DE1817795B2 - Verarbeitungsanordnung für Radar-Videosignal-Informationen mit ein Schieberegister enthaltender Speicheranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Anordnungen dieser Art haben irr· vvcScniiic'ncii Jen Zweck, die in mehreren Radarfolgeperioden auftretenden Informationen zu sammeln, damit die in einander entSDrechendcn Zeitstufen tier verschiedenen Radarfolgeperioden auftretenden Informationen gleichzeitig verarbeitet werden können. Dadurch können insbesondere sporadische Störsignale unterdrückt werden.

Die beispielsweise aus der US-PS 33 53 177 bekannte Verwendung von Schieberegistern zur Speicherung der Radarinformationen ergibt eine gewisse Vereinfachung gegenüber den sonst üblichen Ferritkernspeichern, jedoch ergeben sich dadurch auch Probleme aufgrund der folgenden Erscheinungen:

a) Die Radarfolgeperiode enthält außer der Nutzzeit, die in eine bekannte Anzahl von Zeitstufen unterteilt ist, in denen Nutzinformationen auftreten können, gewöhnlich auch eine sich an die Nutzzeit anschließende Totzeit Wenn jedes Schieberegister während der ganzen Dauer der Radarfolgeperiode gleichmäßig fortgeschaltet wird, muß es eine die Länge der Totzeit berücksichtigende zusätzliche Stufenzahl haben, damit am Beginn der nächsten Radarfolgeperiode die der ersten Zeitstufe entsprechende Information am richtigen Ausgang zur Verfugung steht Dies bedeutet einen zusätzlichen Aufwand. Außerdem ist das Schieberegister durch seinen Aufbau starr an eine feste Totzeit gebunden; Schwankungen der Totzeit können allenfalls dadurch berücksichtigt werden, daß die Information an einem anderen Stufenausgang des Schieberegisters abgenommen wird. Dies setzt aber voraus, daß die Stufenausgänge des Schieberegisters von außen zugänglich sind.

b) Wenn die in einem Schieberegister oder in mehreren Schieberegistern aufgezeichneten Informationen früherer Radarfolgeperioden mit den entsprechenden Informationen der gerade laufenden Radarfolgeperiode in einer Realzeitverarbeitung verglichen werden sollen, müssen die Schieberegister mit einer gewissen Voreilung abgelesen werden, damit die schaltungsbedingten Verzögerungen kompensiert werden und die einer Zeitstufe der früheren Radarfolgeperioden entsprechenden Informationen in der Verarbeitungsanordnung zur Verfugung stehen, wenn die der gleichen Zeitstufe der !aufenden Radarfolgeperiode entsprechende Information eintrifft. Eine bekannte Maßnahme zur Erzielung einer solchen Realzeitverarbeitung besteht darin, daß die Informationen nicht am Ausgang der letzten Stufe des Schieberegisters abgelesen werden, sondern an einem davor liegenden Stufenausgang. Auch diese Maßnahme setzt somit voraus, daß die Stufenausgänge der Schieberegister von außen zugänglich sind.

Bei Schieberegistern, die aus diskreten Schaltungselementen aufgebaut sind, ist der Zugang zu den Stufenausgängen von außen ohne weiteres möglich; dies wird auch in der zuvor erwähnten US-PS 33 53 177 vorausgesetzt. Solche Schieberegister ergeben jedoch hinsichtlich Kosten und Platzbedarf noch keine wesentlichen Einsparungen gegenüber Ferritkernspeicherin.

Es sind jedoch Schieberegister in Form von integrierten Schaltungen bekannt, die mit einer großen Anzahl von Registerstufen in sehr geringer Größe und zu einem niedrigen Preis erhältlich sind. Dies gilt insbesondere für die statischen und dynamischen MOS-Schiebcregister, wie sie in den Application Notes »fviTGS jliiii Registers« der General instrument Corporation, Microelectronics Division, März 1967, beschrieben sind. Bei solchen integrierten Schieberegistern sind aber grundsätzlich die Stufenausgänge der

einzelnen Registerstufen von außen nicht zugänglich, denn dies verbietet sich bereits wegen der sehr begrenzten Zahl von Anschlußstiften, die bei integrierten Schaltungen verfügbar sind. Die im Schieberegister enthaltene Information kann daher nur nach dem Durchlaufen des ganzen Schieberegisters am Ausgang der letzten Stufe abgenommen werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung zur Verarbeitung der in einem Radar-Videosignal enthaltenen Informationen, bei welcher die Verwendung von integrierten statischen Schieberegistern ohne äußere Stufenausgänge ungeachtet schwankender Totzeiten und auch im Fall einer Realzeitverarbeitung möglich ist

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Bei der Anordnung nach der Erfindung wird die Verwendung der einfachen, billigen und platzsparenden integrierten statischen Schieberegister ohne Stufenausgänge dadurch ermöglicht, daß die dem Fortschalteeingang jedes Schieberegisters zugeführten Taktimpulse in einer bestimmten Weise abgezählt werden und daß dann die Fortschaltung stillgesetzt wird. Dadurch wird erreicht, daß die im Schieberegister gespeicherten Informationen in der gewünschten Weise an dem vorhandenen einzigen Ausgang (der letzten Registerstufe) so verfügbar sind wie bei den herkömmlichen Schieberegistern an einem geeigneten Zwischenausgang.

