperrsignal oder ein Zielechosignal ausgelöst mung mit den Prinzipien dieser Erfindung verwendet worden ist, in den Nullzustand zurückgestellt wird, werden kann. Das Sperrsignal und jedes Zielechosignal, das wäh-

Beim Betrieb des selektiven, zur Bestimmung der rend der Zeit auftritt, in der sich das Entfernungs-Erfindung von Zielen dienenden Systems 10 wird gatter 15 in der Ein-Stellung befindet, passieren das das Takt-Tor 11 dazu benutzt, die Einleitung einer 6₀ Entfernungsgatter 15 und werden dem Zielecho-Zählfolge zur Bestimmung der Entfernung eines aus- Rücksteller 20 zugeführt, der dann das Zielechogewählten Zieles zu steuern. Ein synchronisierender Rückstellsignal auslöst, das dem Entfemungszähler Triggerimpuls wird vom Ortungsgerät 22 dem Takt- 14 zugeführt wird.

Tor 11 zu der Zeit zugeführt, zu der der zur Ent- Das Zielecho-Rückstellsignal stellt den Entfer-

fernungsbestimmung dienende Energieimpuls des _5s nungszähler 14 für die Dauer des Zielecho-RückSenders dieses Gerätes ausgesendet wird. Der syn- Stellimpulses in seine Null-Stellung zurück, worauf chronisierende Triggerimpuls kippt den Flipflop des die Zählung des Entfernungszählers 14 wieder be-Takt-Tores 11 in den Ein-Zustand und ermöglicht ginnt.

Um das selektive, zur Bestimmung der Entfernung von Zielen dienende System 10 in zwei Betriebsarten betreiben zu können, nämlich einer ersten, hinfort mit »Erstzielmodus« bezeichneten Betriebsart, bei der die Entfernung des ersten Zeiles jenseits einer Minimal-Entfernung bestimmt wird, und einer zweiten, hinfort mit »Letztzielmodus« bezeichneten Betriebsart, bei der die Entfernung des letzten Zieles innerhalb der gewollten Entfernungsgrenzen bestimmt

»Minimalentfernung« des Steuerzählers 13 eingeschaltet wird. Zur gleichen Zeit ist, da das Maximalentfernungs-Flipflop sich in seinem eingeschalteten Zustand befindet, das Entfernungsgatter 15 in einem 5 Zustand, in dem es Zielechosignale durchläßt. Bei dem »Erstzielmodus« wird jedoch das Maximalentfernungs-Flipflop 16 ausgeschaltet, wenn das erste Zielechosignal vom System verarbeitet wird, so daß nur ein Zielechosignal das Entfernungsgatter 15 pas-

wird, sind zwei Flipflops und zugehörige Schaltgrup- 10 sieren kann. Die Sperrung des Maximalentfernungspen in das System eingegliedert. Das Minimalent- Flipflops 16 wird erreicht durch Zuführen des ersten fernungs-Flipflop 19 wird dazu benutzt zu verhin- Zielechosignals zu einem ersten Eingang des UND-dern, daß irgend welche Zielechosignale durch das Gatters 18 bei gleichzeitigem Vorhandensein des den Entfernungsgatter 15 innerhalb eines vorbestimmten »Erstzielmodus« anzeigenden Signals an einem zwei-Minimal-Entfernungsbereiches hindurchtreten. Das 15 ten Eingang dieses UND-Gatters. Das gleichzeitige Maximalentfernungs-Flipflop 16 wird dazu benutzt, Vorhandensein beider vorerwähnten Signale an den jedes Ziel-Echosignal am Passieren des Entfernungs- jeweiligen Eingängen des UND-Gatters 18 erzeugt Gatters 15 zu hindern, wenn entweder das erste Ziel- ein Ausgangssignal, das dem Maximalentfernungsechosignal das Tor 15 bereits passiert hat, wenn das Flipflop 16 über das ODER-Gatter 17 zugeführt System im »Erstzielmodus« arbeitet, oder eine maxi- 20 wird. Zusammengefaßt bedeutet das, daß nur ein male Entfernung überschritten wurde, wenn das Sy- Zielechosignal das Entfernungsgatter 15 passieren stem im »Letztzielmodus« betrieben wird. kann, wenn sich das System in dem »Erstzielmodus«

Wenn das selektive System 10 in jeder der beiden befindet, weil beide Flipflops eingeschaltet sein müsvorerwähnten Betriebsarten betrieben wird, ist es, sen, damit Zielechosignale das Entfernungsgatter 15 wie vorher festgestellt, Aufgabe des Entfernungs- 25 passieren können.

