DE1817795C3

DE1817795C3 - Verarbeitungsanordnung für Radar-Videosignal-Informationen mit ein Schieberegister enthaltender Speicheranordnung

Info

Publication number: DE1817795C3
Application number: DE19681817795
Authority: DE
Inventors: Joel Paris Soupirot
Original assignee: Thomson CSF Visualisation et Traitement des Informations T V T
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1967-12-29
Filing date: 1968-12-19
Publication date: 1979-09-20
Also published as: DE1815660B2; GB1235750A; DE1815660A1; NL6818302A; SE358966C; DE1815660C3; DE1817795A1; SE358966B; FR1557132A; DE1817795B2

Description

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

Anordnungen dieser Art haben im wesentlichen den Zweck, die in mehreren Radarfolgeperioden auftretenden Informationen zu sammeln, damit die in einander entsprechenden Zeitstufen der 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 Ferritkemüpeichern, 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 zusitzliche Stufenzahl haben, damit am Beginn der nächsten Radarfolgeperiode die der ersten Zeitstufe entspre-'Ii chende Information am richtigen Ausgang zur

Verfügung 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 ant^:-;ren Stufenausgang des Schieberegisters abgenommen wird. Dies setzt aber voraus, daß die Stufenausgänge des Schieberegisters von außen zugänglich sind.

κι b) Wenn die in einem Schieberegister oder in mehreren Schieberegistern aufgezeichneten Informationen früherer Radarfolgeperioden mit den entsprechenden informationen der gerade laufenden Radarfolgeperiode in einer Realzeitverarbei-1Ί tung verglichen werden sollen, müssen die Schieberegister mit einer gewissen Voreilung abgelesen werden, damit die schaltungsbedingten Verzögerungen kompensiert werden und ''ie einer Zeitstufe der früheren Radarfolgeperioderi entsprechenden »1 Informationen in der Verarbeituiigsanordnung zur

Verfügung stehen, wenn die der gleichen Zeitstufe der laufenden Radarfolgeperiode entsprechende Information eintrifft. Eine bekannte Maßnahme zur Erzielung einer solchen Realzeitverarbeitung be-•»'1 steht 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 V) 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 Γι vorausgesetzt. Solche Schieberegister ergeben jedoch hinsichtlich Kosten und Platzbedarf noch keine wesentlichen Einsparungen gegenüber Ferritkernspeichern.

Es sind jedoch Schieberegister in Form von 1'. 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-Schieberegister, wie sie in den Application Notes »MTOS Shift Registers« der General Instrument Corporalion, 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 Taktimpulse 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 entsprechende Information am Ausgang des Schieberegisters erscheint. W nn dagegen eine voreilende Ablesung gewünscht wird, insbesondere im Hinblick 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. Ferne.· kann die Voreilung leic:it 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.

Ausfühlungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. I ein Übersichtsschaltbild 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 ein Prinzipschaltbild einer Ausführungsform der in der Vorrichtung von F i g. 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 Prinzipschaltbild einer weiteren Ausfiihrungsform der in der Vorrichtung von F i g. I enthaltenen Speichcranordnunr solche eine Realzeitverarbeitung für mehrere aufeinanderfolgende Radarperioden 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 vorn 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 InlOrmationsverarbeitung 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 ^h?steht aus zwei Abschnitten, Der eine Abschnitt T₁ ist rvutzzeit genannt und umfaßt N Zeitstufen. Er entspricht aer 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 Ti der Folgeperiode Tist Totzeit genannt.

Die Speicheranordnung B besteht aus zwei Schaltungsgruppen B\ und Bi. Die Schaltungsgruppe Bi enthält als integrierte Schaltungen ausgebildete Schieberegis'er, welche N Informationsbits speichern können, so daß die Speicherung für eine Radarfolgeperiode erfolgen kann. Die Schaltungsgruppe S₁ enthält Hilfsschaltungen zur Betätigung und Steuerung der Schieberegister der Schaltungsgruppe B₂. Die Schieberegister der Schaltungsgruppe Bi 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, weiche mit einer Stabilisijrungsschleife 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 F i g. 3 dargestellt. Die Schaltungsgruppe Bi

besteht aus η Schieberegistern Rs Rk, ..., R_n mit

jeweils N Stufen, so daß jedes Schieberegister die N Informationsbits speichern kann, welche in einer Radarfolgeperiode erscheinen können. Die Schieberegister sind in Kaskade angeordnet, wobei ihre Ausgänge jeweils mit einem entsprechenden Eingang der Logikschaltungsanordnung C verbunden sind. Jedes 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 /?i das Binärsignal (/empfängt. Der zweite Eingang jedes Schieberegisters ist der Fortschalteeingang, der mit einem Ausgang der Schaltungsgruppe B\ verbunden ist, welcher der Ausgang einer Und-Schaltung E ist. die an einem Eingang die Taktimpulse h empfängt. Der andere Eingang der Und-Schaltung Ewird durch das von einem Decodierer D kommende Signal g gesteuert. Die Taktimpulse h werden außerdem in einem Zähler Γ gezählt, der am Beginn jeder Radarfolgepcriode 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-Schaltung E öffnendes Signal g liefert, bis der Zähler F-' den Zählerstand /Verreich; hai; von diesem Zählerstand an nimmt das Ausgangssignal g des Decodierers D den Zustand an, in welchem die Und-Schaltung V. 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 T\ enthaltenen Zeitstufen ist. Die in der Nutzzeit 71 auftretenden Informationsbits werden also in das Schieberegister Ri eingegeben, und gleichzeitig werden die entsprechenden Informationsbits früherer Radarfolgeperioden in das jeweils nächste Schieberegister übertragen. Am Ende der Nutzzeit 7Ί werden die Schieberegister R bis zum Beginn der nächsten Radarfolgeperiode angehalten, so daß während der Totzeit T₂ 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 2'eitstufe der vorhergehenden Radarfolgeperioden eingeschrieben worden sind, ungeachtet der in den Radarfolgeperioden enthaltenen Totzeiten T₂.

