DE2134392B2

DE2134392B2 - Radarvideoquanten Verarbeitungs anordnung mit Zielverfolgungsrechner

Info

Publication number: DE2134392B2
Application number: DE2134392A
Authority: DE
Inventors: Daniel Saint Michel Sur Orge Beaufils; Yves La Garenne-Colombe Truel
Original assignee: Thomson CSF Visualisation et Traitement des Informations T V T
Current assignee: Thomson CSF Visualisation et Traitement des Informations T V T
Priority date: 1970-07-09
Filing date: 1971-07-09
Publication date: 1973-09-13
Also published as: DE2134392A1; NL7109370A; GB1349957A; DE2134392C3; US3905032A; FR2098514A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnuna zur Verarbeitung der Videosignale einer Radaranlage zur Gewinnung der Koordinaten von Zielen, deren Echos mit »Clutter«-Echos gemischt sind, mit einer Analog-Digital-Codieranordnung, welche für jede Entfernungsstufe ein die Videosignalamplitude ausdrückendes Binärwort liefert eirer Anordnung zur Untersuchung dichter Zonen, einer Anordnuna zur Integration der Energie über mehrere Folgeperioden, einer Zielentscheidungsanordnung Lind mit einem Zielverfolgungsrechner, welcher die Koordinaten der verfolgten Ziele liefert, die sich in einem Verfolgungsfenster befinden.

Bei herkömmlichen Radarempfängern liefert der Ausgang des am Ende des Zwischenfrequenzkanals angeordneten »angepaßten« Filters das Videosignal, das anschließend so verarbeitet wird, daß es die Koordinaten des verfolgten Ziels liefert. Das Videosignal ist jedoch niemals allein durch das Nutzsignal gebildet, sondern mit Rauschen gemischt, im allgemeinen mit Wärmerauschen, wozu in zahlreichen Fällen das »Clutter« hinzuzufügen ist, womit alle unerwünschten Signale bezeichnet werden, wie sie beispielweise von Wolken, Festzielen, »Enselechos«, Düppel usw. stammen.

In einem angepaßten Filter ist das Verhältnis des mit Rauschen gemischten Nutzsignals zu dem Rausehen allein am größten. Da jedoch die Antennenkeule das Ziel während mehrerer Folgeperioden überstreicht, kann man zeigen, daß der Rauschabstand noch dadurch verbessert werden kann, daß die empfangenen Signale videofrequent für die gleiche Entfernungsstufe während des Übergangs der Keule über das Ziel integriert werden. Eine auf das Ergebnis dieser sogenannten nichtkohärenten Integration angewendete Detektorschwelle definiert eine gegebene Falschsignalwahrscheinlichkeit, und daraus ό kann die Wahrscheinlichkeit der Zielfeststellung abgeleitet werden. Diese beiden Operationen der Integration und Zielfeststellung werden entweder von einer Bedienungsperson durchgeführt, die beispielsweise einen Panoramaschirm beobachtet, oder durch eine automatische Extraktionsanordnung. Obgleich diese Arbeitsweise im Fall des thermischen Rauschens brauchbar ist und gute Ergebnisse liefert, gilt dies nicht mehr für Clutter, das die Wirksamkeit sowohl einer Bedienungsperson als auch einer automatischen Extraktionsanordnung beträchtlich verringert.

Es sind verschiedene Verfahren zur Lösung des Clutterproblems in Betracht gezogen worden. Hierzu gehören unter anderem die Differentiation noch logarithmischer Verstärkung, die Verwendung von Anordnungen mit zeitlich veränderlicher Verstärkung, die analogen oder digitalen Festzcichenlöschanordnungen (»MTI«) mit einfaci oder doppelter Löschung, oder auch die Anov lungen zur Unterdrückung langer und kurzer Impulse und Anordnungen zur Anzeige des Vorhandenseins dichter Zonen.

Diese Verfahren und Anordnungen sind im allgemeinen aber nur bei bestimmten Arten von Cluitem wirksam, so daß immer noch Reststörungen bestehenbieiben. welche die erhaltenen Ergebnisse beeinträchtigen können.

Es erweist sich also, daß die Feststellung der Ziele mit einem kleinen Falschsignalgrad im Verlauf einer Antennenumdrehung nui schwierig zu erreichen ist. Man versucht daher, die Zielerfassung im Verlauf mehrerer Antennenumdrehungen durchzuführen, was von einer Bedienungsperson gemacht wird, wenn sie die Bewegunsen der aufeinanderfolgenden Lichtpunkte im Verlauf mehrerer Umdrehungen identifiziert. Sie ist jedoch auch i diesem Fall in ihrer Beobachtung durch das Clutier beschränkt, das den Bildschirm zu sättigen sucht.

