DE1815660C3 - Vorrichtung zur Verarbeitung von Informationen die in einem Radar-Videosignal enthalten sind, über mehrere Radarfolgeperioden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Informationen, welche in einem Radar-Videosignal enthalten sind, über mehrere Radarfolgeperioden, deren jede durch einen Radar-Synchronisierimpuls festgelegt ist und eine der Informationsspeicherzeit ungleiche Totzeit aufweist, während der keine Information übertragen wird, mit integrierten Schieberegistern, welche die der Nutzzeit einer Radarfolgeperiode entsprechenden N Informationsbits speichern können und in welchen die Informationen unter der Steuerung von Taktimpulsen fortschreiten.

Solche Vorrichtungen dienen in erster Linie dazu, die in einander entsprechenden Zeitpunkten mehrerer aufeinanderfolgender Radarfolgeperioden auftretenden Informationen gleichzeitig verfügbar zu machen, damit sie miteinander verglichen oder zur Korrelation gebracht werden können. Dies ermöglicht insbesondere eine Störsignalunterdrückung. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der FR-PS 13 58 553 bekannt, doch enthält sie Ferritringkern-Speichermatrizen zur Speicherung der Informationen jeder Radarfolgeperiode; eine außerdem vorgesehene Verzögerungsleitung dient nur zum Laufzeitausgleich.

Die Speicherung der Radarinformationen in integrierten Schieberegistern ermöglicht die Verwendung preiswerter im Handel erhältlicher Bauelemente, insbesondere der MOS-Schieberegister, wie sie beispielsweise in den »Application Notes — MTOS Shift Registers« der Firma General Instrument Corporation

— Microelectronics Division, März 1967, beschrieben sind. Wie aus dieser Druckschrift hervorgeht, sind zwei Arten von integrierten Schieberegistern verfügbar, nämlich die statischen Schieberegister und die dynamischen Schieberegister. Bei Verwendung statischer Schieberegister für den zuvor angegebenen Zweck werden durch die in jeder Radarfolgeperiode enthaltene Totzeit keine Probleme verursacht, denn ein statisches Schieberegister kann während der Totzeit einfach stillgesetzt werden, so daß die gespeicherten Informationen in der nächsten Radarfolgeperiode am Ausgang des Schieberegisters synchron mit den jeweils entsprechenden Informationen der neuen Radarfolgeperiode verfügbar sind.

Wie beispielsweise aus der »Application Note No. 401

- pL5 R 100 Dynamic MOS Shift Register« der Firma

Philco-Ford Corporation, Microelectronics Division, Mai 1967, hervorgeht, weisen die dynamischen integrierten Schieberegister gegenüber den statischen integrierten Schieberegistern den Vorteil einer großen Packungsdichte mit geringen Kosten pro Speichereinheit auf, so daß daraus billige Speichereinheiten großer Kapazität mit geringem Raumbedarf gebaut werden können. Außerdem können sie im allgemeinen mit größerer Geschwindigkeit arbeiten. Beide Eigenschaften kommen den Bedürfnissen der Radartechnik entgegen. Jedoch verursacht bei Verwendung von dynamischen integrierten Schieberegistern für den eingangs angegebenen Zweck die Totzeit ein schwerwiegendes Problem. Die Taktfrequenz, mit der dynamische Schieberegister fortgeschaltet werden, kann zwar in einem breiten Frequenzbereich entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen gewählt werden; sie kann aber nicht unter einen unteren Grenzwert verringert werden, der durch die Zeitkonstante der Registerstufen bestimmt ist, weil sonst die gespeicherte Information verlorengeht. Dynamische Schieberegister können daher nicht für eine Zeitdauer Stillgesetzt werden, die der Totzeit jeder Radarfolgeperiode entsprechen würde.