garters 15, die Verarbeitung von Zielechosignalen Wenn das selektive System 10 im »Letztzielmo-

durch das System zu verhindern, die innerhalb einer dus« arbeitet, ist die Arbeitsweise des Entfernungs-Minimal-Entfernung und außerhalb der beabsichtig- gatters 15, des Maximalentfernungs-Flipflops 16 und ten Reichweite des Systems liegen. Die Sperrung der des Minimalentfernungs-Flipflops 19 im wesentlichen Zielechosignale innerhalb der Minimal-Entfernung 30 gleich der Arbeitsweise beim »Erstzielmodus«, außer ist von besonderer Bedeutung, wenn das Ortungs- daß das Maximalentfernungs-Flipflop 19 durch das gerät als Sender einen Laser verwendet, damit keine Auftreten des ersten von dem System verarbeiteten Laser-Streurückstrahlung verarbeitet wird. Die Ar- Zielechosignals nicht gesperrt wird, da das den beitsweise des Entfernungsgatters 15 wird durch die »Erstzielmodus« anzeigende Signal nicht mehr an Ausgangssignale des Minimalentfernungs-Flipflops 35 dem zweiten Eingang des UND-Gatters 18 auftritt. 19 und des Maximalentfernungs-Flipflops 16 ge- Daher können im »Letztzielmodus« von dem System

weitere Zielechosignale verarbeitet werden.

Beim »Letztzielmodus« wird das Maximalentfernungs-Flipflop 16 nur dann gesperrt, wenn dem 40 Maximalentfernungs-Flipflop 16 vom Steuerzähler 13 her über das ODER-Gatter 17 das Signal »Maximalentfernung« zugeführt wird. Das Signal »Maximalentfernung« tritt zu dem Zeitpunkt auf, der der gewollten maximalen Reichweite des Systems entweise eingeschaltete Minimalentfernungs-Flipflop 19 45 spricht. Zusammenfassend ist zu sagen, daß beim zu dieser Zeit eingeschaltet wird, läßt das Entfer- »Letztzielmodus« das Entfernungsgatter 15 eine nungsgatter 15 das Sperrsignal zu der Zeit durch, zu Vielzahl von Zielechosignalen zwischen der minider der synchronisierende Triggerimpuls auftritt. Das malen und der maximalen Entfernung durchläßt. Sperrsignal wird, wie vorher festgestellt, in Verbin- Die Arbeitsweise des selektiven Systems 10 zur

dung mit dem synchronisierenden Triggerimpuls da- 50 Entfernungsbestimmung in beiden der vorerwähnten zu benutzt, die Zählung des Steuerzählers 13 wäh- Betriebsarten wird nun an Hand Fig. 2 näher erläutert. Zur Zeit t₀ wird das Rückstellsignal (Kurve ä) dazu benutzt, die Zähler 13 und 14 in ihre Null-Stellung zurückzustellen, wie es der Analogwert der 55 Entfernung zeigt, der durch den registrierten Zählerstand beider Zähler während des »Erstzielmodus« (Kurven) und des »Letztzielmodus« (Kurve/c) dargestellt wird. Im Zeitpunkt t_t bringt das synchronisierende Signal (Kurve b) das Takt-Tor 11 in die

synchronisierende Triggerimpuls sperrt das Minimal- 60 Ein-Stellung (Kurve c). Das Takt-Tor 11 bleibt in entfernungs-Flipflop 19, so daß das richtige Signal, der Ein-Stellung bis zum Zeitpunkt t₅, zu dem das das in Verbindung mit dem richtigen Signal des Signal »Zähler voll« vom Steuerzähler 13 das Takt-Maximalentfernungs-Flipflops 16 das Entfernungs- Tor 11 in die Aus-Stellung zurückstellt. Während gatter 15 in die Ein-Stellung kippt, vom Flipflop 22 des Zeitraums, in dem das Takt-Tor 11 sich in der nicht erzeugt wird; deshalb wird von dem System 65 Ein-Stellung befindet (Kurve c), werden die Taktkein Zielechosignal verarbeitet. impulse (Kurve d) den Zählern 13 und 14 zugeführt,

Das Minimalentfernungs-Flipflop 19 bleibt in damit beide Zähler ihre entsprechende Zählung ausseinem gesperrten Zustand, bis es durch das Signal führen.

steuert. Das Entfernungsgatter 15 läßt ein Signal nur dann durch, wenn beide Flipflops eingeschaltet sind und so gleichzeitig ihre jeweiligen Signale dem Entfernungsgatter 15 zuführen.