Die automatischen Zielverfolgungssvsteme können gleichfalls gesättigt werden, während die zugehörige Jixtraktionsanordnung grundsätzlich dann nicht sättigbar ist. wenn man über Schaltungen zur Erkennung dichter Zonen verfügt, die das Videosignal unterdrücken, wenn die Anzahl der Echos einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Zu diesem Zweck ist bei den bekannten Anordnungen der eingangs angegebenen Art an den Ausgang der Analog-Digital-Codieranordnung eine Anordnung zur Untersuchung dichter Zonen angeschlossen, die einen Schwellenwert bildet, der die Unterscheidung des Nutzsignals von dem Clutter ermöglicht und einem Diskriminator zugeführt wird, der ebenfalls das Ausgangssignal der Analog-Digital-Codieranordnung empfängt. An den Ausgang des Diskriminators ist eine Integrierschaltung angeschlossen, welche die von dem Ziel stammende Energie über mehrere Folgeperioden addiert. An die Integrierschaltung schließt sich eine Zielentscheidungsschaltung an, die einen Zielverfolgungsrechner speist, welcher die Flugbahn eines Ziels bestimmt und die Ausbildung eines Verfolgungsfensters ermöglicht, das die Position des Ziels für die folgende Antennenumdrehung vorhersagt und die Zielpunkte zu einer angeschlossenen Verwertungsanordnung liefert. Der Zielverfolgungsrechner empfängt außerdem die Signale für die Anzeige von dichten Zonen, damit bestimmte von der Extraktionsanordnung gelieferte Zielpunkte unterdrückt werden können. Wenn bei dieser bekannten Anordnung dichte Clutterzonen vorhanden sind, kann es vorkommen, daß das Clutter nicht sehr gut unterdrückt wird und bestimmte Mehrdeutigkeiten in dem Verfolgungsfenster erscheinen können, oder es kann auch der ausgebildete Schwellenwert zu streng sein, so daß das Ziel verlorengeht. Eine verhältnismäßig einfache Verbesserung könnte an diesem System dadurch vorgenommen werden, daß die Arbeitsweise der Rechenanordnung verbessert wird. Eine Verbesserung diesei Art erfordert aber eine merklich kompliziertere Aus bildung der Rechenanordnung mit entsprechende Verteuerung.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer An Ordnung der eingangs angegebenen Art, welche mi geringem Aufwand eine gute Schätzung von Ziel Positionen auch in dichten Clutterzonen ermöglicht

Nach der Erfindung wird dies erreicht durch eine dann in der Schaltung 7, die eine Zielverfolgungs-Fenster-Extraktionsanordnung, die einerseits von rechenanordnung 8 speist, welche die Flugbahn eines dem Zielverfolgungsrechner die das Verfolgungs- Ziels bestimmt und die Ausbildung eines Verfolfenster kennzeichnenden Informationen und anderer- gungsfensters ermöglicht, das die Position des Ziels seits die Ausgangssignale der Analog-Digital-Codier- 5 für die folgende Antennenumdrehung vorhersagt und anordnung empfängt und die Integrierschaltung ent- die Zielpunkte zu der Verwertungsanordnung 9 liehält, die eine nichtkohärente Integration der Energie fert. Die Rechenanordnung 8 empfängt die Anzeige der im Verlauf aufeinanderfolgender Folgeperioden von dichten Zonen, die von der Anordnung 4 geempfangenen Zielsignale durchführt, und ein Signal liefert wird, und eine Regelschleife 10 für die Anzahl abgibt, welches das von dem Verfolgungsfenster io der Zielpunkte ermöglicht durch Filterung die Beempfangene Energiemaximum kennzeichnet, das der seitigung bestimmter von der Extraktionsanordnung geschätzten Position der Ziele im Inneren des Ver- gelieferter Zielpunkte, ohne deren Arbeit zu beeinfolgungsfensters entspricht. trächtigen. Wenn also dichte Clutterzonen vorhanden

Beim Erfindungsgegenstand wird also das in dem sind, kann es vorkommen, daß das Clutter nicht sehr Zielverfolgungsrechner festgelegte Verfolgungsfenster 15 gut unterdrückt wird und bestimmte Mehrdeutigzu der Extraktionsanordnung zurückgeführt, in der keiten in dem Verfolgungsfenster erscheinen können, dann eine nichtkohärente Integration von Signalen oder es kann auch der ausgebildete Schwellenwert durchgeführt wird, von denen man weiß, daß sie sich zu streng sein, so daß das Ziel verlorengeht. Eine in dem Verfolgungsfenster befinden müssen, wäh- verhältnismäßig einfache Verbesserung könnte an rend bei der zuvor geschilderten bekannten Anord- ao diesem System dadurch vorgenommen werden, daß nung zunächst eine Integration von Signalen vor- die Arbeitsweise der Rechenanordnung verbessert genommen wird, um das Ziel festzustellen. Während wird. Eine Verbesserung dieser Art erfordert aber also bei der bekannten Anordnung jedesmal dann eine merklich kompliziertere Ausbildung der das Vorhandensein eines Ziels entschieden wird, Rechenanordnung mit entsprechender Verteuerung, wenn das Signal einen bestimmten Schwellenwert as l· 1 g. 2 zeigt das Übersichtschema einer Anordübersteigt, ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung nung nach der Erfindung. Dabei sind in F i g. 2 diedas Ziel durch das nach der Integration erhaltene jenigen Schaltungen, die bereits bei der Anordnung Maximumsignal gekennzeichnet. Die dabei erhaltene von F i g. 1 vorhanden sind und die gleichen Funk-Vcfbesserüng ist um so merklicher, je größer die !ionen erfüllen, mit den gleichen BcmgMciciicn vu-Anzahl der verarbeiteten Informationen ist. 30 sehen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung bei- Das Ausgangssignal des angepaßten Filters 1 wird