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 flin der in F i g. 4 dargestellten Weise ausgeführt ist. [Diese weist ein einziges Schieberegister R auf, weiches die N Informationsbits speichern kann, welche in der zu verarbeitenden Radarfolgepcriode erscheinen können. Die Taktimpulse h werden einem Eingang einer Und-Schaltung F: zugeführt, welche durch das von einem Decodierer D kommende Signal gesteuert wird. Die Tiiktimpulsc h werden außerdem in einem Zähler /·' gezählt, der am Beginn jeder Radarfolgeperiodc durch das Synchronsignal b der Radaranlage auf Null gestelll wird. Der Decodierer D ist so an den Zähler / angeschlossen, daß er während der Zählung von N+ in Taktimpulsen h ein Ausgangssignal abgibt, das die Und-Schaltung /:' öffnet. Daher werden in jeder Radarfolgeperiode W+ m Taktimpulse h dem Schiebe

gister 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 Fi von F-" i g. 5 verwendet. Die Schaltungsgruppe lh ist in eier gleichen Weise wie in Fig. 3 ausgebildet. In der Sch .'üingsgruppe B\ sind dagegen an die Stufenausgänge des Zählers F nunmehr zwei Schaltungszweige angeschlossen, von denen jeder einen Decodierer üi bzw. D₂ und eine von diesem gesteuerte Und-Schaltung Ei bzw. E₂ enthält. Die beiden Uv/d-Schaltungen E\ und E₂ 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 Decodierers D\ bzw. D₂ geöffnet sind. Der Ausgang der Und-Schaltung E\ ist mit dem Fortschalteeingang des Schieberegisters R\ verbunden, wogegen die Fortschalteeingänge der Schieberegister R₂ bis R_n parallel an den Ausgang der Und-Schaltung E₂ angeschlossen sind. Der Decodierer D₂ ist in gleicher Weise wie der Decodierer Din Fig. 3 ausgebildet und angeschlossen; erhält also die Und-Schaltung E₂ in jeder Radarfolgeperiode für die Dauer von N Taktimpulsen geöffnet, so daß die Schieberegister R₂ bis R_n in der Nutzzeit T] jeder Radarfolgeperiode Λ/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 E\ für die Dauer von N+ m Taktimpulsen h offen hält, so daß die im Schieberegister R₁ enthaltenen Informationen .; der Totzeit T₂ jeder Radarfolgeperiode bezüglich der folgenden Radarfolgeperiode um m Zeitstufen vorgerückt werden. Diese Vorrückung bleibt bei der anschließenden Übertragung in die sich anschließenden Schieberegister /?₂bis R_n erhalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

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; R\, Ri, ..., Rk, ■ ■., Rn) mit dem Ausgang einer UND-Schaltung (E; E], E₂) verbunden ist, die an einem Eingar.3 die Taktimpulse (h) empfängt, und ein Zähler (F/ vorgesehen ist, der am Zähleingang die Taktimpulse (h) empfängt und an einem Rückstelleingang durch ein Synchronsignal (b) am Beginn jeder Radarfolgeperiode (T) auf Null zurückgestellt wird, wobei der zweite Eingang der UND-Schaltung (E; E\, Ei) mit dem Ausgang eines an den Zähler (F) angeschlossenen Decodierers (D; D], Dt) verbunden ist, der nach Erreichen eines Zählerstandes, der wenigstens gleich der Anzahl (N) der Stufen jeder, Schieberegisters ist, die UND-Schaltung (E) für die Übertragung der Taktimpulse (/^sperrt.

2. Anordnung nach Asispruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verarbeitung der Informationen im Verlauf mehrerer Radarfolgep^rioden (T)mehrere Schieberegister (R], R2.... Rk Rn) in Kaskade

geschaltet sind und die Fortschalteeingänge aller Schieberegister parallel an den Ausgang der gleichen UND-Schaltung ("/^angeschlossen sind.

3. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Realzeitverarbeitung der Informationen im Verlauf mehrerer Radarfolgeperioden (T)

mehrere Schieberegister (R₁, R₇ Ri₁, R_n) in

Kaskade geschaltet sind, der Fortschalteeingang des ersten Schieberegisters (R]) an den Ausgang einer ersten die Taktimpulse (ti) übertragenden UND-Schaltung (E]) angeschlossen ist, die von einem mit dem Zähler (F) verbundenen Decodierer (D]) nach Erreichen eines Zählerstandes (N + m) gesperrt wird, der die Anzahl (N) der Stufen jedes Schieberegisters um eine bestimmte Zahl (m) übersteigt, und die Fortschalteeingänge aller übrigen

Schieberegister (Ri /?*,..., R_n) mit dem Ausgang

einer weiteren die Taktimpulse (h) übertragenden UND-Schaltung (E₁) verbunden sind, die von einem weiteren mit dem Zähler (F) verbundenen Decodierer (D7) nach Erreichen eines Zählerstandes (N) gesperrt wird, der gleich der Anzahl (N) der Stufen jedes dieser Schieberegister ist.