Wenn die Anzahl der abgezählten Taktiinpulse der Anzahl der Registerstufen entspricht, die wiederum gleich der Anzahl der in jeder Radarfolgeperiode zu speichernden Nutzinformationen ist, ist sichergestellt, daß ungeachtet der vorhandenen und möglicherweise schwankenden Totzeiten am Beginn der nächsten Radarfolgeperiode die der ersten Zeitstufe emtsprechende Information am Ausgang des Schieberegisters erscheint. Wenn dagegen eine voreilende Ablesung gewünscht wird, insbesondere im Minblick auf eine Realzeitverarbeitung, wird einfach die Anzahl der abgezählten Taktimpulse um die der Voreilung entsprechende Anzahl erhöht; die zusätzlichen Fortschaltungen sind ohne weiteres möglich, weil sie in die Totzeiten fallen. Ferner kann die Voreilung leicht an die jeweils bestehenden Verhältnisse angepaßt werden; hierzu braucht nur der Decodierer auf einen entsprechend geänderten Zählerstand eingestellt zu werden, ohne daß ein Eingriff in die Schieberegister erforderlich ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Übersichtsschaltbild einer Vorrichtung zur Verarbeitung der in einem Radar-Videosign&; enthaltenen Informationen, bei der die Erfindung anwendbar ist,

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

Fig.3 ein Prinzipschaltbild einer Ausführungsform der in der Vorrichtung von Fig. 1 enthaltenen Speicheranordnung.

Fig.4 eine andere Ausführungsform der in der Vorrichtung in Fig. 1 enthaltenen Speicheranordnung, welche eine Realzeitverarbeitung für eine Radarperiode gestattet und

Fig. 5 ein Prinzipschallbild einer weiteren Aiisfilhrungsform der in der Vorrichtung von Fig. 1 enthaltenen Speicheranordnung, welche eine Realzeitverairbeitung für mehrere aufeinanderfolgende Radarperioden gestaltet.

F i g. 1 zeigt das Übersichisschaltbüd einer Vorrichtung zur Verarbeitung der in einem Radar-Videosigna! 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 h 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 Γ 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 genannf 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 T₂ der Folgeperiode Tist Totzeit genannt.

Die Speicheranordnui ._ ^p besteht aus zwei Schaltungsgruppen β, und B₂. L.; Schaltungsgruppe B₂ enthält als integrierte Schallungen ausgebildete Schieberegister, welche 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 statische MOS-Schieberegister. Dies ermöglicht die Bildung von Schieberegistern mit einer Kapazität von N Bits aus einer minimalen Anzahl von in Reihe geschalteten integrierten Schaltungen.

Statische Schieberegister können unbegrenzt die Informationen speichern, welche sie enthalten, was ihre Verwendung einfacher macht als die Verwendung von dynamischen Schieberegistern. Sie weisen bistabile Elemente auf, welche mit einer Stabilisierungsschleife versehen sind. Infolge der größeren Schwierigkeit, diese Schleife als integrierte Schaltung herzustellen, ist die Anzahl von Stufen, welche die gleiche integrierte Schaltung enthalten kann, etwa drei- bis viermal kleiner als die bei dynamischen Schieberegistern erzielbare Anzahl. Die Verwendung von statischen Schieberegistern ist jedoch insofern vorteilhaft, als es durch die Unterbrechung des die Fortschaltung steuernden Taktsignals möglich ist, das Schieberegister stillzusetzen, ohne daß die darin enthaltenen Informationen verlorengehen. Dies wäre beispielsweise bei dynamischen integrierten Schieberegistern nicht möglich.