spielshalber beschrieben. Darin zeigt einer Analog-Digital-Codieranordnung 2 zugeführt.

F i g. 1 das Blockschema einer Anordnung nach deren Schwellenwert durch eine Regelanordnung 3 dem Stand der Technik, für das Wärmerauschen eingestellt wird. Der Au<-

F i g. 2 das Blockschema einer Anordnung nach 35 gang der Codieranordnung, der amplituden- und der Erfindung, dauerquantisierte Signale abgibt, ist parallel mit einer

Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Bildung Klarzonen-Extraktionsanordnung 11. einer Analysceines Fensters in der Anordnung und schaltung 4 für dichte Zonen und der sogenannten

Fig. 4 das Schema einer Anordnung zur Bildung »Fenster-Extraktionsanordnung« 12 verbunden. Die des Fensters. 40 Schaltung 4 hat die Aufgabe, die Situation des Ziel-

F1 g. 1 zeigt eine bekannte Anordnung zur Ver- punktes im Hinblick auf dichte Zonen zu unterarbeitung der Videosignale einer Radaranlage, welche suchen und die Klarzonen-Extraktionsanordnunc 11 die mit der Erfindung erzielte Verbesserung besser im Fall einer zu großen Clutterdichte zu blockieren verständlich macht Falls nur wenig Clutter vorhanden ist, kann die Klar-

Em angepaßtes Filter 1 das an den Ausgang des 45 zonen-Extraktionsanordnung 11 wie eine herkömm-Zwischenfrequenzkanals des Radarempfangers ange- liehe Extraktionsanordnung arbeiten und zu der Ziclschlossen ist, hat den Zweck, den optimalen Rausch- verfolgungsrechenanordnung 13 Klarzonen-Zielpunkte abstand zu erreichen. Es kann eine Festzeichenlosch- liefern, d. h. Zielpunkte, die zu Raumzonen gehören, anordnung enthalten. An dieses Filter ist eine in denen das Clutter keine wesentliche Rolfe spielt. Analog-Digital-Codierschaltung 2 angeschlossen, in _So Die Fenster-Extraktionsanordnung 12 empfängt welcher die von dem angepaßten Filter abgegebenen ebenfalls die von der Codieranordnung 2 gelieferten Videosignale amplituden- und dauerquanüsiert wer- quantisierten Videosignale, und sie tritf insbesondere den. Eine Regelanordnung 3 fur das Warmerauschen dann in Tätigkeit, wenn das Clutter so beträchtlich wirkt auf den Schwellenwert der Codieranordnung _ist, daß die Blockierung tr SSng Π S'g Sst ein und stabilisiertt die Codierung hinsichtlich des ₅₅ worden ist. Die von der Schaltung 4 felLferte An-Wannerauschens. An die Codieranordnung ist eine zeiee dichter 7nnp_n ~a a .""&* , · TV « j Anordnung 4 zur Untersuchung dichter Zonen anee- Rechenanordnuna ^ f ··£ °°ϊν ^^eit*^{falls de}'

schlossen, welche die Situation überprüft, um ent- Grundde? ihr zu^efuh^f*' ^ bidet auf weder das Vorhandensein dichter Zonen anzuzeigen he^e der zSn^nT · .^nfo™^aH.?ⁿ,^{en eme} X⁰!' und dann das Videosignal in dieser Zone zu blök- 60 ζΞ di FT SSf ^ f kieren oder um einen Schwellenwert zu berechnen. Γΐ

der höher als der für das Wärmerauschen ausgebil- soll' οΙΤεη^Εχ^^ ^T ^,^ Γ! dete Schwellenwert ist, damit das Nutzsignal von incmeisoätern^ :^An°^{rdnUng12 arbe}'^te

dem Clutter unterschieden wird. Diese Umerschei- daß" die Sidef^T.^^ή*1™ ^Weisef' dung erfolgt in dem Diskriminator 5, an den eine 65 stimm weXMan? Π" V", ^de\ ^" ²^t ^be~ Integrierschaltung 6 angeschlossen ist, weiche die Veriauf der Verölen, ^¹J"¹**** ^{dieses Ziels} "? von dem Ziel stammende Energie über mehrere nragS mJühri Ä^··'¹" Rechenanord-Folgeperioden addiert. Die Ziclentscheidung erfolgt deTlfelsSLV^ ^^T^{1 Kdaten}

7 ^ 8

Die Fenster-Extraktionsanordnung 12 hat also die quantisiert wird. Die aus dem Codierer austretende

Aufgabe, die Position eines Ziels zu schätzen, dessen Information aij wird einerseits einem Verschiebe-

/orhandensein auf Grund der im Verlauf vorher- register 17 und andererseits einer Addierschaltung

lehendcr Antennenumdrehungen erhaltenen früheren 18 zugeführt. Das Verschieberegister 17 besteht in

nformationen an sich bekannt ist 5 Wirklichkeit aus vier gleichen, parallel angeordneten

In der nachfolgenden Beschreibung müssen jedoch Registern, die jeweils ein Bit der von dem Codierer

He iilgenden Annahmen gemacht werden: 16 gelieferten Information aufzeichnen. Jedes dieser

a) Es ist nur ein Ziel pro Fenster vorhanden; ^R^^ister ₍ ^{ist fer}f^r durch acht in Serie geschaltete

b das Fenster schließt den von dem Ziel gebil- \™*™^η1αττ^^τ\ ⁸^¹I. -Th ^dc£^en· ^jed"

deten Zielpunkt vollständig ein; ¹⁰ J2 Stufen enthalt Somit realisiert das Register 17

c) die Gesamtenergie, die während des Übergangs Φ» '« ^dcr Extraktionsanordnung gebildete Integra-

der Antennenkeule von dem Ziel plus dem lonsfenster, und die »n das Register eingeführte In-

Clutter empfangen wird, ist größer als die Ener- formation geht dann unter Steuerung durch d.e von

de des Clutters allein einem Taktgeber H gelieferten Takumpulse vom Em-

^ ' 15 gang zum Ausgang weiter. Die Informationen dieses

Die letzte Bedingung ist für Clutter erfüllt, das Integrationsfensters werden während der ganzen

dem Azimut nach schnell dekorreliert ist, selbst bei Dauer des Fensters ABCD verarbeitet, das einerseits

einem Signal-Clutter-Verhältnis in der Größenord- auf Grund der Daten erzeugt wird, die beispielsweise

nung von einigen Dezibel; bei azimutkorreliertem in der Zielverfolgungsanordnung berechnet worden

Clutter, beispielsweise Festzielechos, ist es crforder- ao sind. Das Ausgangssignal der Addierschaltung 18 wird

lieh, daß das Ziel Energiewerte aufweist, die größer in einem Verschieberegister 21 mit 32 Stufen auf'

als diejenigen des Clutters sind. gezeichnet

Es ist zu bemerken, daß die zuvor angegebenen Das Verschieberegister 21 besteht aus sieben par-

Annabmen eine bessere Erläuterung einer bevor- allelgeschalteten gleichen Registern, da das darin

zugten Ausführungsform der Erfindung ermöglichen, as aufgezeichnete Signal sieben Binärstellen hat, denn

doch werden die auf Grund dieses Ausführungs- es entspricht einem vierstelligen Signal über acht

beispiels erläuterten Prinzipien nicht dadurch hin- Folgeperioden (2*).

fällig, daß sich beispielsweise mehr als ein Ziel in Der Ausgang des Verschieberegisters 21 ist mit

ei..em Fenster befindet oder gegebenenfalls der von der Addierschaltung 18 über eine Subtraktionsschal-

dem Ziel gelieferte Zielpunkt nicht vollständig von 30 tung 19 verbunden, die andererseits an den Ausgang

dem Fenster umschlossen ist 20 ties. Verschieberegisters 17 angeschlossen ist. So-

F i g. 3 zeigt schematisch, wie das Fenster erscheint, mit werden in dem Verschieberegister 21 wahrend

das in der Extraküonsanordnung auf Grund der der in Betracht gezogenen acht Folgeperioden die

Daten gebildet wird, die von der darunterliegenden Summen der Amplituden der Signale Quantum für

Rechenanordnung geliefert werden. 35 Quantum aufgezeichnet, da die aus dem Verschiebe-

