DE2108770A1 - Echo Darstellungs Gerat - Google Patents

Description

Pa t e nt anmeId ung

Smiths Industrios Limited, London N.W. 2 6JN, Crickiewood Works, England

Echo-Darstellungs-Gerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät für das Darstellen oder Wiedergeben von Echos, die von sich innerhalb einer überwachten Zone befindenden Objekten kommen, wobei diese Echos von einem sich bewegenden Körper aufgenommen oder empfangen werden, wobei das Gerä-c von derjenigen Art ist, bei welcher ein Dar-'stellungs-Gerät eine Bild-Darstellung entsprechend den Echos gibt, welche sich mix fortschreitender Zeit entsprechend den relativen Lagen der Objekte in der überwachten Zone ändert.

Ein Echo-Wjodergabe-Gerät der genannten Art ist auf.radartragenden Schiffen bereits allgemein gebräuchlich, wobei das Darstellungs- oder Wiedergabe-Gerät normalerweise eine Kathodenstrahl-Röhre umfaßt, welche eine Panorama-Darstellung der Objekte oder "Ziele" in Entsprechung zu den von ihnen kommenden, empfangen—en Radar-Schos-gibt. Die Ziele werden hierbei mit radialen und winkelmäßigen Verschiebungen von einem Bezugspunkt repräsentiert, entsprechend zu ihren eigenen Entfernungen und Peilwinkeln vorn radar tragenden

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Schirr in der ÜOerwachungszonö. In der Grundform der Wiedergabe bleib c dor Bezugspunkt, der das radartragende S¹CnUT versinnbildlicht, stationär auf dem Schirm der Kathcdcnütrahl-Röhre, und die Darstellungen der' Ziele, gleichgültig ob diese Ziele stationär sind oder nicht, bewegen sich über diesen Schirm. Die Bewegung (auf dem Schirr.:) ist in jedem Falle in Übereinstimmung mit dej* Bewegung des Ziels relativ zu dem

α radartragenden Schiff, und sie repräsentiert die Vektor-

S Differenz zwischen den wahren (wirklichen) Bewegungen

ψ des Schiffs und des Ziels oder der Ziele. In der letzt-

\ genannten Hinsicht ist es deshalb nicht leicht möglich,

in der Darstellung oder Bild-Wiedergabe zu unter-

jJP scheiden zwischen den Zielen, die sich tatsächlich bewegen, und solchen Zielen, wie beispielsweise Bojen und der Küstenlinie, welche stationär (unbewegt) sind.

Diese Bewegung der Darstellungen von sogar stationären Zielen gibt allgemein Anlaß zu Schmieren oder Verwischen, was die Klarheit der Darstellung reduziert

'■ und sogar die Darstellung eines anderen Ziels ver-

; dunkeln oder praktisch unsichtbar machen kann. Auch

außerhalb von Erwägungen über die Klarheit und Unterscheidbarkeit könne.; die wahre Richtung (Kurs) und

jj die wahre Geschwindigkeit irgendeines Zieles aus der

Relativoewegurigs-Darstellung nur durch (fortlaufendes) ]^~ Aufschreiben oder Aufzeichnen von deren Lage bzw.

^^ Lagen über eine Zeitperiode von einigen Minuten und durch außerdem·alsdann erfolgendes Konstruieren eines entsprechenden Geschwindigkeits-Vektor-Dreiecks bestimmt werden, das auf der bekannten Geschwindigkeit und der bekannten Richtung (Kurs) des radartragenden Schiffs basiert.

Eine Echt-Bewegungs-Darstellung wird oft anstelle der grundlegenden Relativbewegungsform benutzt, und hierbei werden die Darstellungen eines jeden sich bewegenden Objekts, einschließlich derjenigen des radar-

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oc ..;.rin

.on SchiIVs, dazu gebracht, sich über den (in der Schirmfläche) der Kathodenstrahl-Röhre ii; ;;oireucr Lwcroinstinirnuiig mit den wirklichen derzeiugn ^ic..:uii;jcn und Geschwindigkeiten (des Schiffs und der ü.) Jx..Iv"C.e) zu bewegen, jie Darstellungen von allen i-tai'-ünäreii Objekten bleiben auf dem Schirm stationär, uuti sie sind hierdurch von sich bewegenden Zielen ohne jctlow Schmieren leicht unterscheidbar. Hier ist aber der Kachteil vorhanden, daß es mix dieser Form der j^rs'cellung nicht möglich ist, eine unmittelbare Schätzung der Änderungsraten der Entfernung und des Kurses bzw. des Peilwinkels irgendeines Zieles mit Bezug auf das radartragende Schiff vorzunehmen. Diese Raten sind von Bedeutung und Wichtigkeit bei jeglichem \ Ein- oder Abschätzen des Kollosionsrisikos und da diese Raten oder Werte nur unter Anwendung von Aufzeichnungen also eigener Aufzeichnungsarbeit und des Erstellens zeichnerischer Konstruktionen, angezeigt bzw. ermittelt werden können, geht Zeit, die entscheidend sein kann, durch das Durchführen solcher Techniken verloren, insbesondere dort, wo eine große Anzahl von Zielen im Spiel ist, und dieses Arbeiten ist sowohl ermüdend als auch zeitraubend und aufmerksamkeitsmindernd.

Es ist eine' der Aufgaben der Erfindung Darstellung&- oder Wiedergabe-Geräte der eingangs definierten Art zu schaffen, bei welchen diese Nachteile überwunden wer- ^ den, und zwar sowohl bei den Relativsbewegungs- wie auch bei den Echtbewegungs-Wiedergaben oder -Darstellungen.

