DE1952054B2 - Verarbeitungsvorrichtung mit Quantisiergerät für Videosignale einer R undsuch-Folgeradar anlage - Google Patents

Description

Bei diesem Verfahren ist eine genaue Bestimmung Eine genaue Positionsbestimmung ist nämlich erst

der Entfernung nahezu unmöglich; es kann immerhin dann notwendig, wenn das zu verfolgende Ziel sich

vorkommen, daß die aufgetretenen Videosignale von der vorausgesagten Position dichi genähert hat, und

zwei nahe beieinander gelegenen Zielen herrühren. dieses Ziel gerade in das Folgetor gekommen ist.

Dieses Problem wird im wesentlichen an Hand der 5 Die Erfindung wird nun an Hand der Figuren

Lösung entsprechend der USA.-Patentschrif13 386 091 näher erläutert, von denen:

beseitigt; bei der in dieser Patentschrift beschriebe- F i g. 1 als Blockschema die Grundlagen einer Vornen Einrichtung wird für jedes Videosignal, das von richtung entsprechend der Erfindung darstellt, doch einem sich innerhalb des Folgetores befindlichen nur insoweit es für ein gutes Verständnis der Erfin-Objekt stammt, eine — im Verhältnis der Länge des io dung erforderlich ist, während die
auftretenden Videosignals zu der Größe der Ent- F i g. 2 und 3 Diagramme zur Erläuterung der in fernungsinkremente — schwankende Bitanzahl er- F i g. 1 dargestellten Vorrichtung geben,
halten. Die so erhaltene Information kann in einer Im Blockschema nach F i g. 1 bezeichnet 1 ein aus Zeilen und Spalten bestehenden Ebene dar- Impulsradargerät, bei dem die am Ausgang auftretengestellt werden, deren Gesamtabmessungen der des ts den Videosignale über eine erste Torschaltung 2, ein Folgetores entsprechen und welche Ebene als Bit- Quantisiergerät 3 und ein Pufferregister 4 in den muster bezeichnet wird. In dieser Ebene ist ein zu Speicher einer elektronischen digitalen Recheneinverfolgendes Ziel nicht mehr durch eine einzelne Bit- heit 5 eingegeben werden. Das Radargerät ist als serie gegeben, sondern infolge der Feinverteilung des Rundsuch-/Folgeradaranlage ausgebildet, wobei ein Enffernungstores als eine Bitgnippe. Für eine mög- ao ausgewähltes zu verfolgendes Ziel in einem durch ein liehst genaue Wiedergabe des zu verfolgenden Zieles Azimut- und ein Entfernungstor gebildeten polaren auf dem Bitmuster müssen die Entfernungsinkremente Folgetor gehalten wird, von welchem Tor die Mitte gegenüber der Sendeimpulslänge so klein wie möglich mit dem jeweils pro Antennenumdrehung vorausgesein. Eine solche Feinverteilung des Entfernungs- sagten Azimut und der vorausgesagten Entfernung meßbereiches ist, außer aus der vorgenannten USA.- as des zu verfolgenden Ziels übereinstimmt. An Hand Patentschrift, auch aus der deutschen Patentschrift der im Folgetor empfangenen Zielechos wird nämlich 1 035 709 bekannt. Diese Unterteilung des Entfer- durch die Recheneinheit 5 die Position des zu vernungsmeßbereiches macht — je feiner die Verteilung folgenden Ziels bestimmt und danach, unter Verwenwird — einen größeren Aufwand an »Hardware« dung eines Azimut- bzw. Entfernungstorgenerators 6 erforderlich sowie eine wesentlich größen: In- 30 bzw. 7, die das Folgetor bildende Torschaltung 2 auf anspruchnahme der Speicherkapazität der Rechen- die dann bestimmte Zielposition nachgesteuert,
einheit; die vorliegende Erfindung bezweckt, entspre- Das Entfernungstor ist in Entfernungsinkremente chende Maßnahmen hiergegen zu ergreifen. unterteilt; der Pufferspeicher 4 umfaßt eine der An-

Nach der Erfindung sind die lnkremente des mitt- zahl Entfernungsinkremente entsprechende Anzahl leren, rund um die vorausgesagte Entfernung ge- 35 Speicherelemente. Jedes der Speicherelemente ist legenen Abschnittes des Entfernungstors kleiner als daher einem bestimmten Entfernungsintervall zugedie lnkremente der beiden übrigen Abschnitte und ordnet. Werden die Entfernungsinkremente ausist das Quantisiergerät versehen mit: reichend groß, d. h. groß im Verhältnis zur Sendeimpulslänge, gewählt, kann die Darstellung von jedem

— einem aus drei Teilen bestehenden Schiebe- 40 innerhalb des Folgetors auftretenden Videosignal daregister, wobei die Anzahl Elemente jedes ein- durch erfolgen, daß dasjenige Speicherelement des zelnen Teils mit der Anzahl lnkremente überein- Pufferregisters gesetzt wird, das mit dem Er.tferstimmt, in die ein entsprechender Entfernungs- nungsintervall übereinstimmt, in dem sich das Ziel abschnitt unterteilt ist; befindet, von dem das Videosignal stammt. Hierbei

— einem ersten und einem zweiten Taktimpuls- 45 gilt, daß nur diejenigen Videosignale betrachtet wergenerator. wobei die Taktperiode des ersten mit den, die einen bestimmten Schwellenwert überschreider Inkrementgröße des mittleren Entfernungs- ten; das Quantisiergerät 3 ist dazu mit einer — nicht abschnittes übereinstimmt, während die Takt- in dieser Figur dargestellten — Schwellenwertschalperiode des zweiten Taktimpulsgenerators der tung versehen. Der Inhalt des Pufferregisters kann in beiden anderen Abschnitte entspricht; 50 dieser Weise für jeden innerhalb des betreffenden

— Schaltmitteln, die bewirken, daß die beiden Azimuttores ausgesandten Impuls bestimmt und in Taktimpulsgeneratoren wechselweise eint solche den Speicher der Recheneinheit 5 übernommen wer-Anzahl Schiebeimpulse für das Schieberegister den. Werden die Entfernungsinkremente ausreichend erzeugen, daß es der Anzahl Entfernungsinkre- klein, d. h. klein genug gegenüber der Sendeimpulsmente des betreffenden Abschnittes entspricht; 55 länge, gewählt, kann die Darstellung von jedem

— einer zweiten Torschaltung, deren Anzahl innerhalb des Folgetores aufgetretenen Videosignal einzelne Torelemente der Anzahl Elemente des dadurch erfolgen, daß soviel Speicherelemente des Schieberegisters entspricht, welche Torelemente Pufferregisters gesetzt werden, als es dem Verhältnis durch dieses Schieberegister nacheinander ge- zwischen der Länge eines solchen aufgetretenen öffnet und geschlossen werden, und zwar der- So Videosignals und der Größe der Entfe.rnungsinkreartig, daß ein jedem dieser Torelemente züge- mente entspricht. Pro Videosignal kann daher eine führtes Videosignal von den Toren durchgelas- schwankende Anzahl Bits in das Pufferregister eingesen wird, die während der Zeit, die der Länge tragen werden.

der Videosignale entspricht, durch das Schiebe- Dies ist in F i g. 2 veranschaulicht, in welcher Figur register geöffnet werden, von welcher Torschal- 65 der Reihe nach ein Sendeimpuls und drei Echosignale tung die Ausgangssignale schließlich pro Sende- dargestellt sind. Aus der Figur geht außerdem impulsintervall über das Pufferregister in den hervor, wie pro empfangenem Videosignal, in AbSpeicher der Recheneinheit übernommen werden. hängigkeit von seiner Stärke, eine schwankende An-

zahl Bits im Pufferregister gespeichert wird. Die des Schieberegisters 11 entspricht, welche Tor-Stärke des ersten Videosignals ist derartig, daß zwei elemente durch dieses Schieberegister 11 der Speicherelemente des Pufferregisters gesetzt werden; Reihe nach geöffnet und geschlossen werden, in die Stärke des zweiten und dritten Videosignals da- der Weise, daß ein jedem dieser Torelemente zugegen bewirkt das Setzen von sechs Elementen bzw. 5 geführtes Videosignal von den Toren durchgevon einem Speicherelement. lassen wird, die während der Zeit, die der Länge

Die pro Sendeimpulsintervall empfangene Infor- eines Videosignals entspricht, durch das

mation, die jeweils in das Pufferregister eingetragen Schieberegister 11 geöffnet werden, und von wel-

wird, enthält nun nicht nur Echosignale von dem zu eher Torschaltung 15 die Ausgangssignale

verfolgenden Ziel, sondern auch Signale, die von io schließlich pro Sendeimpulsintervall über das

anderen sich innerhalb des Folgefensters befindlichen Pufferregister 4 in den Speicher der Rechenein-

Zielen stammen, oder auch Störsignale. Die während einheit 5 übernommen werden,
aufeinanderfolgender Sendeimpulsintervalle in den

Speicher eingetragene Information kann in ihrer Ge- Das durch vorgenannte Mittel erhältliche Bitsamtheit in einer aus Zeilen und Spalten bestehenden 15 muster ist in F i g. 3 ersichtlich; hierin ist der Ent-Ebene dargestellt werden, die als Bitmuster bereich- fernungsmeßbereich in drei Abschnitte AA₁, AA₂ net wird. Die Breite jeder Zeile entspricht einem Ent- und AA_& aufgegliedert. Die Entfernungsinkremente, fernungsinkrement, die Breite jeder Spalte einem in welche die untereinander gleichen Abschnitte Δ A₁ Sendeimpulsintervall. Die Information in diesem Bit- und AA₃ unterteilt sind, sind um soviel größer als muster wild pro Spalte bestimmt. Wird für ein emp- 20 die Inkremente, in die der Abschnitt A A₂ verteilt ist, fangenes Videosignal eine bestimmte Anzahl Spei- daß ein im Abschnitt A A ₂ befindliches Ziel durch cherelemente des Pufferspeichers gesetzt, dann kor- eine Bitgruppe dargestellt werden kann, ein Ziel respondieren diese Speicherelemente mit bestimmten außerhalb dieses Abschnittes jedoch lediglich durch Fächern des Bitmusters; im Bitmuster selbst kann eine einzelne Bitserie. Infolge dieser Wiedergabe ist dann in diese Fächer das Bit mit einem Wert »1« ein- 25 nur das Auflösungsvermögen des Abschnittes A A₂ getragen werden. In dem schließlich entstehenden Bit- wesentlich gesteigert. In F i g. 3 ist dies durch die muster ist das zu verfolgende Ziel, sowie eventuell Bitgruppe innerhalb des umrahmten Gebietes I wieandere innerhalb des Folgetors befindliche Ziele, dergegeben, in welcher Bitgruppe sich zwei getrennte durch eine Bitreihe anzugeben, falls die Entfernungs- Bitgruppen unterscheiden lassen. Das umrahmte Geinkremente ausreichend groß sind, oder durch eine 30 biet II gibt die Bitgruppe an, die das zu verfolgende Bitgruppe, wenn die Entfernungsinkremente aus- Ziel vertritt; das umrahmte Gebiet III zeigt die Bits reichend klein sind. eines zweiten Ziels oder einer Störung. Die wirk-

Für eine möglichst genaue Darstellung im Bit- liehe Zielposition nach Azimut und Entfernung wird

muster, also für eine optimale Unterscheidung, sol- nun durch eine Auswahl der zum zu verfolgenden

len die Entfernungsinkremente so klein wie möglich S5 Ziel gehörigen Bitgruppe aus der Gesamtheit der

gewählt werden. Dies bedeutet jedoch eine wesent- Bitpositionen und durch eine logische Verarbeitung

liehe Zunahme des »Hardware«-Aufwandes im der ausgewählten Bilgruppe erhalten. Die Zielposi-

Quantisiergerät und im Pufferspeicher, sowie eine tionsbestimmung wird daher völlig programmäßig

größere Inanspruchnahme der Speicherkapazität der (d. h. durch »Software«) realisiert; alle bekannten

Recheneinheit. Zum Erhalt eines brauchbaren Korn- 40 Verfahren zur Schwerpunktbestimmung sind hier an-

promisses zwischen diesen im Gegensatz zueinander wendbar, z. B. die in der USA.-Patentschrift

stehenden Gegebenheiten ist das Entfernungstor in 3 386091 genannte Wanderfenstertechnik,

drei Abschnitte aufgeteilt, wobei die Inkremente des Wie bereits erwähnt, besteht das Schieberegister 11

mittelsten, rund um die vorausgesagte Entfernung aus drei Teilen 8, 9 und 10 entsprechend der vorge-

des Ziels gelegenen Abschnittes kleiner als die Inkre- 45 nannten Aufgliederung des Entfernungstors in drei

mente der beiden übrigen Abschnitte sind, und ist Abschnitte, und ist das Quantisiergerät 3 außerdem

das Quantisiergerät 3 versehen mit: mit zwei Taktimpulsgeneratoren 12 und 13 versehen,

die abweichende Taktperioden haben, und zwar so,

— einem aus drei Teilen 8, 9 und 10 bestehen- daß die höchste Taktperiode, nämlich die des Geneden Schieberegisters 11, wobei die Anzahl EIe- 50 rators 13, der Verteilung in Entfernungsinkremente mente jedes einzelnen Teils der Anzahl Inkre- des Abschnittes A A₀ entspricht, während die andere mente entspricht, in die ein damit korrespon- Taktperiode der Verteilung in Inkremente der Abdierender Entfernungsabschnitt unterteilt ist; schnitte AA₁ und AA_S entspricht. Die Schaltmittel 14

— einem ersten und einem zweiten Taktimpuls- umfassen ein Tor 16, das durch ein über die Leitung generator 13 bzw. 12, wobei die Taktperiode des 55 27 zugeführtes Signal geöffnet bleibt, und zwar wäh-Generators 13 der Inkrementgröße des mitt- rend der Zeit, in der die Antenne das Azimuttorinterleren Entfernungsabschnittes und die Takt- vall durchläuft. Außerdem werden synchron mit der periode des Taktimpulsgenerators 12 der Inkre- Impulswiederholungsfrequenz Synchronisierimpulse S mentgröße der beiden anderen Abschnitte ent- durch das UND-Gatter 16 und über ein ebenfalls zu spricht; 60 den Schaltmitteln 14 gehöriges Flip-Flop 17 dem

— Schaltmitteln 14, damit die beiden Taktim- Schieberegister 11 zugeführt, damit zu Beginn eines pulsgeneratoren 12 und 13 wechselweise eine jeden Sendeimpulsintervalles die Binärziffer »1« einsolche Anzahl Schiebeimpulse für das Schiebe- geschrieben wird, die beim Auftreten der Taktimpulse register 11 erzeugen, als es der Anzahl Entfer- weitergeschoben wird und dadurch die Torelemcnte nungsinkremente des betreffenden Abschnittes 65 der Torschaltung 15 nacheinander öffnet und entspricht; schließt. Die Schaltmittel 14 umfassen außerdem

— einer zweiten Torschaltung 15, wobei die An- UND-Gatter 18, 21 und 26, ein ODER-Gatter 25 und zahl einzelne Torelemente der Anzahl Elemente die Flip-Flops 19 und 22.

Beim Anlaufen des Taktimpulsgenerators 12 werden die Schiebeimpulse über das UND-Gatter 18 dem Register 8 zugeführt, welches Gatter durch den Synchronisierimpuls S über das Flip-Flop 19 geöffnet wird. Nachdem der Reihe nach alle mit dem Register 18 verbundenen Tore der Torschaltung 15 geöffnet und geschlossen sind, setzt der Generator 12 aus und der Generator 13 läuft an.

Der Taktimpulsgenerator 12 wird durch ein über die Leitung 20 zugeführtes Signal über ein UND-Gatter 21 gestartet, welches Tor durch einen Synchronisierimpuls S über das Flip-Flop 22 geöffnet wird. Der Generator 12 setzt aus, weil beim Schließen des letzten mit dem Register 8 verbundenen Torelementes über die Leitung 23 ein Signal abgegeben wird, das eine Zustandsänderung des Flip-Flops 22 bewirkt, wodurch das Tor 21 geschlossen wird. Durch die Zustandsänderung des Flip-Flops 22 wird außerdem der Taktimpulsgenerator 13 gestartet. Alle mit dem Register 9 verbundenen Torelemente der Torschaltung

15 werden nun der Reihe nach geöffnet und geschlossen. Anschließend kehrt durch ein über die Leitung 24 abgegebenes Signal und das ODER-Gatter das Flip-Flop 22 in seinen Ausgangszustand zurück. Der Taktimpulsgenerator 13 setzt aus, und der Taktimpulsgenerator 12 läuft über das Tor 21 wiederum an. Die Schiebeimpulse werden infolge der Tatsache, daß das Signal auf der Leitung 24 die Zustandsänderung des Flip-Flops 19 bewirkt hat, nunmehr über das

ίο UND-Gatter 26 dem Register 10 zugeführt. Auch nun werden wieder alle mit dem Register 10 verbundenen Torelemente der Torschaltung 15 nacheinander geöffnet und geschlossen. Nach dem Schließen des letzten Tores ist das gesamte Entfernungstorintervall durchlaufen, und das Signal auf der Leitung 20 verschwindet. Der Taktimpulsgenerator 12 wird wiederum über das Tor 21 gestoppt. Wenn abermals ein Impuls innerhalb des Azimutintervalles ausgesendet wird, wiederholt sich der im obigen beschriebene Vorgang.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1 2

sen werden, und zwar derartig, daß ein jedem

Patentanspruch: dieser Torelemente zugeführtes Videosignal

von den Toren durchgelassen wird, die wäh-

Vorrichtung zur Verarbeitung von Video- rend der Zeit, die der Länge des Videosisignalen aus einer Rundsuch-ZFolgeradaranlage, S gnals entspricht, durch das Schieberegister die ein zu verfolgendes Ziel unter Verwendung geöffnet werden, von welcher Torschaltung einer elektronischen digitalen Recheneinheit und die Ausgangssignale schließlich pro Sendeeiner (ersten) Torschaltung in einem durch ein impulsintervall über das Pufferregister (4) in Azimut- und ein Entfernungstor gebildeten po- den Speicher der Recheneinheit (5) überlaren Folgetor hält, von welchem Tor die Mitte io nommen werden,
mit dem vorausgesagten Azimut und der vorausgesagten Entfernung des zu verfolgenden Zieles

übereinstimmt und wobei das Entfernungstor in
Entfernungsinkremente aufgeteilt und die Entfer-

nungsinkremeüte des Entfemungstors in drei Ab- 15 Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung schnitte verteilt sind, welche Vorrichtung mit zur Verarbeitung von Videosignalen aus einer Rundeinem Quantisiergerät und einem Pufferregister such-ZFolgeradaranlage, die ein zu verfolgendes Ziel versehen ist, wobei mittels des Quantisiergerätes unter Verwendung einer elektronischen digitalen für jedes Videosignal, das von einem innerhalb Recheneinheit und einer (ersten) Torschaltung in des Folgefensters befindlichen Objekt stammt, 20 einem durch ein Azimut- und ein Entfernungstor geeine — mit dem Verhältnis der Länge eines auf- bildeten polaren Folgetor hält, von welchem Tor die tretenden Videosignals zu der Größe der Ent- Mitte mit dem vorausgesagten Azimut und der fernungsinkremente — schwankende Anzahl Bits vorausgesagten Entfernung des zu verfolgenden Ziels über das Pufferregister in den Speicher der übereinstimmt und wobei das Entfernungstor in EntRecheneinheit eingetragen wird, welches Puffer- as fernungsinkremente aufgeteilt und die Entfernungsregister dazu eine gleiche Anzahl Speicherele- inkremente des Entfemungstors in drei Abschnitte mente wie das Entfernungstor Entfernungsinkre- verteilt sind, welche Vorrichtung mit einem Quantimente enthält, und wobei Azimut- und Entfer- siergerat und einem Pufferregister versehen ist, wonungsvoraussagen bzw. -korrekturen des zu ver- bei mittels des Quantisiergerätes für jedes Videofolgenden Ziels durch eine Auswahl der zum zu 30 signal, das von einem innerhalb des Folgefensters beverfolgenden Ziel gehörenden Bitgruppe aus der findlichen Objekt stammt, eine — mit dem Verhalt-Gesamtheit der Bitpositionen, die während auf- nis der Länge eines auftretenden Videosignals zu der einanderfolgender Sendeiinpulsintervalle in den Größe der Entfernungsinkremente — schwankende Speicher der Recheneinheit eingetragen sind, so- Anzahl Bits über das Pufferregister in den Speicher wie durch eine anschließende logische Verarbei- 35 der Recheneinheit eingetragen wird, welches Puffertung der erwähnten Bitgruppe erhalten werden, register dazu eine gleiche Anzahl Speicherelemente dadurch gekennzeichnet, daß die Inkre- wie das Entfernungstor Entfernungsinkremente entmente des mittleren, rund um die vorausgesagte hält, und wobei Azimut- und Entfernungsvoraussagen Entfernung gelegenen Abschnittes, des Entfer- bzw. -korrekturen des zu verfolgenden Ziels durch nungstors kleiner als die Inkremente der beiden 40 eine Auswahl der zum zu verfolgenden Ziel gehörigen übrigen Abschnitte sind, und das Quantisiergerät Bitgruppe aus der Gesamthe^;t der Bitpositionen, die versehen ist mit: während aufeinanderfolgender Sendeimpulsintervalle

in den Speicher der Recheneinheit eingetragen sind,

— einem aus drei Teilen (8 bis 10) bestehen- sowie durch eine anschließende logische Verarbeitung den Schieberegister (11), wobei die Anzahl +5 der erwähnten Bitgruppe erhalten werden.
Elemente jedes einzelnen Teils mit der An- In der USA.-Patentschrift 3 403 396 ist eine Rundzahl Inkremente übereinstimmt, in die ein sucli-/Foigeradaranlage beschrieben, mit der ein zu entsprechender Entfernungsabschnitt unter- verfolgendes Ziel unter Verwendung einer elektroteilt ist; nischen digitalen Recheneinheit und einer Tor-

— einem ersten und einem zweiten Takt- 5° schaltung in einem durch ein Azimut- und ein Entimpulsgenerator (13, 12), wobei die Takt- fernungstor gebildeten polaren Folgetor gehalten periode des ersten mit der Inkrementgröße wird, dessen Mitte mit dem vorausgesagten Azimut des mittleren Entfernungsabschnittes über- und der vorausgesagten Entfernung des zu verfolgeneinstimmt, während die Taktperiode des den Ziels übereinstimmt. Bei diesem System werden zweiten Taktimpulsgenerators der Inkre- 55 die auftretenden Videosignale zwei Auswahl- und mentgröße der beiden anderen Abschnitte Diskriminatorschaltungen zugeführt, die im Zusamentspricht; menwirken mit der Recheneinheit die Azimut- und

— Schaltmitteln (14), die bewirken, daß die Entfernungskorrekturen bzw. den Vorhalt bestimbeiden Taktimpulsgeneratoren wechselweise men, auf Grund dessen das Folgetor sowohl in Azieine solche Anzahl Schiebeimpulse für das 60 mut als auch in Entfernung nachgesteuert werden Schieberegister erzeugen, daß es der Anzahl kann, in der Weise, daß die Mitte dieses Tors laufend Entfernungsinkremente des betreffenden Ab- mit dem zu verfolgenden Ziel in Deckung gehalter schnittes entspricht; wird. In dieser RundsuclWFolgeradaranlage wird die

— einer zweiten Torschaltung (IS), deren Position eines zu verfolgenden Ziels aus einer Min· Anzahl einzelne Torelemente der Anzahl 65 destanzahl »Treffer« bestimmt (dies sind Video-Elemente des Schieberegisters entspricht, signale, die einen bestimmten Schwellenwert über welche Torelemente durch diese Schiebe- schreiten), welche Treffer erhalten werden, wenn da; register nacheinander geöffnet und geschlos- Radarbündel das zu verfolgende Ziel überstreicht.