Dieses Fenster ist in einem ij Koordinatensystem register 21 austretenden Signale in der Addierschaldargestellt wobei i ein Entfernungsquantum darstellt tung 18 mit den direkt vom Codierer 16 kommenden und / die betreffende Folgeperiode ist. Der Aus- Signalen addiert werden. Nach der achten Folgedruck aij stellt somit die Amplitude des Signals im periode werden die Ausgangssignale des Ve »chiebepuantum 1 der Periode j dar. Das Fenster ABCD hat 40 registers 17 Quantum fur Quantum von den Summendie .Anfangskoordinaten k₀ und /J₀, und es erstreckt Signalen Zi(j - I) in dem Verschieberegister 21 absich in einem konkreten Beispiel über eine Anzahl gezogen, und das Ergebnis wird zu den Ausgangsvon Folgeperioden, die bis zu 60 betragen kann, und Signalen der Codierschaltung 16 hinzugefügt, damit über eine Anzahl von Entfernungsquanten in der die Summe Σ ij gebildet wird, die das Ergebnis der Größenordnung von 32. , , 45 Integration der Signale darstellt die in der ausin diesem Fenster, das durch die Daten definiert gestrahlten Keule empfangen werden und der Lage ist, die in der hinter der Extraktionsanordnung lie- des Fensters entsprechen.

genden Rechenanordnung errechnet worden sind, Die auf diese Weise durchgeführte Operation läßt

wird ein sogenanntes gleitendes Integrationsfenster sich in der folgenden einfachen Formel zusammen-

b.estirnmt.^das dem Azimut nach beispielsweise acht 50 fassen:

Folgepejiodgn und, ein EntfernungSQuantürn umfaßt ,->- ·. .. -'^r.· ₍i . .*. —.. , ,u..

Ein solches* Fensterfefölj'Swrd für jedes Entier- ":'." " ^Ση ~ ^Στ^~~^) "~ ^αιΜ~'1 ·.. "U-

rjungsquantum gebildet, und _ι die . Gesamtheit dieser ;

fenster gleitet, von einer Foiger^rfode zur nächsten. Nach .der Erfindung muß der maximale Wert de

Für jedes Entfernungsquantum wird dann die nicht- 55 gefundenen Beträge JT ij bestimmt werden. Zu die

kohärente .., Integration der empfangenen Signale sem Zweck wird dieser Betrag mit dem Maximal

durchgeführt, und wenn beispielsweise die Gesamt- wert V^₁ verglichen, der für jedes Quantum ange

amplitude der Signale, die, in der mit i und./,bezeich- troffen wird. Der Betrag 2" ij wird vom Ausgang de

neten Zelle empfangen werden, am größten ist, Addierschaltung 18 einer Vergleichsschaltung 22 so

schließt man daraus, daß die geschätzten Koordi- 60 wie einem Und-Gatter 23 zugeführt, dessen andere

naten des Ziels k₀ + tÄz. und n₀ + ε J sind. Eingang an den Ausgang der Vergleichsschaltung 2

Fig. 4 zeigt das Blockschema eines Ausführungs- angeschlossen ist An dieses Und-Gatter 23 ist ei

beispiels der Fenster-Extraktionsanordnung nach der Odor-Gatter .24 angeschlossen, auf das ein Vei

Erfindung. .· schieberegister 25 mit 32 Stufen folgt Der andei

Das Videosignal erscheint am Eingang 15 und wird S5 Eingang des Oder-Gatters 24 ist an ein Uud-GatU

einem Codierer 16 mit vier Binärstellen zugeführt, 26 angeschlossen, das über eine Umkehrschaitui!

indem es in bezug auf 15 Amplituden werte ampli- 27 mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung 2

tudenquantiskrt und außerdem auch entfernungs- verbunden ist Ferner wird das Ausgangssignal d<

Verschieberegisters 25 der Vergleichsschaltung 22 hergehende ist, bleibt das Und-Gatter 31 geöffnet, und dem Und-Gatter 26 zugeführt. Dieses Ausgangs- und der neue Wert wird als neuer höchster Maximalsignal stellt den Maximalwert V_Mi für ein Quantum wert in dem Register 33 aufgezeichnet, von wo er dar, mit welchem die Größe 2' // verglichen wird. erneut zu der Vergleichsschaltung 28 zurückgeführt

Diese Anordnung arbeitet in folgender Weise: 5 wird. Wenn dagegen der der Vergleichsschaltung 28 Wenn nngcnommen wird, daß ein erster Betrag 27/ zugeführte neue Wert V_Mi kleiner als der von dem zu der Vergleichsschaltung 22 und zu dem Und- Register zurückgeführte Wert ist, legt die Umkehr-Gatter 23 übertragen wird und die Bezugsgröße V_Mi stufe 29 ein Signal an das Und-Gatter 30 an, das am Anfang den Wert Null hat. erlaubt die Ver- dadurch geöffnet wird und den Vergleichswert über gleichsschaltung 22 die Übertragung des Betrags 2'// io das Oder-Gatter 32 zu dem Register 33 zurücküberüber das Und-Gatter 23 zu dem Oder-Gatter 24, von trägt. In diesem Fall wird der Wert V_MX in dem Rewo er in das Verschieberegister 25 geht, in welchem gister 33 beibehalten. Dieser Operationszyklus er unter Steuerung durch Taktimpulse eines nicht wiederholt »ich, bis alle in den verschiedenen Quandargestellten Taktgebers fortgeschaltet wird. Solange ten erhaltenen Maximalwerte V_m behandelt worden kein Betrag V_m auftritt, der größer als Ση ist, wer- 15 sind.

den die aufeinanderfolgenden Beträge Ση in dem Wenn das höchste Maximalsignal größer als der

Verschieberegister 25 aufgezeichnet, da das Und- Bezugswert V_MX ist, entspricht es einer Entfernung Gatter 26 gesperrt ist. und einem Azimut des von ihm dargestellten Ziels.