Gemäß der Erfindung ist ein 2cho-Darstellungs-Gerät der eingangs definierten Art dadurch gekennzeichnet, daß der Darstellungsvorrichtung eine bildfesthaltende (speichernde) Vorrichtung ausgesetzt (exponiert) wird, um aufeinanderfolgende Bilder von der Darstellungs-Darbietung festzuhalten (zu speichern) und abzugeben, und daß die Darstellungs- und Bild-

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speicher*—Vorrichtungen, in Übereinstimmung mit der Bewegung des Fahrzeugs (Schiffs) relativ zueinander verschoben werden, so daß eine korrespondierende Verschiebung in eier Über lagerung, nämlich in der gegenseitigen Überlagerung der aufeinanderfolgenden (gespeicherten) und von der bildspeichernden Vorrichtung wiedergegebenen bzw. wiederzugebenden Bilder stattfindet.

Die Wiedergabe, die von der bildspeichernden Vorrichtung in dem echo-wiedergebenden Gerät gemäß der Erfindung geliefert wird, ist zusammengesetzt aus überlagerten, aber gegeneinander, d.h. relativ zueinander verschobenen Bildern derjenigen Darstellung, welche von den empfangenden Echos geliefert werden bzw. wurden, und auf diesem Wege kann leicht eine historische Aufzeichnung der Bewegung der Objekte erreicht v/erden. (Eine "historische Aufzeichnung" ist eine zusammengespeicherte Überlagerung von mehreren in kurzen Zeitabständen "aufgenommenen" Momentaufnahmen, die den Ablauf von Ereignissen z.B. einer gerade vorangegangenen Zeitperiode erkennbar macht.) Im besonderen kann dort, wo die Darstellungsvorrichtung eine Relativbewegungs-Wiedergabe oder -Darstellung vorsieht, die von der bildspeichernden Vorrichtung abgeleitete oder gelieferte Darstellung leicht so eingerichtet werden, daß sie die Objekte zu allen Zeiten in ihrer wahren, laufenden Lage-Beziehung zu dem genannten Fahrzeug (Schiff oder dgl.) wiedergebend d&fstellt, wobei die Darstellung dieses Fahrzeugs in einem stationären (und wenn gewünscht, zentral gelegenen) Punkt festgehalten (stationär) bleibt, und zwar mit Linien, die sich von den. Darstellungen des Fahrzeugs und der anderen bewegten Objekte nach hinten (rückwärts) erstrecken, um deren wahre Kurse oder Wege zu zeigen. Da die Fahrzeug-Darstellung stationär £auf dem Betrahtungs-Schirm unbeweglich) ist, kann ein sofortiges Abschätzen der Änderungs-

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r;.oon cIüx* Ejitrornung und des Kurswinkels oder Peilwinlcols zu jeac... anderen Objekt vorgenommen bzw. erlan^t werden, und mar genau in der gleichen Weise wie Gu:L den konventionellen Relativbewegungs-Darstellungen. liidöäson schaffen im vorliegenden Falle die zugefügten Linien, welche el.ο wahren Wege der bewegten Objekte darstellen oder anzeigen und welche aus dem Samme1-ei'fekt der überlagerung (Kumulieren von Einzelpunkten oder dgl.) von aufeinanderfolgenden jeweils etwas älteren Bildern entstehen (aufgebaut werden), die Möglichkeit die Geschwindigkeiten und die wahren Bewegungsrichtungen aller bewegten Objekte leicht und schnell abzuleiten oder quasi zu messen. Stationäre Objekte erscheinen in der Darstellung ohne jegliche sich nach rückwärts erstreckende Linie (ohne "Schwanz") und können deshalb leicht von bewegten Objekten unterschieden werden (die ja eine Art "Kometschwanz" hinter sich herziehen), so daß in allen diesen Beziehungen die dargebotene Darstellung individuelle Vorteile kombiniert, die an sxch beim bekannten Stand der Technik jeweils entweder nur der Re lativbewegungs-Darstellung oder nur der Echtbewegungs-Darstellung eigen sind, aber ohne die oben er, ''.'.inten, diesen bekannten Vorrichtungen oder Verfahren anhangenden Nachteile.

Eine Relativ-Bewegung oder -Verschiebung zwischen der Darstellungs- und der bildspeichernden Vorrichtung im Apparat gemäß der Erfindung kann erzielt werden durch Bewegen nur der bildspeichernden Vorrichtung, durch Bewegen nur der Wiedergabe- oder Darstellungs-Vorrichtung, oder durch Bewegen beider Vorrichtungen. D₁Ie Bewegung kann entlang von Koordinatenachsen bzw. jeweils entlang einer solchen Achse erfolgen, und sie kann in Überinstimmung mit Bewegungen des genannten

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Fahrzeugs (Schiffs) entlang erd- bzv. landdefinierter

Achsen oder Linien erzeugt werden. An die Stelle

eines Schiffs kann natürlich auch ein arideres Fahrzeug treten.

Die Wiedergabe, die von der bildspeichernden Vorrichtung geboten wird, kann durch eine Fernsehkamera abgetastet und auf ein oder mehrere Fernseh-Wiedergabegeräte oder Monitoreinheiten übertragen (gesendet) werden.

Ein Radarsystem, das ein Echo-V/iedergabe-Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt, wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es handelt sich um eines von vielen möglichen Ausführungsbeispielen.

Es zeigen im- einzelnen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des

Radarsystems,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer

Bildspeicherplatte, wie sie im Radarsystem gemäß Fig. 1 benutzt wird, und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht bzw.

eine Draufsicht der Montageeinheit der Bildspeicherplatte im Radarsystem gemäß Fig. 1.

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Dus liadarsysteni dos Ausführungsbeispicls ist i'ür die Anwendung auf einem Schiff zur Lieferung einur für die Navigation nützlichen und unterstützenden D ar υ-.; ο llung bestimmt.

Goir.äß Fig. 1 ist ein Radar-Sender-Enpfanger 1 vorhemdcn, und dieser Seador-Eapfanger liefert an die ICa oiiodenstrahl-Bildröhre 2 Video-Signale entsprechend con Radio-Frequenz-Echo-Signalcn, die von einer An-Löiüio 3 des Systems empfangen werden. Die Antenne 3 rotiert zwecks Enipfangens von Echo-Signalen aus allen Richtungen im Azimut, und die Röhre 2 erzeugt in Übereinstimmung mit den Video-Signalen, die ihr in Aufeinanderfolge von dem Sendex:-Einpfanger 1 zugeliefert werden, auf ihrem Schirm h eine intensitätsmodulierte Panoramadarstellung der empfangen—en Echo-Signale. liine Zeiteinheit bzw. Zeitgebereinheit 5t die mit dem Sender'p-Empfanger 1 assoziiert ist, liefert der Röhre Signale, welche auf dc..i Schirm ¹I das rotierende und in geeigneter Weise synchronisierte radiale Zeitablenken (Zeitbasis) erzeugen, das für die Hervorbringung einer solchen Darstellung von aufeinanderfolgend eingehenden Video-Signalen erforderlich ist.

Die Darstellung auf dem Schirm 4 wird durch ein lielais-Linsen-System 6 und durch einen teilweise transparenten (sowohl reflektierenden als auch"durchsichtigen) Reflektor 7 auf eine bildspeichernde Platte exponiert (optisch übertragen), welche Platte 8 von einer Form ist, wie sie von der Thorn-Electrical Industries Ltd. handelsüblich verkaufχ wird. Diese Form von bildfesthaltenden bzw. bildspeichernden Platten ist in einer Veröffentlichung beschrieben, die betitelt ist "The Image Retaining Panel", von A.S. Henderson, veröffentlich in der Zeitschrift "New Scientist", Volume (Band) l6, Seiten 686 bis 688, und die auch in einer anderen Veröffentlichung namens

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''Studies of the ir.echanisiK of the Thorn image-retain!ng panel" von G. F. J- G ar Ii eic, R. Harvey, P.J. Clewer and P.V/. llanby, veröffentlicht im "British Journal οΓ i-.p-//l:Lcd Physics'.¹ , I9w9 , Seriös (FοIge) 2, Volume (Band) 2 bo&chriebon inc. Diese Platte umfaßt, so wie im Detail in Fig. 2 άοτ Zeichnung zu sehen, ein Metallsubstrat (Träger) 10, der zwei übereinandergelegte Glas-Sniail-Schichten 11 und 12 trägt. In die oberste Schicht 12 ist elektroluniineszieronüer Phosphor (im Grunde z.B. Zinlc-Kacnium-Sulfid) eingebettet (z.B. foiiwerteilt), und diese Schicht ist dann bedeckt von einem elektrisch leitenden durchsichtigen Film 13· Einseitig gerichtete Spannung (Gleichspannung) von innerhalb der Zeitgebereinheit oder Zeiteinheit 5 abgeleitet bzw. abgegriffen, wird zwischen der.; Substrat 10 und dem ITiIm 13 (Film 13 positiv bezüglich des Substrats 10) durch einen Schalter l4 angelegt, und unter diesen Bedingungen erzeugt eine Bestrahlung irgendeiner Fläche oder eines Flächenteils der Schicht 12 mit Licht das Aufbauen eines gelblichen Gliir.mons oder Aufglühens in dieser Fläche oder in diesem Flächenpartikel, und zwar in Proportion zu der Intensität und der Dauer der Bestrahlung. Das Abstrahlen oder Ausstrahlen von Licht aus der Schicht 12 wird aufrechterhalten, nachdem die Bestrahlung aufgehört hat, so daß die Platte 8 ein "effektives Gedächtnis" hat, durch welches sie jegliches Bild festhält und speichert, dem sie' ausgesetzt war bzw. das auf diese Platte optisch aufgestrahlt worden war.. Das Bi" d wird auf diesem Wege ohne jegliche wesentliche Verschlechterung der Schärfe und des !Contrasts gespeichert, und zwar für eine Periode von vielen Minuten, vorausgesetzt, daß das Anlegen der Gleichspannung nicht unterbrochen wird; wenn aber eine. Unterbrechung dieser angelegten Spannung sogar nur während einer Millisekunde oder dgl. eintritt, dann wird das Bild nicht mehr langer gespeichert. Der Schalter l4 wird normalerweise zum nicht unterbrochenen Anlegen der Gleichspannung an die Platte 8 geschlossen

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2. Fahrbar I97I

Gor.'.äß Pig. 1 wird die durch das Li/isensystern 6 und don Reflektor 7 erfolgende Exposition (Belichtung) der Platte i> durch den Schirm 4 bzw. vom Schirm 4 her die Platta 8 dazu voranlassen, ein Bild der von der Kathodenröhre 2 gelieferten Panoramadarstellung festauhalton (au speichern) und selbst wiederzugeben. Das gespeicherte und von: Reflektor 7 reflektierte Bild wird von einer Fernsehkamera 15 abgetastet. So tastet die !Camera 15 das reflektierte Bild als überlagert auf das durch den Reflektor 7 hindurch vom Schirm l6 der anderen Kathodenstrahi-Röhre 17 übertragene Bild ab. Die Darstellung auf dem Schirm l6 ist im wesentlichen ein Duplikat der intensitätsmoduliorten Panoramadarstellung, die auf dein Schirm 4 erzeugt wird, wobei die gleichen Video- und Synchronsierungs-Signale wie diejenigen, die zu der Kathodenstrahl-Röhre 2 geliefert werden, auch zu der Kathodenstrahl-Röhre 17 vom Sender-Empfänger 1 und der Zeiteinheit oder Zeitgebereinheit 5 gegeben-werden. Die ro'cierende Zeitbasis jeder Kathoden-Röhre 2 und 17 wird durch Verwendung einer rotierenden Ablenkspuleri-Sinheit oder -Aggregats erzeugt und" präzise Synchronisierung wird in dieser Hinsicht durch Verwendung einer direkten mechanischen Verbindung* l8 zwischen ihnen erzielt.

Die von der Kamera 15 von den überlagerten Dar- _tcHungsbildern im Reflektor 7 abgeleiteten Video-Signale werden einer Fernsehrnonitoreinheit 19 zugeführt (welche eine von vielen solcher Einheiten sein kann). Die Einheit 19 hat einen großen (beispielweise 32 Zoll; grob:.80 cm) Fernsehschirm und erzeugt ein brilliantes helles, kontrastreiches Bild der überlagerten Darstellungs-Bilder, welches für den Navigationsoffizier des Schiffs auch unter normalen Tageslichtbedingungen gut und klar sichtbar ist. Dieses Bild, welches die

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Iiadar-Information ±11 Schwarz auf einem weißen IIinlorgi~und oder ua.^ckchr j; wiedergeben lc a mi, iai eine zusanuengesctate Pauorania-uarstullung dor Ilucar-Inrorr πια ti on, die laufend auf dorn Schirm Io erscheint, überlagert mit duz· Infornu.'cion, die in der Platte 8 gespeichert ist. Die Platte 8 baut, dank ihr ca kusiularivc.i ' Festhaltens (Speicherns) der laufend ankommenden In- · formation bzw. Informationen, so wie diese auf dem Schirm ^ιί dargestellt werden, eine "historische Auf- ; zeichnung" der Ziel- oder Körperbewegungen in d^r ; unter Radar-Uberwachung stehenden Zone oder Fläche auf. ' Die Bewegung eines Ziels erscheint in dieser Auf- . zeichnung als eine Aufeinanderfolge von Punkten, Flecken.' oder Klecksen, welche im allgemeinen in die Form einer ; Linie übergehen. Diese Linie in der zusammengesetzten Darstellung hat als Kopf einen Fleck oder einen Punkt, ' der die momentane Position des Ziels anzeigt, und ; diese Linie ist (da sie aus einem soeben von der ' Platte S gespeicherten und wiedergegebenen Bild,das ! demselben auf dem Schirm l6 dargestellt en Bild über- ' lagert ist, resultiert) ist von den anderen Markierungen¹

durch ihre größere Intensität rasch und leicht unterscheidbar. Die Richtung längs deT Linie zum genannten besonderen Punkt (Kopf) hin zeigt die Richtung der Bewegung des Ziels an, und die Länge der Linie ist eine Anzeige der Geschwindigkeit der Zielbewegu.ig (oder mindestens des Weges, der in dem relevanten Zeitabschnitt zurückgelegt wurde).

Das "historische Aufzeichnen" (zeitsammelndes Aufzeichnen) durch die Platte 8 kann gelöscht und wieder _: in Gang gesetzt werden, nämlich einfach durch Öffnen j des Schalters l4, wodurch das Anlegen der Gleich- ; spannung an die Platte 8 unterbrochen wird. Man kann es j auch so einrichten, daß der Vorgang des Löschens und ' Wiederstartens automatisch bewirkt wird; im besonderen j kann dies in einer sich wiederholenden Weise in einer ;

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aus einer Anaahl von Frequenzen ausgewählte;η Frequenz (Zoitfolgü), beispielsweise alle drei, sechs odor zwölf MJLiVd^-OOn, durchgeführt werden, etwa durch automatisch fjoctcucrtcü transiioi-ischos Offnen oinos Satzes von Aoruaierwcisc geschlossenen Kontakten 20 in der¹ Einheit 5· Die Kontakte 20 sind in der Einheit 5 in Serie :.;it einem Satz von normalerweise geschlossenen Kontakten 121 und mit einer Relais vorrichtung 22 zu bzw. mit dem positiven Pol einer Gieichspannungsquelle 23 verbunden,

uf diese Weise steuern die Kontakte 20 das Anlegen der Spannung an die Platte 8 über den Schalter I¹L₁ der mit dem negativen Pol der Quelle 23 verbunden

Die Relaxsvorrichtung 22 dient dazu, eine Aufladeoperation (priming operation) zu steuern, welche durchgeführt wird, wann immer das Anlegen der Gleichspannung von der Quelle 23 an die Platte 8 wiederhergestellt wird, gleichgültig ob die Unterbrechung der Spannung vom Öffnen, der Kontakte 20 oder des Schalters lh oder von einer anderen Ursache herrührte. Hierzu ist der« Satz der Kontakte 21 ein Widerstand (Ohm¹ scher Widerstand) 2'i nebengeschaltet, und die Relaisvorrichtung 22 steuert ebenso den Satz von Kontakten 21 wie auch einen Satz von Kontakten 25, die wiederum das Unterstromsetzen der Lampe 26 steuern, die der Platte 8 benachbart angeordnet ist. Die Relaisvorrichtung 22 hält beide Sätze der Kontakte 21 und 25 geschlossen und schaltet hierdurch den Widerstand 2^ parallel und setzt die Lampe 26 unter Strom, sobald der Stromfluß in dem Stromkreis,wiederhergestellt ist, welcher die Platte 8 mit der Quelle 23 verbindet. Die Lampe 26 (welche blaues Licht erzeugt, das im wesentlichen frei ist von infraroten Strahlen) wird zur Erzeugung von hochintensivem Licht unter Strom gesetzt, das den Belag 12 der Platte 8 überflutet, und dies bewirkt, daß die Platte 8 maximalen Strom (beispielsweise 30 Milliamperes) aufnimmt, der ein rasches Aufbauen von

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Energie erzeugt und die Schicht 12 zum Licht-Iiwitticrc: (Licht-Abstrahlen, Erzeugen des sichtbaren "ßildcs auf dor Platte) bringt. Die Vorrichtung 22 hält die Kontaktο 25 zum üntorstro.naGi/.cii odor -halten der Lampe 26 auf solche l/eise Tür oino nur lcur^c Periode (beispielsweise für eine Sekunde) geschlossen und darauffolgend öffnet das Offnen dos Kontakts 25 auch die Kontakte 21 kurzzeitig (beispielsweise für zehn Millisekunden), so daß der Widerstand 24 eingeführt wird (in Wirksamkeit kommt) und hierdurch, aber nicht unterbrechend, die an der Platte 8 angelegte Spannung reduziert. Die Lichtemissiori von dor Platte 8 hört sofort auf, wenn der Lichtreiz, der von der Lampe 26 geliefert wird, erlischt, und die angelegte Spannung reduziert worden ist; aber sobald die Kontakte 21. sich wieder schließen, um die volle Spannung wieder herzustellen, ist die Platte 8 in einer Kondition, die ein helles Bild der auf und von dem Schirm k kommenden Dar« stellung speichert und erzeugt, jedoch ohne lange Aufbauperiode, die sonst nötig sein, würde.

Die Darstellungen, die von den Kathodenstrahl-Röhren 2 und 17 geliefert oder erzeugt werden, sind kompaß-stabilisierte Relativbewegung-DarStellungen, aber die zusammengesetzte bildliche Darstellung,die man aus der Überlagerung der Darstellung auf dem Schirm l6 mit der von der Platte 8 gelieferten Darstellung erhält, zeigt die Ziele und das radartragende Schiff mit überlagerten "Schwänzen", die ihre echten Kurse oder Bahnen zeigen oder versinnbildlichen. Zu diesem Zweck wird die Platte 8 quer zum vom Schirm 4 kommenden Lichtweg bewegt, und dies in Übereinstimmung mit den Bewegungen des radartragenden Schiffs. Genauer gesagt: Die Platte 8 ist in jea<küi ύ.ίΐαηο längs jeder der beiden Koordinatenrichtungen über einer Grundplatte 27 beΛ\·eglich montiert, wobei die Platte 8 auf einem Hilfs- oder Unterrahmen 28 eines Rahmens 29 fixiert ist. Der Hilfs-

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rahmen 2S ist. an eine Bowogur:.'; parallel zu einer Koordinate in Richtung X über die Grundplatte 27 gebunden, während dor Rahmen 29 an eine Bewegung parallel zu einer Koordinate in Richtung Y₉ wie in Fig. 3 gezeigt, wobei Y senkrecht zu , gebunden ist. ■

X steht

Gemäß Fig. 3 worden Bewegungen des Hilfsrahmens 28 bezüglich des Rahmens 29 und Bewegungen des Rahmens 29 bezüglich der Grundplatte 27 durch Betätiger 30 und 31 gesteuert, welche in Übereinstimmung mit den zugehörigen Signalen für . die Nordsüd- und Ostwest-Komponenten der Schiffsbewegung unter Strom gesetzt und bestätigt v/erden. Diese Signale sind (in der normalen Weise, die dort angewandt wird, wo eine Darstellung der wirklichen Bewegung vorgesehen ist) von einem nicht dargestellten Auflöseorgan — ggfs. Funktionsdrehmelcer —

abgeleitet, das in Übereinstimmung mit dem Kompaßkurs oder dem Schiffskurs eingestellt ist bzw. wird und vom Schiffslog 'mit einem für die Schiffsgeschwindigkeit repräsentativen Signal beliefert wird. Die Betätiger 30 und 31-bewegen in Abhängigkeit oder Entsprechung von bzw. zu den Signalen die Platte S relativ zur Grundplatte 27, und sie verändern infolgedessen ihre Registrierung oder Relativlage bezüglich des Schirms 4 in Übereinstimmung mit der wahren Schiffsbewegung.

Die auf dem Schirm 4"wiedergegebene Relativgeschwindigkeits-Darstellung wird oder ist zum Aufrechterhalten der Einstellung der Nordsüd-Richtung parallel zur Koordinate X kompaßstabilisiert. Das radartragende Schiff wird in dieser Darstellung als ein stationärer Flecken oder Punkt im Mittelpunkt des Schirms 4 wiedergegeben, und die Bewegungen der Platte 8 quer über die Grundplatte 27 werden zu den Achsen X und Y in den umgekehrten Bewegungssinnen parallel gemacht, so daß die daraus folgende Verschiebung in der Registrierung (Einstellung) der Platte 8 mit diesem Mittelpunkt nach dem Reziprokwert des Schiffskurses verläuft. Die Platte 8

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speichert deswegen Echt-Lewegungs-information bezüglich des radartragenden Schiffs und aller Ziele, -ar.d diese Information wird auf das Bild an Reflektor 7 der Darstellung überlagert, die durch άβΏ. Schirm 16 geliefert wird. Diese Darstellung, so wie die auf Schirm 2, ist eine Relativbewegungs- und kompaßstabilisierte Darstellung, die Mordsüd-Richtung (wie neben Schirm 16 in Fig. 1 gezeigt) wählt man in diesem Falle senkrecht zu beiden Richtungen X und Y, um so "die geeignete oder angemessene Koordination mit dem Bild des Paneel-Bildes (Flachdarstellung) zu erreichen, das vom Reflektor 7 reflektiert wird. Xalibrier- und Peilringe (!Sich-, Sntfernungskreise) sind ebenso wie eine Kurslinie auf dem Schirm Ig, aber nicht auf dem Schirm 4 dargestellt, nämlich zum Erscheinen.(Sichtbarwerden) mit der Zielinformation in der zusammengesetzten Darstellung, so wie von der Fernsehkamera 15 abgetastet und von der Moni-.toreinheit 19 wiedergegeben.

Das von der Monitoreinheit 19 dargebotene Panoramabild zeigt das radartragende Schiff als einen Flecken oder Punkt, der immer im Mittelpunkt des Bildes bleibt. Mit verstreichender Zeit wächst so nach hinten von bzw. aus diesem Punkt ein "Schwanz" mit einer Geschwindigkeit oder Rate, die von der wahren Geschwindigkeit des Schiffs abhängt, und zeigt also dessen wahren Kurs oder V.^reg. Alle Ziele werden als Punkte oder Flecken mit radialer und winkelförmiger Verschiebung (Distanz) vom Zentrum in Übereinstimmung mit ihren laufenden (aufeinanderfolgenden) Positionsbeziehungen zu dem radartragenden Schiff (also entsprechend ihrer Entfernung und sonstigen Lage relativ zum Schiff) gezeigt. Die Entfernung und der Peilwinkel jedes dieser Ziele von bzw. zu

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ac::. Schiff kann deshalb direkt von einer Referenz (Bezug) :;.u con Eich- und Peilringen, die auf dem Bild erscheinen, erholten bzw. abzulesen werden, und dies ermöglicht auch, cr.3 die

ten oder V.'erte der Wechsel sowohl der Entfer-

nv.r.." als euch des ?oilv.^rinkels raser? geschätzt v/erden können. Ferner wachsen von allen bewegten Körpern oder

Zielen

ac

nach hinte

ten "S

chwänze" mit solchen Raten oder mit

Geschwindigkeiten, die den wahren Geschwindigkeiten der Körper oder Ziele entsprechen, und sie zeigen auch deren Wege und Kurse. Diese Echt-Kurs-"Schwänze" ermöglicher, das Bestimmen der wahren Geschwindigkeit und des. Arpekts (dies isx sozusagen die Orientierung oder Einstellung bezüglich des radartragenden Schiffs) eines ^edor. beweglichen Zieles oder Körpers, und sie erlauben, daß alle Geschwindigkeitsänderungen und/oder Kursänderungen rasch entdeckt werden. Die Punkte in den Bild, die stationäre Ziele wie etwa Bojen oder die Küstenlinie usw. darstellen, haben keine Echt-Kurs-"Schwänze", und sie sind deshalb leicht von den Darstellungen sich bewegender Ziele oder Gegenstände unterscheidbar. Die Bewegungen der Platte 3 in Übereinstimmung mit den Bewegungen des radartragenden Schiffs dienen immer dazu, die gespeicherten Darstellungen stationärer (stillstehender) Gegenstände oder Ziele mit deren laufenden (aufeinanderfölen gender.) Darstellungen auf den Schirr./ 4 und 16 wie-der in Deckung zu bringen (zum Fluchten zu bringen), und so ist kein Schmieren oder Verwischen dieser Darstellungen in dem televisionierten (durch Fernsehen übertragenen) Bild möglich.

Rücksteilen der Platte 8 auf der Grundplatte 25 zwecks Indeckungbringens des Zentrums der Platte 8 mit dem Zentrum der Wiedergabefläche wird automatisch ausgeführt, wann immer die Kontakte 20 in dor Zeitfrebereinhoit f;

periodisch

die von der Platte c bo-

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wirkte (gespeicherte) "historische Aufzeichnung" zu löschen und um dann von vorn zu beginnen.

Im allgemeinen ist es zweckmäßig, die Kurslinie, wie ; im Bild der Monitoreinheit 19 gezeigt, mit der Kurslinie oder mit dem Kurs des radartrcsenden Schiffs selbst in ' Deckung zu nalten, d.h. also, das die. Darstellung "ship's- . head-up" (z.B. entsprechend aufrechter nicht krängender Schiffslage) ist, so daß das Bild um so leichter in Be- _' Ziehung zum vom Schiff aus unmittelbar gesehenen Anblick ' der Ziele gebrach"-: werden kann (man kann also das Fern- ! sehbild mit dem vom Schiff selbst direkt sichtbaren Anblick des Ziels vergleichen). Dies kann bei diesem vor- ' liegenden System leicht vervollständigt werden etwa durch \ Montieren der Konitoreinheit 19 für mindestens partielles j Drehen um eine vertikale oder horizontale Achse, so daß j der Navigationsoffizier die ganze Einheit 19 drehen kann, j um deren entsprechendes Ausrichten zum Ziel hin zu er- j zielen. Die elektrischen Verbindungen zur Einheit 19 um- i fassen einfach ein Video-Eingangskabel in vereinfachter Form in Fig. 1 gezeigt und ein Hauptspeisekabel (nicht ^! gezeigt), und es gibt infolgedessen keine großen 'Schwie- ,

rigkeiten beim Kontieren der Einheit 19 unter Köglichkeix \ des Drehens über beispielsweise einige 365 oder 400 Grad (Drehv;j.nkei). Als eine Alternative kenn indessen die Kamera 15 drehbar montiert sein, nämlich beispielsweise i um ihre Sehachse. Jn * ede;:. Falle kann die notwendige _; Drehung zum Aufrechterhalten der Beziehung des "ship'shead-up" (der aufrechten Schiffslage chr.e Krängung) unter ! Steuerung des oder durch das Kompaß sys te:.": automatisch bewirkt werden.

Die bildspeich'-ade Platte δ hat, obwohl sie selbst gelbliches Licht (Wellenlänge 6000 Ar^ strcm-nir.h-.-iton) aussendet, eine maximale Empfindlichkeit ^Γ·ο'ν·η":·οΓ blauem 10 9 8 3 7/1129

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TAcht (Wellenlänge 4f;00An3strom-Einhuiten), und diese u!atsacho führt dor:innt;;prechend zu der Wahl einer Blau-Phosphor-Röhrs für die Kathodenstrahl—Röhre 2. Die Tatsache, dc.3 eine Differenz der Wellenlänge zwischen Bestrahlung und AusSendung der Platte 8 besteht, wird indessen dazu benutzt, die Wirksamkeit oder den Wirkungsgrad der optischen Einrichtung zu verbessern. In dieser letzteren Hinsicht wird der Reflektor 7 mit einem Breitlichtband-Interferenz-Filter (v/ideband optical-interference filter) versehen, (so wie von 3arr and Stroud Ltd. geliefert) .j welches das von der Röhre 2 ausgesandte blaue Licht überträft oder durchläßt, aber das von der-Platte kommende gelbliche Licht reflektiert. Der Gebrauch eines Filters in dieser Art beeinflußt klar die Wahl der als Röhre 17 zu benutzenden Kathodenstrahl-Röhre, und in dieser Hinsicht wird eine Röhre mit Blau-Orange-Licht— abstrahlungscharakteristiken bevorzugt verwandt. Die Röhre 17 hat notwendigerweise eine lange Nachleuchtdauer ds^itdas Panoramabild während der kompletten Zeitbasisrotation (Zyklus) sichtbar bleibt. Sine gleiche Anforderung an die Nachleuchtdauer greift, aber nicht Platz für die Röhre 2., weil alle erforderliche Speicherdauer durch die bildspeichernde Platte S bereitgestellt ist, und so kann die Wahl für die Röhre 2 ganz einfach nur mit Blick auf die Erreichung einer maximalen Lichtabgabe-Intensität vorgenommen werden.

Die Erfahrung zeigt, daß es eine ausreichende Unterscheidung in dom durch die Platte 8 selbst gebotenen Bild gibt, Unterschiede (Kontraste) es ermöglichen daß die momentane Position des Ziels von seinen vorgängigen (vorangehenden) Positionen untorscheidbar ist. Unter diesen Umständen kann auf die Röhre 17 verzichtet werden, welche ■dieselbe Darstellung dor Ziolinformation wie die Röhre 2 gibt; die Darstellung dor Eich- und Peilringe und dor

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f6°ö/O::/r.u/Cz 22. Februar 197"

Xurslinie und auch die Einrichtung (z.b. Siriblo vvang) einer adjustierbaren, z.3. drehverstelibaren Zeigerlinie (z.3. Peilzeigerlinie) kann einfach durch Benu\;.rang einer oder mehrerer geeignet montierter und beleuchteter Schirme oder Scheiben an der Stelle (ernt Ort) des Schirms 16 gemäß Fig. 1 erreicht v/erden. Die Röhre 17 kann aber auch beibehalten und dazu benutzt v/erden, alpha-numerische Information darzustellen, welche etwa zum Überlagern auf das Konitorbild gewünscht wird. Zusätzlich kann die Kontageeinrichtung oder-einheit der Platte 8 auf einem Gestell oder einer sonstigen Einrichtung gelagert oder befestigt sein, welche um eine Achse drehbar ist, die senkrecht ist zur Ebene der Koordinatenrichtungen X und Y, und sie kann dann um diese Aschse durch das Kompaßsystem des Schiffs angetrieben werden, so daß automatisch eine "ship's-headup"-Darstellung-auf der Platte 8 selbst erreicht wird; dies .vermeidet die Notwendigkeit des Drehens oder Verdrehens der Monitoreinheit 19 oder der Kamera 15, wie dies in dem vorangegangenen Absatz erwähnt wurde.

Obwohl in dem oben beschriebenen System, nämlich gemäß Fig, 1, viel Information auf der Platte 8 während jeder kompletten Umdrehung (während eines Kipps, eines Panorama-Zyklus) der rotierenden Zeitbasis aufgeschrieben wird, muß dies nicht notwendigerweise so sein, und es kann als vorteilhaft befunden werden, beispielsweise unter Verminderung von Verwirrung im resultierenden Bild, von dem Schirm 4 Zielinformationen fernzuhalten oder zu unterdrücken, die in den beispielsweise alternierenden Drehungen oder Kipps vorkommen.

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22. Februar 1971

",ie vorliegende Erfindung ist oben in Verbindung mit oino::i Radarsycter.; beschrieben worden, und obwohl sie Oc-rc/.-doro Verdientste und Vorzüge in solchem Zusammenhang aufv.'oiirc, ist dennoch eine breitere An\-.^rendung erfindungsge:nä3 durchaus nicht ausgeschlossen. Beispielsweise kann sie auf V.'iederg&beanorönuÄgy der sonaren Systeme angewandt werden und auch auf generellen und allgemeineren Gobiοten", wo irgendeine Information oder Informationen dargestellt, wiedergegeben oder sichtbar gemacht werden ITtU ssen.

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Claims (1)

1. ..:_?ι.._ΙηΒ. ?. 108770

   a:..Li/ß/ii-Vi/.:JiLT Augsbur ;, den 22. i^fi,;.-.\;ar ί>?1

   «59 Aa₁₁. bin\ 'Sl · Ko:;Iip.;",rn»iraßc S
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   I¹I¹M: ^hc/il· i>:i:o; M ü ;i c '.' c η \'r. 7-15 39

   6 o > / G 3/ BuA-Ia

   -^J;.: .xn\;::::i:vi:c

   .j Gerä"c Γ'άτ das V.^rioel argeben ouer Darstellen von Echos, beispielsweise von Radar-Echos, axe von einem oaor mehreren in einer Uberwachungszoac befiiidlichen Objel:to:i ausgehen und von einem sich bewegenden Objekt uie beispielsweise oinon fahrzeug (Land- Wasser- „dor Lurtfuhrzeus) empfangen, worden, wobei eine (i/iedorgabeocicr) DarstoIlu.-gs-Vorrichtur.g in Übereinstimmung mit den iJchos eine mit dein Zeitablauf sich ändernde Darstellung oder Vt'icdergabe der Relativ-Laj-eii der Objekte innerhalb der Übsrwachungszone gibt» dadurch g e k e η η ss e 1 c h η e t, Ccxli der Darstellungs-Vorrichtung eine ^ildopeicher-Voi-richtang (O) ausgesetzt (exponiert) wird (wobei z.B. also das von der Jar- z. x, el lungs -Vorrichtung gebo-cene Bild in Form einer entsprechenden optischen Belichtung in das Speichergerät gebracht wird) derart, daß aufeinanderfolgende Bilder ("Aufnahmen¹¹; der Darstellung f ο st gehalt on (gespeichert) werden, und daß eine Jarsxeilung dieser Bilder von de;;: Speichergerät acjjegeben wird, und aiiij die Darstellungsund Speicher-Geräte (2,8) in Ubercinsti. .inuiig mit der Bewegung des Fahrzeugs (z.B. Kadar'crägers) relativ zueinander verschoben werden, so daß eine entsprechende Verschiebung im Überlagern der aufeinanderfolgenden Bilder gegeneinander (ein gegenseitiges zeitabhängiges Verschieben dsr jeweils aufeinanderfolgenden Bilder) eintritt, welche durch die Bildspeicher-Vorrichtung gespeichert \xnd dargestellt werden.

   — 2 —

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   2. u-j";Iw .:ucl» An.i^ruca I₁ dadurch. j c k c η η ζ e i c h- ;, j c, daß die u:_e Darstcliuiii;, dia von der geiuinnlea !^,!"^^!ilui.^.-i-VOrrichcun^ (2) geboten wird, ο in.».; »icjlcitiv

   3. Uor.'it nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, dan die relative Ortüvuräuriorung od^r /yriohiouUii;; :;^-.\'.Locliüii den Vorrichtungen L'iir Dar-0tollung und für Sp^ichcirurij; (2,8) durch 3ev/egen nur der Bilds^oiciier-Vorriciii. anc; (8) erzeugt wird.

   'i. Clox~ä"c nach einsra c:.cr mehreren uor Ansprüche "I bis 3»

   dadurch. j e k 3 m. λ sä i c h η e t , daß die vom gm

   Sjjöicl'ior—QörcL'c gebotene Darstellung von einer Pernsehliuucra abgetastet (auf geno,i;me;i) \iird für Weitergeben odor übertragen (Senden) an eine Fernseh-Viedergabeoinheit (I9)·

   5. Gor;/: üe.c1i einem oder !.,ihrerän der Ansprüche 1 bis '1, dr.ur.^c... '; ^ k « η η ζ ο i c h η ο t, daß das 3ildit stlic^ It e- bzv,'. -speicliergox'ä t (2) über einander lie ge ride ( aufeinander ge s chi c'Λ-ce te) Glas-Üaail-Scaichten (11 ,12) ν.Λζ .;lel;-urolu:-.!iiie^zierendsrii Material besitzt, welch loisiarös in einer Schicht (12) eingebettet ist.

   6. G^rrät nac. e.ine.n odsx' nol'ctra.i der Ansprüche 1 bis 5i ■ dadurch. gelee nnzeichnet, daß die Dar-Soοllungsvorrichtung eine Kathodenstraiil-Rölire (2) ist, <t-:\.'Z die Ijarütellung, die von der Ka^hodenstrahl-Röhre (2) gebocen wir»:, ,..Ine ?anoru;af.-Jars Collung ist bzw. sein. Ica.i/1, und daß die bildfesthaltende bzw. bild- ^Ijoicnerndü Vorrichtung (o) relativ 2:u der Kathodenocrahl-I\.öLre (2) 3.ängo Koordinaten (X,Y) in Übeitin- ^t:...ii.ii.Hj· mit c^n l'jev.egungen «.;„-£. Fahrzeugs längs erdgeur.üoiicn Achsen (Nordsüd, GoLveat) bewegt wird.

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