DE1952054C3

DE1952054C3 - Verarbeitungsvorrichtung mit Quantisiergerät für Videosignale einer Rundsuch-Folgeradaranlage

Info

Publication number: DE1952054C3
Application number: DE1952054A
Authority: DE
Inventors: Yftinus Frederik Van Hengelo Popta (Niederlande)
Original assignee: Thales Nederland BV
Current assignee: Thales Nederland BV
Priority date: 1968-10-18
Filing date: 1969-10-16
Publication date: 1975-03-20
Also published as: DE1952054B2; US3646588A; NL6814912A; GB1291605A; FR2021021A1; NO129113B; NL139822B; BE740179A; SE355248B; DE1952054A1

Description

— einem aus drei Teilen (8 bis 10) besuchenden Schieberegister (11), wobei die Anzahl Elemente jedes einzelnen Teils mit der Anzahl Inkremente übereinstimmt, in die ein entsprechender Entfernungsabschnitt unterteilt ist;

— einem ersten und einem zweiten Taktimpulsgenerator (13, 12), wobei die Taktperiode des ersten mit der Inkrementgröße des mittleren Entfernungsabschnittes übereinstimmt, während die Taktperiode des zweiten Taktimpulsgenerators der Inkrementgroße der beiden anderen Abschnitte entspricht;

— Schaltmitteln (14), die bewirken, daß die beiden Taktimpulsgeneratoren wechselweise eine solche Anzahl Schiebeimpulse für das Schieberegister erzeugen, daß es der Anzahl Entfernungsinkremente des betreffenden Abschnittes entspricht;

— einer zweiten Torschaltung (15), deren Anzahl einzelne Torelemente der Anzahl Elemente des Schieberegisters entspricht, welche Torelemente durch diese Schieberegister nacheinander geöffnet und geschlossen werden, und zwar derartig, daß ein jedem dieser Torelemente zugeführtes Videosignal von den Toren durchgelassen wird, die während der Zeit, die der Länge des Videosignals entspricht, durch das Schieberegister geöffnet werden, von welcher Torschaltung die Ausgangssignale schließlich pro Sendeimpulsintervall über das Pufferregister (4) in den Speicher der Recheneinheit (5) übernommen werden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Videosignalen aus einer Rundsuch-'Folgeradaranlage, die ein zu verfolgendes Ziel unter Verwendung einer elektronischen digitalen Recheneinheit und einer (ersten) Torschaltung in einem durch ein Azimut- und ein Entfernungstor gebildeten polaren Folgetor hält, von welchem Tor die Mitte mit dem vorausgesagten Azimut und der vorausgesagten Entfernung des zu verfolgenden Ziels übereinstimmt und wobei das Entfernungstor in Entfernungsinkremente aufgeteilt und die Er.tfernungsinkremente des Entfernungstors in drei Abschnitte verteilt sind, welche Vorrichtung mit einem Quantisiergerät und einem Pufferregister versehen ist, wobei mittels des Quar.lisiergerätes für jedes Videosignal, das von einem innerhalb des Folgefensters befindlichen Objekt stammt, eine — mit dem Verhältnis der Länge eines auftretenden Videosignals zu der Größe der Entfernungsinkremente — schwankende Anzahl Bits über das Pufferregister in den Speicher der Recheneinheit eingetragen wird, welches Pufierregister dazu eine gleiche Anzahl Speicherelemente wie das Entfernungstor Entfemungsn.kremente enthält, und wobei Azimut- und Entfernungsvoraussagen bzw. -korrekturen des zu verfolgenden Ziels durch sine Auswahl der zum zu verfolgenden Ziel gehörigen Bitgruppe aus der Gesamtheit der Bitpositionen, die während aufeinanderfolgender Sendeimpulsintervalle in den Speicher der Recheneinheit eingetragen sind, sowie durch eine anschließende logische Verarbeitung der erwähnten Bitgruppe erhalten werden.

