DE2326867A1 - Digitale signalverfolgungseinrichtung - Google Patents
Digitale signalverfolgungseinrichtungInfo
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Description
7555-73/Dr.v.B/Ba ioocoei
RCA 66253 232b86/
U.S. Ser. No. 269,536
Filed: July 7, 1972
Filed: July 7, 1972
RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)
Digitale Signalverfolgungseinrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine digitale Signalverfolgungseinrichtung,
die sich besonders für die Verwendung in einem System zur Verhinderung der Kollision von Luftfahrzeugen eignet,
wie dem sogenannten SECANT-System (SECANT ist eine Abkürzung für Separation Control of Aircraft by Nonsynchronous Techniques = Abstand
skontrolle für Flugzeuge durch asynchrone Verfahren). Eine
zur Bordstation eines Luftfahrzeuges gehörige Signalverfolgungseinrichtung empfängt Impulse, die Antworten auf Sondierungsoder Abtastsignale darstellen und zwar sowohl sogenannte "Treffer"
("hits") oder Eigenabfrageantworten, welche von anderen Luftfahrzeugen
in der Umgebung in Erwiderung auf Abtastsignale von der betreffenden Bordstation ausgesandt wurden, als auch sogenannte
"Nieten" ("fruit") oder Fremdabfrageantworten, die die Antwort auf Abtastsignale, welche von anderen Luftfahrzeugen als
dem der betrachteten Bordstation ausgesandt worden waren, dar stellen. Die Signalverfolgungseinrichtung liefert als Ausgangssignal die mittlere "Zie!"-Entfernung von Luftfahrzeugen inner-
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halb eines vorgegebenen kritischen Entfernungsbereiches um das Luftfahrzeug mit der betrachteten Bordstation sowie die Zielentfernungsänderungsgeschwindigkeit,
also die Geschwindigkeit mit der sich die Entfernung ändert, sowie die Zeit τ bis zu einem
möglichen Zusammenstoß mit dem Ziel«
Mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung hängt der Gegenstand
der GB-PS 1 278 451 sowie der Gegenstand der Anmeldungen entsprechend US Ser. No. 27,403 vom 10. April 1970 sowie
269,535 und 269,538 vom 7. Juli 1972 zusammen. Ferner sei auf die Anmeldung "Correlator and Control System for Vehicular
Collision Avoidance" von R. B. Goyer mit den Prioritätsdaten
27. Juni 1972 und 18. Januar 1973 verwiesen.
269,535 und 269,538 vom 7. Juli 1972 zusammen. Ferner sei auf die Anmeldung "Correlator and Control System for Vehicular
Collision Avoidance" von R. B. Goyer mit den Prioritätsdaten
27. Juni 1972 und 18. Januar 1973 verwiesen.
Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen und Weiterbildungen
des Signalisierungssystems wie es in der oben erwähnten Patentschrift beschrieben und in den erwähnten Patentanmeldungen
vorgeschlagen ist, die sich auf die Grundprinzipien des SECANT-Systems, also eines Systems zur Verhinderung von Zusammenstößen
im Luftraum, beziehen.
Das vorgeschlagene System arbeitet, kurz gesagt, mit mehreren getrennten,
im wesentlichen asynchron arbeitenden Stationen, die zu einem Luftfahrt-Kollisionsverhütungssystems gehören können.
Jede Station macht Gebrauch von einem pseudo-willkürlichen oder
tatsächlich willkürlichen binären Code.
Der binäre Code wird von einer großen Anzahl aufeinanderfolgender Bits gebildet, die einen sehr hohen Grad von Autokorrelation aufweisen,
bezüglich anderer, nicht synchroner Quellen jedoch einen sehr geringen Grad von Kreuzkorrelation ergeben.
Bei dem vorgeschlagenen Signalisierungssystem, das Unterscheidungen
zu treffen vermag, wird aus dieser Tatsache dadurch Nutzen gezogen, daß die Frequenz aufeinanderfolgender Abfrage-Abtastimpulse,
die von einer Station des Systems ausgesendet werden,
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entsprechend dem jeweiligen Binärwert jedes der aufeinanderfolgenden
Bits des in der Station erzeugten Codes verschoben oder gewechselt wird« Jede Bordstation enthält einen Transponder zur
Aussendung eines Antwortimpulses zur Erwiderung jedes empfangenen Abtastimpulses ο Außerdem wird die Frequenz jedes Antwortimpulses
verschoben, um einen Binärwert darzustellen, der dem des empfangenen
Abtastimpulses entspricht, der die Aussendung des Antwortimpulses ausgelöst hat. Die die Abtastimpulse aussendenden Stationen
enthalten außerdem eine Empfangseinrichtung für Antwortimpulse. Nur ein im folgenden als Eigenabfrageantworten (EAA) bezeichneter
Teil der von einer vorgegebenen Station empfangenen Impulse stellt jedoch tatsächlich Antworten auf Abtastimpulse,
die von der betreffenden Station gesendet worden waren, dar. Der Rest der Antwortimpulse, der im folgenden als Störantworten oder
Fremdabfrageantworten (FAA) bezeichnet werden soll, wird dagegen von Transpondern als Antwort auf Abtastsignale ausgesendet worden
sein, die von anderen als der betrachteten Station gesendet worden sind. Eine Station kann jedoch einen Korrelations-Detektor
zum Unterscheiden von EAA und FAA enthalten. Dies ist möglich, da, wie oben erwähnt, die EAA einen sehr hohen Grad von Autokorrelation
im Gegensatz zu dem sehr kleinen Kreuzkorrelationsgrad
der FAA aufweisen»
Eine digitale Signalverfolgungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung eignet sich für Bordstationen eines Flugzeugkollisionsverhütungssystems, z.B. des SECANT-Systems und
ermöglicht die Verarbeitung von empfangenen Analogimpulsen, die sowohl Eigenabfrageantworten als auch Fremdabfrageantworten darstellen,
die durch Abfragesignale sowohl der Station des betrachteten Luftfahrzeugs als auch der Station anderer benachbarter
Luftfahrzeuge ausgelöst wurden. Die Signalverfolgungseinrichtung enthält ein digitales Logikschaltwerk, eine Anordnung
zur Bestimmung der mittleren Zielentfernung von Luftfahrzeugen innerhalb eines bestimmten kritischen Bereiches um das Luftfahrzeug
mit der betrachteten Bordstation, eine Anordnung zur Bestimmung der Zielentfernungsänderungsgeschwindigkeit und eine
Anordnung zur Expolation der Zeitspanne bis zu einem möglichen
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Zusammenstoß mit einem anderen Luftfahrzeug (Ziel).
Ausführungsbeispiele, Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles einer digitalen Signalverfolgungseinrichtung für die Verwendung
mit einem Korrelator in einem System vom SECANT-Typ;
Fig. 2, die aus den Fig. 2a und 2b besteht, eine genauere Darstellung
eines Teiles der Signalverfolgungseinrichtung gemäß Fig. 1, wobei insbesondere eine Programmsteuereinrichtung
104, eine Einrichtung zur Erfassung der Entfernungsänderung, ein Entfernungsakkumulator und Einrichtungen
zur Extrapolation der Zeit τ bis zum Zusammenstoß dargestellt sindj
Fig. 3 ein genaueres Schaltbild einer in Fig. Ί enthaltenen
Einrichtung 38 zur Entfernungsfeinbestimmung°,
Fig. 3a eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips
der Entfernungsfeinbestimmung?
Fig. 4 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines in Fig. 1 durch einen Block 20 dargestellten Zentroid- oder
Impulsschwerpunkt-Detektors und
Fig. 5 eine graphische Darstellung des zeitlichen Verlaufes von
Signalen, die im Betrieb der Signalverfolgungseinrichtung
auftreten können»
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Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
Einleitung;
Bei dem eingangs erwähnten SECANT-System CSECÄNT ist eine Abkürzung
für Separation Control of Aircraft by Non-Synchronous Techniques = AbStandskontrolle für Luftfahrzeuge durch asynchrone
Verfahren) gibt es für die Bordgeräte drei verschiedene Stufen, nämlich die Nahwarnanzeige PWI (proximity warning indicator),
das Kollisionsverhütungssystem CAS (collision avoidance system)
und das Verkehrsübefwachungssystem TMS (traffic monitoring system). Diese drei Ränge oder Stufen von Bordgeräten haben,
kurz gesagt, folgende Aufgabe und Eigenschaften:
.Die Nahwarnanzeige PWI ist zur Verwendung in den meisten gewöhnlichen
Luftfahrzeugen bestimmt und sieht als billigste Minimalausrüstung einen als Remitter (receiver-transmitter = Empfänger-Sender)
bekannten Transponder vor. Ein Remitter sendet einen Antwortimpuls in Erwiderung auf den Empfang eines abfragenden
Abtastimpulses von einem anderen Luftfahrzeug des Systems aus.
Der Abtastimpuls und der Antwortimpuls enthalten hochfrequente Schwingungszüge verschiedener ausgewählter Frequenzen. Die Frequenz
eines Antwortimpulses wird durch die Frequenz des auslösenden Abtastimpulses und einschlägige Daten betreffend das mit
der PWI-Remitter-Anlage ausgerüsteten Luftfahrzeugs bestimmt. Die
Daten werden durch die jeweiligen Binärwerte der Folge von Antwortimpulsen
dargestellt, die vom Remitter der jeweiligen PWI-Anlage gesendet werden. Dies ermöglicht, daß alle PWI-Stationen
auf einem Gemeinschaftskanal zusammen mit allen anderen Teilnehmer-Luftfahrzeugen
des SECANT-Systems senden. Es sind jedoch nur bei den CAS-und TMS-Bordstationen Vorkehrungen zum Empfang der
Daten vorgesehen, welche von den Remlttern aller zu dem betreffenden Gemeinschaftskanal gehörenden Luftfahrzeuge gesendet werden.
Die Nahwarnanzeige PWI ermöglicht ein abgeschirmtes Fliegen, in-
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dem sie den Piloten immer dann aufmerksam macht, wenn ein anderes
rait SECANT ausgerüstetes Luftfahrzeug innerhalb einer vorgegebenen
Entfernung von seinem eigenen Luftfahrzeug fliegt. Nachdem ein Pilot eines durch PWI geschützten Luftfahrzeugs darauf aufmerksam
gemacht worden ist, daß ein anderes Luftfahrzeug in den ihn umgebenden geschützten Luftraum eingedrungen ist, bleiben die weiteuren Maßnahmen, wie visuelle Erkundung, Beurteilung der Gefahrentlage
und Ausweichmanöver dem Piloten des geschützten Luftfahrzeugs
überlassen.
Die CAS-Stufe des SECANT-Systems ist für die Verwendung in gewissen
Militärflugzeugen, Firmenmaschinen und anspruchslosere Luftträger ausgelegt. Beim GAS werden alle anscheinend bedrohlichen
Luftfahrzeuge automatisch und kontinuierlich überwacht und es wird dann zwischen nur scheinbar bedrohlichen Luftfahrzeugen
und tatsächlich bedrohlichen Luftfahrzeugen unterschieden. Hierdurch
ist es möglich, die Gefahr eines falschen Alarms infolge von nur scheinbar bedrohlichen Luftfahrzeugen minimal zu halten,
so daß unnötige Ausweichmanöver durch den Piloten des CAS-geschützten Luftfahrzeugs vermieden werden«,
Die TMS-Stufe des SECANT-Systems ist für größere Luftträger und
Militärflugzeuge bestimmt, sie gewährleistet alle Möglichkeiten des CÄS-Systems und zusätzliche weitere Funktionen» Für eine solche
zusätzliche Funktion ist s.B. eine Abtastungs- und Zielverfolgung
s anordnung vorgesehen, die es dem Piloten jederzeit gestattet,
den möglicherweise gefährlichen Verkehr auf einem Kathodenstrahlröhren-Sichtgerät
zu überwachen. In das SECANT-^stem können außerdem Boden-Luftverkehr sleitstelLen mittels einer geeigneten
Übertragungsstrecke ("heißer Draht") integriert werden, durch die eine Datenverbindung im Gegensatz zu einer Sprechfunkverbindung
zwischen allen Luftfahrzeugen des SECANT-Systems und der Bodenstation geschaffen wird.
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Allgemeine Überlegungen bezüglich des Systems
Der Hauptzweck des SECANT-Systems besteht darin, für jedes geschützte
Luftfahrzeug, das im folgenden als "Maschine" ("ship") bezeichnet werden soll, den größtmöglichen Schutz gegen Zusammenstöße
im Luftraum mit anderen Luftfahrzeugen, die im folgenden als "Verkehrsteilnehmer" ("bird") bezeichnet werden sollen,
zu gewährleisten und gleichzeitig die Wahrscheinlichkeit eines falschen Alarms so klein wie möglich zu halten. Unter einem falschen
Alarm ist eine Anzeige für den Piloten einer Maschine zu verstehen, daß die Gefahr eines Zusammenstoßes im Luftraum mit
einem anderen Verkehrsteilnehmer besteht, wenn tatsächlich eine solche Gefahr in Wirklichkeit nicht existiert.
Um dies zu erreichen, muß jede Maschine in der Lage sein, mit
einem hohen Grad an Auflösungsvermögen zwischen denjenigen Verkehrsteilnehmern in seiner allgemeinen Nachbarschaft zu unterscheiden,
die tatsächlich echte Kandidaten für einen Zusammenstoß mit einer Maschine sind und denjenigen, die dies nicht sind. Das
System muß dann außerdem alle Verkehrsteilnehmer des letzterwähnten Typs, also alle ungefährlichen Verkehrsteilnehmer in der Umgebung,
bei denen keine Gefahr eines Zusammenstoßes mit der Maschine besteht, außer Acht lassen» Für diese nicht gefährlichen
Verkehrsteilnehmer soll im folgenden die Abkürzung "NV" ("flak") verwendet werden. Es ist außerdem wichtig, daß die an Bord einer
Maschine befindlichen Komponenten des Systems immun gegen Fremdabfrageantwortsignale
und NV-Luftfahrzeuge sind, um die Signale
einer Erschöpfung der Signalverarbeitungsfähigkeit der SECANT-Bordgeräte
auszuschalten, die bei einem Versuch einer Verarbeitung der Signale von einer übermäßigen Anzahl von Verkehrsteilnehnserap
z.B. bei sehr dichtem Verkehr, eintreten könnte.
Alle Merkmale des SECANT-Systems als Ganzes, die dazu beitragen,
das oben erwähnte, erforderliche genaue Unterscheidungsvermögen zwischen tatsächlich gefährlichen Verkehrsteilnehmern einerseits
und nicht gefährlichen Verkehrsteilnehmern andererseits zu unterscheiden und eine Sicherheit gegen Sättigung bei dichtem Verkehr
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zu gewährleisten, sind an anderer Stelle näher erläutert (Anmeldung entsprechend U.S. Ser. No. 27,403).
Ein Merkmal, das als "Bandverschiebung" bezeichnet werden soll, ermöglicht es, auf Geräte- und Systembasis Flugzeuge zu unterscheiden,
die in einer Höhe unter 10 000 Fuß fliegen, die in einer Höhe zwischen 10 000 Fuß und einer größeren Höhe, wie
45 000 Fuß fliegen und die über 45 000 Fuß hoch fliegen. Beim SECANT-System sind also Maßnahmen zur Änderung der Hochfrequenzen
vorgesehen, so daß die Luftfahrzeuge zwischen den verschiedenen Höhenbändern oder -zonen unterscheiden können«, Um alle Luftfahrzeuge,
also sowohl diejenigen die sich oberhalb der Maschine als auch diejenigen, die sich unterhalb der Maschine befinden,
erfassen zu können, sind die mit einer SECANT-Anlage ausgerüsteten
Luftfahrzeuge sowohl oben mit einer Antenne für die obere Hemisphäre oder den oberen Luftraum als auch unten mit einer An-
tenne für die untere Hemisphäre oder den unteren Luftraum versehen«
Das von der oberen Antenne einer Maschine abgestrahlte Abtast signal wird nur von den unteren Antennen von über der Maschine
befindlichen Verkehrsteilnehmern empfangene, während das von der unteren Antenne einer Maschine abgestrahlte Abtastsignal nur
von der oberen Antenne von Verkehrsteilnehmern empfangen werden kann, die sich unterhalb der Maschine befinden» Bei Verkehrsteilnehmern,
die sich ungefähr auf der gleichen Höhe wie die betrachtete Maschine befinden, ist ein Verkehr sowohl der oberen als
auch der unteren Antenne der Maschine mit sowohl der oberen als auch der unteren Antenne des anderen Verkehrsteilnehmers möglich.