Das Prinzipschaltbild einer mit solchen statischen Schieberegistern ausgestatteten Speicheranordnung B ist in Fig.3 dargestellt. Die Schahungsgruppe B₂ besteht aus η Schieberegistern Ri, ..., R/,, ..., R_n mit jeweils N Stufen, so daß jedes Schieberegister die N Informationsbits speichern kann, welche in einer Raüarfolgeperiode erscheinen können. Die Schieberegister sind in Kaskaile:iniJpnnlnpt wobei :Ητε Ausgänge jeweils mit einem entsprechenden Eingang der Logikschaltungsanordnung C verbunden sind. |e<!es Schieberegister R hat zwei Eingänge, von welchen der eine Eingang der Signaleingang ist. der die Informationen

vom vorangehenden Schieberegister bzw. im Fall des ersten Schieberegisters R\ das Binärsignal d empfängt. Der zweite Eingang jedes Schieberegisters ist der Fortschalteeingang, der mit einem Ausgang der Schaltungsgruppe B\ verbunden ist, welcher der Ausgang einer Und-Schaltung £ ist, die an einem Eingang die Taktimpulse h empfängt. Der andere Eingang der Und-Schaltung £wird durch das von einem Decodierer D kommende Signal g gesteuert. Die Taktimpulse Λ werden außerdem in einem Zähler F gezählt, der am Beginn jeder Radarfolgeperiode T durch das Synchronsignal b der Radaranlage auf Null zurückgestellt wird. Der Decodierer D decodiert den sich fortlaufend ändernden Zählerstand des Zählers F und ist so ausgebildet, daß er ein die Und-Schaiiung E öffnendes Signal g liefert, bis der Zähler F den Zählerstand N erreicht hat; von diesem Zählerstand an nimmt das Ausgangssignal g des Decodieren D den Zustand an, in welchem die Und-Schaltung £ gesperrt ist, so daß dann keine Taktimpulse h mehr zu den Schieberegistern R übertragen werden können. Der Zähler F bestimmt somit die Anzahl N der in jeder Radarfolgeperiode vorgenommenen Fortschaltungen der Schieberegister R, die gleich der Anzahl der in der Nutzzeit 71 enthaltenen Zeitstufen ist. Die in der Nutzzeit 71 auftretenden Informationsbits werden also in das Schieberegister R₁ eingegeben, und gleichzeitig werden die entsprechenden Informationsbits früherer Radarfolgeperioden in das jeweils nächste Schieberegister übertragen. Am Ende der Nutzzeit 71 werden die Schieberegister R bis zum Beginn der nächsten Radarfolgeperiode angehalten, so daß während der Totzeit 7~2 keine Fortschaltung erfolgt. Beim ersten Taktimpuls h am Beginn jeder Folgeperiode werden somit an den Ausgängen der Schieberegister R die Informationsbits erhalten, die jeweils in der ersten Zeitstufe der vorhergehenden Radarfolgeperioden eingeschrieben worden sind, ungeachtet der in den Radarfolgeperioden enthaltenen Totzeiten 7J.

Um eine Realzeitverarbeitung der gespeicherten Informationen zu erzielen, besteht eine gern angewendete Maßnahme darin, die Informationen aus den Schieberegistern mit einer Verzögerung auszulesen, die um einige Zeitstufen kleiner als eine Radarfolgeperiode T ist. Hierzu sind aber Schieberegister erforderlich, welche Zwischenausgänge aufweisen. Die statischen MOS-Schieberegister mit großem Speichervermögen, welche als integrierte Schaltungen ausgebildet sind, besitzen infolge ihres integrierten Aufbaus im allgemeinen keine Zwischenausgänge und sind daher für diese Lösung nicht geeignet.

Falls die auszuführende Verarbeitung eine einzige Radarfolgeperiode betrifft, kann die gleiche Wirkung mit integrierten statischen MOS-Schieberegistern erhalten werden, wenn die Speicheranordnung B in der in F i g. 4 dargestellten Weise ausgeführt ist. Diese weist ein einziges Schieberegister R auf, welches die N Informationsbits speichern kann, welche in der zu verarbeitenden Radarfolgeperiode erscheinen können. Die Taktimpulse Λ werden einem Eingang einer Und-Schaltung E zugeführt, welche durch das von einem Decodierer D kommende Signal gesteuert wird. Die Taktimpulse h werden außerdem in einem Zähler F gezählt, der am Beginn jeder Radarfolgeperiode durch das Synchronsignal b der Radaranlage auf Null gestellt wird. Der Decodierer D ist so an den Zähler F angeschlossen, daß er während der Zählung von N+m Taktimpulsen h ein Ausgangssignal abgibt, das die Und-Schaiiung t öffnei. Daher werden in jeder Radarfolgeperiode N+m Taktimpulse A dem Schieberegister R zugeführt, wodurch die in diesem Schieberegister enthaltenen Informationen bezüglich der folgenden Radarfolgeperiode um m Zeitstufen vorgerückt werden. Die zusätzlichen m Fortschaltungen werden durch die Totzeit T₂ ermöglicht.