Das normalerweise gesperrte Maximalentfernungs-Flipflop 16 wird durch das System-Rückstellsignal eingeschaltet, das vor der Auslösung des synchronisierenden Triggerimpulses auftritt. Da das üblicher-

rend eines Zeitraumes zu sperren, der gleich der üblichen Dauer des Rückstellimpulses des Zielecho-Rückstellers 20 ist, um eine genaue Messung des ausgewählten Zieles zu erreichen.

Befindet sich das selektive Entfernungsmeßsystem 10 im »Erstzielmodus«, dann wird der synchronisierende Triggerimpuls dem üblicherweise eingeschalteten Minimalentfernungs-Flipflop 19 zugeführt. Dieser

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Das synchronisierende Signal (Kurve b) wird impulses oder, mit anderen Worten, die digitale Entaußerdem dazu benutzt, das normalerweise einge- fernung zwischen Sender und erstem Ziel dar. Der schaltete Minimalentfernungs-Flipflop 19 zu sperren vorher erwähnte digitale Ausgang kann einem ande-(Kurve e), während das Rückstellsignal (Kurve a) ren System, beispielsweise einem nicht dargestellten zum Einschalten des normalerweise gesperrten Maxi- 5 Antikollisionssystem zugeführt werden, oder er kann malentfernungs-FlipfJops 16 benutzt wird, wenn sich dem digitalen Entfernungsanzeiger 23 zur Anzeige das System im »Erstzielmodus« (Kurve/) bzw. im der Entfernung des ersten Zieles zugeführt werden. »Letztzielmodus« (Kurve i) befindet. Befindet sich das selektive System 10 zur EntferWenn sich das selektive System 10 im »Erstziel-. nungsbestimmung in dem »Letztzielmodus«, dann ist modus« befindet, ist das Minimalentfernungs-Flip- i° das Minimalentfemungs-Flipflop 19 vom Zeitpunkt t_x flop 19 (Kurve e) vom ■ Zeitpunkt Z₁ bis zum Zeit- bis zum Zeitpunkt t₂, zu dem die Minimalentfernung punkt J₂ gesperrt, bei.dem die Minimalentfernung er- erreicht wird, gesperrt (Kurve e), während das Maxireicht wird, während das Maximalentfernungs-Flip- malentfernungs-Flipflop 16 vom Zeitpunkt i₄ ab, zu flop 16 (Kurve f) von dem Zeitpunkt t₃ ab, zu dem das dem das Signal »Maximalentfernung« dem Maximalerste Zielechosignal auftritt, gesperrt ist und gesperrt 15 entfernungs-Flipftop 16 zugeführt wird, gesperrt wird, bleibt, bis es während ides nächsten Zyklus wieder bis es während des nächsten Zyklus wieder eingeeingeschaltet wird. So sind also beim »Erstzielmo- schaltet wird (Kurve z). Deshalb sind beim »Letztdus« die zuvor erwähnten Flipflops vom Zeitpunkt f₂ zielmodus« die erwähnten Flipflops beide vom Zeitbis zum Zeitpunkt i₃ beide eingeschaltet, so daß das punkt t₂ bis zum Zeitpunkt t^ eingeschaltet, so daß Entfernungsgatter 15 sich vom Zeitpunkt^ ab im 20 sich das Entfernungsgatter 15 vom Zeitpunkti₂ bis Ein-Zustand befindet (Kurve g), bis zum Zeitpunkt £₃ zum Zeitpunkt i₄, zu dem das Signal »Maximalent-

»das erste Zielechosignal· durch das Entfernungsgatter fernung« auftritt, in der Ein-Stellung befindet hindurchgeleitet wird. Wie bereits vorher festgestellt, (Kurve 7). Auch beim »Letztzielmodus« sind wie sind beide Flipflops während der Zeit t_Q bis t_x einge- beim »Erstzielmodus« beide Flipflops während der schaltet, jedoch wurde .während dieser Zeit noch 25 Zeitspanne t₀ bis t_t eingeschaltet, während der jekein Laser- oder Radarsendeimpuls ausgelöst, so doch der Laser- oder Radarsendeimpuls noch nicht daß während dieser Zeit am Eingang des Entf er- abgestrahlt worden ist, so daß am Eingang des Entnungsgatters 15 noch keine Zielechosignale auftreten fernungsgatters 15 keine Zielechosignale vorhanden können und das Entfernungsgatter 15 nur zwischen sind und infolgedessen auch keine Zielechosignale den Zeiten t_z und t_s ein Zielechosignal durchlassen 30 während dieses Zeitintervalls von dem System verkann. "■■■■". . arbeitet werden können.

Der Analogwert (Kurve A) der Entfernung, die Der Analogwert (Kurve /c) der Entfernung, die durch den Zählerstand in.beiden Zählern im »Erst- durch den Zählerstand in beiden Zählern im »Letztzielmodus« dargestellt wird, veranschaulicht den In- zielmodus« dargestellt wird, veranschaulicht den Inhalt der Zählregister beider Zähler als Funktion der 35 halt der Zählregister beider Zähler als Funktion der Zeit. Wie zuvor schon 'dargelegt, stellt zum Zeit- Zeit. Wie vorher bemerkt, stellt zum Zeitpunkt t_Q punkt t₀ das synchronisierende Signal (Kurve ä) den das synchronisierende Signal (Kurve a) den Zähler-Zählerstand in beiden Zählern auf Null zurück. Die stand in beiden Zählern in die Null-Stellung zurück, ausgezogene und die' unterbrochene Linie stellen den Die ausgezogene und die unterbrochene Linie stellen Analogwert der Entfernung im Steuerzähler 13 bzw. 40 den Analogwert der Entfernung im Steuerzähler 13 im Entfernungszählör 14 dar. bzw. im Entfernungszähler 14 dar.

Der Entfernungszähler 14 registriert eine Zählung Der Entfernungszähler 14 registriert die Zählungen

• vom Zeitpunkt t_v' aüßei während der Sperrzeit zu vom Zeitpunkt t_x ab, außer während der Sperrzeit Beginn der Zählfolge, bis zum Zeitpunkt t₃, zu dem zu Beginn der Zählfolge, bis irgend ein Zielechosidas erste Zielecho erfaßt und der Zähler in seine 45 gnal erfaßt wird, worauf der Zähler in «eine NuIl-Null-Stelhing zurückgestellt wird. Dann beginnt der Stellung zurückgebracht wird. Wie es der Analogwert Entfernungszähler 14 erneut zu zählen, nachdem der der Entfernung (Kurve Jc) beider Zähler zeigt, sind Zielecho-Rückstellimpuls dem Entfernungszähler zu den Zeiten Jc₁, k₉ und Ar₃ von dem selektiven nicht langer zugeführt "wird, und er registriert die System 10 verschiedene Zielechosignale verarbeitet Zählung, bis das Signal »Zähler voll« das Takt-Tor 50 worden. Jedesmal, wenn ein Zielechosignal verar-11 in die Aus-Stellung versetzt, worauf keine weite- beitet worden ist, wurde der Entfernungszähler 14 in reh Taktimpülse mehf "dem Zähler 14 zugeführt wer- seine Null-Stellung zurückgebracht/In jedem Fall den und die Zählfolge endet. Da der im Entfernungs- beginnt der Entfernungszähler 14 wieder zu zählen, zähler 14 registrierte Zählerstand zum Zeitpunkt t_s wenn der Zielecho-Rückstellimpuls nicht mehr anden Zählerstand darstellt, der vom Zeitpunkt der 55 steht, und setzt die Zählung so lange fort, bis das rückwärtigen Flanke des Zielecho-Rückstellimpulses »Zähler voll«-Signal das Takt-Tor 11 in die Ausbis zum Zeitpunkt t_B registriert wurde, stellt der Stellung versetzt. Es werden dann dem Entfernungsdigitale Ausgang der Komplementseite jedes Bits im zähler 14 keine weiteren Taktimpulse mehr zuge-Entfernungszähler 14 den digitalen Entfernungs-Zeit- führt, so daß die Zählfolge endet. Da der registrierte Bereich vom Sendeimpuls bis zur Rückflanke des 60 Zählerstand im Entfernungszähler 14 zum Zeit-Zielecho-Rückstellimpulses dar. Da jedoch der punkt t₅ den Zählerstand vom Zeitpunkt der rück-Steuerzähler 13 zu Beginn seiner Zählung während wärtigen Flanke des letzten Zielecho-Rückstellimeines Zeitraumes gesperrt war, der der normalen pulses bis zum Zeitpunkt t^ darstellt, entspricht der Dauer des Rückstellimpulses des Zielecho-Rückstel- digitale Ausgang der Komplementseite jedes Bits des lers 20 gleich ist, stellt der digitale Ausgang der 65 Entfernungszählers 14 dem digitalen Entfernungs-Komplementseite jedes Bits im Entfernungszähler 14 Zeit-Bereich vom Sendeimpuls bis zur Rückflanke den digitalen Entfernungs-Zeit-Bereich vom Sende- des letzten Zielecho-Rückstellimpulses. Da jedoch impuls bis zur Vorderflanke des Zielecho-Rückstell- der Steuerzähler 13 zu Beginn seiner Zählung wählt» 540/191