Durch Umschalten der Antennen können von einer Maschine aus zuerst die Verkehrsteilnehmer"in der einen Hemisphäre und dann die
in der anderen Hemisphäre erfaßt werden. Wenn beide Hemisphären abgesucht worden sind, ist eine "Runde" beendet«, Die Aufteilung
des Suchraumes in Hemisphären verringert die im Verkehr erzeugten Freradabfrageantwortenο
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Jedes Luftfahrzeug hat einen charakteristischen Gefahrengeschwindigkeitsradius,
der von der erreichbaren Geschwindigkeit und der
Maximalgeschwindigkeit des Verkehrs, über welcher ankommende
Luftfahrzeuge nicht unmittelbar von Interesse sind, abhängt. Bei
der CAS- und TMS-Stufe des SECANT-Systems ist der Raum um eine Maschine in Entfernangszellen oder Entfernungsbereiche von 500
Fuß unterteilt und für jeden dieser Entfernungsbereiche sind Akkumulatoren
vorgesehen«, Alle Entfernungsbereiche zusammen werden als Suchkartei oder Suchraum bezeichnet» Der Suchraum ist entsprechend
der maximal interessierenden Entfernung begrenzt.
Eigenabfrageantv/orten (EAA) entsprechen gesendeten Äbtastsignalen.
Durch die oben erwähnte Entfernungsbegrenzung ist also eine Abgrenzung gegen Eigenabfrageantworten von dem Bereich außerhalb des
Gefahrenradius der Maschine gewährleistet= Die empfangenen Fremdabfrageantworten
(PAA) entsprechen jedoch nicht ÄbtastSignalen
der Maschine= Die bei der Maschine eintreffenden FAA, die zeitmäßig
in Entfernungsbereiche des Suchraumes einer CAS- oder TMS-Anlage oder in den einzigen Entfernungsbereich einer PWI-Anlage
fallen, können daher von Verkehrsteilnehmern sowohl innerhalb als auch außerhalb des Gefahrenradius der betrachteten Maschine erzeugt
worden sein» Die oben erwähnte Begrenzung der Entfernung ermöglicht daher keine Erkennung der FAA, welche in denjenigen
Zeitspannen empfangen werden, in denen die SECAKfT-Anlage der
Maschine nach Verkehrsteilnehmern innerhalb ihres Gefahrenradius sucht.
Gemäß den Prinzipien des SECANT-Systems stellt der Abstand den größten Feind für die FAA dar und es sind Vorkehrungen für die
Verwendung eines gleichmäßigen Leistungspegels für die Äbtastsignalaussendung
getroffen, indem in jedem Remitter ein Schwellwertbegrenzer vorgesehen ist, so daß der Remitter nur dann einen
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Antwortimpuls aussendet, wenn das von ihm empfangene Abtasfcsignal
eine vorgegebene Stärke überschreitet? die Anzahl der im
SECANT-System insgesamt erzeugten FAA kann dadurch erheblich verringert werden. Beim CAS- und TMS-System wird im speziellen
das Ausgangssignal des Antwortsignaldetektors einem Schwellwertglied zugeführt, dessen Schwellwert sich in Abhängigkeit von der
Zeit und damit der Entfernung von einem verhältnismäßig hohen Wert auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert änderte ähnlich
wie bei &r in Radar-Geräten bekannten laufseitabhängigen Empfindlichkeitsregelung
(STC).
Zuordnung der im SECÄNT-System verwendeten Nachrichtensignale
Bei der vorangegangenen Diskussion war bereits auf gewisse Aspekte
der im SECANT-System verwendeten Nachrichtensignale angespielt worden. Es war z.B. erwähnt worden,, daß beim SECANT-Systera sowohl
mit einem unteren als auch mit einem oberen Signalband gearbeitet wird, entsprechend Flughöhen des Luftfahrzeuges unter
bzw. über 10 000 Fuß. Zur Sendung von Äbtastsignalen von einer Maschine zu den Verkehrsteilnehmern in ihrer Nachbarschaft und
zum Senden der Antwortsignale von den Verkehrsteilnehmern zurück
zur Maschine als Antwort auf empfangene Abtastsignaie wird entweder das obere oder das untere Band verwendet« Es war ferner erwähnt
worden, daß diese Antwortsignale einen Teilnehmerkanal (party line) zur Übertragung von Daten zwischen den teilnehmenden
Luftfahrzeugen bilden. Die Nachrichtensignale umfassen außer denen, die als Abtast- oder Antwortsignale zwischen den am Verkehr teilnehmenden
Luftfahrzeugen übertragen werden, außerdem Signale, die für die vorzugsweise ständige Datenverbindung zwischen dort und
Boden verwendet werden.
Für die vorliegende Erfindung sind im wesentlichen die folgenden Signale von Interesses
T_ ist ein digitales Impulssignal, das die Sendung der hochfrequenten
SECANT-Äbtastsignale, die mit P und Q bezeichnet werden, tastet. Die Antworten vom Empfänger, der einer Signalverfoigungs-
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einrichtung zugeordnet ist, werden mit P und Q bezeichnet.
Diese Antworten werden in der Signalverfolgungseinrichtung und j.m Korrelator verwendet» Im Korrelator dienen die Antwort signale
P und Q zur Feststellung des Vorhandenseins eines Zieles aufgrund von Autokorrelationsverfahren. Nachdem ein Ziel einmal
festgestellt worden ist, überträgt er den Zielort unter Verwendung eines Signals (T„, Fig. 1) aufgrund dessen die Signalverfolgungseinrichtung
feststellen kann, wo die Antworten P~ und Q vom Empfänger zu finden sind. Der Impuls TQ ist also ein digitaler
Impuls entsprechend dem Haupttastimpuls beim Radar und ermöglicht,
beim SECANT-System die Sendung der Abtastimpulse P oder Q. Dieser Impuls bestimmt auch den Anfang der Zeitnahme für das
Entfernungsintervall, das endet, wenn die mit einer Signalverfolgungseinrichtung
ausgerüstete Maschine einen Antwortimpuls empfängt, der eine Eigenabfrageantwort von einem verfolgten Verkehrsteilnehmer
darstellt. Er ist ungefähr 1,2.us breit und tritt
ungefähr jede Millisekunde einmal auf.
Das mit TR bezeichnete Signal dient für die Steuerung der Zielakquisition
durch die Signalverfolgungseinrichtung. Dieses Signal
wirä von den Entfernungsbereichschaltungen des SECANT-Korrelators
erzeugt um die betrachtete Entfernung zu bezeichnen. Der Korrelator
wird zur Untersuchung der Autokorrelation der Abtastsignale
P oder Q und der AntwortSignale P und Q verwendet, wie es an
anderer Stelle beschrieben ist, um das Vorhandensein eines von der Signalverfolgungseinrichtung zu verfolgenden Zieles festzustelleHo
Das Signal Tn kann auch durch Digitalisierung des Videoantwortsignal
vom Empfänger 12 gewonnen werden»
Die Entfernungsbereichschaltungen des Korrelators dienen zur Feststellung
der Entfernung eines potentiellen Zieles. Jede Entfernungsbereichschaltung
enthält einen Integrierkondensator der dadurch D daß eine Spannung einen vorgegebenen Mindestwert überschreitet
, das Vorhandensein eines ermittelten Verkehrsteilnehmers in dem betreffenden Entfernungsbereich anzeigt. Eine entsprechende
Entfernungsbereichschaltung kann auch aus Autwärts-Abwärts-Zählera
gebildet werdeno Bei einer Ausführungsform des SECANT-
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Systems werden die Ausgangssignale dieser Aufwärts-Abwärts-Zähler
in Entfernungsbereichstufen entsprechend 500-Fuß-Intervallen
aufgeteilt. Das Ausgangssignal einer solchen Stufe stellt ein Eingangssignal T„ für die digitale Signalverfolgungseinrichtung
dar.
Das Vorhandensein eines Zieles wird durch ein Signal bestätigt,
das als Korrelatortastimpuls (von der Leitung 250, Fig. 1) bezeichnet
wird. Beim SECANT-System wird der Tastimpuls im Korrela" tor als Antwort auf den Impuls T1, erzeugt. Er kann durch eine
veränderbare digitale Verzögerungsschaltung erzeugt werden, die eine solche Verzögerung einführt, daß störende Wechselwirkungen
mit dem Signal T_ und dem nächsten Impuls Tn vermieden werden.
x\ U
Wenn die digitale Signalverfolgungseinrichtung kein Ziel verfolgt,
liefert ihre Zielschaltung ein Verfolgerzustandsignai,
das dem Korrelator anzeigt, daß ein neues Ziel für die Verfolgung übernommen werden kann»
Genauere Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der
digitalen Signalverfolgungseinrichtung
Fig.- 1 ist ein Blockschaltbild das sum Teil ein digitales Logikschaltwerk
einer bevorzugten Ausführungsform einer digitalen
Signalverfoigungseinrichtung enthält, die im SECÄNT-Kollisionsverhütungssysteni
verwendet werden kann» Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Verwendbarkeit der digitalen
Signalverfolgungseinrichtung nicht auf das SECANT-System beschränkt ist, sondern daß die Signalverfolgungseinrichtung z.B.
auch bei RADAR-Anlagen, die mit Verfolgung arbeiten, verwendet
werden kann.
Die Funktion der digitalen Signalverfolgungseinrichtung besteht,
kurz gesagt, darin, ein Ziel zu verfolgen, das durch den Korrelator
10 einer SECANT-Anlage geortet worden ist.. Der Korrelator
liefert an die Signalverfoigungseinrichtung ein Signal T_„ nachdem
letztere'an den Korrelator ein Verfolgerzustandssignal (Lei-'
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tung 68) übermittelt hat, das die Bereitschaft zur Übernahme
eines zu verfolgenden Zieles anzeigt»
Der Signalverfolgungseinrichtung wird über eine Leitung 40 ein Haupttastimpuls TQ zugeführt„ der der Sendung eines hochfrequenten
Abfragesignales P oder Q durch die betreffende Bordstation entsprichtc Die Signalverfolgungseinrichtung enthält einen Entfernungszähler
52y der der Entfernung proportionale Taktimpulse entweder bis zu einem oberen Grenzwert (1200 Zählschritte für
10 Meilen) zählt oder bis ein Signal T„ vom Korrelator einen
Zielort entsprechend einem Signal P. oder Q anzeigt oder bis eine Antwort von einem Ziel empfangen wirdο Diese drei Alternativen
entsprechen den drei Eingängen eines ODER-Gliedes β wie
noch erläutert werden wird= Nachdem durch den Korrelator ein Siel festgestellt worden ist^ wird einem Entfernungsregister 56 ein
Tastsignal über eine Leitung 250 zugeführt ρ um die vom Entfernungszähler
52 während der vorangegangenen Periode ermittelte Entfernung zu speichern„ wenn ein neues Zielentfernungssignal T-,
auftritt.
Die Entfernung wird sowohl in einen Entfernungsänderungszähler 100 als auch in einen Entfernungsakkumulator eingegeben t um die
Entfernung und die Entfernungsänderung während der Verfolgung
des Zieles ununterbrochen zu berechnen« Diese Verfolgung dauert
678 T-y-Impulse beim Langzeitverfolgungsbetriefo oder 9O T^-Impulse
beim Kurzzeitverfolgungsbetrieb«,
Bezüglich des Antwortsignals 26 wird ein Verfolgungstorimpuls
zentriert, um die Entfernungsänderung zu begrenzen und Entfernungsfehler
infolge von Störungen und unerwünschten Zielsignalen zu verhindern, indem die Ausgangssignale von einem Detektor 20
mit Ausnahme einer sehr engen Entfernungstorperiode gesperrt werden. "Dies erfolgt in einer digitalen Rückkopplungsschleife ^ die
im wesentlichen aus dem Detektor 20, einem Begrenzer 54 un«ä einem
Torimpulsgenerator 76 bestehtc
Die errechnete Entfernung und Entfernungsänderung wird ferner zur
-14- 232686?
Bestimmung der Zeit τ verwendet, also der Zeit bis zu einem möglichen
Zusammenstoß mit einem sich nähernden Ziel.
Die insbesondere in Fig„ 1 dargestellte digitale SignalVerfolgungseinrichtung spricht auf Signale anF die durch einen geeigneten
Zieldetektor geliefert werden„ der aus dem Korrelator 10 und
einem Empfänger 12 mit s„B0 einem Hochfrequenzverstärker* einer
Mischstufe, einem überlagerungsoszillator und einem Zwischenfrequenzverstärker
bestehen kann. Der Ausgang der digitalen Signalverfolgungseinrichtung liefert Anzeige- und andere Signale für
ein Anzeigepaneei 14, das die mittlere Zielentfernung, die Entfernungsänderung
und die Kollisionsseit τ anzeigt» Ein geeigneter
Empfänger ist in der DT-OS 2 322 677 beschrieben»
Ein geeigneter Korrelator ist in der Anmeldung entsprechend U.S.
Ser. No. 27,403 vom 10. April 1970 beschrieben, wobei insbesondere
auf das ,.Blockschaltbild in Fig= 9B Bezug genommen wird,, das
einen Korrelationsdetektor 945 zur Ausschaltung von Fremdabfrageantworten
enthält. Es sei ferner auf den Entfernungs- (R-)f Entfernungsänderungs-
(R-) und τ-Verfolger und -Computer 955 in
Fig. 9B verwiesen, sowie deren genauere Darstellung in Fig«, 18.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung dieses vorgeschlagenen Verfolgers und Computers dar«
Fig. 1 enthält als typisches Anwendungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Korrelator, der sich für die Verarbeitung von
SECANT-Signalen eignet.
Die Korrelator-Suchkartei und -Steuerung sowie andere zugeordnete
Steuerschaltungen der vorgeschlagenen Einrichtung sind zwar analoge Schaltungen, die digitalen Schaltungen des vorliegenden äusführungsbeispieles
können mit diesen analogen Schaltungen jedoch in bekannter Weise gekoppelt werden» Die in FIg0 9B dargestellten
Leitungen können also mit bestimmten Leitungen der vorliegenden
Einrichtung durch geeignete Analog/Digital-ümset^er wie folgt gekoppelt werden; Die Leitung 956 entspricht der Leitung 62 der
vorliegenden Fig. 1; die Leitung 957 der Leitung 13? die Leitung
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958 entspricht der Verfolgerzustandsleitung auf dem Leitungsweg
318 der vorliegenden Fig. 1 und die Leitung 963 in Fig. 9B ent~ spricht der Leitung 184 der vorliegenden Fig. 1. Wie erwähnt,
kann die Erfindung jedoch auch mit gleichem Vorteil auch bei anderen Systemen verwendet werden, z.B. konventionellen Impulsradaranlagen,
wie Typen mit elektrisch schwenkbarer Antennencharakteristik, schielender oder in seitlicher Richtung blickender Keule
usw., wo eine Entfernungsverfolgung stattfinden soll.
Bei Verwendung in einer Radaranlage brauchte diese nur die üblichen
Bezugssignale entsprechend dem Haupttastimpuls oder dem gesendeten
Signal, die demodulierte Video- oder Zwischenfrequenzhüllkurve
des Antwortsignals und ein voreingestelltes Signal, das nach dem ersten Videoantwortimpuls der Verfolgungsperiode jedoch
vor dem zweiten Haupttastimpuls der Verfolgungsperiode auftritt, zu liefern. Eine solche Anordnung ist nach der folgenden Beschreibung
eines Äusführungsbeispieles der Erfindung ohne weiteres verständlich.
Die in Fig., 1 dargestellte digitale Signalverfolgungseinrichtung
enthält eine normalerweise gesperrte analoge Entfernungstorschaltung 16, die durch das Äusgangssignal eines UND-Gliedes 18 auftastbar
ist und dann die empfangenen Signale/ die ihr vom Empfänger 12 über eine Leitung 13 zugeführt werden, durchläßt. Das Äusgangssignal
der Entfernungstorschaltung wird über eine Leitung dem Detektor 20 zugeführt,, bei dem es sich vorzugsweise um einen
Zentroid- oder Impulsflächenschwerpunkt-Detektor handelt. Eine bevorzugte Ausführungsform eines solchen Impulsflächenschwerpunkt-Detektors
wird in Verbindung mit dem Schaltbild der Fig. 4 noch genauer erläutert werden.
Das aus einem noch unverarbeiteten Video-= oder Zwischenfrequenzsigrsal
bestehende Antwortsignal 26, dessen Kurvenform in Fig. 1 dargestellt ist, wird durch den Detektor 20 verarbeitet, der den
Flächenschwerpunkt des Antwortsignals vom Ziel bestimmt und nicht
die Vorderflanke, wie es z.B. bei den konventionelleren Systemen
der Radar-Technik geschieht. Das Ausgangssignal des Detektors 20
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23268S7
ist ein Impuls 28, dessen Vorderflanke dem Flächenschwerpunkt
oder der Mitte des das Antwortsignal 26 darstellenden Videoimpulses entspricht,, wie in Verbindung mit Fig. 4 noch näher erläutert
wird. Die Phasenbeziehung des Impulses 28 in Bezug auf den Impuls 26 ist nicht wesentlich, vorausgesetzt, daß die Differenz bekannt
ist und ihr bei der Konstruktion der Signalverfolgungseinrichtung Rechnung getragen wird.. Der ein Zielsignal darstellende Impuls 28,
welcher nun digitale Form hat,, wird über verschiedene Wege als
erstes über eine Leitung 32 dem drei Eingänge aufweisenden ODER-Glied 37, zweitens über eine Leitung 30 einer Zielabschätzschaltung
24 und drittens über eine Leitung 36 einer Feinentfernungsschaltung
38 zugeführt. Der Haupttastimpuls TQ wird der Signalverfolgungseinrichtung
über eine Leitung 40 zugeführt und in verschiedenen Schaltwerken verwendet. So wird der Haupttastimpuls TQ
nach einer Verzögerung von 2,4.us in einer digitalen Verzögerungseinrichtung
44, die zweckmäßigerweise aus einem Binärzähler oder Schieberegister in Form einer integrierten Schaltung besteht,
einer setzbaren Torschaltung zugeführt. Ferner wird der Haupttastimpuls T0 über eine Leitung 46 einem voreinstellbaren Abwärtszähler
58 zugeführt, nachdem er durch ein Verzögerungsglied 50 um 15OiUs verzögert worden ist« Außerdem wird der Haupttastimpuls
Tq nach eLner Verzögerung von 1,3 .us in einem Verzögerungsglied 80
einer Torschaltung 78 zugeführt.
Wenn die Torschaltung 42 durch einen Haupttastimpuls T0 aufgetastet
worden ist, werden dem Entfernungszähler über eine Leitung
55 Taktimpulse von einem Taktgeber 59 zugeführt. Der Taktgeber 50 hat die Nennfrequenz 10 MHz, für die Zwecke einer digitalen
Signalverfolgungseinrichtung in einer SECANT-Anlage beträgt die
Taktfrequenz jedoch vorzugsweise 9,7125 MHz. Der Taktgeber 59 liefert also während jeder eine Millisekunde dauernden Abtastperiode
etwa 10 000 Taktimpulse oder Zählwerte. Man beachte, daß 1200 Taktimpulse einer Entfernung von etwa 10 nautischen Meilen
entspricht. 10 000 Taktimpulse vom Taktgeber 50 entsprechen also größenordnungsmäßig einer Entfernung von 100 nautischen Meilen
für jeden der aufeinanderfolgenden Abtastimpulse. Der Entfernungszähler
ist eine der Komponenten einer Anordnung, die als
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"Begrenzer für die Bewegung der Verfolgungsspanne11 bezeichnet
werden kann und den bereits erwähnten Begrenzer 54, welcher einen Entfernungsänderungs-, d.h. Δ-Entfernungs-Begrenzer und Richtungssensor
enthält, das Entfernungsregister 56, den voreinstellbaren Abwärtszähler 58 und einen Null-Detektor 60 umfaßt.
Begrenzer für die Bewegung der Verfolgungsspanne
Die hier vorgesehene Begrenzung der Bewegung der Verfolgungsspanne setzt die Wahrscheinlichkeit stark herab, daß der Verfolgungstorimpuls durch falsche Ziele oder Störungen von einem echten
Ziel weggezogen wird. Der Begrenzer ist so ausgebildet, daß er die Bewegung des die Zielhereinnahme bewirkenden und die Entfernung
bestimmenden Verfolgungstorimpulses zwischen aufeinanderfolgenden Abtastimpulsen auf + 1/120 nautische Meilen begrenzt.
Außerdem ist der Begrenzer so ausgebildet, daß eine Antwort von einem Ziel empfangen werden muß, um eine Bewegung des Verfolgungstorimpulses
zu bewirken. Die Geschwindigkeit der Bewegung reicht aus um auch der schnellstmöglichen Annäherung an oder Entfernung
von einem echten Ziel Rechnung tragen zu können, während gleichzeitig
falsche Ziele oder Störungen, die irgendwo in der Verfolgungsspanne
auftreten, daran gehindert werden, den Verfolgungstorimpuls vom richtigen Ziel wegzuziehen. Der aus dem Entfernungszähler
52 bestehende Teil der Begrenzungseinrichtung wird durch eine Gruppe von digitalen Zählern gebildet, die die Taktimpulse
vom Taktgeber 59 während des durch den Haupttastimpuis Tq eingeleiteten Zeitintervalles zu akkumulieren. Das Zeitintervall
vom Haupttastimpuls bis zum Zeitpunkt, in dem das Zielentfernungssignal T_ (Korrelatorzielantwort) eintrifft, stellt das
κ.
Zeitintervall dar, währenddessen der Zähler die Taktimpulse zählt.
Oas Zielentferhungssignal T_, wird über eine Leitung 62 zugeführt,
JK
es besteht aus einem Impuls 64 der dargestellten Form und wird nach Durchlaufen eines zwei Eingänge aufweisenden UND-Gliedes
über eine Leitung 67 dem ODER-Glied 37 zugeführt«, Das UND-Glied 66 wird durch ein über eine Leitung 68 zugeführtes Steuersignal
von der Zielschaltung 24 aufgetastet, das anzeigt» daß ein Ziel
gewünscht wird.
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Das kurz nach dem Zielentfernungssignal T0 auftretende Korrelatortastsignal
schaltet das Verfolgerzustandssignal von der Leitung 68 ab und verhindert dadurch, daß weitere Zielentfernungssignale
T„ das UND-Glied 66 zur Leitung 67 durchlaufen und aktiviert dart
für eine für die Aufnahme und Verfolgung vorgesehene Leitung 69, so daß das UND-Glied 18 auf getastet wird und der Verfolgungstorimpuls
79 die analoge Entfernungstörschaltung 16 auftasten kann
und die Antwortsignale vom Empfänger 12 dadurch zum Detektor 20
und ODER-Glied 37 gelangen können.
Die Torschaltung 42 wird gesetzt und läßt dann die Taktimpulse zum Entfernungszähler 52 durch, wenn der Haupttastimpuls TQ das
2,4/Us-Verzögerungsglied 44 durchlaufen hat. Der Entfernungszähler
52 wird wieder abgeschaltet, wenn einer der drei Eingänge des ODER-Gliedes 36 erregt wird, was anzeigt, daß ein eine Antwort
von einem Ziel darstellender Impuls 28 empfangen wurde oder ein Zielentfernungssignal T_ von der Leitung 62 eingetroffen ist oder
der Entfernungszähler bis 1200 gezählt hat. Der Entfernungszähler
52 kann bis zu 1200 Taktimpulse zählen, was', wie erwähnt, einer Entfernung von etwa 10 Meilen entspricht. Bei der bevorzugten Ausführungsform des Systems wird ein Bereich von 10 Meilen als aus-
reichend für die Verhütung von Zusammenstößen angesehen. Der Entfernungszähler
52 kann also bis 1200 sählen, wenn kein Impuls 28 vom Detektor 20 eintrifft. Wenn jedoch ein Impuls 28 eintrifft,
sperrt dieser die Torschaltung 52 über das ODER-Glied 37 und hält den Zähler dann bei einem Zählwert unter 1200 an»
Das Entfernungsregister 56 liefert die vor der betrachteten Verfolgungs-
oder Zählperiode ermittelte Entfernung. Es ist so eingerichtet, daß es anfänglich den im Entfernungszähler 52 registrierten
Zählwert durch einen voreingestellten Impuls über eine Leitung
249 vom Tastsignal des !Correlators nach Durchlaufen eines UND-Gliedes 252 enthält. Der Begrenzer für die Entfernungsänderung
AR und Richtungssensor ρ zweckmäßigerweise eine Vergleichseinrichtung, die das Verhältnis des Wertes im Enfcferraangszähler
52 zu dem im Entfer-nungsregister 56 ansuzeigem vermag „ dient dazu,
die Zählwerte im Entfernungsregister 56 allmählich entsprechend
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den Änderungen im Entfernungszähler 52 zu ändern. Dies wird dadurch
bex-iirktj daß nach jedem der über die Leitung 40 zugefiihr.-ben
Haupttastimpulse TQ durch die Torschaltung 42 ein neuer Zielzählwert im Entfernungszähler registriert wird. Der Zählwert im
Entfernungszähler 52 wird mit dem im Entfernungsregister 56 bei der vorangegangenen Registrierung gespeicherten Zählwert niar dann
verglichen, wenn eine Zielantwort empfangen wird, die sich in einem Impuls 28 manifestiert, der über die Leitung 32 und einen
Monovibrator 256 als gedehnter Zielimpuls dem Begrenzer 54 augeführt wirdο Die Rückflanke des gedehnten Zielimpulses auf äer
Leitung 258 wird für diesen Zweck verwendet,, da die Rückflanke wegen der Verzögerung durch den Monovibrator 256 nach dem Impuls
28 auftritt und der Begrenzer erst dann aktiviert wird, wenn der
Entfernuagsz-ähler 52 fertiggezählt hat ο Der Vergleich erfolgt dadurch,
daß der die Zielantwort darstellende Impuls 28 zur Erzeugung des gedehnten Zielimpulses dient? der als Aktlvierungs- oder
Tastimpuls über eine Leitung 258 dem Begrenzer 54 zugeführt wird, in dem der Vergleich erfolgt. Der-Tastimpuls löst an einem von
drei möglichen Ausgängen der Vergleichseinrichtung einen einsigen Impuls aus, je nachdem, ob der Zählwert im Entfernungszähler -52
kleiner, größer oder gleich dem im Entfernungsregister 56 ge=
speicherten Zählwert ist„ Dieser Einseiimpuls wird von einem der
drei möglichen Ausgänge, die durch "0™, "+1" bzw. "-1" bezeichnet
sind? über eine Leitung 260 dem Entfernungsregister 56 gageführt.
Wenn der Zählwert im Entfernungszähler 52 mit dem im Entfernungsregister
übereinstimmt, wird der zählwert nicht geändert, was durch die Bezeichnung "0" angedeutet ist. Ist der Zählwert
im Entfernungszähler 52 größer als der im Entfernungsregister 56,
so liefert die Vergleichseinrichtung im Begrenzer 54 unabhängig von der Größe des Unterschiedes einen Impuls "+1" an das Entfernungsregister
56, der den dort gespeicherten Zählwert um 1 erhöht.
Wenn andererseits der Zählwert im Entfernungszähler 52 kleiaer
ist als der im Entfernungsregister So7 liefert die Vergleichseinrichtung unabhängig von der Größe des Unterschiedes ein
Signal "-1" an das Entfernungsregister 56, welches den dort gespeicherten
Entfernungszählwert um 1 verringert.
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Das Ausgangssignal des Entfernungsregisters 56 wird als erstes
durch den Haupttastimpuls T_, der die Aussendung eines Abtastimpulses
anzeigt, nachdem er im Verzögerungsglied 50 um 150,us
verzögert worden ist, in den Abwärtszähler 58 übertragen. Der im Entfernungsregister 56 gespeicherte Wert wird dadurch also im
Abwärtszähler 58 gespeichert und dann wird von diesem Wert abwärts
gezählt, was mit Hilfe der Torschaltung 78 bewirkt wird,
die durch einen Impuls -T1 aufgetastet wird, der das
1 ,3 ,us -Verzögerungsglied 80 durchlaufen hat. Man beachte, daß dieser Impuls dem Impuls T1 um 11 Taktimpulse voreilt. Von diesen
11 Impulsen wird einer fiir digitale Ausbreitungsverzögerungen
benötigt. Die restlichen 10 Impulse werden benötigt, um den Verfolgungstorimpuls
79 auf das Antwortsignal 26 einzustellen. Der Impuls 28 vom Detektor 20 tritt wegen einer in diesem enthaltenen
Verzögerungsleitung 0,5 ,us nach der Mitte des das Antwortsignal 26 darstellenden Videosignals auf. Um die Vorderflanke des Impulses
28 im VerfolgungstorimpuIs 79 zu zentrieren, muß dessen Vorderflanke
also eine Mikrosekunde vor dem Impuls 28 liegen. Die Torschaltung läßt im aufgetasteten Zustand die Taktimpulse über
eine Leitung 82 zum Abwärtszähler 58 durch. Der Abwärtszähler zählt nun im Rhythmus der Taktimpulse abwärts bis der Null-Detektor
60 feststellt, daß der Zählwert O erreicht ist. Das Null-Register
oder der Null-Detektor 60 ist für die Betätigung eines Monovibrators und eines Verknüpfungsgliedes ausgebildet, wobei
: das Verknüpfungsglied durch das Ausgangssignal des Abwärtszählers
58 gesteuert wird. Das Verknüpfungsglied ist insbesondere vorzugsweise so geschaltet, daß es durch den Borg-Ausgang des Abwärtszählers
58 getastet wird. Wenn der Abwärtszähler nach Null zählt, erzeugt er einen Borg-Impuls, der zur Tastung anderer Zähler verwendet
wird, wie es in der einschlägigen Technik bekannt ist. Der bei der Registrierung von Null auftretende AusgangsimpuIs des Abwährtszählers
58 wird dann zur Auslösung eines Monovibrators 70 verwendet, der bei seiner Auslösung ein Signal an den einen von
zwei Eingängen eines UND-Gliedes 72 liefert, an dessen anderem Eingang ein Taktimpuls liegt. Das UND-Glied 72 liefert Beim Ansprechen
ein Signal an den Torimpulsgenerator, der den 1 ,us dauernden Verfolgungstorimpuls 79 erzeugt, und an den Sperreingang der
Torschaltung 78 , wodurch die Taktiiapulse vom Afowärtszähler 58
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sowie von einem (-5)-Zähler 96 und einem (-10)-Zähler 98 abgeschaltet
werden. Man beachte, daß die Vorderflanke des Ausgangsimpulses 77 vom UND-Glied 72 das Eingangssignal für den Torimpulsgenerator
76 darstellt, das den 1 ,us dauernden Entfernungs- oder
Verfolgungstorimpuls 79 für das UND-Glied 18 liefert. Auf den
Verfolgungstorimpuls 79 wird später noch genauer eingegangen.