Im Verlauf der verschiedenen aufeinanderfolgen- In diesem Fall empfängt das Und-Gatter 34 an einem den Folgeperioden werden somit die verschiedenen »o ersten Eingang das Ausgangssignal der Vergleichs-Maximalwerte jedes Quantums in dem Verschiebe- schaltung. Wenn dagegen der Wert V_MX größer als register 25 aufgezeichnet; sie werden einerseits dem der Wert V_m ist, hat das Ausgangssignal der Ver-Und-Gatter26 zugeführt und andererseits der Vcr- gleichsschaltung 28 den Wert Null, und das Undgleichsschaltung 22, in der sie mit den verschiedenen Gatter 34 wird gesperrt. Der andere Eingang des nacheinander eintreffenden Beträgen Ση verglichen 35 Und-Gatters 34 ist an einen sogenannten Entferwerden. Wenn der Vergleich zwischen den Größen nungsablagezähler 35 angeschlossen, dem die Im-27/ und V_m positiv ist, wenn also Ση größer als pulse eines Taktgebers H über ein Und-Gatter36 V_m ist, ist das Und-Gatter 23 geöffnet, und der Be- zugeführt werden, das am anderen Eingang über eine trag Σ V] wird zu dem Verschieberegister 25 über- Leitung 130 von der Zielverfolgungsrechenanordnung trägen, weil dann diic Umkehrstufe 27 das Und 3= eine Angabe über das Entfcmungsfcnstcr erhält, ir. Gatter26 sperrt. Wenn dagegen Ση kleiner als V^ welchem sich das verfolgte Ziel befinden soll. Wenn ist, liefert die Vergleichsschaltung beispielsweise ein das Und-Gatter 34 geöffnet ist, wird der von dem Signal des Binärwerts »0«, wodurch das Und-Gatter Entfernungsablagezähler angezeigte Wert abgetastet 23 gesperrt wird, während die Umkehrstufe 27 dem und in einem Register 45 aufgezeichnet, an das der einen Eingang des Und-Gatters 26, das andererseits 35 Ausgang 47 der Anordnung angeschlossen ist.
das Signal V_m empfängt, ein Signal »1« zuführt. Gleichzeitig mit dieser Entfernungssuche wird eine

Dadurch wird das Und-Gatter 26 geöffnet, so daß Azimutsuche durchgeführt. Ein Und-Gatter 42 empdann die Größe V_M; über das Oder-Gatter 24 in fängt an einem Eingang dL Azimutquanten, die dem Verschiebcregister 25 aufgezeichnet wird. Dieser durch die Stellung der rotierenden Antenne gegeben Schaltungskanal arbeitet also so, daß im Verlauf der 40 sind, und an einem anderen Eingang die Information verschiedenen Folgeperioden die in jedem Quantum über das Azimutfenster, das den Winkel definiert, in erhaltenen maximalen Amplitudenwerte aufgezeich- welchem sich das von der Antennenkeule übernet werden. strichene Ziel befinden soll; diese Information wird

Ein Schaltungskanal, der dem soeben beschrie- von der Zielverfolgungsrechenanordnung über die benen Schaltungskanal ähnlich ist, ist an diesen an- 45 Leitung 131 geliefert. An das Und-Gatter 42 ist ein geschlossen, um den höchsten Maximalwert V_MX der Zähler 41 angeschlossen, der die Azimutablage zählt, verschiedenen zuvor aufgezeichneten Maximalwerte in der sich das Ziel befindet, und dessen Ausgangs- V_Mi zu bestimmen. signal einem Und-Gatter 40 zugeführt wird, das an-

Der Betrieb dieses, zweiten Schaltungskanals wird dererseits an die Vergleichsschaltung 22 angeschloserst am Ende der Operationen zugelassen, die wäh- 50 sen ist Die Koinzidenz zwischen einem Azimutwerl rend der Dauer des in der Extraktionsanordnung und einem von der Vergleichsschaltun e 22 abgegebeerzeugten Fensters durchgeführt werden, d.h. in der nen Maximalwert Ση, der größer als V_Mi ist, hai Folgeperiode, die auf das Ende des Azhnutfensters zur Folge, daß über das Oder-Gatter 38 in einen folgt; diese Operation wird später beschrieben. Eine Verschieberegister 39 mit 32 Stufen eine Information Vergleichsschaltung 28 empfängt von dem vorher- 55 aufgezeichnet wird, die das Azimutquantum eines gehenden Schaltungskanal die aufgezeichneten Maxi- Maximalsignals für ein Entfernungsquantum kennmalwerte V_m. Wenn angenommen wird, daß am Be- zeichnet. Diese Azimutinformation wird vom Ausginn die Größe V_MX den Wert Null hat, erscheint gang des Verschieberegisters 39 zu einem Und-Gattei kein Signal auf der Verbindung zwischen dem 44 übertragen, das andererseits an die Vergleichs-Sammelregister33 und der Vergleichsschaltung 28, 60 schaltung 28 angeschlossen ist Wenn diese eine Inso daß diese dann den Durchgang des W .,rts F_M{ formation V_m feststellt und überträgt, die größei durch das Und-Gatter 31 zulaCt. Der betreffende als V_MX ist wird die Übertragung der Azimutinfor-Betrag V_m wird über das Oder-Gatter 32 in das Re- mation in das Register 46 zugelassen. Auch diese: gister 33 eingegeben. Dieser Wert wird dann m der Register 46 ist mit dem Ausgang 47 der Anordnuni bereits erläuterten Weise zu der Vergleichsschaltung 65 verbunden, so daß man an diesem Ausgang die ge 28 übertragen, wo er mit einem neuen Wert V_m ver- schätzten Zielkoordinaten erhält
glichen wird, der von einem folgenden Quantum Es ist zu bemerken, daß der Ausgang des Regfcten

stammt Wenn dieser neue Wert großer als der vor- 39 außerdem mit einem UndUGaS? verbünde!

ist, das andererseits an den Ausgang der Umkehrstufe 27 angeschlossen ist.

Falls die bereits aufgezeichnete Grö3e V_Ml größer als die der Vergleichsschaltung 22 zugeführte Größe 2"// ist, wird das Und-Gatter23 gesperrt, und das Und-Gatter 26 wird geöffnet, wodurch die Wiederaufzeichnung der bereits verarbeiteten Größe V_Mt verursacht wird. In diesem Fall wird das Und-Gatter 37 geöffnet, und der bereits aufgezeichnete Wert des Azimutquantums wird erneut aufgezeichnet, da das Und-Gatter 40 dann gesperrt ist.

Es ist auch zu bemerken, daß für die genaue Bestimmung des geschätzten Azimutwerts des Ziels

davon dem Azimut nach die Hälfte des gleitenden Fensters abgezogen werden muß, also der Wert von vier Folgeperioden, da angenommen wird, daß die Antennenkeule das Ziel für die Dauer von acht Folgeperioden übersteigt und unterstellt wird, daß sich das Ziel in der Mitte aller empfangenen Echos befindet.

Die beschriebene Fenster-Extraktionsanordnung ergibt somit eine optimale Suche nach dem Ziel auf ίο der Höhe der Extraktionsanordnung in einem Fenster, dessen Koordinaten von der zugeordneten Zielverfolgungsrechenanordnung zu der Extraktionsanordnung übertragen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Verarbeitung der Videosignale einer Radaranlage zur Gewinnung der Koordinaten von Zielen, deren Echos mit »Clutten<-Echos gemischt sind, mit einer Analog-Digital-Codieranordnung, welche für jede Entfernungsstufe ein die Videosignalamplitude ausdrückendes Binärwort liefert, einer Anordnung zur Untersuchung dichter Zonen, einer Anordnung zur Integration der Energie über mehrere Folgeperioden, einer Zielentscheidungsanordnung und mit einem Zielverfolgungsrechner, welcher die Koordinaten der verfolgten Ziele liefert, die sich in einem Verfolgungsfenster befinden, gekennzeichnet durch eine Fenster-Extraktionsanordnung (12). die einerseits von dem Zielvcrfolgungsrechner (13) die das Verfoleungsfenster (ABCD) kennzeichnenden Informationen so und andererseits die Ausgangssignale der Analog-Digital-Codieranordnung (2: 16) empfängt und die Integrierschaltung (17. 18, 19, 21) enthält, die eine nichtkohärente Integration der Energie der im Verlauf aufeinanderfolgender Folgeperioden empfangenen Zielsignale durchführt, und ein Signal abgibt, welches das in dem Verfolgungsfens' τ empfangene Energiemaximum kennzeichnet, das der geschätzten Position der Ziele im Inneren des Veirolgungsfenstiirs entspricht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschieberegister (17) vo.handen ist, in welchem die quantisierte Videoinformation während einer Anzahl von Folgeperioden vorgeschoben wird, die in der Größenordnung der in der Antennenkeule enthaltenen Folgeperioden liegt, daß der Ausgang des Verschieberegisters (17) mit einem Eingang einer Subtraktionsschaltung (19) verbunden ist, daß an den Ausgang der Subtraktionsschaltung (19) der eine Eingang einer Addierschaltung (18) angeschlossen ist, deren zweiter Eingang mit dem Eingang des Verschieberegisters (17) verbunden ist. und daß ein zweites Verschieberegister (21) zwischen den Ausgang der Addierschaltung (18) und dem zweiten Eingang der Subtraktionsschaltung (19) so angeschlossen ist, daß der Ausgang der Addierschaltung (18) für jedes Entfernungsquantum das Maximalsignal (—/;') abgibt, das der Energie entspricht, die von einem Ziel während der Folgeperioden empfangen wird, die von dem in der Extraktiorisanordnung erzeugten Fenster erfaßt werden.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Verschieberegister (17) speisende Analog-Digital-Codieranordnung (16) eine Codierung mit mehreren Amplittidenwerten durchführt und daß das Verschieberegister (17) eine Anzahl von parallelen Registern enthält, die gleich der Anzahl der Binärstellen ist, die erforderlich sind, um die Anzahl der Amplitudenwerte auszudrücken.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verschieberegister (21), das für jedes Entfernungsquantum die aufeinanderfolgenden integrierten Summen der Ausgangssignale der Addierschaltung (18) aufzeichnet, eine Anzahl von parallelen Registern enthält die der Anzahl der Binärstellen entspricht die erforderlich sind, um die Amplitude des Videosignals auszudrücken, vermehrt um die Anzahl der^Binärstellen. die notwendig sind, um die Anzahl der in Betracht gezogenen Folgeperioden auszudrücken.

5. Anordnung nach einem qt Ansprüche 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß eine Vergleichsschaltung (22) die nacheinander von der Addierschaltung (18) abgegebenen Signale (_T ij) empfängt und die.e mit einem Bezugswert (V _su) vergleicht und daß diese Signale in einem Verschfebereaister (25) jedesmal dann aufgezeichnet werden, wenn das zugeführte Signal (Σ ij) größer als der Bezugswert (V_Mi) ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Veraleichsschaltune (22) den Azimutwert abtastet, der von einem~Azimutablagezähler (41) geliefert, wird, der durch eine Azimutfensterinfonnation gesteuert wird, die von dem Zielverfolgungsrechner (13) geliefert wird, und daß der Azimutwert, der dem von der Vergleichsschaltung (22) abgegebenen Signal entspricht, in einem Verschieberegister (39) aufgezeichnet wird.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umkehrschaltung (27) die Aufzeichnung des Ausgangssignals (Hj) der Addierschaltun? (18) und des entsprechender. Azimutsignals ·■: den entsprechenden Registern (25. 29) jedesmal dann sperrt wenn dieses Signal (2"/7) kleiner als das Bezugssignal (V _Mi) ist. und daß ein Gatter (26.37) in diesem Fall die Wiederaufzeichnung der zuvor aufgezeichneten Daten bewirkt.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Vergleichsschaltung (28) nacheinander die in dem Verschieberegister (25) aufgezeichneten Maximalsignale (V _w) empfängt und mit einem Bezugssignal (V_MX) vergleicht und daß die Signale in einem Sammelregister (33) jedesmal dann aufgezeichnet werden, wenn das von dem Verschieberegister (25) abgegebene, das größtmögliche Maximalsignal der von der Addierschaltung (18) abgegebenen Signale (Σ ij) darstellende Signal (V_Ml) größer als das Bezugssignal (V_MX) ist".

9. Anordnung nach Anspruch 8, rückbezogen auf Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der zweiten Vergleichsschaltung (28) den Entfernungswert abtastet, der von einem Entfernungsablagezähler (35) geliefert wird, der durch eine Entfernungsfensterinformation gesteuert wird, die von dem Zielverfolgungsrechner geliefert wird, daß der Entfernungswert, der dem von der zweiten Vergleichsschaltung (28) abgegebenen Signal entspricht, in einem Entfernungsablageregister (45) aufgezeichnet wird und daß das Ausgangssignal der zweiten Vergleichsschaltung (28) zugleich die Aufzeichnung des entsprechenden, in dem Verschieberegister (39) aufgezeichneten Azimutwerts in einem Azimutablageregister (46) steuert.

10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß das Bezugssignal (V_MS) größer als das eintreffende Signal

(V_M) ist: die zweite Vergleichsschaltung (28) ein Ausgangssignal des Binänverts »0« abaibt, das die Übertragung der Entfemungsinformaiionen und der Azimutinformationen zu den entsprechenden Registern (45. 46) sperrt und über eine Umkehrschaltung (29) die Wiederaufzeichnung des zuvor aufgezeichneten Maximalsismals (T-\,_v~) in dem Sammelregister (33) verursacht.