Wenn die Verarbeitung mehrere aufeinanderfolgende Radarfolgeperioden betrifft, wird die Speicheranordnung B von F i g. 5 verwendet. Die Schaltungsgruppe B₂ ist in der gleichen Weise wie in Fig.3 ausgebildet. In der Schaltungsgruppe B\ sind dagegen an die Stufenausgänge des Zählers F nunmehr zwei Schaltungszweige angeschlossen, von denen jeder einen Decodierer D\ bzw. D₂ und eine von diesem gesteuerte Und-Schaltung £i bzw. E₇ enthält. Die beiden Und-Schaltungen F₁ und £2 empfangen jeweils an einem Eingang die Taktimpulse h und übertragen diese zu den Schieberegistern R, solange sie durch das am anderen Eingang anliegende Ausgangssignal des Decodieren D\ bzw. D₂ geöffnet sind. Der Ausgang der Und-Schaltung £1 ist mit dem Fortschalteeingang des Schieberegisters R\ verbunden, wogegen die Fortschalteeingänge der Schieberegister R₂ bis R_n parallel an den Ausgang der Und-Schaltung £₂ angeschlossen sind. Der Decodierer D₂ ist in gleicher Weise wie der Decodierer Din Fig.3 ausgebildet und angeschlossen; erhält also die Und-Schaltung £2 in ieder Radarfolgeperiode für die Dauer von N Taktimpulsen geöffnet, so daß die Schieberegister R₂ bis R_n in der Nutzzeit Γ, jeder Radarfolgeperiode N Fortschaltungen ausführen. Dagegen ist der Decodierer D\ wie der Decodierer D von F i g. 4 so ausgebildet und angeschlossen, daß er die Und-Schaltung £1 für die Dauer von N+ m Taktimpulsen h offen hält, so daß die im Schieberegister Ri enthaltenen Informationen in der Totzeit T₂ jeder Radarfolgeperiode bezüglich der folgenden Radarfolgeperiode um m Zeitstufen vorgerückt werden. Diese Vorrückung bleibt bei der anschließenden Übertragung in die sich anscbl.iiienden Schieberegister R₂ bis R_n erhalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Verarbeitung der in einem Radar-Videosignal enthaltenen Informationen mit einer Speicheranordnung, die wenigstens ein Schieberegister enthält, das an einem Signaleingang die Videosignale in binär quantisierter Form und an einem Fortschalteeingang Taktimpulse zur Fortschaltung der im Schieberegister stehenden Informationsbits empfängt, wobei jedes Schieberegister eine der Anzahl der Informationsbits in einer Radarfolgeperiode entsprechende Stufenzahl aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von integrierten statischen Schieberegistern der Fortschalteeingang jedes Schieberegisters (R; Rj, R₂,. --, Rk, ■ ■, Rn) mit dem Ausgang einer UND-Schaltung (E; E_x, E₁) verbunden ist, die an einem Eingang die Taktimpulse Qt) empfängt, und ein Zähler (F) vorgesehen ist, der am Zähleingang >o die Taktimpulse Qi) empfängt und an einem Rückstelleingang durch ein Synchronsignal Q)) am Beginn jeder Radarfolgeperiode (T) auf Null zurückgestellt wird, wobei der zweite Eingang der UND-Schaltung (E; E,, E₂) mit dem Ausgang eines »5 an den Zähler (F) angeschlossenen Decodieren (D₁- D\, D₂) verbunden ist, der nach Erreichen eines Zählerstandes, der wenigstens gleich der Anzahl (N) der Stufen jedes Schieberegisters ist, die UND-Schaltung (E) für die Übertragung der Taktimpulse ω (h) sperrt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verarbeitung der Informationen im Verlauf mehrerer Radarfoigeperioden f7)mehrere Schieberegister (R_h R₂ ...,Ri,,..., R_n) in Kaskade r> geschaltet sind und die Fortschalteeingänge aller Schieberegister parallel an den Ausgang der gleichen UND-Schaltung ^angeschlossen sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Realzeitverarbeitung der Informa- 4» tionen im Verlauf mehrerer Radarfolgeperioden (T) mehrere Schieberegister (R\, R₂, ..., Rk, R_n) in Kaskade geschaltet sind, der Fortschalteeingang des ersten Schieberegisters (R\) an den Ausgang einer ersten die Taktimpulse (h) übertragenden UND- π Schaltung (E\) angeschlossen ist, die von einem mit dem Zähler (F) verbundenen Decodierer (D₁) nach Erreichen eines Zählerstandes (N + m) gesperrt wird, der die Anzahl (N) der Stufen jedes Schieberegisters um eine bestimmte Zahl (m) >n übersteigt, und die Fortschalteeingänge aller übrigen Schieberegister (R₂,..., Rk,.., R_n) mit dem Ausgang einer weiteren die Taktimpulse Qi) übertragenden UND-Schaltung (Ei) verbunden sind, die von einem weiteren mit dem Zähler (F) verbundenen Decodie- r> rer (D2) nach Erreichen eines Zählerstandes (N) gesperrt wird, der gleich der Anzahl (N) der Stufen jedes dieser Schieberegister ist.