In der USA.-Patents^hrift 3 403 396 ist eine RundsudWFolgeradaranlage beschrieben, mit der ein zu verfolgendes Ziel unter Verwendung einer elektronischen digitalen Recheneinheit und einer Torschaltung in einem durch ein Azimut- und ein Entfernungstor gebildeten polaren Folgetor gchalter wird, dessen Mitte mit dem vorausgesagten Azimu und der vorausgesagten Entfernung des zu verfolgen den Ziels übereinstimmt. Bei diesem System werdcr die auftretenden Videosignale zwei Auswahl- unc Diskriminalorschaltungcn zugeführt, die im Zusam menwirken mit der Recheneinheit die Azimut- um Entfernungskorrekturen bzw. den Vorhalt bestim men, auf Grund dessen das Folgetor sowohl in Azi mut als auch in Entfernung nachgesteuert werdet kann, in der Weise, daß die Mitte dieses Tors läufern mit dem zu verfolgenden Ziel in Deckung gehalter wird. In dieser Rundsuch-/Folgeradaranlage wird di< Position eines zu verfolgenden Ziels aus einer Min destanzahl »Treffer« bestimmt (dies sind Video signale, die einen bestimmten Schwellenwert über schreiten), welche Treffer erhalten werden, wenn da; Radarbündet das zu verfolgende Ziel überstreicht.

Bei diesem Verfahren ist eine genaue Bestimmung der Entfernung nahezu unmöglich; es kann immerhin vorkommen, daß die aufgetretenen Videosignale von zwei nahe beieinander gelegenen Zielen herrühren. Dieses Problem wird im wesentlichen an Hand der Lösung entsprechend der US A.-Patentschrif13 386 091 beseitigt; bei der in dieser Patentschrift beschriebenen Einrichtung wird für jedes Videosignal, das von einem sich innerhalb des Folgetores befindlichen Objekt stammt, eine — im Verhältnis der Länge des auftretenden Videosignals zu der Größe der Entfernungsinkremente — schwankende Bitanzahl erhalten. Die so erhaltene Information kann in einer aus Zeilen und Spalten bestehenden Ebene dargestellt werden, deren GesanUabmessungen der des Folgetores entsprechen und welche Ebene als Biimuster bezeichnet wird. In dieser Ebene ist ein zu verfolgendes Ziel nicht mehr durch eine einzelne Bitserie gegeben, sondern infolge der Feinverteilung des Entfernungstores als eine Bitgruppe. Für eine möglichst genaue Wiedergabe des zu verfolgfinden Zieles auf dem Bitmuster müssen die Entfernungsinkrementc gegenüber der Sendeimpulslänge so klein wie möglich sein. Eine solche Feinverteilung des Entfernungsmeßbereiches ist, außer aus der vorgenannten USA.-Patentschrift, auch aus der deutschen Patentschrift 1035 709 bekannt. Diese Unterteilung des Entfetnungsmeßbereiches macht — je feiner die Verteilung wird — einen größeren Aufwand an »Hardware« erforderlich sowie eine wesentlich größere Inanspruchnahme der Speicherkapazität der Recheneinheit; die vorliegende Erfindung bezweckt, entsprechende Maßnahmen hiergegen zu ergreifen.

Nach der Erfindung sind die Inkremente des mittleren, rund um die vorausgesagte Entfernung gelegenen Abschnittes des Entfernungstors kleiner als die Inkre/nente der beiden übrigen Abschnitte und ist das Quantisiergerät versehen mit:

— einem aus drei Teilen bestehet.den Schieberegister, wobei die Anzahl Elemente jedes einzelnen Teils mit der Anzahl Inkremente übereinstimmt, in die ein entsprechender Entfernungsabschnitt unterteilt ist;

— einem ersten und einem zweiten Taktimpulsgenerator, wobei die Taktperiode des ersten mit der Inkrementgrr>ße des mittleren Entfernungsabschnittes übereinstimmt, während die Taktperiode des zweiten TaktimpulsgenerRtors der beiden anderen Abschnitte entspricht;

— Schaltmitteln, die bewirken, daß die beiden Taktimpulsgeneratoren wechselweise eine solche Anzahl Schiebeimpulse für das Schieberegister erzeugen, daß es der Anzahl Entfernungsinkremente des betreffenden Abschnittes entspricht;

— einer zweiten Torschaltung, deren Anzahl einzelne Torelemente der Anzahl Elemente des Schieberegisters entspricht, welche Torelemente durch dieses Schieberegister nacheinander geöffnet und geschlossen werden, und zwar derartig, daß pin jedem dieser Torelemente zugeführtes Videosignal von den Toren durchgelassen wird, die während der Zeit, die der Länge der Videosignale entspricht, durch das Schieberegister geöffnet werden, von welcher Torschaltung die Ausgaagssignale schließlich pro Sendeimpulsintervall über das PurTerregister in den SDeicher der Recheneinheit übernommen werden.

Ein^ genaue Positionsbestimmung ist nämlich erst dann notwendig, wenn das zu verfolgende Ziel sich der vorausgesagten Position dicht genähert hat, und dieses Ziel gerade in das Folgetor gekommen ist.
Die Erfindung wird nun an Hand der Figuren näher erläutert, von denen:

F i g. I als Blockschema die Grundlagen einer Vorrichtung entsprechend der Erfindung darstellt, doch nur insoweit es für ein gutes Verständnis der Erfin-

xo dung erforderlich ist, während die

F i g. 2 und 3 Diagramme zur Erläuterung der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung geben.

Im Blockschema nach Fig. 1 bezeichnet 1 ein Impulsradargerät, bei dem die am Ausgang auftretenden Videosignale über eine erste Torschaltung 2, ein Quantisiergerät 3 und ein Pi.fferregister 4 in den Speicher einer elektronischen digitalen Recheneinheit 5 eingegeben werden. Pas Radargerät ist als Rundsuch-zFolgeradaranlage .? ;>gebildet, wobei ein

ao ausgewähltes zu verfolgendes Zitl ^;n einem durch ein Azimut- und ein Entfernungstor gebildeten polaren Folgetor gehalten wird, von welchem Tor Jie Mitte mit dem jeweils pro Antennenumdrehung vorausgesagt·, η Azimut und der vorausgesagten Entfernung des zu verfolgenden Ziels übereinstimmt. An Hand der im Folgetor empfangenen Zielechos wird nämlich durch die Recheneinheit 5 die Position des zu verfolgenden Ziels bestimmt und danach, unter Verwendung eines Azimut- bzw. Entfernungstorgenerators 6 bzw. 7, die das Folgetor bildende Torschaltung 2 auf die dann bestimmte Zielposition nachgesteuert.

Das Entfernungstor ist in Entfernungsinkremente unterteilt; der Pufferspeicher 4 umfaßt eine der Anzahl Entfernungsinkremente entsprechende Anzahl Speicherelemente. Jedes der Speicherelemente ist daher einem bestimmten Entfernungsintervall zugeordnet. Werden die Entfernungsinkremente ausreichend groß, d. h. groß im Verhältnis zur Sendeimpulslänge, gewählt, kann die Darstellung von jedem innerhalb des Folgetors auftretenden Videosignal dadurch erfolgen, daß dasjenige Speicherelement des Pufferregisters gesetzt wird, das mit dem Entfernungsintervall übereinstimmt, in dem sich das Ziel befindet, von dem das Videosignal stammt. Hierbei gilt, daß nur diejenigen Videosignale betrachtet werden, die einen bestimmten Schwellenwert überschreiten; das Quantisiergerät 3 ist dazu mit einer — nicht in dieser Figur dargestellten — Schwellenwertschaltung verschen. Der Inhalt des Pufferrcgisters kann in

v> dieser Weise für jeden innerhalb des betreffenden Azimuttores ausgesandten Impuls bestimmt und in den Speicher der Recheneinheit 5 übernommen werden. Werden die Entfernungsinkreineiitc ausreichend klein, d. h. klein genug gegenüber der Sendeimpulslänge, gewählt, kann die Darstellung von jedem innerhalb des Folgetores aufgetretenen Videosignal dadurch erfolgen, daß soviel Speichefelemente des Pufferregisters gesetzt werden, als es dem Verhältnis zwischen der Länge eines solchen aufgetretenen Videosignals und der Größe der Entfernungsinkremente entspricht. Pro Videosignal kann daher eine schwankende Anzahl Bits in das Pufferregister eingetragen werden.

Dies ist in Fi g. 2 veranschaulicht, in welcher Figur der Reihe nach ein Sendeimpuls und drei Echosignale dargestellt sind. Aus der Figur geht außerdem hervor, wie pro empfangenem Videosignal, in Abhängigkeit von seiner Stärke, eine schwankende An-

Speicherelemente des Pufferreg.sters gesetzt werden, Re,he . a hg*offnet und

SÄSrsrrs;—as.

_in ^Z ha bl^Fo efenst'frs benndUchen Puflerregister 4 in den Speicher der Rcchcnc.n-

T oder auch Störsignale. Die wahrend einheit 5 übernommen werden.