rend einer Zeitdauer gesperrt war, die gleich der üblichen Dauer des Rückstellimpulses des Zielecho-Rückstellers 20 ist, stellt der digitale Ausgang der Komplementseite jedes Bits im Entfernungszähler 14 den digitalen Entfernungs-Zeit-Bereich vom Sendeimpuls bis zur Vorderflanke des letzten Zielechoimpulses oder, mit anderen Worten, die digitale Ent- . fernung vom Sender bis zum letzten verarbeiteten Ziel dar. Der erwähnte digitale Ausgang kann einem anderen System zugeführt werden, beispielsweise einem nicht dargestellten Antikollisions-System, oder es kann dem digitalen Entfernungsanzeiger 23 zugeführt werden, um die Entfernung des letzten Zieles anzuzeigen.

Es wird ferner bemerkt, daß kein kumulativer Effekt bezüglich der Zielecho-Rückstellimpulse auftritt, so daß es genügt, den Steuerzähler 13 während einer Zeitspanne zu sperren, die der Dauer eines normalen Rückstellimpulses des Zielecho-Rückstellers20 entspricht.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur digitalen Bestimmung der Zielentfernung für nach dem Rückstellprinzip arbeitende Ortungsgeräte, mit einem Entfernungszähler, dem jeweils während eines mit dem Auslösen des Sendeimpulses beginnenden Zeitintervalls eine Impulsfolge zugeführt wird, und mit einer Schaltungsanordnung zur Anzeige des bei Eintreffen eines Echoimpulses bestehenden, für die Zielentfernung charakteristischen Zählerstandes, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung eine die der maximalen Meßentfernung entsprechende Dauer des Zeit-Intervalls bestimmende Einheit (13), eine bei Eintreffen eines Echoimpulses das Rückstellen des Entfernungszählers (14) auf Null bewirkende Einheit (20) und eine Einrichtung (15,16,17,18) umfaßt, die ein innerhalb des Zeitintervalls liegendes Empfangsintervall definiert und außerhalb dieses Empfangsintervalls eintreffende Echoimpulse unterdrückt, so daß der komplementäre Stand des Entfernungszählers (14) am Ende eines Zeitintervalls jeweils für die Entfernung des Zieles charakteristisch ist, dessen Echoimpuls innerhalb des ausgewählten Empfangsintervalls als letzter eingetroffen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Dauer des _so Zeitintervalls bestimmende Einheit (13) von einem Steuerzähler gebildet wird, der mit der gleichen Impulsfolge gespeist wird wie der Entfernungszähler (14) und bei Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes einem die Impulsfolge zuführenden Takt-Tor (11) ein Sperrsignal zuführt.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerzähler (13) zu Beginn eines jeden Zeitintervalls während einer Zeitspanne für die Impulsfolge gesperrt wird, die gleich der Dauer der zum Rückstellen des Entfernungszählers (14) benötigten Zeit ist.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Entfernungsintervall definierende Einrichtung (15, 16,17,18) auf die Echoimpulse anspricht und das Empfangsintervall bei Eintreffen des ersten, in das Empfangsintervall fallende Echoimpulses beendet.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Empfangsintervall definierende Einrichtung (15, 16,17,18) ein die Echoimpulse übertragendes, von zwei Flipflops (16 und 19) gesteuertes Entfernungsgatter (15) umfaßt, das nur dann für Echoimpulse durchlässig ist, wenn beide Flipflops (16 und 19) einen vorbestimmten Zustand einnehmen.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerzähler (13) bei vorgegebenen Zählerständen die Grenzen des Entfernungsintervalls definierende Steuersignale liefert, von denen das für die Minimalentfernung charakteristische Steuersignal das eine Flipflop (19) in den vorbestimmten Zustand stellt, wogegen das für die Maxfmalentfernung charakteristische Signal das andere Flipflop (16) aus dem vorbestimmten Zustand zurückstellt, sofern es nicht schon durch einen Echoimpuls zurückgestellt worden ist.

7. Anordnung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Echoimpulse dem anderen Flipflop (16) über ein UND-Gatter (18) zugeführt werden, das einen weiteren Eingang für ein. zur Wahl der Betriebsart dienendes Steuersignal aufweist.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähler (13 und 14) von einem vor Beginn des Zeitintervalls gelieferten Rückstellimpuls jeweils auf Null zurückgestellt werden und der Rückstellimpuls gegebenenfalls weiterhin das andere Flipflop (16) in den vorbestimmten Zustand bringt, wogegen das eine Flipflop (19) zu Beginn des Zeitintervalls aus dem vorbestimmten Zustand zurückgestellt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen