DE1623587C3 - Anordnung zum Erzeugen von Umschaltsignalen für ein Rundsichtradargerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrjfft eine Anordnung zum Erzeugen von Umschaltsignalen für ein Rundsichtradargerät, dessen gesamtes Anzeigebild nach Maßgabe der Umschaltsignale aus gebietsmäßig durch die Umschaltzeitpunkte vorgebbaren Teilgebieten einer ersten Art (ohne Festziel-Anzeigeunterdrückung) und einer zweiten Art (mit Festziel-Anzeigeunterdrückung) zusammengesetzt ist, mit einer derartigen gegenseitigen Abgrenzung der Teilgebiete, daß die erste oder zweite Art der Teilgebiete mindestens aus einem Kreissektor besteht, dessen Spitze mit dem Ursprungspunkt des Kathodenstrahl-Ablenkrasters der Radarbildröhre zusammenfällt; vgl. FR-PS 12 05 859, Fig. 2.

Zum Erzeugen derartiger Umschaltsignale ist die Verwendung eines Diapositiv-Abtasters bekannt, auf dessen Diapositiven Markierungen, beispielsweise solche in Form von Schwärzungen, an denjenigen Stellen angebracht sind, die Festzielgebieten des Beobachtungsgebietes des zugehörigen Rundsichtradargerätes entsprechen, und dessen Ausgangssignale die Umschaltsignale darstellen. Nachteilig an dieser Methode ist, daß die Festzielgebiete, die in der Anzeige des Rundsichtradargerätes unterdrückt werden sollen, bei einem Ortswechsel des Radargerätes jedesmal die Erstellung eines neuen Diapositives erforderlich machen, was zeitraubend ist und damit bei mobilen Anlagen die schnelle Einsatzbereitschaft verhindert. Weiterhin ist störend, was auch auf stationäre Anlagen zutrifft, daß die Festzielgebiete gemäß praktischen Erfahrungen üblicherweise nicht fest umrandet sind, sondern sporadisch oder laufend verschiebende Begrenzungen aufweisen: Man spricht in diesem Zusammenhang von atmenden Clutter-Gebieten. Eine Anpassung dieser bekannten Methode an die Erfordernisse solcher Clutter-Gebiete ist gleichfalls schwer durchführbar, so daß diese bekannte Methode als meist für die Praxis unzureichend flexibel bezeichnet werden muß.

Weiterhin ist es bekannt, bei Rundsichtradargeräten den Bereich der Festziel-Anzeigeunterdrückung (MTI) vom Nullpunkt bis zum Maximum des dargestellten Entfernungsbereiches von Hand einzustellen, wodurch allerdings wegen einiger Festziele von häufig nur geringer azimutaler oder radialer Ausdehnung oft ein

großer Sichtbereich ohne Festziele betrachtet werden muß, was mit den bekannten Nachteilen der üblichen MTl-Technik verbunden ist, die im wesentlichen durch die Stichworte »Blindgeschwindigkeit« und »Verringerung der Zielerfassungswahrscheinlichkeit« angedeutet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs angegebenen Art vorzuschlagen, die — vorzugsweise in Digitaltechnik — in ihrem Zentriwinkel und ihrem Radius leicht veränderbare Kreissektoren und Kreisringe (Inseln) auf dem Bildschirm darzustellen ermöglicht, innerhalb derer Festziele nicht angezeigt werden.

Bei einer derartigen Anordnung besteht die Erfindung darin, daß eine Winkelwert-Vergleichsanordnung vorgesehen ist, der einerseits die augenblicklichen azimutalen Winkelwerte der Radarantenne und andererseits zwei vorwählbare, der azimutalen Begrenzung des Kreissektors entsprechende Winkelwerte zuführbar sind und die entweder beim gegebenenfalls dunkelgetasteten Schreiben der Anfangs- und Endspeiche des Kathodenstrahl-Ablenkrasters — wobei die Anfangsspeiche (Endspeiche) diejenige radiale Ablenkrasterlinie ist, die in der azimutalen Ablenkrichtung von allen den Kreissektor durchlaufenden Ablenkrasterlinien zeitlich die erste (letzte) ist — als Umschaltsignal jeweils einen Schaltimpuls oder — währenddessen der Kathodenstrahl den Kreissektor überstreicht — ein ununterbrochenes Umschaltsignal abgibt.

An Hand der Abbildungen seien im folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung zu ihrer näheren Erläuterung im einzelnen beschrieben.

F i g. 1 zeigt ein Beispiel, wie mit der erfindungsgemäßen Anordnung das Radarbild eines Radarrundsichtgerätes in Teilgebiete einerseits mit Festzielanzeigen und andererseits mit unterdrückten oder geschwächten Festzielanzeigen aufteilbar ist. Die im gesamten Radarbild nach F i g. 1 angezeigten Festzielgebiete, die häufig auch als Clutter-Gebiete bezeichnet werden, sind durch Schraffur hervorgehoben. Die sich um den Bildmittelpunkt, d. h. den Ablenkursprungspunkt, des das Radarbild schreibenden Kathodenstrahles herum gruppierenden Festzielgebiete sind durch fünf im folgenden als Sektoren 1 bis 5 bezeichnete Teilgebiete mit Festzielanzeigeunterdrückung überdeckt. Drei in größerer Entfernung vom Bildmittelpunkt liegende Festzielgebiete sind dagegen durch drei im folgenden als Inseln 6 bis 8 bezeichnete Teilgebiete mit Festzielanzeigeunterdrückung erfaßt. Weitere in F i g. 1 durch ihre Schraffur erkennbare Clutter-Gebiete sind bei der in Fig. 1 angenommenen Inselzahl und Inselgröße in ihrer Anzeige nicht unterdrückbar. Die Anzahl, Größe und Lage der Inseln und Sektoren ist bei der Anordnung nach der Erfindung aber prinzipiell nach oben hin nicht begrenzt.

Der Anordnung nach der Erfindung, von der ein Ausführungsbeispiel im Übersichtsblockschaltbild in F i g. 2 gezeigt ist, werden die Winkelwertimpulse WW, ein Nordimpuls NI und die Pre-Trigger-Impulse PT zugeführt, wobei von letzteren jeder mit der Radar-Sendeimpulsfolgefrequenz jeweils ein kurzes vorgegebenes Zeitintervall vor jedem Sendeimpuls auftritt und in an sich bekannter Weise die Ablenkung des das Radarbild schreibenden Kathodenstrahls vom Mittelpunkt des Radarbildes zu seinem Rand in radialer Richtung auslöst. Die Winkelwertimpulse WW und der Nordimpuls Nl werden von der sich drehenden Antennen- oder Resolverachse 9 beispielsweise mittels eines nicht gezeigten Impulszählers abgenommen und einer Zählimpulsaufbereitungsschaltung 10 zugeführt. Die hierdurch aufbereiteten Zählimpulse Zlund der ebenfalls in 10 aufbereitete Nordimpuls werden zusammen mit den direkt vom Radargerät übernommenen Pre-Trigger-Impulsen PT einer Impulssteuerschaltung 11 zugeführt. Diese Schaltung 11 bewirkt eine Koordination zwischen den Zähl- und Pre-Trigger-Impulsen. Weiterhin ermöglicht sie, den Nordimpuls auf elektrische Weise genau zwischen den letzten Zählimpuls vor und den ersten Zählimpuls nach Antennennorddurchgang einzustellen. Die koordinierten Impulse sind im folgenden mit Z/'und PT'bezeichnet. Die Impulse Zl'und der Nordimpuls Nl werden einem Winkelwerteingangsregister zugeführt, das zusammen mit seiner Dekodierschaltung in F i g. 2 als Block 12 bezeichnet ist. Dieser enthält einen aus' neun Flip-Flops bestehenden Zähler, der sowohl parallel als auch in Serie einspeisbar ist. Die diesem Zähler nachfolgende bereits erwähnte Dekodierschaltung ist in üblicher Weise aus mehreren Dekodiermatrizen zusammengesetzt. Am Ausgang dieser Dekodiermatrizen steht der Antennenwinkelwert auswählbar zur Verfügung. Die in Fig. 1 sichtbaren einzelnen Sektoren und Inseln werden bei der Anordnung nach F i g. 2 winkel- und entfernungsmäßig durch fünf Sektorlogiken bzw. fünf Insellogiken ausgewählt, von denen in F i g. 2 allerdings nur die Sektorlogiken 13 und 14 und die Insellogiken 15 und 16 gezeigt sind. Jede Winkel- und jede Sektorlogik ermöglicht die Auswahl je einer Anfangs- und Endspeiche für einen Sektor oder eine Insel; unter Anfangs- und Endspeichen sind hierbei die azimutalen Begrenzungslinien der einzelnen Sektoren und Inseln verstanden. Die Anfangsspeiche ist diejenige radiale Ablenkrasterlinie, die in der azimutalen Ablenkrichtung des das Radarbild schreibenden Elektronenstrahls von allen den jeweiligen Sektor bzw. die jeweilige Insel durchlaufenden Ablenkrasterlinien zeitlich die erste ist. Hieraus ergibt sich bereits die gegenteilige Bedeutung des Ausdruckes Endspeiche. Die Entfernungsauswahl geschieht ebenfalls in den genannten einzelnen Logiken. Als Entfernungs-Bezugsimpuls wird dabei jeder Logik der koordinierte Pre-Trigger-Impu!s PT' zugeführt. Die an den Ausgängen der einzelnen Logiken dann auftretenden Potentiale werden schließlich in einer Umsteuersignal-Mischanordnung 17 miteinander gemischt, an deren Ausgang ein nicht gezeigter üblicher Video-Mischer des zugehörigen Radargerätes angeschlossen ist, wo die Umschaltung der Darstellungsart (Normal-Video- oder MTI-Video) in Abhängigkeit vom Umsteuersignal t/erfolgt.

Zur Erleichterung der Einstellung der Sektoren bzw. der Inseln im Radarbild ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Helltastmöglichkeit der Umrandungen der Sektoren und Inseln vorgesehen. Die hierzu erforderlichen Helltastsignale H werden ebenfalls in den einzelnen Sektor- und Insellogiken erzeugt und in einer Helltastsignal-Mischanordnung 18 zusammengefaßt. Deren Ausgangssignale werden als Helltastsignale dem Videokanal des Radargerätes in an sich bekannter Weise zugeführt.

Aus F i g. 3 ist die Funktionsweise der in F i g. 2 gezeigten Bausteine 10 bis 12 näher ersichtlich. Dem Eingang der Impulssteuerschaltung 11 werden die Zählimpulse ZI, der Nordimpuls Nlund die Pre-Trigger-Impulse PT zugeführt Die Zählimpulse gelangen über ein Flip-Flop 34 auf den einen Eingang einer Und-Schaltung 36, an deren anderem Eingang der Ausgang eines Monoflops 35 mit einer Impulsdauer von

250 nscc liegt, dem die Prc-Trigger-Impulsc PT zugeführt werden. Hierbei und im folgenden ist als Monoflop eine monostabile Kippschaltung und als Flip-Flop eine bistabile Kippschaltung jeweils an sich bekannter beliebiger Art bezeichnet. Das Flip-Flop 34, das Monoflop 35 und die Und-Schaltung 36 bewirken zusammen, daß mit jedem Zählimpuls ZI nur ein Pre-Trigger-Impuls durch die Und-Schaltung 36 gelangt. Dies ergibt sich daraus, daß nach jedem Zählimpuls das Flip-Flop 34 durch die Rückflanke des Ausgangsimpulses des Monoflops 32 zurückgesetzt wird, der eine Pulsdauer von 850 μ5εΰ hat und unter Zwischenschaltung eines weiteren Monoflops 33 mit einer Impulsdauer von IJnsec an den Ausgang der Und-Schaltung 36 angeschlossen ist. Wenn das Flip-Flop 34 in dieser Weise zurückgesetzt ist, kann kein Pre-Trigger-Impuls mehr das Und-Tor 36 passieren, bis wiederum ein Zählimpuls auftritt. Das Triggern des Monoflops 32 erfolgt hierbei durch die jeweilige Rückflanke der Ausgangsimpulse des Monoflops 33.

Durch das Monoflop 33 wird jeder Zählimpuls auf eine Breite von 1,7 μ5εε gebracht und gelangt als Impuls Z/'auf den bereits erwähnten Zähler des Winkelwert-Eingangsregisters 12, der im Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 aus den Flip-Flops 19 bis 27 besteht. Im gezeigten Fall arbeitet dieser Zähler als Serienzähler, er ist aber so geschaltet, daß in ihn ein binärer Zahlenwert auch parallel eingegeben werden kann, was dann vorteilhaft ist, wenn der gesamte Winkelwert als Binärzahl mehrkanalig zur Verfugung steht. Jeder Zählvorgang wird durch die jeweilige Vorderflanke jedes Ausgangsimpulses des Monoflops 33 ausgelöst. Um zu verhindern, daß während des Zählvorganges Fehlinformationen in die Dekodiermatrizen 28 bis 31 gelangen, müssen diese immer während des Zählvorganges gesperrt werden, was dadurch bewirkt wird, daß der Freigabeimpuls FI, der vom Monoflop 32 erzeugt wird und für etwa eine Ablenkperiode des Kathodenstrahles, der das Radarbild schreibt, die Dekodiermatrizen freigibt, erst um 1,7 μςεο nach dem Start des Zählvorganges ausgelöst wird, da ja — wie bereits erwähnt — das Monoflop 32 durch die Abstiegsflanke jedes Ausgangsimpulses des Monoflops 33 getriggert wird, während der Zählvorgang durch die jeweilige Anstiegsflanke ausgelöst wird. Die Freigaben der Dekodiermatrizen 30 und 31 erfolgen direkt durch die Ausgangsimpulse des Monoflops 32, während die Freigaben der Dekodiermatrizen 28 und 29 durch die Ausgangsimpulse der Und-Schaltungen 37 und 38 gesteuert werden, wobei als deren jeweils zweite Und-Bedingung die Stellung des Flip-Flops 22 gilt. Die Freigabe der Matrix 28 erfolgt daher beim Zählen von 0 bis 7, während die Matrix 29 beim Zählen von 8 bis 15 freigegeben wird. Nach Ablauf jeder Ablenkperiode des das Radarbild schreibenden Elektronenstrahles bewirkt die jeweilige Rückflanke des Ausgangsimpulses des Monoflops 32 ein Zurücksetzen des Flip-Flops 34, welches erst durch den nächsten Zählimpuls wieder gesetzt wird.

Die Impulssteuerschaltung 11 bewirkt also, daß jeder Zählimpuls mit nur einem einzigen Pre-Trigger-Impuls &, koordiniert wird, was notwendig ist, weil die Zählimpulse und Pre-Trigger-Impulse von sich aus nicht koordiniert sind und weil auf jeden Zählimpuls — bei einer Einteilung des Vollkreises von 360° im angenommenen Beispiel in insgesamt 512 Zählimpulse — etwa 10 Triggerimpulse folgen. Am Ausgang der Dekodiermatrizen 28 bis 31 steht jeweils für eine Kathodenstrahl-Ablenkperiode der gerade eingezählte Winkelwert zur Verfügung. Alle möglichen Winkelwerle können von den nachfolgenden Sektor- und Insellogiken 13 bis 16 mittels Schaller- oder Steckverbindungen ausgewählt werden; Steckverbindungen sind hierbei meist vorzuziehen, da sie räumlich kleiner herstellbar und übersichtlicher bedienbar sind.

Der Nordimpuls dient zur gleichzeitigen Rücksetzung aller neun Zählerflipflops bei Antennennorddurchgang. Es werden so nach jedem Antennenumlauf etwaige Fehlzählungen korrigiert.

In Fig.4 ist am Beispiel einer Insellogik diese Winkelauswahlmöglichkeit durch Schaltergruppen von je drei Schaltern gezeigt. Die Schaltergruppe 39 bis 41_: ermöglicht die Auswahl einer Anfangsspeiche und die Schaltergruppe 42 bis 44 die Auswahl einer Endspeiche. Erfüllt die augenblickliche Antennenstellung und damit der Augenblickszählwert im Block 12 die Bedingungen für eine gewählte Anfangsspeiche, so entsteht am Ausgang der Und-Schaltung 45 ein Impuls, der das Flip-Flop 46 setzt. Hierdurch wird der an dieses Flip-Flop angeschlossene Eingang der Und-Schaltung 47 freigegeben. Die koordinierten Pre-Trigger-Impulse PT'werden dem Eingang eines Monoflops 49 zugeführt, dessen Impulslänge einstellbar ist und dessen Ausgangsimpulse mit ihren Rückflanken ein Monoflop 48 triggern, dessen Impulslänge gleichfalls einstellbar ist. Die Länge der Ausgangsimpulse des Monoflops 48 entspricht dem Durchmesser einer Insel in Ablenkrichtung des das Radarbild schreibenden Elektronenstrahls, während mittels des Monoflops 49 eine beliebig einstellbare Verzögerung der Ausgangsimpulse des Monoflops 48 in bezug auf die Pre-Trigger-Impulse erreicht wird, da die Triggerung des Monoflops 48 ja durch die Rückflanke der Ausgangsimpulse des Monoflops 49 erfolgt. Durch diese Verzögerung kann die Entfernung der Insel vom Bildmittelpunkt beliebig gewählt werden. Erreicht die Antenne eine Stellung, die der mit der Schaltergruppe 42 bis 44 ausgewählten Endspeiche entspricht, so wird die Und-Bedingung der Und-Schaltung 50 erfüllt, woraufhin das Flip-Flop 46 zurückgesetzt wird. Hierdurch wird die Und-Schaltung 47 gesperrt, wodurch weitere Ausgangsimpulse des Monoflops 48 nicht mehr am Ausgang der Und-Schaltung 47 erscheinen.

Die Schaltung zu der an Hand der F i g. 2 erläuterten Helltastmöglichkeit der Sektor- und Inselumrandungen ist in F i g. 4 am Beispiel der Inselumrandung gestrichelt eingezeichnet. Die Anfangs- und Endspeichen stehen über das Oder-Tor 51 an der Und-Schaltung 52 für jeweils eine Ablenkperiode zur Verfügung. Der Ausgangsimpuls des Monoflops 48 erscheint daher am Ausgang der Und-Schaltung 52 jeweils für die Dauer der Anfangs- und Endspeiche und wird während dieser Zeit dem Videokanal des Sichtgerätes zur Helltastung der Inselanfangs- und Endspeiche zugeführt.

F i g. 5 zeigt, wie sämtliche Umschalt- und Helltastimpulse, die von den Insel- und Sektorlogiken kommen, gemischt werden. Die Schaltung zur Mischung der Helltastimpulse ist wiederum gestrichelt eingezeichnet. Die Umsteuerimpulse werden im Prinzip auf ein zehntoriges Oder-Tor geführt, das in der Praxis allerdings besser aus drei Oder-Toren 53 bis 55 in der gezeigten Zusammenschaltung aufgebaut wird. Die Ausgangsimpulse des Oder-Tores 55 sind als Umsteuersignal von Normalvideo auf MTI-Video verwendbar.

Die Speichenhelltastimpulse werden im Prinzip wiederum auf ein zehntoriges Oder-Tor geführt, das in der Praxis gleichfalls zweckmäßig durch drei Oder-Tore

56 bis 58 ersetzt wird. Die Ausgangsimpulse der Tor-Schaltung 58 sind als Helltastsignale der radialen Sektor- und Inselbegrenzungen auswertbar. Sie werden aus den Umsteuerimpulsen am Ausgang der Oder-Schaltung 55 dadurch abgeleitet, daß deren Anfangsund Endflanken über den Inverter 59 und das Und-Tor 60 einem Monoflop 61 zugeführt werden, der dann Nadelimpulse sehr kurzer Dauer erzeugt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Erzeugen von Umschaltsignalen für ein Rundsichtradargerät, dessen gesamtes Anzeigebild nach Maßgabe der Umschaltsignale aus gebietsmäßig durch die Umschaltzeitpunkte vorgebbaren Teilgebieten einer ersten Art (ohne Festziel-Anzeigeunterdrückung) und einer zweiten Art (mit Festziel-Anzeigeunterdrückung) zusammengesetzt ist, mit einer derartigen gegenseitigen Abgrenzung der Teilgebiete, daß die erste oder zweite Art der Teilgebiete mindestens aus einem Kreissektor besteht, dessen Spitze mit dem Ursprungspunkt des Kathodenstrahl-Ablenkrasters der Radarbildröhre zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Winkelwert-Vergleichsanordnung vorgesehen ist, der einerseits die augenblicklichen azimutalen Winkelwerte (WW) der Radarantenne und andererseits zwei vorwählbare, der azimutalen Begrenzung des Kreissektors entsprechende Winkelwerte zuführbar sind und die entweder beim gegebenenfalls dunkelgetasteten Schreiben der Anfangs- und der Endspeiche des Kathodenstrahl-Ablenkrasters — wobei die Anfangsspeiche (Endspeiche) diejenige radiale Ablenkrasterlinie ist, die in der azimutalen Ablenkrichtung von allen den Kreissektor durchlaufenden Ablenkrasterlinien zeitlich die erste (letzte) ist — als Umschaltsignal (U) jeweils einen Schaltimpuls oder — währenddessen der Kathodenstrahl den Kreissektor überstreicht — ein ununterbrochenes Umschaltsignal abgibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in demjenigen Eingangskanal der Winkelwertvergleichsanordnung, der den äugenblickliehen Winkelwerten zugeordnet ist, ein Zählregister (19 bis 22) mit nachgeschalteten Dekodiermatrizen (28, 29) vorgesehen ist, welches den azimutalen Vollkreis binär unterteilt und welchem den augenblicklichen Winkelwerten entsprechende Zählimpulse zuführbar sind, und daß die der jeweiligen Anfangs- und Endspeiche entsprechenden augenblicklichen Zählwerte mittels logischer Schaltungen (13,14) erkennbar sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß — zum zusätzlichen Begrenzen des Kreissektors in radialer Ablenkrasterrichtung durch eine Kreislinie um den Ursprungspunkt des Ablenkrasters, deren Entfernung zum Ursprungspunkt kleiner als der Bildschirmradius ist — ein erstes Monoflop (48) mit vorzugsweise einstellbarer, der zusätzlichen Begrenzung entsprechender Impulslänge vorgesehen ist, welches durch aus jedem Sendeimpuls des Radargerätes ableitbare Impulse oder Vorimpulse getriggert wird, und daß eine Und-Schaltung (47) mit zwei Eingängen vorgesehen ist, von denen dem einen die Ausgangsimpulse des ersten Monoflops (48) und dem anderen das ununterbrochene Umschaltsignal (aus 46) zugeführt wird.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß — zum weiteren Begrenzen des Kreissektors in radialer Ablenkrichtung durch eine Kreislinie um den Ursprungspunkt des Ablenkrasters, deren Entfernung zum Ursprungspunkt kleiner als der Bildschirmradius ist, derart, daß aus dem Kreissektor ein Kreisausschnitt entsteht — ein zweites Monoflop (49) mit vorzugsweise einstellbarer, der weiteren Begrenzung entsprechender Impulslänge vorgesehen ist und daß eine Und-Schaltung mit zwei Eingängen vorgesehen ist, von denen dem einen die Ausgangsimpulse des zweiten Monoflops und dem anderen das ununterbrochene Umschaltsignal zugeführt wird.

5. Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß — zum Begrenzen des Kreissektors durch zwei Kreislinien um den Ursprungspunkt, derart, daß aus dem Kreissektor eine Insel entsteht — das erste (48) und das zweite (49) Monoflop hintereinandergeschaltet sind, in der Weise, daß das erste Monoflop durch die Rückflanke' jedes Ausgangsimpulses des zweiten Monoflops getriggert wird und daß eine Und-Schaltung (47) mit zwei Eingängen vorgesehen ist, von denen dem einen die Ausgangsimpulse des zweiten Monoflops und dem anderen das ununterbrochene Umschaltsignal zugeführt wird.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Helltastung (H) der Begrenzungslinien.