AAhSr £ Das durch vorgenannt. Ml««, cliche Bit-

in eine aus Zeilen und Spalten bestehenden .₅ muster ist in F ι g. 3 ersichtlich, hierin .*t dir Cnt

i^ iÄS^ STAZÄ$

bestimmt Wird für ein cmp- >o die Inkremente, in die der Abschnitt .1, I₃ verteil ist S^e Anzahl Spei- daß ein im Abschnitt AA₂ befindliches Ziel durch

d k Z. I

Z^Wid^^S^e Anzahl Spei- daß ein im Abschnitt AA₂ befindliches Ziel

cherelemente de PufTerspeichers gesetzt, dann kor- eine Bitgruppe dargestellt werden kann cm Z. I

e'pondTeren diese Speicherelemente mit bestimmten außerhalb dieses Abschnittes jedoch led.g ic j urd

Sem des Bitmusters; im Bitmuster selbst kann eine einzelne Bitsenc. Infolge dieser Wiede gabt Kt dann in diese Fächer das Bit mit einem Wert »l«e.n- *5 nur das Auflösungsvermögen des Abschnitt«. .J

Petraeen wenden In dem schließlich entstehenden Bit- wesentlich gesteigert. In Fig^3 ist dies durch die

Sr isTdas zu verfolgende Ziel, sowie eventuell Bitgruppe innerhalb des umrahmten Gebiete <m

Se innerhalb des Folgetors befindliche Ziele, dergegeben. in welcher BUgruppe sich zwei ge rennte

durch eine B "reihe anzugeben, falls die Entfernungs- Bitgruppen unterscheiden lassen. Das umrahm e Cc tZcm^t^Uchtnd groß sind, oder durch eine 30 biet II gibt die Bitgruppe an, Ae das zu yerlo gen de

Bitguppe wenn die Entfernungsinkremente aus- Ziel vertritt; das umrahmte üeb.et III zeigt du. ^

• h HWlrin sind ^{eines zwelten Zlclä oder emer} Störung. ^Du- ' .

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

muster also 7ü° eine optimale Unterscheidung, sol- nun durch eine Auswahl der zum zu verfolgenden Z die Fntfe nungsinkrementc so klein wie möglich 35 Ziel gehörigen Bitgruppe aus der Gesamthe. der

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

Se Zunahme des »Hardware«-Aufwandes im der ausgewählten B.tgruppe erhalten. D.c Zielpos

OuanUsierS und im Pufferspeicher, sowie eine tionsbestimmung wird daher völlig Programmäßig

prrtßere Inanspruchnahme der Speicherkapazität der (d. h. durch »Software«) realisiert; alle bekannten RecteLnheTt Zum Erhalt eines brauchbaren Korn- 40 Verfahren zur Schwerpunktbestimmung sind hier an-

prom sseszwsche" Len im Gegensatz zueinander wendba _z. _B. die in der USA Patent.chntt

stehenden Gegebenheiten ist das Entfernungstor in 3 386 091 genannte Wanderfenstertcchn.k.

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

mktriste rund um die vorausgesagte Entfernung aus drei Teilen 8. 9 und 10 entsprechend dervorgcd ί Zieh"eekieneS Abschnittes kleiner als die Inkre- 45 nannten Aufgliederung des Entfernungstors in drei

menS defbefden übrigen Abschnitte sind, und ist Abschnitte, und ist das Quantisiergerät 3 außc-d en.

mente aer p^el^·' ⁶ _h ·.. mit zwe Taktimpulsgeneratoren 12 und 13 versenen.

das Quantisiergerat 3 versehen mit. ^ _abweichende' _{Tjatperioden habenj und zwar} so,

_ Einern aus drei Teilen 8, 9 und 10 bestehen- daß die höchste Taktperiode, nämlich die des GenerfMi Schiebereeisters H wobei die Anzahl EIe- 50 rators 13, der Verteilung in Entfernungsinkremente

mente jedes einzelnen Teils der Anzahl Inkre- des Abschnittes Λ A _ä entspricht, während die andere

mente entspricht, in die ein damit korrespon- Taktperiode der Verteilung in Inkremente der At>

dierender Entfernungsabschnitt unterteilt ist; schnitte AA_x und A A ,entspricht. Die Schaltmitte 1

— einem ersten und einem zweiten Taktimpuls- umfassen ein Tor 16, das durch ein über die Leitunt generator 13 bzw 12 wobei die Ta.ktperiode des 55 27 zugeführtes Signal geöffnet bleibt, und zwar wan

reneratorsl3 der Inkrementgröße des mitt- rend der Zeit, in der die Antenne das Azimuttonnter

leren Entfernunc-sabschnittes und die Takt- vall durchläuft. Außerdem werden synchron mit de

neriode des Taktfmpulsgenerators 12 der Inkre- Impulswiederholungsfrequenz Synchronisierimpulse.