Der Torimpulsgenerator 76 liefert ferner einen' 1,as dauernden
Impuls 92, dessen Vorderflanke nominell mit der Mitte des Verfolgungstorimpulses
79 übereinstimmt, an die Feinentfernungsschaltung 38, die die Entfernungsauflösung in einer noch zu beschrei-.
benden Weise erhöht. Der vom Torimpulsgenerator 76 erzeugte Verfolgungstorimpuls
79 tritt 0,5/us vor dem zur Entfernungsfeinmessung dienenden Impuls 92 auf. Die Feinentfernungsschaltung 38
hat einen Takteingang 94 der dauernd vom Taktgeber 59 gespeist
wird,
Der eben beschriebene Begrenzer für die Verschiebung des Verfolgung
stör Impulses kann selbstverständlich auch bei anderen Radarsystemen
verwendet werden, wo eine stetige, genaue mittlere Entfernungszählung
erforderlich ist und diese durch störende Eingangssignale nicht beeinflußt werden soll. Die Ausgangsleitung
262 vom Entfernungsregister 56 kann also dazu verwendet werden, eine derartige Entfernungszählinformation in bekannter Weise
Schaltungsanordnungen zur Nutzbarmachung dieser Information zuzuführen.
Die Feinentfernungsschaltung 38 (Fig. T) ist ein digitales Logikschaltwerk,
das die Entfernungsauflösung um einen beträchtlichen Faktor gegenüber konventionellen Systemen zu erhöhen gestattet.
Bei der bevorzugten Äusführungsform wird die Entfernungsauflösung
um den Faktor 10 erhöht, so daß mit 50-Fuß-Entfernungsmessungen eine Auflösung von 5 Fuß erreichbar ist. Dies geschieht dadurch,
daß das Zeitintervall zwischen den Vorderflanken des zur Entfernungsfeinmessung
dienenden Impulses 92 und des Impulses 28 vom
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Detektor 20 um den Faktor 10 gedehnt wird. Wenn keine Zielantwort
über die Leitung 36 für den Impuls 28 eintrifft, wird dem Entfernungsänderungszähler
100 über eine Leitung 264 ein Entfernungszählwert bis zur Rückflanke des zur Entfernungsfeinmessung dienenden
Impulses 92 (siehe Fig. 5) zugeführt, der 5O Taktimpulsen äquivalent ist,
Eine bevorzugte Ausführungsform der Schaltungsanordnung zur Entfernungsfeinbestimmung
ist in Fig. 3 dargestellt. Die Feinentfernungsschaltung 38 gemäß Fig. 3 enthält zwei Umsetzer 266 und
268, die zweckmäßigerweise aus integrierten Schaltungen des ECL-Typs
(emitter coupled logic) enthält und dazu dient, die den TTL-Schaltnetzen entsprechenden Signalspannungswerte in ECL-Spannungswerte
umzusetzen. Der Impuls 28 vom Ausgang des den Impulsschwerpunkt bestimmenden Detektors 20 wird dem Umsetzer 266 über die
Leitung 36 zugeführt. Der Impuls 92 für die Entfernungsfeinbestimmung (siehe Fig. 1 und 5) wird dem Umsetzer 268 über eine Leitung
272 vom Torimpulsgenerator 76 zugeführt. Die jeweiligen Ausgangssignale der Umsetzer 266 und 268 werden einem UND-Glied 274
mit zwei Eingängen zugeführt, das anspricht, wenn der Impuls 92 vorhanden ist und der Impuls 28 fehlt. Das Zeitintervall t.. zwischen
der Vorderflanke des Impulses 92 und der Vorderflanke des Impulses 28 (siehe Fig. 3a) ist ein Maß für die Entfernung von
der Mitte des Verfolgungstorimpulses 79 bis zu dem das Antwortsignal
26 darstellenden Zielimpuls und ist nominell gleich dem durch 5 Taktimpulse dargestellten Zeitintervall, Das UND-Glied
274 liefert, wenn es anspricht, einen Impuls 276 der Dauer t1 ,
der einem Stromschalter 279 sowie einer Vergleichsschaltung 280 zugeführt wird. Die Ausgangsklemmen 1 und 2 des Stromschalters
279 sind mit einem Kondensator 284 überbrückt, dessen eine Klemme mit der Basis und dessen andere Klemme mit dem Emitter eines
Transistors 286 verbunden ist. Der die Ausgangsklemme bildende Kollektor des Transistors 286 ist mit der Vergleichsschaltung 280
gekoppelt. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 280 ist mit einem von drei Eingängen eines UND-Gliedes 288 gekoppelt, an das wieder·=
um ein als Treiber dienender Verstärker 290 angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal der bereits in Verbindung mit Fig. 1 er-
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wähnten Leitung 264 zugeführt wird. Zur Rückstellung wird der Haupttastimpuls T der Rückstellklemme R eines Flipflops 292
und einer Eingangsklemme eines bis 50 sählenden Zählers 294 zageführt.
Der Setsklemme S des Flipflops 292 wird ebenfalls der Impuls (Zielimpuls} 28 von der Leitung 36 zugeführt» Das Ausgangssignal
des Wählers 294 wird einem ODER-Glied 296 zugeführt, dessen Ausgang mit einem ^?eiten Eingang des UND-Gliedes 288 verbunden ist. Am dritten Eingang des UND-Gliedes 288 liegt das
Taktsignal. Der- Wähler 294 ist so ausgebildet, daß seine letzte Stufe die Binärziffer "1" speichert, wenn der durch den Haupttastimpuls
TQ zurückgestellt worden ist, und die Binärziffer "O13
speichert, wenn er bis 50 gezählt hat.
Im Betrieb dehnt die Feinentfernungsschaltung das Intervall tauf
das Zehnfache, so daß durch die Quantisierung dieses geäelissten
Intervalles mit einem 10-MHz-Taktsignal vom Taktgeber 59 eine
Entfernuagsauflösung von 5 Fuß (1,5 m) erreicht wird. Während des
Zeitintervalles t. wird der Kondensator 284 durch einen konstanten
Strom von einer Stromquelle 298A aufgeladen und der Transistor dadurch gesperrte
Der Minus-Eingang der Vergleichsschaltung 280 liegt nun zwar am
einer negativen Spannung, der Plus-Eingang der Vergleichsschaltung
280 ist wegen des Impulses 276 jedoch auch negativ. Nach dem Eüäe
des Impulses 276 am Ende des Zeitintervalles t«, wird der Minus-Eingang
der Vergleichsschaltung 280 nun negativer als der positive Eingang und der Ausgang der Vergleichsschaltung 280 wird dadurch
erregt. Der Ausgang bleibt solange erregt, wie der Transistor
gesperrt ist, dies ist während einer Zeitspanne der Fall, desem
Länge das Zehnfache von t- beträgt, wie durch den Impuls 1Ot* dargestellt
ist.
Nach dem Eintreffen der Vorderflanke des Ziel-Impulses 28 wirst der Kondensator 284 durch eine zweite Konstantstromquelle 298 entladen
r die einen Strom liefert, der zehnmal kleiner ist als der konstante
Ladestrom von der Stromquelle 298Ä«, Die Zeit, die erforderlich
ist, um den Kondensator.284 wieder auf seinen Ausgangs-
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zustand zu entladen ist daher zehnmal langer als die Aufladezeit.
Die gedehnte oder vergrößerte Zeit (1Ot1) wird dadurch gemessen,
daß die Anzahl der Taktimpulse vom Taktgeber 50 gezählt wird, die während des Zeitintervalles 1Ot1 auftreten.
Wenn sowohl das Ausgangssignal von der Vergleichsschaltung 280
als auch das vom ODER-Glied 296 hohe Werte haben, ist das UND-Glied 288 aufgetastet und läßt die Taktimpulse von einer Leitung 300 zur Leitung 289 durch. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes hat einen hohen Wert, wenn entweder das Ausgangssignal des Flipflops 292 oder des Zählers 294 hoch sind. Das Ausgangssignal des Zählers 294 bleibt nach dessen Rückstellung durch den Haupttastimpuls T-. hoch, bis auf der Leitung 289 fünfzig Taktimpulse aufgetreten und gezählt worden sind. Das Ausgangssignal des Flipflops 292 ist anfangs, nach der Rückstellung durch den Haupttastimpuls T , niedrig und schaltet auf den hohen Wert, wenn der Impuls 28 vom Detektor 20 an der Setzklemme S eintrifft« Wenn also kein einem Zielsignal entsprechender Impuls 28 eintrifft, ist
das Äusgangssignal der Vergleichsschaltung 280 für die Dauer der Entfernungsfeinmeßperiode niedrig und das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 296 bleibt für fünfzig Taktimpulse hoch, worauf es dann
das UND-Glied 288 sperrt und verhindert, daß weitere Impulse vom Eingang zum Treiber-Verstärker 290 und über die Leitung 289 zum
Zähler 294 gelangen. Wenn ein einem Sielsignal entsprechender
Impuls 28 eintrifft, bleibt das Ausgangssignal des ODER-Gliedes
296 hoch und das UND-Glied 288 bleibt aufgetastet t solange wie
das Äusgangssignal der Vergleichseinrichtung hoch ist, also eine Zeitspanne gleich dem Zeitintervall 10t...
als auch das vom ODER-Glied 296 hohe Werte haben, ist das UND-Glied 288 aufgetastet und läßt die Taktimpulse von einer Leitung 300 zur Leitung 289 durch. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes hat einen hohen Wert, wenn entweder das Ausgangssignal des Flipflops 292 oder des Zählers 294 hoch sind. Das Ausgangssignal des Zählers 294 bleibt nach dessen Rückstellung durch den Haupttastimpuls T-. hoch, bis auf der Leitung 289 fünfzig Taktimpulse aufgetreten und gezählt worden sind. Das Ausgangssignal des Flipflops 292 ist anfangs, nach der Rückstellung durch den Haupttastimpuls T , niedrig und schaltet auf den hohen Wert, wenn der Impuls 28 vom Detektor 20 an der Setzklemme S eintrifft« Wenn also kein einem Zielsignal entsprechender Impuls 28 eintrifft, ist
das Äusgangssignal der Vergleichsschaltung 280 für die Dauer der Entfernungsfeinmeßperiode niedrig und das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 296 bleibt für fünfzig Taktimpulse hoch, worauf es dann
das UND-Glied 288 sperrt und verhindert, daß weitere Impulse vom Eingang zum Treiber-Verstärker 290 und über die Leitung 289 zum
Zähler 294 gelangen. Wenn ein einem Sielsignal entsprechender
Impuls 28 eintrifft, bleibt das Ausgangssignal des ODER-Gliedes
296 hoch und das UND-Glied 288 bleibt aufgetastet t solange wie
das Äusgangssignal der Vergleichseinrichtung hoch ist, also eine Zeitspanne gleich dem Zeitintervall 10t...
In Fig. 3a ist die seitliehe Lage der verschiedenen Signale, die
bei der Entfernungsfeinbestimmung verwendet werden, graphisch dar-·
gestellt. Bei den Abtastungen, bei denen kein Impuls 28 entsprechend
einer Zielantwort eintrifft, werden dem Entfernungsänderungszähler 100 (Fig. 1) unter Steuerung durch den bis 50 zählenden
Zähler 294 insgesamt 50 Taktimpulse zugeführtο Dies "wird dadurch erreicht, daß man das Glied 296 öffnet? wenn kein Zielimpuls 28
Zähler 294 insgesamt 50 Taktimpulse zugeführtο Dies "wird dadurch erreicht, daß man das Glied 296 öffnet? wenn kein Zielimpuls 28
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empfangen wird und schließt:r wenn ein Impuls 28 entsprechend
einem Ziel eintrifft».
Die Entfernungstorimpulse .
Der 1 ,us-Torimpulsgenerator 76 (Fig« 1) „ zweckmäßigerweise eira
digitaler Zähler mit dem Endwert 10 c- liefert einen 17Us~Xmpuls
als Antwort auf einen Impuls„ den das UND-Glied 72 liefert, nachdem der Null-Detektor 60 festgestellt hatp daß der Abwärtszähler
58 bis Null gezählt hat« Der Torimpulsgenerator erzeugt den 1,as-Impuls
vorzugsweise unter Steuerung durch die Vorderflanke des
Ausgangsimpulses 77 c.
Der Torimpulsgenerator 76 kann durch einen Monovibrator erzeugt
werden, der bei Auslösung durch die Vorderflanke des Ausgangsimpulses
77 einen Impuls mit einer Dauer von 1 .us liefert» Vorzugs-
weise wird für d<an Torimpulsgenerator 76 jedoch ein Zähler verwendet
, der einen Impuls während eines Seitintervalles erzeugt, das
durch Zählen der1Q-MHz-Impulse gemessen wird, nachdem der äusgangsimpuls
77 dem Eingang dieses Zählers zugeführt worden ist. Durch das Zählen der 1Q-MHz-Impulse läßt sich die gewünschte Impulsdauer
von 1 #us zuverlässiger einhalten«
Der 1 ,us-Impuls e der als Entfernungs- oder Verfolgungstorirapuls
bezeichnet worden und bei der Leitung 81 dargestellt ist, wird
dem UND-Glied 18 zugeführt/ das, wenn es durch die Zielschaltung
24 aufgetastet ist, den Verfolgungstörimpuls 79 zur analogen Ent~
fernungstorschaltung 16 durchläßt, um den Zielantwortimpuls vom
Empfänger 12 zu verfolgen. Wie im folgenden noch, erläutert werden
wird, stellt diese Anordnung im wesentlichen eine digitale Rückkopplungsschleife dar, bei der. der Impuls 28 vom Ausgang des
Detektors 20 durch den Entferra&ngs- oder Verfolgungstorimpuls
verfolgt wird.
Die Entfernungstorschaltung 16 enthält vorzugsweise ein schnelles
FET-Baueleme'nt, da ein solches Bauelement sich durch ein hohes
Verhältnis von Sperrwiderstand zu Durchlaßwiderstand und eine
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kleine Signaldämpfung auszeichnet« Es sei bemerkte daß für den
Verfolgungstorimpuls 79 die bevorzugte Dauer von 1 .us gewählt
wurde, um die Arbeitsweise der analogen Entfernungstörschaltung
so zu regeln, daß die bestmögliche Unterscheidung des gewünschten
Antwortsignal von unerwünschten Fremdabfrageantworten„ die
gegebenenfalls vom Empfänger 12 empfangen werden, gewährleistet
ist. Für die ZSslkorrelation oder -ermittlung in Intervallen von
500 Fuß wird ein Impuls mit einer Dauer von 1 ,us bevorzugt „ der
auch im wesentlichen gleich dem das Antwortsignal 26 bildendes Videoimpuls sein soll.
Der Entfernungs tor impuls 79 wird dauernd auf den sich bewegenden
Zielimpuls vom Empfänger nachgestellte wobei die Hachstellge-
-schwindigkeit diskreten Schritten entsprechend Intervallen von
50 Fuß innerhalb einer Millisekunde entspricht» Dies erfolgt in
der den Detektor 20 umfassenden digitalen Rückkopplungsschieife^ so daß die Gefahr weitestgehend ausgeschaltet wird„ daß das Siel
verloren geht oder ein neues Ziel aufgenommen und fälschlich anstelle des bisher verfolgten Sieles verfolgt wird» Mit anderen
Worten gesagt, wird das Entfernungsregister 56 jede Millisekunde durch einen 100-ns-Impuls nachgestellt»
Der Verfolgung s tor impuls 79 folgt also dem vom Ziel kommenden Antwortsignal
26 nach vielen Abtastungen der SECANT-Signale- P und Q
wie oben erläutert worden war. Während das Ziel beim Eangzeitver-"
folgungsbetrieb für 678 Abtastungen und beim Kurzζeitverfolgungsbetrieb
für 90 Abtastungen verfolgt wird,, wird der Inhalt des Abwärtszählers
98 wiederholt in den Entfernungsänderungssähler 100 und den Entfernungsakkumulator 102 übertragen, wie im folgenden
erläutert wird.
Die durch Zählung bewirkte Ermittlung der Entfernung, die schließlich
dem Entfernungsänderungszähler 100 und dem Entfernungsakku™
mulator 102 zugeführt wird, erfolgt dadurch,' daß das Taktsignal
für diejenige Zeitspanne eingeschaltet wird? die erforderlich Ist.,
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um von dem im Abwärtszähler 58 gespeicherten Zählwert zurück nach
Null SU zählen.
Zur Messung dieser Zeitspanne wird der Taktgeber 59 zum Zeitpunkt -T- eingeschaltet. Es wird also die Torschaltung 78 in diesem
Zeitpunkt -T- aufgetastet, um die Taktimpulse durchzulassen, wobei
dieser Zeitpunkt durch das z.B. aus einer digitalen Verzögerungsleitung bestehende Verzögerungsglied 80 bestimmt wird und
zweckmäßigerweise 1,3 ,us nach TQ liegt. Der Zeitpunkt -T- liegt
elf Taktimpulse vor dem Zeitpunkt T*. Die Torschaltung 78 wird
durch die Rückflanke des Ausgangsimpulses vom UND-Glied 72 gesperrt f dieser Impuls zeigt an, daß der Abwärtszähler 58 Null anzeigt. Wenn die Torschaltung 78 gesperrt ist, verhindert sie,
daß irgendwelche Taktimpulse dem (-5)-Zähler 96 und (-10)-Zähler
98 zugeführt werden oder zum Abwärtssähler 58 gelangen.
Um die unvermeidliche Verzögerung im Detektor 20 zu kompensieren, können die Zähler 96 und 98 dazu verwendet werden, eine der Verzögerung
im Detektor 20 entsprechende Anzahl von Taktimpulsen aufzunehmen oder zu unterdrücken. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
verursacht der Detektor 20 eine Verzögerung von 0,5/us und die Taktimpulse werden dem Entfernungsänderungszähler
100 und dem Entfernungsakkumulator 102 über den (-10)-Zähler 98
bzw. i-5)-Zähler 96 zugeführt»
Der C-IO)-Zähler 98 dient dazu, die fünf Taktimpulsen entsprechende
Verzögerung im Detektor 20 zu kompensieren, die restlichen fünf Zählschritte werden in Verbindung mit der Funktion der Feinentf
ernungsschaltung 3 8 verwendet» Die Feinentfernungsschaltung
38 dehnt die letzten fünf Takte oder Zählschritte und bewirkt ihre Auflösung auf 5 Fuß„ wie in dem Abschnitt "Entfernungsfeinmessuag"
erläutert wurde» Der Abwärtszähler 58 steuert also im Effekt die Anzahl der Taktimpulse,, die dem Entfernungsänderungszähler
100 und dem Entfernungsakkumulator 102 zugeführt"werden.
Jeder Taktimpuls von der Torschaltung 78 entspricht etwa 50 Fuß, genauer gesagt, entspricht jeder Taktimpuls 1/120 nautischen
Meilen^ während jeder Taktimpuls, der auf der Ausgangsleitung
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des Treiberverstärkers 290 der Entfernungsfeinbestimmungsschaltung
auftritt, 5 Fuß oder 1/1200 nautischen Meilen entspricht.
Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung ist ferner mit einer Programmsteuereinheit
104.versehen, die Logikschaltwerke zur Aufteilung des Langzeitverfolgungszyklus oder Kurzzeitverfolgungszyklus
in drei gleiche Teile enthält. Zur Erhöhung der Genauigkeit der Bestimmung der Entfernungsänderung ist gemäß der Erfindung eine
statistische Glättung vorgesehen« Dies wird, kurz gesagt, dadurch erreicht, daß zuerst die Entfernung für einen Teil einer Verfolgungsperiode bestimmt wird, dann der Entfernungszähler für einen
anderen Teil der Verfolgung blockiert wird und schließlich die Entfernung für den letzten Teil der Verfolgung bestimmt wird. Die
Aufteilung ist vorzugsweise so, daß auf jede Phase ein Drittel fällt. Die beiden Entfernungsteile vom ersten und letzten Teil
werden verglichen und die Differenz wird gemittelt. Außerdem sind Vorkehrungen getroffen, um festzustellen, ob sich das Ziel der
betreffenden Station nähert oder sich von ihr entfernt, diese Information wird dazu verwendet, um festzustellen, ob das betreffende
Ziel eine Bedrohung für die mit der betreffenden Station ausgerüstete
Maschine darstellt.
Die Programmsteuereinheit 104 ist in Fig. 2 genauer dargestellt.
Die Programmsteuereinheit 104 enthält einen Abtastzähler 106, zweckmäßigerweise eine Anordnung aus digitalen Eähleinheiten, mit
einem Zähleingang, einem Rückstelleingang und einem Auftasteingang.
Dem Auftasteingang wird ein Auftastimpuls (Verfolgungsimpuls) über eine Leitung 108 von der Zielschaltung 24 (Fig. 1)
zugeführt. Das Ausgangssignal des Abtastzählers 106 wird einer digitalen Vergleichseinrichtung 110 zugeführt, die mit zwei Festwertspeichern
versehen ist, um festzustellen, wann die richtige Anzahl von Abtastimpulsen empfangen wurde. Ein Speicher 112
(zweckmäßigerweise eine Spannungsquelle für ein ODER-Glied 12O) ist mit der Zahl "226" beschriftet, während der Speicher 114 mit
der Zahl "30" beschriftet ist. Diese Speicher programmieren je-
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weils die Anzahl der Abtastimpulse, die jeweils für die Aufwärts-
und Abwärtszählungen der jeweiligen Verfolgungsperioden zu zählen sind. Beim Langzeitverfolgungsbetrieb,der an einem Schalter 115
von Hand eingestellt werden kann, werden die 226 Impulse verwendet. Bei Einstellung des Schalters 115 auf Kurzzeitverfolgungsbetrieb
werden die 30 Impulse verwendet. Welcher der beiden Speicher 112 und 114 mit der Vergleichseinrichtung 110 verbunden und
zum Vergleich mit der Anzahl der über eine Leitung 109 zugeführten und gezählten Abtastimpulse verwendet wird, wird durch UND-Glieder
t16 und 118 bestimmt, die zwischen den Speicher 112 bzw.
114 und das mit der Vergleichseinrichtung 1-10 verbundene ODER-Glied
120 geschaltet sind und jeweils nur einen der beiden Speicher an die Vergleichseinrichtung anschalten.
Wenn die Verfolgungsperiode beginnt, tastet das von der Zielschaltung
24 über die Leitung 108 zugeführte Verfolgungssignal den Abtastzähler 106 und den aufwärts und abwärts zählenden Entfernungsänderungszähler
100 auf und stellt den Entfernungsakkumulator
zurück. Beim Kurzzeitverfolgungsbetrieb liefert die Vergleichseinrichtung 1105 also nachdem der Abtastzähler 106 dreißig Haupttastimpulse
TQ gezählt hat, einen Impuls an einen digitalen Zähler
122, der bei diesem Ausführungsbeispiel als "Dreizyklenzähler11 bezeichnet werden kann. Der Ausgangsimpuls der Vergleichseinrichtung
110 dient ferner als Rückstellimpuls für den Abtastzähler
106, dessen Rückstelleingang er über eine Leitung 125 und ein ODER-Glied 127 zugeführt wird. Der dem Zähler 122 von der Vergleichseinrichtung
110 zugeführte Eingangsimpuls veranlaßt die im Zähler 122 enthaltenen Zählwerke einen Impuls (Spannungsänderung)
zu erzeugen, der über eine mit "1" bezeichnete Leitung einem Monovibrator 124 zugeführt wird, dessen Ausgang mit einem ODER-Glied
126 verbunden ist, dessen Ausgang über eine Leitung 128 mit einer
"Stop"-Klemme des Entfernungsänderungszählers 100 verbunden ist.
Nachdem die zweite RLge von 30 Tn Impulsen vom Abtastzähler 106
gezählt und durch die Vergleichseinrichtung '110 verglichen worden
ist, erhält der Zähler 122 wieder einen Impuls, der nun zur Ausgangsleitung
"2" weitergeleitet wird und über einen Monovibrator 130, eine Leitung 132 und ein ODER-Glied 134 zur Abwärtszähl-
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klemme des Entfernungsänderungszählers 10Ö gelangt.
Nachdem die dritte Gruppe von Abtastimpulsen gezählt worden ist
und die Vergleichseinrichtung 110 dem Zähler 122 wieder einen Impuls
zugeführt hat, liefert dieser auf seiner Ausgangsleitung "3" einen Ausgangsimpuls an einen Monovibrator 136, welcher einen
Impuls 138 erzeugt, dessen Vorderflanke über das ODER-Glied 126 und die Leitung 128 zur "Stop"-Klemme des EntfernungsMnderungszählers
100 gelangt und diesen Zähler daran hindert, weiterzuzählen.
Der Impuls 138 wird gleichzeitig über eine Leitung 140 der "Stop"-Klemme des Entfernungsakkumulators 102 zugeführt. Die
Vorderflanke des Impulses 138 sperrt den Entfernungsakkumulator 102, so daß keine weiteren Entfernungsimpulse gezählt werden.
Die Rückflanke des Impulses 138 wird über eine Leitung 142 der Setzklemme eines Flipflops 144, über eine Leitung 148 einer setzbaren Torschaltung 146 und über eine Leitung 152 einer setzbaren
Torschaltung 150 augeführt. Der Impuls 138 wird ferner über eine
Leitung 156 einem Entfernungstreiberdecodierer 154 (im folgenden
kurz "Decodierer") zugeführt, seine Rückflanke dient dazu, die
Werte der Bits der wesentlichsten Stellen des Entfernungsänderungszählers 100 abzugreifen, um zu bestimmen, ob der Zähler
"untergelaufen" ist und um daraus das Vorzeichen der Entfernungsänderung zu ermitteln.
Die Torschaltungen 146 und 150, die nun durch den Impuls 138 aufgetastet
worden sind, lassen die an ihren Eingängen liegenden Taktimpulse vom Taktgeber 59 über ODER-Glieder 156 bzw. 158 zum
Entfernungsänderungszähler 100 bzw. Entfernungsakkumulator 102 durch. Die Impulse, die dem Entfernungsänderungszähler 100 über
die Torschaltung 146 und das ODER-Glied 156 zugeführt werden, lassen den Entfernungsänderungszähler 100 von dem dann in ihm gespeicherten
Zählwert abwärts in einen Null-Detektor 160 zählen. Während des Abwärtszählens nach Null wird das Ausgangssignal des
Entfernungsänderungszählers 100 einem modulo N-Teiler 162 zugeführt, der zu einer Teilerschaltung 101 (FIg0 1) gehört. Man beachte,
daß der Teiler 162 während der Zeitspanne,, in der der Entfernungsänderungszähler
100 durch die Taktimpulse auf Null ge-
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schaltet wird, über eine Leitung 164 und die Torschaltang 146
ebenfalls Taktimpulse erhält. Wenn der Null-Detektor 160 den Wert üull feststellt, erzeugt er einen Ausgangsimpuls, der über eins
Leitung V66 der Sperrklemme der Torschaltung 146 zugeführt wird und dadurch verhindert, daß weitere Taktimpulse durch die Torschaltung
146 zum Teiler 162 gelangen. In entsprechender Weise
erhält ein modulo-N-Teiler 168 (im folgenden kurz "Teiler") Impulse
in einer entsprechenden Anzahl vom Entfernungsakkramilator
102, während dieser nach Null herunterzählt, bis ein mit den
Entfernungsakkumulator 102 gekoppelter Null-Detektor eisen Spsrrimpuls
an die Torschaltung 150 liefert»
Die Teiler 162 und 168 teilen die vom Entfernungsändertmgssähier
100 bzw. Entfernungsakkumulator 102 gezählten Impulse derart g daß
die Impulszahl in Knoten und nautische Meilen umgerechnet werden, die durch Anzeigevorrichtungen 172 bzw«, 174 angezeigt werdest=. Der
Teiler 162 ist mit einem ODER-Glied 176 und dieses mit US3D-Giiedern
I78 und 180 verbunden, die durch den Schalter 115 CFIg= 1)
gesteuert werden, der zwischen Lang™ und Kurzzeitverfolgungsbatrieb
umzuschalten gestattet, wie oben erläutert worden war. Das beim Langzeitverfolgungsbetrieb geöffnete UND-Glied 178 liefert
an den Teiler 162 eine Steuerspannung entsprechend der Konversionszahl
35 während das beim Kurzzeitverfolgungsbetrieb geöffnete UND-Glied 180 in entsprechender Weise eine Vorspannung entsprechend
der Konversionszahl 0,6 liefert. Diese KonversiosisgaSilen
dienen in bekannter Weise dazu, beim Lang- und Kurzielverfolgung sbetr leb die Impulse auf der Basis-der Anzahl der Taktimpulse
pro nautischer Meile, der Anzahl der Abtastungen und der mitfeieren
Zählentfernung in Knoten umzurechnen. Bei diesem Äiasführungsbeispiel,
das bei einer Betriebsart des SECÄNT-Systems alt
einem Abtastintervall von einer Millisekunde arbeitet, erfolgt
die Umrechnung in Knoten und nautische Meilen so wie es in den Programmblöcken der Teiler 162 und 168 angegeben ist. Außerdem
kann der Teiler 168 im Entfernungszählweg zum Entfernungsakkumulator
102 angeordnet sein, um das Logiksehaltwerk zu' vereinfachen.
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Das Teilungskommandosignal, bei dem vorzugsweise die Rückflanke
des Impulses 138 für die Logikschaltwerke verwendet wird, wird durch die Programmsteuereinheit 104 über die Leitung 142 (Fig.2b)
verteilt. Es ist die Anzeige, daß der Zähler 122 für die drei
Zyklen seine drei Arbeitsphasen vollendet hat, was bedeutet, daß ein vollständiger Abtastzyklus zu Ende ist. Diese Information
wird im Flipflop 144 durch die Erregung seiner Setzklemme gespeichert.
Wenn also der Zähler 122 ein Ziel im Kurzzeitverfolgungsbetrieb für etwa 9o ms verfolgt hat, wurden in jeder der drei Phasen 30
Abtastimpulse, insgesamt also 90 Abtastimpuls, gezählt. Wenn andererseits der von Hand betätigbare Schalter 115 (Fig. 1) auf
Langzeitverfolgungsbetrieb eingestellt ist, steuert das UND-Glied
116 226 Zählschritte, während das KurzZeitverfolgungsprogramm entsprechend
30 Impulsen abgeschaltet ist. Selbstverständlich könnte man auch andere Zyklusperioden verwenden, wenn andere Zielverfolgungsperioden
zweckmäßig erscheinen. Die Abwandlungen der Logikschaltwerke, die für die Anordnung der Vergleichseinrichtung
110 notwendig sind, um ungleiche Abtastperioden zu verarbeiten,
können vom Fachmann ohne weiteres angegeben werden.
Das Setzen des Flipflops 144 zeigt also das Ende einer vollständigen
Äbtastperiode einschließlich der Arbeit der Teiler 162 und 168 für die Entfernungsänderung und Entfernungsakkumulierung und
alle anderen Rechnungen an.
Wie oben erwähnt, liefern die Null-Detektoren 160 und 170 beim
Erreichen des Zählwerts Null jeweils einen Impuls an die Torschaltungen
146 bzw. 150, die dadurch gesperrt werden und verhindern, daß vom Taktgeber 59 weitere Taktimpulse in das Rechenwerk gelangen.
Die Null-Detektoren 160 und 170 liefern außerdem gleichzeitig jeweils einen Impuls an ein UND-Glied 176. Wenn das UND-Glied
176 also durch diese beiden Eingangsimpulse ansprechbereit gemacht worden ist und außerdem einen Impuls entsprechend dem ge-
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setzten Zustand vom Flipflop 144 erhält, liefert es einen Ausgangsimpuls
an eine Torschaltung 178, die dann den nächsten T-Impuls 18O, der das Ende einer erfolgreichen Verfolgung anzeigt,
zu einer Leitung 182 durchläßt. Nach Beendigung der Zählung von
90 Impulsen von. TQ-Äbtastungen wird also der 91igste Impuls von
der Torschaltung 178 zu einem τ-Grenz-Detektor 184 (im folgenden
kurz "Detektor") durchgelassen. Die Betätigung der Torschaltung 178 durch den T0-Impuls 180 setzt ferner das Flipflop 144
zurück.
Das Ende eines eine erfolgreiche Verfolgung anzeigenden T -Impulses
180 von der Torschaltung 178, das anzeigt, daß die Verfolgung
beendet ist, wird ferner über eine Leitung 183 der Zielschaltung
24 zugeführt, um ein neues Ziel für die Verfolgung'anzufordern,
wie oben bereits erläutert wurde.
τ-Feststellung
Der Detektor 184 ist zweckmäßigerweise eine Anordnung von Zählern,
insbesondere Binärzählern, die das Verhältnis der Entfernungsänderung R zur Entfernung R errechnet. Dieses Verhältnis ist bekanntlich
die Zeit der Annäherung oder Entfernung des verfolgten Zieles. Der Detektor 184 besteht im wesentlichen aus irgendeinem
bekannten Teiler. Dem Detektor 184 werden als Eingangssignale das Ausgangssignal von einem Entfernungsänderungs-BCD-Zähler
163 und einem Entfernungs-BCD-Zähler 165 (im folgenden
kurz "Zähler" 163 bzw. 165) zugeführt. Diese Zähler liefern ferner ein Ausgangssignal an den Decodierer 154 für die Entfernungsänderung (Knoten) und einen Speichertreiber- und Decodierer 155
für die Entfernungserrechnung (Abstand).
Durch ein normalerweise aufgetastetes UND-Glied 186 wird eine
Anzeigespexsespannung, zweckmäßigerweise 5V, einer Speiseleitung
der Anzeigevorrichtung 172ffir Knoten.und der'Anzeigevorrichtung
174 für nautische Meilen zugeführt, die so ausgebildet sind, daß
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sie nur dann arbeiten, wenn diese Spannung anliegt» Das UND-Glied 186 kann durch ein Sperrsignal von einem Intervalltaktgeber
188 in einem gewünschten Zeitintervall gesperrt werden,
so daß die Anzeigevorrichtungen dunkel werden und der Pilot oder andere Betrachter nicht durch die Anzeige eines Zieles
abgelenkt wird, das längst für einen anderen Verfolgungszyklus aufgegeben worden ist. Der Detektor 184 dient zur Anzeige einer
kritischen Annäherungszeit und ist über eine Leitung 189 mit
einer Speicher- und Verstärkerschaltung 190 verbunden. Wenn die
Änderung der Entfernung des Zieles positiv ist, so zeigt dies an,
daß das Ziel sich der mit der betrachteten digitalen Signalverfolgungseinrichtung
ausgerüsteten Maschine nähert. Ein entsprechendes Signal, das aus den binären Spannungswerten 1 oder
besteht, wird vom Entfernungsänderungszähler 100 über eine Leitung 105 sowohl dem Decodierer 154 als auch dem Detektor 184 zugeführt.
Wenn der Zählwert für die Entfernungsänderung während des Aufwärtszählzyklus kleiner ist als die Geschwindigkeit für
den Abwärtszählwert während des Abwärtszählzyklus, entspricht die Entfernungsänderung also einem Zielflugzeug, das sich von
der betreffenden Maschine entfernt oder von ihr wegfliegt. Bei der Verfolgung eines solchen Zieles wäre die positive Anzeige
des Detektors 184 also so, daß dem Piloten kein Signal durch Einschalten eines τ-Lichtes 192 gegeben wird. Wenn andererseits der
Entfernungsänderungszähler 100 während des Abwärtszählzyklus weniger Impulse zählt als während des Aufwärtszählzyklus, nähert
sich das betreffende Ziel der Maschine und der Entfernungsänderungszähler
100 liefert einen positiven Impuls auf die Leitung 105. Wenn der Detektor 184 einen positiven Impuls (binäre 1) erhält,
kann er einen Impuls auf die Leitung 189 geben, der eine Anzeige des τ-Lichtes 192 bewirkt, wenn die errechnete τ-Zeit
60 Sekunden oder weniger beträgt. Ein negativer Impuls (binäre 0) zeigt dagegen ein sich entfernendes Ziel an. Ein solches Signal
verhindert, daß der Detektor das τ-Licht anstellt„ auch wenn die
Entfernung und die Entfernungsänderung innerhalb des τ-Grenzbereiches liegen. Das 60-Sekunden-Kriterium wurde als Parameter
für die kritische Zeit gewählt, bei deren Erreichen oder ünter-
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-35- 232686?
schreiten der Pilot darauf aufmerksam gemacht wird, daß für seine
Maschine Gefahr durch ein verfolgtes Ziel besteht. Selbstverständlich können für τ auch andere Zahlenwerte als 60 Sekunden
verwendet werden.
Bei einer bevorzugten Äusführungsform des SECANT-Systems läßt
man die gesendeten Äbtastimpulse P oder Q um ein Bezugsseitintervall zittern,, um die Willkürlichkeit der Äbtastsignale in an
sich bekannter Weise su erhöhen. Die Haupttastimpulse TQ haben,
wie erwähnt, eine Wenndauer von 1,2 ,us. Jeder Impuls hat vom vorangegangenen
Impuls einen Abstand von 1 ms, was durch einen
1-kHz-Takt gesteuert wird. Die 1-kHz-Taktimpulse können vom Taktgeber
59, dessen Nennfrequenz 9,7125 MHz beträgt, durch eine Frequenzteiler-
oder Abwärtszähler-Schaltung mit dem Teilungsfaktor
von etwa 1000 abgeleitet werden. Das Zittern wird durch eine
nicht dargestellte Einrichtung im Sender des Radarsystems oder dem Korrelator des SECÄNT-Systems bewirkt» Man läßt die Haupttastimpulse
T0 vorzugsweise gegenüber der Nennperiode mit einer
Rate bis zu 250/US auf willkürlicher oder statistischer Basis zittern. Das auf diese Weise erzeugte Zittern dient zur Unterdrückung
von Fehlsignalen. Bei der vorliegenden Ausführungsforn».
wird ein Zittern bei allen Aufnahme- und Verfolgungsoperationen mit der Ausnahme für die Periode des Langzeitverfolgungsbetriebs
entsprechend 678 Abtastungen oder TQ-Impulsen bewirkt. Um zu gewährleisten, daß bei· einer solchen Verfolgungsperiode kein Sittern
auftritt, wird das Radar- oder SECÄNT=:Korrelatorsystem durch
ein Kommando gesteuert, das die Zitter-Schaltung außer Betrieb setzt. Hierfür ist bei der in Fig. 2b dargestellten Schaltungsanordnung
eine Leitung 194 vorgesehen. Die Schaltungsanordnung zur
Steuerung des Zitterkommandos enthält eine Vergleichseinrichtung 196, die eine Torschaltung 198 auftastet, wenn der Abtastzähler
106 einhundert Abtastungen abgetastet hat. Für diese Zählfunktion ist der Ausgang des Abtastzählers 106 über eine Leitung 200 mit
der Vergleichseinrichtung 196 und einer weiteren Vergleichseinrichtung
202 verbundene Die Vergleichsschaltung 196 erhält eine
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-se- . , 2326887
dem gewünschten Zählwert entsprechende Referenzspannung von einer Referenzspannungsschaltung 204 und liefert im vorliegenden Falle
einen Äusgangsimpuls über eine Leitung 206 zum Auftasteingang der Torschaltung 198, wenn der Zählwert 100 erreicht ist. Das Ausgangssignal
der Torschaltung 198 ist das Zitter-Kommando, das die Zitter-Schaltung
im Korrelator oder der betreffenden Schaltungsanordnung der Radaranlage außer Betrieb setzt. Die Vergleichseinrichtung
202 erhält von einer Referenzspannungsschaltung 208 eine dem Zählwert 578 entsprechende Vergleichsspannung und liefert in
entsprechender Weise ein Ausgangssignal an ein ODER-Glied 110, wenn der Abtastzähler 106 578 Impulse gezählt und der Vergleichseinrichtung 202 ein entsprechendes Ausgangssignal zugeführt hat.
Der dem ODER-Glied zugeführte Impuls wird von diesem dem Rückstelleingang der Torschaltung 198 zugeführt und sperrt diese, so
daß das Zitter-Kommando die Zitter-Schaltung wieder in Betrieb setzen kann. Die beschriebene Schaltungsanordnung bewirkt also,
daß das Zitter-Kommando bei einer ersten Anzahl von Impulsen, in diesem Falle 100 T0-Impulsen abgeschaltet und nach der Akkumulation
von insgesamt 578 Impulsen wieder eingeschaltet wird. Selbstverständlich können für die Bestimmung der Periode, in der das
Zitter-Kommando eine Außerbetriebsetzung der Zitter-Schaltung bewirkt, auch andere Werte für die Anzahl der TQ-Impulse verwendet
werden.
Der bereits erwähnte Korrelatortastimpuls, der der digitalen Signalverfolgungseinrichtung die Bestätigung der Zielentfernung
anzeigt, wird über ein ODER-Glied 127 zur Rückstellung des Abtastzählers 106 verwendet, um zu gewährleisten, daß der Abtastzähler
für die Aufnahme der Daten einer neuen Verfolgung gelöscht ist. Der Korrelatorabtastimpuls wird außerdem gleichzeitig dem
die drei Zyklen bestimmenden Zähler 122 zur Rückstellung auf Null und über eine Leitung 2o9 dem ODER-Glied 210 zur Rückstellung
oder Sperrung der Torschaltung 198 für das Zitter-Kommando zugeführt im Falle, daß das Ziel während eines Abtastzählzyklus verloren
wird. Der Korrelatortastimpuls wird außerdem zur gleichen
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Zeit einer Torschaltung 212 zugeführt, um den TQ-Impuls zur Intervall-Taktschaltung
188 durchzulassen, so daß das UND-Glied 186
gesperrt wird und die Anzeigevorrichtungen 172 und 174 in der oben beschriebenen Weise gelöscht werden. Diese Funktion ist für
diejenigen Situationen vorgesehen, bei denen das Ziel nicht für die vorgeschriebene oder vorgegebene Zeitspanne verfolgt wird.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Periode Von 0,896 Sekunden als Kriterium für die Bestimmung, wann die Anzeige
zu löschen ist, verwendet, so daß der Pilot sicher sein kann, daß die Anzeige sich auf die laufenden Daten bezieht. Gewünschtenfalls
kann man selbstverständlich auch andere Intervalle verwenden. Die Intervall-Taktschaltung 188 ist konventionell aufgebaut
und zählt die 0,89 Sekunden auf der Basis der ihr durch die Torschaltung 212 zugeführten 1-kHz-Taktimpulse ab. Da die TQ-Impulse
hier eine Frequenz von 1 kHz haben, können sie bequem als Bezugsgröße für eine 1-kHz-Taktsignalquelle verwendet werden.
Die durch den Block 24 in Fig. 1 dargestellte Zielschaltung dient zur Feststellung oder Abschätzung des Zustandes des Zieles durch
digitale Verarbeitung der Zielantwortsignale, Bei der bevorzugten Ausführungsform der Zielverfolgungseinrichtung geht das Ziel
in den Verfolgungsbetrieb über, wenn im Erfassungsbetrieb drei aufeinanderfolgende Zielantworten empfangen worden sind.
Der Erfassungsbetriebszustand umfaßt die ersten acht Abtastintervalle, die
10 folgen.
10 folgen.
valle, die auf das erste Zielentfernungssignal TR vom Korrelator
Wenn jedoch die Bedingung nicht erfüllt ist, daß innerhalb der ersten Äbtastintervalle nach der Zielfeststellung drei aufeinanderfolgende
Zielantworten eintreffen, wird die Zielerfassung aufgegeben und es wird ein anderer einschlägiger Zielort angefordert.
Die Zielschaltung 24 ist mit einem entsprechenden Logikschaltwerk versehen, das Zähler, Verknüpfungsglieder und Torschaltungen
enthält und die erwähnten digitalen Verarbeitungsoperationen
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mit den zugeführten Zielantwortsignalen durchführen kann. Nach der Erfassung wird die Leitung 108 erregt (Verfolgungssignal) und
die digitale Signalverfolgungseinrichtung bleibt im Verfolgungsbetriebszustand,
vorzugsweise unter der Voraussetzung, "daß während 1O aufeinanderfolgender Abtastungen jeweils mindestens sechs
Antworten empfangen werden. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, so wird das Ziel als verloren angesehen und auf einer Leitung 310
wird ein Signal für eine Anzeigelampe 313 erzeugt, die anzeigt, daß das Ziel verloren worden ist. Bei erfolgloser Zielerfassung
wird auf einer Leitung 312 ein Signal zum Einschalten einer die erfolglose Zielerfassung anzeigenden Lampe 316 erzeugt. Nachdem
das Ziel verloren wurde oder die Zielerfassung erfolglos geblieben ist, wird ein Signal zur Anforderung des Ortes des Zieles
der nächsten Priorität erzeugt, welche durch das Radar-Erfassungssystem
oder den Korrelator des SECANT-Systems bestimmt wird.
Im folgenden wird nun die Arbeitsweise des digitalen Rechners für1
die Bestimmung der Entfernungsänderung beschrieben. Nachdem die Verfolgungsdauer durch Einstellung des von Hand betätigbaren
Schalters 115 auf Langzeitverfolgungsbetrieb oder Kurzzeitverfolgungsbetrieb gewählt und die Betriebsart eingegeben worden ist,
bestimmt der Abtastzähler 106 ein Drittel einer VerfoIgungsperiode
durch Zählen der T0~Impulse (und damit der Abtastimpulse) auf
der Leitung 109, die sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2b dargestellt ist. Am Ende jedes Drittels einer Abtastperiode wird der
die drei Zyklen bestimmende Zähler 122 einmal weitergeschaltet und der Abtastzähler 106 wird auf Null zurückgestellt.
Die drei Ausgänge des Zählers 122 steuern den Zählbetrieb des vorwärts und rückwärts zählenden Entfernungsänderungssählers 10Oo
Für das erste Drittel der Verfolgungsperiode wird der Entfernungsänderungszähler
100 durch das Verfolgungssignal auf der Leitung 108, das durch einen Monovibrator 107 wahrgenommen wird,
auf Vorwäftszählen eingestellt. Für das nächste Drittel der Verfolgungsperiode
wird der Zähler durch ein Sperreingangssignal von
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der Leitung 128 stillgesetzt, das durch die Erregung der Ausgangsleitung
1 des Zählers 122 erzeugt wird. Während des Iet2ten
Prittels der Verfolgungsperiode wird der Entfernungsänderungszähler
100 durch einen Impuls veranlaßt rückwärts zu zählen, welcher seinem Rückwärtszähleingang über die Leitung 132 zugeführt
und durch die Erregung der Ausgangsleitung 2 des Zählers 122 erzeugt wird. Am Ende des letzten Drittels der Verfolgungsperiode
wird die Ausgangsleitung 3 des Zählers 122 erregt und der Monovibrator
136 dadurch angestoßen. Die Vorderflanke des dabei vom
Monovibrator 136 erzeugten Impulses 138 dient dazu, den Entfsrnungsänderungszähler
100 und den Entfernungsakkumulator .102 am
weiteren Zählen zu hindern, bis die Torschaltungen 146 und 150
erregt werden. Diese Zählsequenz gewährleistet die für die Genauigkeit der Entfernungsänderung erforderliche Glättung.
Der Entfernungsänderungszähler 100 wird, wie bereits beschrieben,
von einer Kette von synchronen Vorwärts/Rüekwärts-Zählwerken gebildet,
die die Zielentfernungsimpulse akkumulieren. Die Zählwerksketten sind in zwei Teile unterteilts eine BCD-Stufe (Stufe
für binärcodierte Dezimalzahlen) und eine binäre Stufe, wobei der Ausgang der BCD-Stufe den Eingang der binären Stufe speist»
Das Ausgangssignal des (-10)-Zählers 98 wird über eine Leitung 99 (1/120) der binären Stufe zugeführt, wobei die erste BCD-Stufe
überbrückt wird, während das Ausgangssignal der Feinentfermangsschaltung
38 über eine Leitung 264 (1/1200) direkt zur BCD-Stufe
geleitet wird. Zehn .Feinzählschritte sind also gleich einem Sählschritt
vom (-10)-Zähler 98. Diese Zählschritte werden in das Zeitintervall der Radarentfernung des Ziels aufgelöst, wobei der
Taktgeber 50 verwendet wird, dessen Frequenz ziemlich genau 1st, bei der hier beispielsweise gewählten Frequenz von 9^7125 MHg
vorzugsweise auf 30 ppm» Für einen vorgegebenen Haupttastimp^ls
T_ und das entsprechende Antwortsignal 26 lösen die Entfermmgszählimpulse
von der Torschaltung 78 die Zählentfernung auf den nächsten 50-Fuß-Wert auf, während die Impulse für die Entfernungsfeinbestimmung
auf der Leitung 264 die Entfernung auf äen nächsten 5-Fuß-Wert weiter auflösen, wie oben anhand der Erläuterung
der Feinentfernungsschatong 38 beschrieben worden ist.
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Beide Typen von Entfernungszählwerten oder -impulsen werden dem
Entfernungsänderungszähler 100 im Anschluß an die Aussendung jedes
Radarabtastsignals während der Verfolgungsperiode zugeführt, wobei die Abtastsignale ungefähr alle 1,03 ms gesendet werden.
Die 50-Fuß-Entfernungsimpulse gehen an der ersten Zählstufe vorbei,
die dadurch den Wert oder das Gewicht der Grobbereichzählimpulse um den Faktor 10 bezüglich der 5-Fuß-Zählimpulse erhöht.
Wenn der Entfernungsänderungszähler 100 die Rückwärtszählung beendet
hat, stellt die von diesem Zähler ermittelte Differenz die zeitlich geglättete mittlere Änderung der entsprechend der Betriebsart
90 oder 678 mal bestimmten Zielentfernung dar. In diesem Zeitpunkt wird das Vorzeichen des Inhalts des Entfernungsänderung sZählers 100 auf irgendeine bekannte Weise abgegriffen.
Vorzugsweise wird der Wert des höchststelligen Bits der Zählwerkskette des Entfernungsänderungszählers 100 festgestellt, der mindestens
doppelt so viele Stufen enthält, als zur Erfassung aller zu erwartender Entfernungszählwerte, die nach der letzten Rückwärtszählung
verbleiben können, erforderlich ist. Da die Zählwerkskette also so lang ist, daß beim höchsten Bit kein überlauf
eintreten kann, entspricht der Wert "0" einem sich annähernden Ziel, da das Ergebnis der Rückwärtszählung dann notwendigerweise
kleiner sein muß als das der anfänglichen Vorwärtszählung, während der Wert "1" aus analogen Gründen ein sich entfernendes
Ziel anzeigt. Die Entfernungsdifferenz wird dann in die Teilerschaltung
101 (die sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 dargestellt ist) getaktet, deren Teilungsfaktor so gewählt ist, daß
die Differenz in eine in Knoten ausgedrückte Entfernungsänderung (Differenzgeschwindigkeit) umgesetzt wird. Beim Langzeitverfolgungsbetrieb
ist der Divisor 35 und beim Kurzzeitverfolgungsbetrieb ist der Divisor 0,6.
Die Divisoren werden auf der Basis der Tastimpulse pro nautischer Meilen, der Anzahl der Abtastungen, der Zeit zwischen der
mittleren Aufwärtszählentfernung und der mittleren Abwärtszählentfernung sowie dem Umrechnungsfaktor von Millisekunden in
Stunden geeignet gewählt. Die Division wird am Ende der Verfol-
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gungsperiode durchgeführt, wie durch die Beschriftung "Divisionskommando"
über der Leitung 156 in Fig. 2a angedeutet ist; hierfür
wird die Rückflanke des Impulses 138 verwendet, der die Torschaltung 146 für die Tastimpulse öffnet, die den Teiler 172 solange
betätigen, wie für das gleichzeitige Rückwärtszählen der Entfernungsdifferenz im Entfernungsänderungszähler 100 erforderlich
ist, wobei das Erreichen des Wertes Null durch den Null-Detektor 160 angezeigt wird. Der Entfernungsänderungszähler zählt dabei
für ein sich näherndes Ziel rückwärts und für ein sich entfernendes Ziel vorwärts,-um den Wert Null zu erreichen. Wenn der
Wert Null erreicht ist, wird die Zuführung der Taktimpulse durch das Signal auf der Leitung 166 gesperrt. Um beim Kurzzeitverfolgungsbetrieb
die Teilung durch 0,6 zu erleichtern, wird der Entfernungsänderungszähler
100 mit einem Zehntel der Frequenz der Teilerschaltung 101 weitergeschaltet und der Teiler wird dementsprechend
gleich 6 gewählt. Das Ausgangssignal der Teilerschaltung
101 für die Entfernungsänderung wird im BCD-Zähler 163 akkumuliert,
der, wie erwähnt, aus vier 4-Bit-BCD-Zählwerken besteht.
Der Inhalt des BCD-Zählers 163 ist die Entfernungsänderung, ausgedrückt
in Knoten, und wird zusammen mit dem Vorzeichen der Speicher-, Treiber- und Decodiererschaltung 154 zugeführt, die
dann eine entsprechende Anzeige durch die Anzeigevorrichtung 172 bewirkt.
Die Arbeitsweise der digitalen Signalverfolgungseinrichtung kann zusammenfassend kurz wie folgt beschrieben werden: Sie erhält
über die Leitung 40 Haupttastimpulse T~ vom Korrelator oder Radargerät. Ober die Leitung 250 werden die Tast- oder Zielverifizierungsimpulse,
zugeführt und über die Leitung 13 werden die Antwortsignale (Videoimpulse} vom Ziel eingespeist, welche durch die
Torschaltung 16 so getastet werden, daß das während des Verfolgung
stör impulses 75 auftretende Antwortsignal 26 durchgelassen
wird. Durch die Einstellung des Schalters 115 im Anzeigepaneel
14 wird die Betrfebsart (Lang- oder Kurzzeitverfolgungsbetrieb)
bestimmt. Die Signalverfolgungseinrichtung bewirkt die Übernahme
3 Q 9 8 8 37 0 a S Γ
232686?
des Zieles, das (durch den Impuls Tn) kurz vor dem Abtastimpuls
übergeben worden war, und die Verfolgung dieses gültigen Zieles für entweder 678 Impulse beim LangzeitverfOlgungsbetrieb oder
90 Impulse beim Kurzzeitverfolgungsbetrieb oder bis das Ziel verloren geht.
Wenn die Zielübernahme nicht innerhalb von acht Abta-stimpulsintervallen
im Anschluß an die Zielübergabe erfolgt, wird ein anderes Ziel vom Korrelator über die Leitung 68 für das Verfolgerzustandssignal
angefordert. Neue Zielörter werden ferner auch dann angefordert, wenn das bisherige Ziel verloren wird oder das Ziel
nach einer ordnungsgemäßen Verfolgung aufgegeben und"ein neues
Ziel benötigt wird, was durch das Signal auf der Leitung 182 bewirkt
wird, wie oben erläutert wurde. Die digitale Signalverfolgungseinrichtung zeigt die durchschnittliche Zielentfernung in
nautischen Meilen und die durchschnittliche Entfernungsänderung in
Knoten während der Verfolgungsperiode an. Ferner wird das τ-Licht 192 eingeschaltet, wenn die Zeit zu einem extra polierten Zusammenstoß
kleiner als die vorgegebene Zeitspanne ist. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt diese Zeitspanne 60 Sekunden.
In Fig; 5 ist der zeitliche Verlauf der verschiedenen Signale und Impulse graphisch dargestellt, die im Betrieb der digitalen
Signalverfolgungseinrichtung, insbesondere dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, verwendet und erzeugt werden. Es wurde dabei
angenommen, daß durch den Korrelator 10 festgestellt worden ist, daß sich mindestens ein Ziel im Überwachungsbereich befindet und
verfolgt werden soll. Es sei angenommen, daß die Signalverfolgungseinrichtung bei Betriebsbeginn auf die übertragung eines
Zieles wartet. Das Diagramm ist auf die periodischen Haupttastimpulse T0 bezogen, die der Ausstrahlung der hochfrequenten
Signale P und Q von dem dem Korrelator 10 zugeordneten, nicht dargestellten
Sender zu Zielluftfahrzeugen, die sich innerhalb einer geeigneten Entfernung, z.B. 10 Meilen befinden, entsprechen. Die
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Wiederholungsfrequenz der Haupttastimpulse T_ ist.hier, wie angegeben,
eine Millisekunde.
Auf die Zuführung des ersten Haupttastimpulses T- über die Leitung
40 (Fig. 1)folgt nach einer Verzögerung von 1 ,3,us im Verzögerungsglied
80 ein Impuls -T1 zur Auftastung der Torschaltung
78. Der durch das Verzögerungsglied 44 um 2,4,us verzögerte Impuls
T1 tastet die Torschaltung 42 auf, so daß der Entfernungszähler
52 getaktet werdenkann. Der Entfernungszähler 52 beginnt dann sofort die über die Leitung 55 zugeführten, in Fig. 5 mit
330 bezeichneten Taktimpulse zu zählen, die jeweils einer Entfernung von 50 Fuß entsprechen. Nach der Beendigung der Zählung
wird der über die Leitung 62 eintreffende T -Impuls 64 durch die aufgetastete Torschaltung 66 und das ODER-Glied 37 dem Sperreingang
der Torschaltung 42 zugeführt und verhindert dadurch, daß vom Taktgeber 59 weitere Taktimpulse zum Entfernungszähler 52
gelangen. Man beachte, daß der TR-Impuls vom Korrelator 10 empfangen
wird und dem Impuls 28 von dem den Impulsschwerpunkt bestimmenden
Detektor 20 des neuen Zieles, das zu verfolgen ist, entspricht.
Der eintreffende T -Impuls, der die Entfernungszählimpulse 330
κ.
enden läßt, definiert also die Entfernung zwischen seiner Vorderflanke
und der Vorderflanke des Impulses T1, der die Torschaltung
42 aufgetastet hatte. Als nächstes trifft vom Korrelator ein
Tastimpuls auf der Leitung 250 ein, der ein verifiziertes Ziel
anzeigt und das aufgetastete UND-Glied 252 durchläuft, um das Entfernungsregister 56 zu beschicken, so daß der Zählwert des
Entfernungszählers 52 in dem Entfernungsregister 56 gespeichert wird. Der Tastimpuls wird ferner der Zielschaltung 24 zugeführt,
um das Verfolgerzustandssignal auf der Leitung 68 abzuschalten und dadurch den Korrelator 10 vom Erhalt eines Zieles zu benachrichtigen.
Der Impuls T-. ist inzwischen im Verzögerungsglied 50
um 150»us verzögert worden, das nun.einen Übertragskommandoimpuls
332 über die Leitung 51 an den voreinstellbaren Abwärtszähler 58 liefert, um diesen auf den Zählwert des Entfernungsregisters 56 einzustellen.
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Die Datenübertragung zum voreinstellbaren Abwärtszähler 58 wird durch die Verzögerung des über die Leitung 250 zugeführten Tastimpulses
um 0,5 ,us in einem Verzögerungsglied 254 verzögert, um
Störungen und Instabilitäten dadurch zu vermeiden, daß im Abwärtszähler ein Zählwert vom Entfernungsregister 56 gespeichert
wird, bevor dieses seinen endgültigen Zählwert erreicht hat.
Vor dem Übertragungskommandoimpuls 332 werden Taktimpulse, die einer vorläufigen Entfernungszählung entsprechen, dem -voreinstellbaren
Abwärtszähler 58 über die Leitung 82 und die aufgetastete Torschaltung 78 zugeführt. Am Ende der Gruppe von Entfernungszählschritten
334, die den voreinstellbaren Abwärtszähler 58 bis Null zählen lassen, liefert der Null-Detektor 60 einen "Alles-Null"·
Impuls 336. Der "Alles-Null"-Impuls 336 erregt den Monovibrator 70, dessen Ausgangssignal das durch irgendeinen Taktimpuls aufgetastete
UND-Glied 72 durchläuft und als dessen Ausgangsimpuls 77 den Torimpulsgenerator 76 erregt, dessen Ausgangssignal der 1yus-Verfolgungstorimpuls
7 9 ist.
Der Torimpulsgenerator 76 erzeugt ferner 0,5 ,us nach dem Verfolgungstorimpuls
79 (siehe Fig. 5 Zeile "Entfernungstor") auf einer Leitung 272 einen Impuls 92 für die Entfernungsfeinbestimmung.
Man beachte, daß die Vorderflanke (linke Seite) des Ausgangsimpulses 77 mit der Vorderflanke des Verfolgungstorimpulses 79 zusammenfällt
und daß die Vorderflanke des zur Entfernungsfeinbestimmung dienenden Impulses 92 mit dem Mittelpunkt des Verfolgungstorimpulses
79 zusammenfällt. Diese zeitliche Beziehung gewährleistet, wie erwähnt, daß der Verfolgungstorimpuls 79 die
Mitte oder den Flächenschwerpunkt des Antwortsignales (Videoimpulses) 25 vom Empfänger 12 umfaßt.
Der Verfolgungstörimpuls 79 tastet über die geöffnete Torschaltung
18 und die Leitung 17 die analoge Entfernungstorschaltung 16 auf, der Auftastimpuls ist in der mit GRG bezeichneten Zeile
der Fig. 5 mit 338 bezeichnet.
Der bisher, beschriebene Funktionsablauf in der Signalverfolgungs-
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einrichtung stellt die Funktionsfolgen bei der Übergabe eines
speziellen Zieles durch den Korrelator dar. Wenn der Tastimpuls auf der Leitung 250 bewirkt, daß das dem Korrelator 10 über die
Leitung 68 zugeführte Verfolgerzustandssignal seinen niedrigen Wert annimmt, erzeugt die Zielschaltung 24 außerdem auf der Leitung
69 ein Übernahme- oder Verfolgungssignal AOT, das ein in Fig. 5 bei 340 dargestellter Spannungssprung ist.
Das durch den Spannungssprung 340 über die Leitung 69 aufgetastete
UND-Glied 18 leitet (nach Eintreffen des zweiten T_-Impulses)
die tatsächliche Verfolgung des Zieles ein, indem die Torschaltung 16 aufgetastet wird, um Videosignale 25 vom Emfpänger 12
über die Leitung 13 aufzunehmen. Vor diesem Zeitpunkt waren die Entfernungszählwerte unter Steuerung der Torschaltung 7 8 durch
den TQ-Impuls akkumuliert werden, um den (-5)-Zähler 96 mit Entfernungstaktimpulsen
zu verfolgen, der nach Unterdrückung von fünf Entfernungsimpulsen oder -zählwerten die übrigen Entfernungsimpulse
über die Leitung 97 zum Entfernungsakkumulator durchließ. Diese Entfernungsimpulse sind in der Zeile RAC der Fig. 5
bei 344 dargestellt. Von der Torschaltung 7 8 werden die gleichen Taktimpulse auch dem (-10)-Zähler 98 zugeführt, der nach Unterdrückung
von zehn Taktimpulsen die restlichen über die Leitung 99 an den Entfernungsänderungszähler 100 weitergibt. Diese Entfernungsimpulse
oder -zählwerte sind in Fig. 5 in der Zeile RRC bei 346 dargestellt.
Es ist ersichtlich, daß die Anzahl der Entfernungsimpulse 334, die den Abwärtszähler 58 über die Leitung 82 steuern, um 5 größer
ist als die der Entfernungsimpulse 344 und um 10 größer als die
der Entfernungsimpulse 346, diese Differenzen sind unten in Fig.5
angegeben.
Die vom Empfänger 12 abgegebenen Videoimpulse 25 auf der Leitung
13 entsprechen den SECANT-Antwortsignalen P~ oder Q~. Der Antwortimpuls 25 durchläuft die analoge Entfernungstorschaltung 16
nicht, da diese durch den Entfernungs- oder Verfolgungstorimpuls 79 noch nicht aufgetastet worden ist. Die Funktion des fehlenden
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Impulses 28 vom Detektor 20 wird jedoch durch ein T -Signal übernommen,
indem die Torschaltung 42 über das ODER-Glied 37 gesperrt wird. Der Entfernungszähler kann also die Entfernung des neuen
Zieles durch Zählen bestimmen. Wenn der Verfolgungstorimpuls 79' (Fig. 5,. Zeile "Entfernungstor") erzeugt wird, hat der übernahmebetrieb
begonnen und dauert für die nächsten acht T--Intervalie
an. Die SignalverfOlgungseinrichtung beginnt mit dem Verfolgungsbetrieb jedoch erst nachdem das Ziel übernommen worden ist. Die
Übernahme des Zieles erfolgt nachdem die Zielschaltung 2 4 während der ersten acht T -Impulse drei aufeinanderfolgende Impulse
28 vom Detektor 20 erhalten hat. Der Zielschaltung 24 werden hierfür die T0~Signale über die Leitung 41 und die Impulse 28 vom
Detektor 20 über die Leitung 30 zugeführt. Die Impulse Tn und die
Impulse 28 werden durch geeignete Logikschaltwerke in der Zielschaltung 24 verglichen, um zubestimmen, ob drei derartige aufeinanderfolgende
Signalpaare vorhanden sind. Wenn die Aufeinanderfolge festgestellt worden ist, erfolgt die Übernahme, wobei ein
Verfolgungssignal 108 der in Fig. 2 genauer dargestellten und
oben beschriebenen Programmsteuereinheit 104 zugeführt wird. Man sieht aus dem Diagramm in Fig. 5, daß der Flächenschwerpunkt des
Antwortsignals 26 ungefähr in der Mitte des Verfolgungstorimpulses
79 liegt. Der Impuls 28 wird vom Detektor 20 so erzeugt, daß ssine
Vorderflanke um 0,5,Us gegenüber dem Flächenschwerpunkt oder der
Mitte des Antwortsignales 26 verzögert ist. Es ist ferner daraufhinzuweisen, daß die Vorderflanke des Impulses 28 im wesentlichen
mit der Rückflanke des Entfernungstorimpulses 7 9 zusammenfällt und außerdem in der Mitte des Impulses 92 für die Entfernungsfeinmessung
liegt. Der Impuls 28 vom Detektor 20 schaltet dann über die Leitung 36 die Feinentfernungsschaltung 38 ein, um
die Entfernungsimpulse zu zählen, wobei die ersten fünf Impulse
in der Zeitspanne t« die ersten zehn Zählschritte des Entfernungszählers entsprechend einer Entfernung von 500 Fuß darstellen.
Die restlichen Zählschritte, die während der Entladung 284' (ent sprechend der Entladung der Spannung des Kondensators 284 in
Fig.3a) empfangen werden, ergeben die gedehnten zehn Schritte für
die EntfernungsfeinbeStimmung.
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Während der Entfernungsfeinzählung erregt der Impuls 28 außerdem
ein Honovibrator-Verzögerungsglied 256, das einen Impuls 348 erzeugt,
welcher die Vergleichseinrichtung 54 über eine Leitung tastet, um den Zählwert im Entfernungszähler 52 mit dem im Entfernungsregister
56 zu vergleichen. Die Vergleichseinrichtüng 54 bestimmt, wie beschrieben, durch diesen Vergleich, ob der Inhalt
des Entfernungsregisters 56 durch Addition oder Subtraktion einer begrenzten Anzahl von Entfernungszählschritten zu ändern ist
oder nicht. Man beachte, daß der Impuls 34 8 auftritt, nachdem der
Entfernungszähler fertiggezählt hat.
Die Verfolgung des Ziels durch Verfolgungstorimpulse 79 wird dadurch
dauernd wiederholt, daß diese Impulse jeweils einen Videoimpuls 25 durchschleusen, dies geschieht solange, wie das AOT-Signal
auf der Leitung 69 seinen hohen Wert beibehält.
Wenn das verfolgte Ziel verloren geht oder die Verfolgung beendet wird, nimmt das AOT-Signal auf der Leitung 69 seinen niedrigen
Wert an und die Signalverfolgungseinrichtung geht dann wieder in den Wartezustand über und der eben beschriebene Operationsablauf
wiederholt sich.
Die Entfernungszähler arbeiten, wie es unter Bezugnahme auf die Fig. 2 beschrieben wurde, während der Zeit, in der der Entfernungszähler 100 die Entfernungsimpulse über die Leitung 99 erhält, so
daß die statistische Glättung oder Mittelung, des Entfernungszählwertes
bewirkt wird.
Da sich beim SECANT-Sys.tem die Amplitude der vom Ziel empfangenen
Antwortsignale ändert, ist es zweckmäßig, die Mitte oder den Schwerpunkt eines Antwortsignals zu verfolgen und nicht seine
Vorderflanke, wie es bei den üblichen Systemen geschieht. Bei einer in Fig. 4 dargestellten bevorzugten Ausgestaltung eines Detektors
20 zur Ermittelung des Signalschwerpunktes oder der Impulsmitte wird eine konventionelle 1^US-Verzögerungsleitung 222
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verwendet, die zehn Anzapfungen 224 hat. Der ideale Verlauf der
Amplitude eines Zielsignals ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt, in der Praxis ist die Signalform jedoch im allgemeinen
gekrümmt. Zur Erläuterung ist das idealisierte Zielsignal mit einer Mittellinie 228 dargestellt, die das Symmetriezentrum
oder "Zentroid" der Amplitude darstellt. Im wesentlichen werden bei dieser bevorzugten- Ausführungsform des Detektors die an den
mit 1 bis 5 bezeichneten ersten fünf Anzapfungen 224 auftretenden Spannungen addiert und die Summe mit der Summe der Spannung
an den mit 6 bis 10 bezeichneten letzten fünf Anzapfungen 224 verglichen. Die Mitte des Zielsignals wird durch Übereinstimmung der
beiden Summenwerte bestimmt. Mit den zehn Anzapfungen 224 der Verzögerungsleitung
ist jeweils einer von zehn Widerständen 230 verbunden, die gleiche Widerstandswerte R haben. Die den Anzapfungen
abgev/andten Enden der ersten fünf Widerstände sind mit dem Eingang eines ersten integrierenden Verstärkers 231 (A1) verbunden
und die entsprechenden Enden der mit den Anzapfungen 6 bis 10 der Verzögerungsleitung verbundenen fünf Widerstände 230 sind
mit einem zweiten integrierenden Verstärker'232 verbunden. Das Ausgangssignal E_ des summierenden oder integrierenden Verstärkers
231 wird dem Eingang einer Vergleichseinrichtung und eines Differenzverstärkers 238 zugeführt, während das Ausgangssignal
E1 des summierenden oder integrierenden Verstärkers 232 dem zweiten
Eingang des Differenzverstärkers 238 zugeführt ist. Wenn das Antwortsignal 26 durch die Verzögerungsleitung 222 läuft, ergibt
sich anfänglich an den Widerständen 230 eine solche Spannungsverteilung,
daß das Ausgangssignal E_ des Verstärkers 231 größer ist
als das Ausgangssignal E1 des Verstärkers 232. Wenn das Antwortsignal
26 die Mitte der Verzögerungsleitung erreicht, wie durch die gestrichelte Linie 226 dargestellt ist, wird die vom Verstärker
231 erzeugte Summenspannung schließlich gleich der vom Verstärker
232 erzeugten Summenspannung. 0,5,Us nach Zuführung des Signals sind die beiden Spannungen gleich und der Differenzverstärker
238 erzeugt einen Null-Impuls, der dem Eingang eines UND-Gliedes 240 zugeführt wird. Mit dem Ausgang des Verstärkers 231
bzw. 232 ist der eine Eingang einer Vergleichsschaltung 234 bzw. 23 6 verbunden (die aus Differenzverstärkern bestehen können) , um
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zu gewährleisten, daß Störungen nicht als Antwortsignal angesehen
werden. Die Vergleichseinrichtungen sind jeweils mit Eichwiderständen Ro verbunden, mit denen der Mindestwert eingestellt werden
kann, den das Signal E bzw. E.. haben muß, um von der betreffenden
Vergleichseinrichtung durchgelassen zu werden. Der Ausgangsleitung der Vergleichseinrichtungen 234 und 236 ist jeweils
ein Inverter 242 bzw. 244 in Reihe geschaltet; diese Inverter liefern das Signal Null, wenn das Eingangssignal E bzw. E1 um
einen bestimmten Betrag über dem normalen Rauschpegel liegt. Die Ausgänge der Inverter 242 und 244 sowie des Differenzverstärkers
238 sind mit den Eingängen eines NOR-Gliedes 240 verbunden. Kenn die Ausgangssignale der beiden Inverter 242 und 244 sowie des Differenzverstärkers
233 Null sind, spricht das NOR-Glied 240 an und liefert eine hohe Spannung an einen Monovibrator 242, der dann
einen Ausgangsimpuls mit einer Dauer von 1 ,us liefert. Das Ausgangssignal
.des Monovibrators 242 ist der Ausgangsimpuls 28 auf der Leitung 30 des Detektors 20. Der Impuls 28 wird über die Leitung
32 (Fig. 1) durch die digitale Schleife, die den Entfernungszähler 52 und das Entfernungsregister 56 enthält und durch den
Abwärtszähler 58 zurück zum Torimpulsgenerator 76 geleitet, um die analoge Entfernungstorschaltung 16 zu steuern. Wenn der 1 ,us
lange Entfernungstorimpuls nicht mit dem Antwortsignal 26 über- e
einstimmt, wird die Diskrepanz durch die integrierenden Verstärker 231 und 232 festgestellt, die eine Verschiebung des Entfernungstorimpulses
bezüglich des Video- oder Antwortsignals bewirken. Wenn also die Mitte des dem Eingang des Detektors zugeführten
Antwortsignals 26 vom Detektor 20 festgestellt worden ist, liefert dieser an seinem Ausgang einen Impuls 28, dessen
Vorderflanke 0,5 ,us nach der Mitte des Antwortsignals 26 auftritt.
Die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung beträgt ja IyUS, so daß ihre Mitte einer Laufzeit von einer halben Mikrosekunde
entspricht. Daher ist die Vorderflanke des Ausgangsimpulses 28 um 0,5/US bezüglich der Mittellinie 28 oder dem Flächenschwerpunkt
des dem Eingang zugeführten Videoimpulses oder Antwortsignales 26 verzögert.
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Claims (12)
1) Digitale Signalverfolgungseinrichtung zum Verfolgen von
Antwortsignalen, die eine entfernte Station als Antwort auf Abfragesignale vorgegebener Wiederholungsfrequenz sendet, gekennzeichnet durch eine Entfernungstorschaltung
(16) zum Empfang der Antwortsignale (26); einen mit deren Ausgang
gekoppelten Detektor (20) zur Umwandlung der Antwortsignale in digitale Impulse (28), eine Zählvorrichtung (52 usw.) zum
Bestimmen des Zeitintervalles zwischen den Abfragesignalen und den Antwortsignalen und eine durch ein das Zeitintervall angebendes
Signal von der Zählvorrichtung gesteuerte Anordnung (56,58, 60,102,174) zum Bestimmen des Abstandes der entfernten Station.
2) Signalverfolgungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch eine von der Zählvorrichtung (52...) gesteuerte Anordnung (100,172) zum Bestimmen der Änderung der Entfernung der entfernten
Station.
3) Signalverfolgungseinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet
durch eine von der die Entfernung und die Entfernungsänderung bestimmenden Anordnung gesteuerte Vorrichtung (184) zum Extrapolieren
der Zeitspanne bis zum Zusammenstoß mit der entfernten Station.
4) Signalverfolgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Detektor (20, Fig. 4) einen digitalen Impuls liefert, dessen Vorderflanke wenigstens annähernd mit der
Mitte (228) des Antwortsignales (26) zusammenfällt und eine analog arbeitende Verzögerungsleitung (222) mit einer Anzahl von
Anzapfungen (224) sowie eine Anordnung (231-240) zum Summieren und Vergleich der Signale an zwei gleichen Gruppen von Abzapfungen
zur Bestimmung der Mitte des Antwortsignals enthält.
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5) SignalVerfolgungseinrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet
durch eine vom Ausgangssignal der analogen Verzögerungsleitung ^222) gesteuerte Einrichtung (243) zum Erzeugen eines Impulses
(28), dessen Vorderflanke mit der Mitte (228) des Antwortsignals (26) übereinstimmt.
6) Signalverfolgungseinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Register (52) zum Speichern des Zeitzählwertes von
einer früheren Zählung; eine Einrichtung (56) zum .Vergleichen
dieses Zeitzählwertes mit dem registrierten Zeitzählwert; eine Anordnung (256) zur Änderung des Wertes des registrierten Zählwertes
entsprechend Änderungen des Zählwertes des Zählers, und eine Anordnung (54) zur Begrenzung der Änderung des Registers
auf ein vorgegebenes Zeitintervall.
7) Signalverfolgungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wiederholungsfrequenz der Abfragesignale 1000 Impulse pro Sekunde beträgt.
8) Signalverfolgungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet
, daß die Zählvorrichtung einen mit dem Register (52) gekoppelten Abwärtszähler (58) , eine Anordnung zur Übertragung
des Zählwertes des Registers (52) in den Abwärtszähler (58); einen Detektor (60), der feststellt, wenn der Abwärtszähler den
Wert Null erreicht, und eine Taktanordnung (78) zur Steuerung der Rate des AbwärtsZählers enthält.
9) Signalverfolgungseinrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Torimpulsgenerator (7 6) , der unter Steuerung durch
den Null-Detektor (60) die Entfernungstorschaltung (16) auftastet.
10) Signalverfolgungseinrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (78) zum Bestimmen des Zeitintervalles
zwischen dem Antwortimpuls und dem Entfernungstorimpuls, eine
auf das Zeitintervall entsprechende Einrichtung (76) zur Erzeugung eines Verzögerungsimpulses (92) , dessen Dauer größer ist
als die Differenz und eine Anordnung (38), die auf den Verzöge-
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rungsimpuls (92) anspricht und das Inkrement der letzten zählenden
Zahl der errechneten Entfernungsänderung erhöht.
11) Signalverfolgungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß mit jeder der beiden Gruppen von Anzapfungen (224) eine Schwellwertanordnung (234-244, R_) gekoppelt ist,
die alle Signale sperrt, die unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegen.
12) Signalverfolgungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Register (56) darauf beschränkt ist,
eine Änderung der Zeitzählung auf +1°° ns zu bewirken, wobei
100 ns gleich 1/120 nautische Meilen der Entfernung zu der entfernten Station sind.
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