Aus der Druckschrift »GME ρ L 5100 MOS Monolithic 100-Bit Shift Register« der Firma General Micro-electronics Ina, Juli 1965, ist es bekannt, dynamische integrierte Schieberegister als Verzögerungsleitungen mit fester oder veränderlicher Verzögerungszeit zu verwenden, wobei die Länge des Registers in direkter Beziehung zu der Taktfrequenz steht. Ferner ist es aus dieser Druckschrift bekannt, aus einem dynamischen integrierten Schieberegister dadurch ein Speicherregister zu bilden, daß das Register zu einer Schleife geschaltet wird, in der die Information umläuft. Zu diesem Zweck ist beispielsweise der Ausgang des Schieberegisters mit seinem Eingang über zwei NOR-Schaitungen verbunden, von denen die erste NOR-Schaltung am zweiten Eingang ein binäres Steuersignal empfängt, während der zweite Eingang der zweiten NOR-Schaltung die zu speichernden Informationen über eine dritte NOR-Schaltung empfängt, an deren zweiten Eingang das invertierte Steuersignal angelegt ist Je nach seinem Signalwert bestimmt somit das Steuersignal entweder eine Einschreibzeit, in der die Schleife unterbrochen ist, oder eine Umlaufzeit, in der die Schleife geschlossen und der Einschreibkreis unterbrochen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwendung von dynamischen integrierten Schieberegistern bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art trotz der bestehenden Totzeit zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei Verwendung von dynamischen integrierten Schieberegistern jedes dynamische Schieberegister mit der Kapazität von N Bits in ζ Teilschieberegister mit einer Kapazität von jeweils N/z Bits unterteilt ist, die in Kaskade geschaltet sind, daß jedes Teilschieberegister über eine Und-Schaltung und eine Oder-Schaltung während der Totzeit jeder Radarfolgeperiode zu einer Schleife von seinem Ausgang zu seinem Eingang schaltbar ist, und daß die Informationen in den zu einer Schleife geschalteten Teilschieberegistern während der Totzeit mit einer von der Totzeit abhängigen Taktfrequenz umlaufen.

Da bei der Vorrichtung nach der Erfindung das dynamische integrierte fj'chieberegister während der Totzeit jeder Radarfolgeperiode weiter betrieben wird,

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kann die gespeicherte Information während der Totzeit nicht verlorengehen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert Es zeigt

Fig. 1 ein Obersichtsschaltbild einer Vorrichtung zur Verarbeitung der in einem Radar-Videosignal enthaltenen Informationen, bei der die Erfindung anwendbar ist,

Fig,2 Diagramme von Signalen, welche in die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung eingegeben werden,

Fig.3 das Prinzipschaltbild einer Ausführungsform eines in der Speicheranordnung von F i g. 1 enthaltenen dynamischen Schieberegisters,

F i g. 4 ein Prinzipschaltbild eines der Teilschieberegister des dynamischen Schieberegisters von F i g. 3,

Fig.5 das Diagramm einer Radar-Folgeperiode, weiche eine gewisse Blindzeit aufweist,

F i g. 6 ein Prinzipschaltbild einer Speicheranordnung mit einem dynamischen Schieberegister zur Verwendung für den Fall einer Radarfolgeperiocte der in F i g. 5 gezeigten Art und

F i g. 7 eine andere Ausführungsform der Speicheranordnung von F i g. 6, weiche auch die Verarbeitung von Informationen während der Dauer der Blindzeit der Radar-Folgeperiode gestattet

F i g. 1 zeigt das Übersichtsschaltbild einer Vorrichtung zur Verarbeitung der in einem Radar-Videosignal enthaltenen Informationen. Sie weist eine Quantisierungsschaltung A auf, welche das aus dem Empfänger einer Radaranlage kommende Videosignal a in ein Binärsignal d umwandelt, das einer Speicheranordnung B zugeführt wird. Die Speicheranordnung B empfängt außerdem vom Empfänger ein Taktsignal Λ sowie ein Synchronsignal b. Die Ausgänge der Speicheranordnung B sind mit den entsprechenden Eingängen einer Logikschaltungsanordnung C verbunden, welche die eigentliche Informationsverarbeitung vornimmt. Diese Anordnung C weist beispielsweise Koinzidenzschaltungen auf, wenn die Verarbeitungsvorrichtung ein Korrelator ist

Die Diagramme der Signale b und h sind in F i g. 2 dargestellt Die Folgeperiode T des Radarsignals ist in Zeitstufen unterteilt, welche gleich der Impulsbreite des Radarsignals sind. Diese Periode T besteht aus zwei Abschnitten. Der eine Abschnitt T\ ist Nutzzeit genannt und umfaßt N Zeitstufen. Er entspricht der durch die optimale Verarbeitung der Radar-Videosignale bestimmten Entfernung, d. h. der Entfernung, für welche die Wahrscheinlichkeit des Empfangs von Echos größer ist als ein vorbestimmter Wert Der zweite Abschnitt 7} der Folgeperiode Tist Totzeit genannt.

Die Speicheranordnung B besteht aus zwei Schaltungsgruppen B\ und Bi. Die Schaltungsgruppe Bi enthält als integrierte Schaltungen ausgebildete Schieberegister, weiche N Informationsbits speichern können, so daß die Speicherung für eine Radarfolgeperiode erfolgen kann. Die Schaltungsgruppe B\ enthält Hilfsschaltungen zur Betätigung und Steuerung der Schieberegister der Schaltungsgruppe B₂. Die Schieberegister der Schaltungsgruppe B₂ sind dynamische MOS-Schieberegister. Dies ermöglicht die Bildung von Schieberegistern mit einer Kapazität von N Bits aus einer mininmalen Anzahl von in Reihe geschalteten integrierten Schaltungen.

Bei diesen dynamischen MOS-Schieberegistern kann die Verschiebung der Informationen von einer Stufe in die folgende nicht unterbrochen werden. Falls ihr

Speichervermögen N Bits ist, bestehen sie aus N in Kaskade geschalteten bistabilen Schaltstufen. Die Verschiebung der Informationen von einer Schaltstufe in die folgende wird mittels Taktsignalen bewirkt. In diesen dynamischen MOS-Schieberegistern wird die Streukapazität sowie die hohe Eingangsimpedanz der die Schaltstufe bildenden Transistoren zur Speicherung der Informationen ausgenützt, wobei jedoch die Stillstandszeit des Taktgebers nicht größer sein kann als die von diesen Kenngrößen festgelegte Zeitkonstante.

Bei der in F i g. 3 und 4 dargestellten Schaltung läßt man die Informationen während der Totzeit Ti im Inneren des Schieberegisters R umlaufen. Man nimmt dabei an, wie in F i g. 3 gezeigt, daß die Schieberegister R aus ζ in Reihe geschalteten integrierten Teilschieberegistern P\ bis P₁ gebildet sind, wobei jedes der ζ Teilschieberegister N/z Informationsbits speichern kann. F i g. 4 zeigt ein solches Teilschieberegister P\. Es enthält ein eigentliches dynamisches Schieberegisterelement Pio. Dieses empfängt die zu speichernden Informationen d über eine Und-Schaltung Pm, welche durch ein Signal g gesteuert wird, das die Dauer der Nutzzeit T\ angibt. Die Informationen d werden dadurch zu einem der beiden Eingänge einer Oder-Schaltung Pn übertragen. Der andere Eingang der Oder-Schaltung Pn ist an den Ausgang einer zweiten Und-Schaltung Pn angeschlossen, welche durch das in einem Negator K gebildete, zu dem Signal g komplementäre Signal gesteuert wird, das somit die Dauer der Totzeit Ti angibt. Der andere Eingang der Und-Schaltung P12 ist mit dem Ausgang des Schieberegisterelements verbunden, und der Ausgang der Oder-Schaltung Pn ist mit dem Eingang des Schieberegisterelements Ρίο verbunden. Dadurch wird dann, wenn die Und-Schaltung Pu geöffnet ist, in dem Teilschieberegister Pi eine Schleife vom Ausgang zum Eingang geschaffen, in der die in dem Schieberegisterelement P10 stehende Teilinformation während der Totzeit Ti mit einer von der Totzeit Ti abhängigen Taktfrequenz umlaufen kann.

Da die Folgeperiode Teiner Radaranlage sehr selten welche somit während der Nutzzeit Ti das Einschreib-Taktsignal h\ zur Oder-Schaltung H überträgt. Der Einschreibzähler F₁ empfängt das gleiche Taktsignal h\ über eine Und-Schaltung £3, welche durch das Ausgangssignal einer bistabilen Kippschaltung G\ gesteuert wird. Ein weiterer Ausgang des Zählers Fi liefert gleichzeitig zu der Kippschaltung C\ sowie zu einer zweiten Kippschaltung G₂ im Umlaufzweig ein Signal am Ende der Nutzzeit 71. Der zweite Eingang der Kippschaltung G\ empfängt von einem Blindzeitzähler F3 ein Signal am Ende der Blindzeit Ti. Der Blindzeitzähler F₃ wird durch das Umlauftaktsignal hi gesteuert, und durch das Synchronsignal b auf Null zurückgestellt.

Der Umlaufzweig enthält einen Zähler Fj, welcher die Gruppen von N/z Informationsbits aufgrund der Taktimpulse hi bestimmt. Er wird durch das Signal g gelöscht. Sein Ausgang ist mit einer Und-Schaltung £1 verbunden, welche durch das Ausgangssignal einer bistabilen Kippschaltung Gj gesteuert wird, deren einer Eingang das Synchronsignal b und deren anderer Eingang das das Ende der Blindzeit Ti anzeigende Ausgangssignal des Zählers Fi empfängt. Der Ausgang der Und-Schaltung £4 ist mit dem zweiten Eingang der Kippschaltung Gi verbunden, deren Ausgangssignal die Und-Schaltung Ei steuert, welche die Umlauftaktimpulse hi zur Oder-Schaltung H überträgt. Über die Kippschaltung G\ steuern der Einschreibzähler Fi und der Blindzeitzähler F3 das Schließen bzw. Öffnen der Und-Schaltung £3· Der Zähler Fi steuert außerdem über die Kippschaltung Gi das öffnen der Und-Schaltung E₁ im Umlaufzweig, deren Schließen gleichzeitig durch den Umlaufzähler Fi und den Blindzeitzähler Fj gesteuerl wird.

Eine solche Speicheranordnung B ermöglicht daher ein Umlaufen der Teilinformationen in den Teilschieberegistern Pu Pi... P₁ des Schieberegisters R während der Totzeit Ti und während der Blindzeit Tj. Sobald daher ein weiterer Synchronimpuls b empfangen wird wird der Umlaufzyklus so unterbrochen, daß die Informationen in die am Ende der Nutzzeit 71

F i g. 3 und 4 dargestellte Anordnung im allgemeinen nicht zur Lösung des Problems der Speicherung von Informationen in dynamischen MOS-Schieberegistern. Tatsächlich ist, wie es in Fig.5 gezeigt ist, jede Folgeperiode T nur mit einer Unbestimmtheit gleich ± T₁ bekannt, wobei Γ3 Blindzeit genannt wird. Man verwendet in diesem Fall eine Speicheranordnung S der in F i g. 6 dargestellten Art. Diese Anordnung enthält ein Schieberegister R der in F i g. 3 und 4 gezeigten Art, welches Taktimpulse von einer Oder-Schaltung H empfängt Der eine Eingang dieser Oder-Schaltung ist mit einem Einschreibzweig verbunden, während der andere Eingang mit einem Umlaufzweig verbunden isL Jeder dieser Zweige empfängt Taktsignale Ai bzw. A₂, sowie das Synchronsignal b der Radaranlage. Der Einschreibzweig enthält einen Zähler Fi, welcher durch das Signal b auf Null gestellt wird, gefolgt von einem Dekoder D, welcher auf die Zählung von N Taktimpulsen im Zähler Fi anspricht und am Ausgang das bereits im Zusammenhang mit F i g. 4 erwähnte Signal g liefert, das die Dauer der Nutzzeit T\ angibt Der Ausgang des Dekoders D ist mit einer Und-Schaltung E\ verbunden, Wenn man auch die ersten Zeitstufen der Folgeperiode T der Radaranlage verarbeiten will, verwendet mar

·>"> eine Anordnung der in Fig. 7 dargestellten Art. Sie besteht aus der Speicheranordnung B von F i g. 6, in die ein statisches Schieberegister S angefügt ist, das zur Speicherung von ρ Informationsbits geeignet ist, wobei ρ wesentlich kleiner ist als N. Das statische Schieberegi-

")<> ster S empfängt einerseits die zu speichernder Informationen c/und andererseits die Einschreib-Taktimpulse Ai über eine Und-Schaltung £*, welche durch das Ausgangssignal der Kippschaltung G₃ in der Speicheranordnung B gesteuert wird. Das gleiche Signal steuert auch eine Und-Schaltung Ei, deren Aufgabe darin besteht, die vom statischen Schieberegister i kommenden Informationen zu einer Oder-Schaltung H\ zu übertrager. Die Oder-Schaltung H\ empfängi andererseits über eine Und-Schaltung Es, welche durch

bo das Ausgangssignal gdes Dekoders Din der Anordnung B gesteuert wird, die das Schieberegister R verlassenden Informationen. Das Ausgangssignal der Oder-Schaltung H\ wird zu der Logikschaltungsanordnung C übertragen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   t. Vorrichtung zur Verarbeitung von Informationen, welche in einem Radar-Videosignal enthalten sind, über mehrere Radarfolgeperioden, deren jede durch einen Radar-Synchronisierimpuls festgelegt ist und eine der Informationsspeicherzeit ungleiche Totzeit aufweist, während der keine Information übertragen wird, mit integrierten Schieberegistern, weiche die der Nutzzeit einer Radarfolgeperiode entsprechenden N Informationsbits speichern können und in welchen die Informationen unter der Steuerung von Taktimpulsen fortschreiten, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von dynamischen integrierten Schieberegistern jedes dynamische Schieberegister (R) mit der Kapazität von N Bits in ζ Teilschieberegister (Pt, Pi...Pz) mit einer Kapazität von jeweils N/z Bits unterteilt ist, die in Kaskade geschaltet sind, daß jedes Teiischieberegisler (P\, Pi...P₂) über eine Und-Schaltung (Pn) und eine Oder-Schaltung während der Totzeit (T₂) jeder Radarfolgeperiode (T) zu einer Schleife von seinem Ausgang zu seinem Eingang schaltbar ist, und daß die Informationen in den zu einer Schleife geschalteten Teilschieberegistern (P\,Pi... P₁) während der Totzeit (T₂) mit einer von der Totzeit (Ti) abhängigen Taktfrequenz umlaufen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dt!¹ die Steuerschaltung (B\) für jedes dynamische Schieberegister (Weinen Informationseinschreibzweig und einen Umlaufzweig aufweist, daß der Informationseinschreibzweig einen Einschreibzähler (Ft) enthält, dessen Nullstelleingang die Radar-Synchronisierimpulse (b) empfängt und dessen Zähleingang ein Einschreib-Taktsignal (h\) über eine von einer ersten bistabilen Kippschaltung (Gt) gesteuerte Und-Schaltung (E₃) empfängt, daß an die Steuerausgänge des Einschreibzählers (Ft) ein Dekoder (D) angeschlossen ist, dessen die Dauer der Nutzzeit (T\) anzeigendes Ausgangssignal (g) eine Und-Schaltung (E\) steuert, über die das Einschreib-Taktsignal (h\) zu einem Eingang einer Oder-Schaltung (H) übertragen wird, deren Ausgang mit dem Takteingang des dynamischen Schieberegisters (R) verbunden ist, daß ein Blindzeitzähler (Fj) vorgesehen ist, der durch jeden Radar-Synchronisierimpuls (b) auf Null zurückgestellt wird und dessen Zähleingang Umlauf-Taktsignale (H₂) empfängt, daß der eine Eingang der ersten bistabilen Kippschaltung (Gt) an einen Ausgang des Blindzeitzählers (F₃) angeschlossen ist, der ein das Ende der Blindzeit (T₃) anzeigendes Signal liefert, und der andere Eingang der ersten bistabilen Kippschaltung (Gt) an einen Musgang des Einschreibzählers (F\) angeschlossen ist, der ein das Ende der Nutzzeit (Tt) anzeigendes Signal liefert, daß der Umlaufzweig einen« Umlaufzähler (Fi) enthält, der durch das Ausgangssignal (g) des Dekoders (D) auf Null zurückgestellt wird und am Zähleingang das Umlauf-Taktsignal (hi) empfängt, daß der Umlaufzweig ferner eine zweite bistabile Kippschaltung (Gi) enthält, von der ein Eingang an den Ausgang des Einschreibzählers (F\) angeschlossen ist und der andere Eingang mit dem Ausgang des Umlaufzählers (F₂) über eine Und-Schaltung (Ea) verbunden ist, deren anderer Eingang an den Ausgang einer dritten bistabilen Kippschal tung (G₃) angeschlossen ist, die an einem Eingang die Radar-Synchronisierimpulse (b) und am anderen Eingang das Ausgangssignal des Blindzeitzählers (F₃) empfängt, und daß das Ausgangssignal der zweiten bistabilen Kippschaltung (G₂) eine Und-Schaltung (Ei) steuert, über die das Umlauf-Taktsignal (hi) zu der Oder-Schaltung (H) übertragen wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speicherung der in der BHndzeit ^Ta) jeder Radarfolgeperiode (T) enthaltenen Informationsbits ein statisches Schieberegister (S) vorgesehen ist, dessen Takteingang das Einschreibtaktsignal (h\) über eine vom Ausgangssignal der dritten bistabilen Kippschaltung (G₃) gesteuerte Und-Schaltung (Es) empfängt
4. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dynamischen integrierten Schieberegister MOS-Schieberegister sind.