SerößTder beiden änderen Abschnitte ent- durch das UND-Gatter 16 und über ein ebenfalls zi

merugroDc uci _6o ^ _{Schaltmitteln} _u gehöriges Flip-Hop 17 den

—"sch'altmitteln 14 damit die beiden Taktim- Schieberegister 11 zugeführt, damit zu Beginn eine

pulseeneratorenl2und 13 wechselweise eine jeden Sendeimpulsintervalles die Binärziffer »1« ein

solche Anzahl Schiebeimpulse für das Schiebe- geschrieben wird, die beim Auftreten der Takt.mpuls

reeister 11 erzeugen ais es der Anzahl Entfer- weitergeschoben wird und dadurch die Torelement

nunesinkremente* des betreffenden Abschnittes 65 der Torschaltung 15 nacheinander öffnet un

t rieht schließt. Die Schaltmittel 14 umfassen außerdei

— einer zweiten Torschaltung 15, wobei die An- UND-Gatter 18, 21 und 26, ein ODER-Gatter 25 un

zahl einzelne Torelemente der Anzahi 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 Syn-•Chronisicrimpuls S über das Flip-Flop 19 geöffnet *ird. Nachdem der Reihe nach alle mit dem Register 18 verbundenen Tore der Torschaltung 15 geölTnct und gcs-.-',lossen sind, setzt der Generator 12 aus und tier 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 Torelemcntcs 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 gcölTnet und geschlossen. Anschließend kehrt durch ein über die Leitung 24 abgegebenes Signal und das ODER-Gatter das Flip-Flop 22 in seinen Ausgangs/ustand zurück. Der Taklimpulsgcneralor 13 setzt aus. und der Taktimpulsgeneralor 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

in UND-Gatter 26 dem Register 10 zugeführt. Auch nun werden wieder alle mit dem Register 10 verbundenen Torelcmcutc tier Torschaltung 15 nacheinander geöffnet und geschlossen. Nach dem Schließen de^ letzten Tores ist das gesamte Entfernungstorinlcrvall

\j durchlaufen, und das Signal auf der Leitung 20 vcr schwindet. Der Taktimpulsgencrator 12 wird wie dcrum über das Tor 21 gestoppt. Wenn abermals eit Impuls innerhalb des Azimutintervalles ausgebende wird, wiederholt sich der im obigen beschrieben

μ Vorgang.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

509

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Verarbeitung von Videosignalen aus einer RundsuclWFolgeradaranIage, die ein zu verfolgendes Ziel unter Verwendung einer elektronischen digitalen Recheneinheit und einer (ersten) Torschaltung in einem durch ein Azimut- und ein Entfernungstor gebildeten polaren Folgetor hält, von welchem Tor die Mittemit dem vorausgesagten Azimut und der vorausgesagten Entfernung des zu verfolgenden Zieles übereinstimmt und wobei das Entfernungstor in Entfernungsinkremente aufgeteilt und die Entfernungsinkremente des Entfernungstors in drei Abschnitte verteilt sind, welche Vorrichtung mit einem Quantisiergerät und einem Pufferregister versehen ist, wob^i mittels des Quantisiergerätes für jedes Videosignal, das von einem innerhalb des Folgefensters befindlichen Objekt stammt, eine — mit dem Verhältnis der Länge eines auftretenden Videosignals zu der Größe der Entfernungsinkremente — schwankende Anzahl Bits über das Pufferregister in den Speicher der Recheneinheit eingetragen wird, welches Pufferregister dazu eine gleiche Anzahl Speicherelemente wie das Entfernungstor Entfernungsmkremente enthält, und wobei Azimut- und Entfernungsvoraussagen bzw -korrekturen des zu verfolgenden Ziels durch eine Auswahl der zum zu verfolgenden Ziel gehörenden Bitgruppe aus der Gesamtheit der Bitpositionen, die während aufeinanderfolgender Sendeimpulsintervalle in den Speicher der Recheneinheit eingetragen sind, sowie durch eine anschließende logische Verarbeilung der erwähnten Bitgruppe erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Inkremente des mittleren, rund um die vorausgesagte Entfernung gelegenen Abschnittes des Entfermungstors kleiner als die Inkremente der beiden übrigen Abschnitte sind, und das Quantisiergerät versehen ist mit: