DE2621339A1

DE2621339A1 - Abtastumsetzer zur umsetzung von daten im polarkoordinatensystem in daten im kartesischen koordinatensystem

Info

Publication number: DE2621339A1
Application number: DE19762621339
Authority: DE
Inventors: Leonard Joseph Cikotte; Robert Leland Nevin; John Joseph O'leary
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1975-05-15
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1976-12-02
Also published as: DE2621339C2; US4002827A; GB1539398A; IT1061506B

Description

GENERAL ELECTRIC COMPANY, Schenectady, N.Y. VStA

Abtastumsetzer zur Umsetzung von Daten im Polarkoordinatensystem in Daten im kartesischen Koordinatensystem

Die Erfindung betrifft einen Abtastumsetzer für die Umsetzung von im Impulsbetrieb erzeugten Radardaten, die durch Abtastung im Polarkoordinatensystem empfangen und in Daten in kartesisches XY-Koordinatensystem umgesetzt werden.

Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einer verbesserten Radarsignaldarstellung und bezieht sich dabei vor allem auf einen neuen und verbesserten Radarsignalumsetzer, um langsam abgetastete Radardaten oder Informationen in einem Polarkoordinatensystem in ein kartesisches Koordinatensystem zu übersetzen oder umzusetzen, so daß dadurch Radardaten oder -informationen auf einer FernsehdarStellungsvorrichtung sichtbar gemacht werden können.

Es bestand seit langem ein Bedürfnis, Daten, die unter Verwendung von Radar aufgenommen worden sind, in einem Rundsichtgerät (PPI-Sichtgerät) verbessert darzustellen. Die bekannten direkten Darstellungen, die in Radar systemen mit Rundsichtgeräten, und zwar gewöhnlich in Flugzeugen verwendet wurden, wiesen

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jedoch störende Windschutzscheiben effekte und auch eine zu geringe Helligkeit auf.

Man hat bereits versucht, die Darstellung von Äbschnittabtastradarrundsichtsignalen zu verbessern und dazu wurden die Signale oder Daten zunächst mit einer bekannten Radardarstellungsvorrichtung dargestellt, um eine sichtbare Darstellung zu erreichen, und es wurde dann diese Darstellung mit Hilfe einer Fernsehkamera abgelesen und auf einer bekannten Fernsehdarstellungseinrichtung wiedergegeben, so daß man eine geschlossene Fernsehanordnung erhielt.

Ein anderer bekannter Versuch, die Darstellung eines Abschnittabtastradarrundsichtkanals zu verbessern oder zu verstärken bestand darin, daß man eine Abtastumsetzerröhre mit einem Elektronenstrahl verwendete, um die Darstellung des Radarrundsichtkanals auf einer geeigneten Speicherfläche, wie sie gut bekannt ist, in einem Polarkoordinatensystem zu speichern, wobei dann dieses im Polarkoordinatensystem gespeicherte Signal von der Speicherfläche in einem kartesischen Koordinatensystem mit Hilfe eines Elektronenstrahls abgelesen wurde, der die gespeicherte Darstellung des Rundsichtsignals abtastet.

Die beiden obigen Versuche zur Verbesserung der Radarsignaldarstellungen durch Umsetzung der ursprünglich aufgenommenen Radarsignalen in ein kartesisches System bringen jedoch grundsätzliche Schwierigkeiten mit sich. Ein grundsätzliches Problem ist durch die Zeitkonstanten der Bauelemente gegeben, wie z.B. des Phosphors, das beim Umsetzvorgang vom Polarkoordinatensystem ein ein kartesisches Koordinatensystem verwendet wird. Ein anderes grundsätzliches Problem ergibt sich dadurch, daß keine hohe Auflösung möglich ist, die für eine optimale Inforamtionsdarstellung wesentlich ist.

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Eine andere bekannte Anordnung weist Vorrichtungen auf, durch die die aufgenommenen Radardaten digitalisiert werden und sie enthält ferner einen digitalen Speicher mit wahlweisem Zugriff zur Speicherung der Daten mit einem kartesischen System. Die digitalisierten Radardatenabtastwerte werden durch trigonometrische Funktionsvorrichtungen in den Speicher eingegeben, wobei diese Vorrichtungen Speicheradressen als Funktion des Sinus und des Kosinus des Radarantennenabtastwinkele bilden. Die sinusbezogenen Adressen bestimmen die X-Achsen-Adressen der abgetasteten Radardaten im kartesischen Koordinatensystem und die kosinusbezogenen Adressen bestimmen die X-Achsen-Adressen.

Die Schwierigkeiten mit dieser bekannten Anordnung bestehen darin, daß die abgetasteten Radardaten mit einer konstanten Frequenz digitalisiert werden und in den Speicher eingegeben werden. Aus Gründen, die weiter unten noch im Zusammenhang mit den Fig. 8 und 9 erläutert werden, führt dies zu beträchtlichen Verzerrungen im Bild, wenn man eine kartesische Ausgangsdarstellung wählt und es wird deshalb die Qualität der Information, die für eine Flugzeugbesatzung oder eine Radarüberwachungsperson zur Verfügung steht, stark vermindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Darstellung für Abschnittabtastradarsignale vorzusehen, wobei die Helligkeit und die Klarheit der Darstellung im wesentlichen ungeändert sein soll.

Gemäß der Erfindung soll ferner eine verbesserte Darstellung für Abschnittabtastradarsignale vorgesehen werden, wobei die Auflösung der Darstellung vergrößert ist und eine minimale Verzerrung auftritt.

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Gemäß der Erfindung soll darüber hinaus ein neues und verbessertes Verfahren geschaffen werden sowie eine Vorrichtung um eine im Polarkoordinatensystem dargestellte Sektorabtastradardarstellung in ein kartesisches Koordinatensystem umzuformen, damit das Radar signal mit Hilfe einer bekannten FernsehdarStellungsvorrichtung wiedergegeben werden kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung besteht also im wesentlichen in einer geeigneten Korrelation der Taktierung, wobei eine Information, die vom Ausgang eines Radarempfängers in einem ersten System aufgenommen, in einen Hauptspeicher eingeschrieben wird, und wobei die Information von dem Hauptspeicher in einem zweiten System ausgelesen wird. Insbesondere sind Vorrichtungen vorgesehen, um die Radardaten abzutasten und um sie in dem Hauptspeicher unter Steuerung des Abtasttaktgebers einzuspeichern, der mit einer Folgefrequenz angesteuert wird, die eine Funktion des Abtastwinkels ist. Dadurch wird eine minimale Verzerrung bei der Darstellung der umgesetzten Radardaten erreicht.

Gemäß der Erfindung wird also ein langsames Radarabtastssignal, das sich im Polarkoordinatensystem befindet, in ein Radarsignal im kartesischen Koordinatensystem umgesetzt, damit die Radarsignale auf einer Fernsehwiedergabevorrichtung wiedergegeben werden können. Das in analoger Form vorliegende Signal wird in ein digitales Signal umgesetzt, in einen Speicher eingegeben, damit ein Auslesen der Daten in einem kartesischen Koordinatensystem erfolgen kann und es wird dann eine Umwandlung von dem digitalen in ein Analogsignal vorgenommen, das dann der Fernsehdarstellungsvorrichtung zugeführt werden kann.

Andere Merkmale und Ziele der Erfindung werden dann erkennbar,

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wenn man die Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen liest.

Gemäß der Erfindung wird eine übliche Fernsehdarstellungsanordnung für eine Radarrundsichtvorrichtung vorgesehen. Es ist bekannt, daß bei einer Radarrundsichtvorrichtung Sektorabtastverfahren verwendet werden, die sowohl den Entfernungswert als auch den Azimuthwert berücksichtigen. Die Darstellung bei einer Radarrundsichtvorrichtung wurde bisher mit Hilfe einer Darstellungsvorrichtung ausgeführt, die Phosphor mit langer Zeitkonstante aufweist, welches durch die Verwendung des neuen und verbesserten Abtastumsetzers, der im folgenden beschrieben ist, durch eine bekannte Fernsehdarstellungsvorrichtung ersetzt wird, die Phosphor mit einer kürzeren Zeitkonstante, jedoch mit einer größeren Wiederholgeschwindigkeit aufweist.

Gewöhnlich wurde bei einer Radarrundsichtvorrichtung eine Abtastung im bekannten Polarkoordinatensystem vorgenommen. Wenn jedoch eine Fernsehdarstellungsvorrichtung verwendet wird, die normalerweise im kartesischen Koordinatensystem abgetastet wird, dann ist es notwendig, das Polarkoordinatensignal für die Rundsichtvorrichtung in ein äquivalentes Signal umzusetzen, das es einer Fernsehdarstellungsvorrichtung mit kartesischen Koordinaten, und zwar insbesondere einer bekannten Vorrichtung mit 525 Zeilen und 30 Bildern zugeführt werden kann.

Die Umsetzung des Signals für die Rundsichtvorrichtung in ein im kartesischen Koordinatensystem dargestelltes Signal wird mit Hilfe eines Umsetzers ausgeführt, indem das Ausgangssignal des Radarempfängers von analoger Form in digitale Form umgesetzt wird, wobei das digitale Signal entsprechend dem Entfernungswert und dem Azimuthwert quantisiert ist. Das quantisierte digitale Signal wird dann in einen Eingangspufferspeicher eingelesen und dort zeitweise gespeichert und es wird dann von dort in einen Hauptspeicher eingelesen und dort gespeichert und

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zwar in einem System oder Format, das einer bestimmten Matrix entspricht, die durch die Ferasehdar Stellungsvorrichtung gegeben ist. Das Auslesen aus dem Hauptspeicher erfolgt über einen Ausgangspufferspeicher, der die in dem Hauptspeicher gespeicherten Daten in paralleler Form aufnimmt und die Daten der Reihe nach, wie es den Abtastparametern einer Femsehdarstellungsvorrichtung entspricht, an einen Ausgangs-Digital/Analog-Signalumsetzer abgibt. Das Analogsignal, das am Analogsignalausgang des Umsetzers erscheint, wird dann mit Hilfe einer geeigneten Schaltung der Femsehdarstellungsvorrichtung zugeführt, die eine bekannte Katodenstrahlröhre aufweisen kann, wie sie in auf dem Markt befindlichen Schwarz-weiß-Fernsehempfängern verwendet wird.

Es ist ferner erforderlich, Hilfsfunktionen für die Signalumsetzung, wie weiter oben beschrieben worden ist, vorzusehen, und diese Hilfsfunktionen werden durch zusätzliche Schaltungen erreicht, wie einen Eingangstakt- und -adressenzähler, einen Ausgangstakt- und -Synchronisiergenerator, eine Speichersteuereinheit, eine arithmetische Zentraleinheit, einen Synchron/ Digital-Umsetzer für Antennenwinkelinformationen, eine Abschnittaustastschaltung und einen Peilzeigergenerator. All diese erwähnten Schaltungen werden im folgenden noch in Einzelheiten beschrieben.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigenί

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung nach der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Abtastumsetzers gemäß der Erfindung, das mehr Einzelheiten enthält;

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Pig. 3 ein Blockschaltbild eines Teils des Hauptspeichers und des Ausgangpufferspeichers nach Fig. 2, wie sie bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden;

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Kosinus-Taktgebers, der bei der erfindungsgemäßen Anordnung verwendet werden kann;

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Zählers, der dazu verwendet werden kann, Adressen für Daten zu bilden, die in dem Hauptspeicher nach Fig. 1 gespeichert werden sollen;

Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Eingangspufferspeichers, der dazu verwendet wird, Daten in den Hauptspeicher nach Fig. 1 zu speisen;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Bereichsintegriergliedes und eines Azimuthintegriergliedes, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind;

Fig. 8 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der räumlichen Lage der Radardatenabtastwerte (Punkte), die in einem Polarkoordinatensystem aufgenommen worden sind, und ihre relative Lage in einer kartesischen Ausgangsdarstellung (einem gradlinigen Netz) einer bekannten Anordnung wiedergibt und

Fig. 9 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen den im Polarkoordinatensystem vorliegenden Radardatenabtastwerten und ihren entsprechenden kartesischen Koordinatenwerten gemäß der Erfindung darstellt.

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Wie bereits erwähnt, verwendet eine bekannte Anordnung Signale, die den Kosinus θ und den Sinus θ darstellen, um Y- und X-Adressen zu bilden, um damit die Radardaten in einen, mit kartesischen Koordinaten arbeitenden Speicher einzugeben. Diese Anordnung digitalisiert die Radardaten und bildet Adressen mit einer konstanten Frequenz. Andererseits steuert die Anordnung gemäß der Erfindung den Analog-Digital-Umsetzer und die Adressenzähler mit einem Taktsignal, dessen Folgefrequenz eine Funktion des Antennenwinkels ist. Dadurch ist eine viel genauere Umsetzung von Polarkoordinaten in kartesische Koordinaten im Vergleich zu der bekannten Anordnung möglich, bei der mit einer konstanten Frequenz abgetastet wird.

Der Grund dafür ist ohne weiteres erkennbar, wenn man untersucht, in welcher Weise die bekannte Anordnung und die Anordnung gemäß der Erfindung kartesische Adressen zu im Polarkoordinatensystem erzeugten Radardatenabtastwerten zuordnen. Die Diagramme nach den Fig. 8 und 9 geben eine grafische Darstellung der Prinzipien wieder. In den Diagrammen ist ein kartesisches Netz über einer Polarkoordinatendarstellung über einem Radarabtastabschnitt von 90° dargestellt. Die Abtastung erfolgt von links nach rechts in Richtung des Pfeils. Das kartesische Netz gibt einen Teil der Speicherplätze in dem Hauptspeicher wieder und in Fig. 8 sind die Plätze durch die Bezeichnungen A1 bis F14 wiedergegeben. Jeder radiale "Strahl" des polaren Netzes gibt die Radarrückkehrdaten für einen Radar« impuls wieder.

Das Diagramm nach Fig. 8 geht auf die bekannte Anordnung zurück, Die Verwendung eines Abtasttakts mit konstanter Frequenz führt zu Radarrückkehrdaten, die mit konstanten Zwischenseiten für den gesamten Abtastabschnitt digitalisiert sind. Beispielsweise stellt jeder Punkt auf dem am meisten links liegenden Strahl

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einen digitalisierten Radarabtastwert dar. Die Abtastwerte werden der Reihe nach gebildet, wobei der, dem Scheitelwert am nächsten liegende Abtastwert zu allererst gebildet wird. Bei konstanter Frequenzabtastung werden alle Abtastwerte eines Abtastabschnitts längs konzentrischer Abtastlinien SL1 aufgenommen, die sich über den Abtastabschnitt erstrecken« Jeder Schnittpunkt zwischen einer Abtastlinie und einem Radialstrahl stellt einen Abtastpunkt dar.

In Fig. 8 sind in dem kartesischen Netz weitere Punkte dargestellt, die die Polarkoordinatenstelle Jedes Datenabtastwertes wiedergeben, der in dem Hauptspeicher gespeichert ist. Das "Viereck", in das der Punkt fällt, gibt den Speicherplatz wieder, in den der Radarabtastwert eingegeben wird. Man kann erkennen, daß mehr als ein Abtastpunkt in ein bestimmtes Viereck fällt, jedoch wird nur ein Punkt an dem letzten Abtastpunkt wiedergegeben, der in dem Speicherplatz erscheint, da dieser Abtastwert das Bild bestimmt, das in diesem bestimmten Viereck bei der kartesischen Darstellung wiedergegeben wird.

In Fig. 9 ist das Diagramm dargestellt, was durch die Anordnung gemäß der Erfindung entsteht. Wie man erkennt, sind die Abtastlinien SL2 und SL3 nicht mehr konzentrische Bögen,wie bei der bekannten Anordnung,sondern gerade Linien, die parallel zueinander über den Abtastabschnitt verlaufen. Die Abtastlinien sind so angeordnet, weil die Frequenz des Abtasttaktes eine Funktion des Antennenwinkels (Θ) ist. Wie weiter unten beschrieben ist, ist dann, wenn θ geringer ist als + oder -45° die Abtastgeschwindigkeit proportional Kosinus 0. Wenn θ größer als + oder - 45° ist, dann ist die Abtastgeschwindigkeit proportional sinus θ (siehe Seite 26,Z.11 bis S.27, 2.2). Damit sind die auf den Kosinus bezogenen Abtastlinien SL horizontal und die auf den sinusbezogenen Abtastlinien SL 3 vertikal, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Wie man aus der Anordnung der Punkte

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in den katesischen Gitterlinien der beiden Diagramme erkennt, ist das Punktmuster bei der Anordnung nach der Erfindung (Fig. 9) viel einheitlicher und überschaubarer, weil gerade Abtastlinien verwendet werden. Jeder Punkt in dem Teil des dargestellten Speichers tritt an dessen rechterSeite auf und ist vertikal in der Mitte seiner Speicherbinärzahl (seines Gittervierecks) im folgenden nur noch "Binärzahl¹¹ genannt, während bei den bekannten Anordnungen die Punkte an verschiedenen Stellen ihres entsprechenden Gittervierecks auftreten. In einigen Bereichen der bekannten Abschnittabtastvorrichtung sind die Punkte zusammengebündelt (siehe die Vierecke ü4 und A4 in Fig. 8). Das heißt, daß sich aus dem Umsetzvorgang eine beträchtliche Verzerrung ergibt. Beispielsweise werden die Radardaten, die an den Stellen B4 und A4 gespeichert werden, in der kartesischen Ausgangsdarstellung so dargestellt, als ob sie in vertikaler Ausrichtung ohne seitliche Verschiebung dargestellt ist. Bezüglich ihrer wirklichen Lage im Raum (wie sie durch die Abtastpunkte des Polargitters dargestellt ist) zeigen die wirklichen Datenpunkte einer beträchtlichen seitlichen Verschiebung, wobei jedoch nur eine geringe vertikale Verschiebung vorhanden ist. Diese Art der Verzerrung ist jedoch sehr unerwünscht und bei bestimmten militärischen Anwendungen, beispielsweise bei der Steuerung von Waffen, bei der der Ort eines Ziels, der auf einer im kartesischen System vorliegenden Ausgangsdarstellung dargestellt wird, zum Zielen eines Gewehrs oder einer Rakete verwendet wird, unzulässig. Wie man aus Figr für die vorliegende Anordnung erkennt, sind die Radarsignalabtastwerte (Punkte) bei einem kartesischen Gitter sehr viel einheitlicher verteilt. Damit ist die Lage der Daten, wie sie bei einer kartesischen Ausgangsdarstellung wiedergegeben ist, viel geeigneter, die wirkliche Lage der Daten im Raum darzustellen. Ferner ist es viel leichter, eine Kompensation bei der Anordnung gemäß der Erfindung dadurch vorzusehen, daß man den

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Scheitelpunkt der Ausgangsdarstellung um einen geringen Betrag längs der X-Achse verschiebt, so daß die Punkte sehr dicht in die Mitte der entsprechenden Vierecke des kartesischen Gitters fallen. Es können verschiedene Datenintegrationsarten verwendet werden, um die Datendarstellung in diese Anordnung wirksamer zu verstärken, indem ein größere Einheitlichkeit im grundsätzlichen Umsetzvorgang vorgesehen wird.

Es lassen· sich zwar einige Verbesserungen der bekannten Anordnungen dadurch erreichen, daß man die Abtastgeschwindigkeit erhöht (so daß die Abtastlinien dichter beieinander liegen), jedoch erhält man dadurch noch nicht die gleiche Genauigkeit und Einheitlichkeit, die sich mit der hierin beschriebenen Anordnung erreichen läßt. Durch Erhöhung der Datenabtastgeschwindigkeit bei den bekannten Anordnungen werden die Punkte (gemäß Fig. 8) dann alle in den oberen rechten Ecken der entsprechenden Gittervierecke während der ersten Hälfte des Abtastabschnitts auftauchen und während der zweiten Hälfte der Abtastung werden sie in den rechten unteren Ecken ihrer entsprechenden Vierecke auftauchen. Zwar ist dadurch die Verzerrung einheitlicher, jedoch ist es sehr schwierig, diese Verzerrung zu kompensieren, da sie die Einführung eines Kompensationsfaktors längs beider Achsen erforderlich macht und ferner ein Umschalten der Kompensationsfaktoren, wenn die Abtastung halb vorgenommen worden ist. Dies führt zu einer viel komplizierteren Anordnung als die Anordnung gemäß der Erfindung, die, wie schon weiter oben beschrieben worden ist, nur einen einfachen einachsigen Umsetzfaktor erfordert, der über den ganzen Abtastabschnitt einheitlich ist.

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In Fig. 1 ist ein einfaches Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Prinzips dargestellt und sie zeigt einen Radarempfänger 10, der ein im Polarkoordinatensystem dargestelltes Videoausgangssignal 15 an einen Abtastumsetzer 12 abgibt, der das im Polarkoordinatensystem dargestellte Videoausgangssignal 15 in ein im kartesischen Koordinatensystem dargestelltes Videoausgangssignal 39 umsetzt. Das Videoausgangssignal des Abtastumsetzers 12 wird einer bekannten Fernsehdarstellungsvorrichtung 14 zugeführt, die beispielsweise eine Katodenstrahlröhre aufweisen kann, wie sie für Schwarz-Weiß-Fernsehempfänger verwendet wird. Das Videoausgangssignal 15 kann auch wahlweise einer Darstellungsvorrichtung mit Polarkoordinaten (PCD) zugeführt werden.

Der Radarempfänger und seine Abtastantenne, die der Einfachheit halber nicht dargestellt ist, geben auch weitere Signale an den Abtastumsetzer 12 ab, um die verschiedenen zeitlich gesteuerten Arbeitsvorgänge des Abtastumsetzers zu koordinieren. Die weiteren Signale, auf die im folgenden Bezug genommen wird, lassen sich mit Hilfe von bekannten Schaltungen erhalten.

Gemäß Fig. 2, in der weitere Einzelheiten dargestellt sind, wird durch einen Analog/Digital-Umsetzer 16 die Radarvideoeingangsleitung 15 mit einer Geschwindigkeit abgetastet, die durch einen Abtasttaktgeber bestimmt ist. Da die Darstellung auf der Fernsehdarstellungsvorrichtung dadurch erfolgt, daß 512 Punkte pro Linie auf der Y-Achse vorgesehen werden und daß ein Datenpunkt für jeden Schritt in der Y-Richtung vorgesehen wird, soll sich die Frequenz,mit der die Abtastung erfolgt, mit dem Kosinus des Antennenwinkels oder dem Kosinus θ ändern. Der Antennenwinkel, der auf einer Leitung 17 als Synchronisationssignal zugeführt wird, wird mit Hilfe eines Synchron/Digital-Umsetzers 26 umgesetzt, dessen Ausgang einer arithmetischen Zentraleinheit zugeführt wird.

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Da die hier beschriebene Anordnung anhand von Rundsichtradarsignalen (PPI-RadarSignalen) beschrieben wird, die im Polarkoordinatensystem dargestellt sind, wobei dieses Signalkoordinatensystem in ein kartesisches Koordinatensystem umgesetzt werden soll, kann die räumliche Quantelung bei der Umsetzung schädliche Wirkungen für die Darstellung im kartesischen Koordinatensystem hervorrufen, wenn nicht entsprechende Korrekturen vorgesehen werden. Die in Digitalwerten vorliegende Information des Analog/Digital-Umsetzers 16 wird zunächst einem Bereichsintegrierglied 18 zugeführt, der die während jedes Speicherzyklus abgetasteten Werte mittelt, wobei die Mittel der abgetasteten Werte und auch die entsprechenden Speicherintervalle einer entsprechenden Einheit der binären Information (bin) zugeordnet wird, und sie werden dann einem Azimuthintegrierglied 20 zugeführt, das eine Vorrichtung zur Glättung der Daten aufweist, die eine gute Skalen-"Darstellung" der zuletztgenannten Daten, die der FernsehdarStellungsvorrichtung zugeführt werden, wiedergibt. Das Ausgangssignal des Azimuthintegrierglieds wird einem Eingangspufferspeicher 22 zugeführt, der die Daten zur Speicherung an geeigneten Stellen in einem Hauptspeicher 32 aufbereitet.

Der Eingangspufferspeicher 22 enthält funktionsmäßig zwei aufeinanderfolgende Speicher, von denen jeder eine Kapazität von 512 Wörtern von 14 Bit aufweist. Der Eingangspufferspeicher 22 kann somit wahlweise 512 Wörter der Radardaten in digitaler Form während einer Radarabtastung aufnehmen. Der Eingangspufferspeicher 22 kann auch Daten des Azimuthintegrierglieds 20 aufnehmen, da der abwechselnd folgende Speicherteil des Eingangspufferspeichers 22 Daten an geeignete Adressen des Hauptspeichers 32 abgibt.

Der Hauptspeicher 32 ist ein Speicher mit wahlweisem Zugriff beim Einlesen und er weist vorzugsweise ein zerstörungsfreies Auslesen auf. Der Hauptspeicher 32 weist eine Kapazität auf,

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so daß er Information speichern kann, die einer Matrix mit 512 Zeilen entspricht, von denen jede 512 Punkte aufweist. Der Speicher ist so ausgebildet, daß die Adresse jedes Punktes in dem Speicher der Lage des Punktes entspricht, die er in der Fernsehdarstellungsvorrichtung einnimmt. Zusätzlich ist es erforderlich, daß für jeden Punkt der Matrix der Speicher eine Amplitudenzahl aus 4 Bits speichern muß.

Damit der Hauptspeicher 32 die an ihn gestellten Anforderungen erfüllen kann, enthält er 1024 integrierte Speicherschaltungen, von denen jede 1024 Wörter von einem Bit enthält. Jedem Punkt der Speichermatrix ist eine X-Adresse und eine Y-Adresse zugeordnet. Jede X-Adresse wird durch 9 Bits dargestellt und jede Y-Adresse ist auch durch 9 Bits dargestellt, so daß insgesamt 18 Bits erforderlich sind, von denen 8 dazu verwendet werden, einen Satz von 4 integrierten Speicherschaltungen auszuwählen und 10 Bits dazu verwendet werden, eine Stelle in den integrierten Schaltungen auszuwählen.

Die Auswahl der Speicherstellen ist so organisiert, daß während eines einzigen Speicherzyklus ein Punkt, eine Spalte von 4 Punkten oder eine Zeile von 4 Punkten geschrieben werden kann und daß während eines Speicherzyklus ebenso eine Zeile von 64 Punkten, die einem Achtel einer Zeile der Fernsehdarstellungsvorrichtung entspricht, gelesen werden kann.

Die Information des Hauptspeichers 32 wird in einem Ausgangspufferspeicher 34 eingelesen, der zwei Ebenen zur Datenzwischenspeicherung aufweist, von denen jede 64 Wörter mit 4 Bits hält oder speichert. Die erste Ebene des Ausgangspufferspeichers 34 nimmt Daten parallel von dem Hauptspeicher 32 auf und überträgt diese Daten parallel in die zweite Ebene des Ausgangspufferspeichers 34, von der sie in Reihe an einen Ausgangs-Digital/Analog-Umsetzer 38 weitergegeben werden.

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Die digitale Information, die dem Eingang des Ausgangs-Digital/ Analog-Umsetzers 38 zugeführt wird, erscheint als ein analoges Ausgangssignal an einer Ausgangsleitung 39, das in geeigneter Weise der Signalsteuerelektrode der Fernsehdarstellungsvorrichtung zugeführt wird, die der Einfachheit halber nicht dargestellt ist.

Zur geeigneten Taktsteuerung der Radardaten, die von dem Radarempfänger für eine Fernsehdarstellungsvorrichtung aufbereitet werden sollen, werden Hilfsfunktionen vorgesehen, die teilweise durch Verwendung der arithmetischen Zentraleinheit 28 erreicht werden, die eine Mikro-Zentraleinheit bekannter Art ist, und die ein Programm aufweist, das den Anforderungen der Anordnung genügt und in seinem Auslesespeicher gespeichert ist. Die arithmetische Zentraleinheit 28 erhält über eine Leitung 27 ein Befehlsignal für die Stellung des Peilzeigers und bildet digitale Informationssignale, die den Kosinus θ und den Tangens Θ, den Scheitel der Koordinaten XO, YO, die Koordinaten Xc, Yc des Peilzeigers und die Steigungen von Unterbrechungen von freien Bereichen außerhalb des Radarsignalabschnitts, ebenso wie die Endpunkte der Daten, die für jede Zeile auf der Fernsehdarstellungsvorrichtung dargestellt werden sollen, entsprechen.

Zu einer geeigneten Taktsteuerung der Radardaten, die verarbeitet werden sollen,tragen ein Eingangstakt- und -adressenzähler 24, ein Synchron/Digital-Umsetzer 26, eine Speichersteuereinheit 30, ein Ausgangstakt- und-synchronisierungsgenerator 40, eine Abschnittaustastschaltung 42 und ein Peilzeigergenerator 44 bei.Der Synchron/Digital-Umsetzer 26 steht mit den Blöcken 24,28, 30, 42, 40, 44 über eine Zweiwegleitung 26a in zwei Richtungen in Verbindung.

Zur weiteren Koordination der Taktsteuerung erhält der Eingangstakt- und -adressenzähler 24 einen Vorsynchronisierungsimpuls

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über eine Leitung 19 (der 37 Mikrosekunden vor Übertragung des Synchronisierungsimpulses erzeugt wird) und einenNullsynchronisierungsimpuls über eine Leitung 21, wobei beide Impulse von dem Radarempfänger abgeleitet werden, ebenso wie digitale Daten, die den Kosinus und den Tangens der Antennenwinkellage θ darstellen, und er gibt geeignete Takt- und Adressendaten an den Analog/Digital-Umsetzer 16, das Bereichsintegrierglied 18,das Azimuthintegrierglied 20 und den Eingangspufferspeicher 22 entsprechend Signalen der arithmetischen Zentraleinheit 28 ab.

Der Hauptspeicher 32 spricht auf Signale der Speichersteuereinheit 30 an, indem er Daten in den Ausgangspufferspeicher 34 überführt. Die Speichersteuereinheit 30 koordiniert ferner die Taktfunktionen des Eingangspufferspeichers 22 und des Ausgangspufferspeichers 34 seitlich mit Signalen der arithmetischen Zentraleinheit 28 und des Ausgangstakt- und - synchronisiergenerators 40.

Der Ausgangstakt- und -synchronisiergenerator koordiniert die geeignete Taktierung von Signalen, die von dem Ausgangspufferspeicher 34 dem Ausgangs-Digital/Analog-Umsetzer 38 zugeführt werden, ebenso wie geeignete Taktierung für horizontale und vertikale Abtastsignale der FernsehdarStellungsvorrichtung. Der Ausgangstakt- und -Synchronisiergenerator 40 sieht ferner eine teilweise Steuerung des Peilzeigergenerators 44 vor. Eine Steuerung des Peilzeigergenerators 44 wird ferner in geeigneter Weise durch Signale der arithmetischen Zentraleinheit 28, die SpeicherSteuereinheit 30, den Eingangstakt- und -adressenzähler 24 und den Synchron-Digital-Umsetzer 26 erreicht.

Im folgenden werden nun die Schaltungsanordnungen beschrieben, die dazu verwendet werden können, eine Datenabtastumsetzung auszuführen.

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Der Hauptspeicher

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild des Hauptspeichers mit wahlweisem Zugriff (RAM) und zerstörungsfreiem Auslesen, wie er in der Technik gut bekannt ist. Der Einfachheit halber ist der Speicher, der als ein Megabitspeicher organisiert ist, so aufgebaut, daß er 16 entsprechende Schaltbretter A aufweist, von denen zwei im Blockschaltbild dargestellt sind. Jedes Schaltbrett ist im wesentlichen gleich aufgebaut und weist eine Gruppe von 64 integrierten Schaltplättchen 120 auf, die in einer Anordnung von 4 zu 4 zu 4 vorgesehen sind, wobei jedes integrierte Schaltungsplättchen 1024 Wörter aus einem Bit aus dem Speicher abgeben kann. Wenn man davon ausgeht, daß es sich bei der Anordnung um eine dreidimensionale Anordnung handelt, die eine X-, eine Y- und eine Z-Ebene aufweist, dann stellen die X- und Y-Dimensionen eine Adresse dar und jedes zugehörige Bit in der Z-Dimension ist repräsentativ für ein Bit einer Binärzahl mit 4 Bits, die die Amplitude der darin gespeicherten Daten darstellt. Jedes Speicherelement liefert einen Beitrag für die endgültige Darstellung auf der Fernsehdarstellungsvorrichtung, die eine 512-X-512-Anordnung ist, die 512 Punkte längs der X-Achse und 512 Linien in der Y-Richtung darstellt. Die Adressen der Hauptspeichermatrix sind zu der FernsehdarStellungsmatrix korreliert, so daß eine Binäreinheit in dem Speicher jedem Punkt entspricht, der auf der Fernsehdarstellungsvorrichtung erscheint.

Auf jedem Schaltbrett ist die Adresse eines besonderen Plättchens durch die Reihe und die Spalte,in der es sich befindet, bestimmt. Die Schaltbretter haben dann jeweils vier Reihen und vier Spalten, so daß sich eine Gesamtanordnung von 16 Schaltbrettern ergibt, die vier Reihen und 64 Spalten aufweisen.

Die Koordinaten jedes Punktes in dem Speicher bestehen aus einer 9-Bit-X-Adresse und einer 9-Bit-Y-Adresse. Von den

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18 Bits werden 8 Bits dazu verwendet, einen Satz von vier integrierten Schaltungsplättchen auf einem Schaltbrett auszuwählen und 10 Bits werden dazu verwendet, eine Stelle in dem integrierten Schaltungsplättchen auszuwählen. Die Auswahl beim Einschreiben in den Speicher wird so getroffen, daß es möglich ist, einen einzigen Punkt, eine Spalte von vier Punkten oder eine Reihe von vier Punkten während eines einzigen Speicherzyklus einzuschreiben.

Beim Einschreiben auf ein Schaltbrett wird die Adresse bestimmt, wenn das Spaltenauswahl signal CS über einen Multiplexer 31 zusammen mit einem Taktsignal T zugeführt wird, um ein Schreibsignal über Leitungen 35 entsprechenden Spalten zuzuführen, die mit 0 bis 3 bezeichnet sind, und wenn ein Demultiplexer 33 ein Plättchenansteuersignal abgibt, das auf ein Schreibsignal YV anspricht. Daten des Eingangspufferspeichers 22 (Fig. 2) werden über eine Leitung 23 geeigneten Blättchen gleichzeitig mit den Schreibadressensignalen YA zugeführt.

Das Spaltenauswahlsignal CS, das Schaltbrettauswahlsignal BS und das Reihenauswahlsignal RS, die dem Hauptspeicher zugeführt werden, werden aus den X- und Y-Adressen der Daten, die geschrieben v/erden sollen, gebildet. Dies wird durch die Speichersteuereinheit 30 in bekannter Weise durchgeführt.

Die Speichersteuereinheit 30 ist so ausgebildet, daß sie entweder eine Reihe von vier Punkten, oder eine Spalte von vier Punkten schreibt und zwar in den Radarbetriebsarten, während denen die Strahlen der Radarabtastung weiter voneinander beanstandet sind als die Punkte, in denen sie gespeichert werden. Durch das Schreiben in einer Reihe von vier wird der Spalt gefüllt und irgend ein Überschuß zu den vier Punkten, der über das hinausgeht, was erforderlich ist, um den Spalt zu füllen, wird in die nächste Abtastung übertragen.

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Ein Auslesen auf dem Speicher wird dadurch erreicht, daß eine bestimmte Reihe bei allen 16 Schaltbrettern angesteuert wird, und daß das Ausgangssignal der besonderen Information, die in der Reihe enthalten ist, einer ersten Ausgangspufferschaltung 50 parallel mit einem Puffertaktsignal BC zugeführt wird. Die Information, die in der ersten Ausgangspufferschaltung 50 gespeichert ist, wird parallel durch Steuerung eines Pufferansteuersignals BE in einen zweiten Ausgangspuffer 52 übertragen, aus dem sie der Reihe nach entsprechend einem Punktgeschwindigkeit stakt signal DR in bekannter Weise ausgelesen wird. Wenn die Information aus der zweiten Ausgangspufferschaltung 52 ausgelesen wird, dann wird gleichzeitig Information von dem Hauptspeicher 32 an die erste Ausgangspufferschaltung 50 übertragen. Nachdem die Reihenauslesung aus der zweiten Ausgangspufferschaltung 52 abgeschlossen worden ist, wird die Information, die in der ersten Ausgangspufferschaltung 50 gespeichert ist, wieder in die zweite Ausgangspufferschaltung 52 für eine Reihenauslesung (Signal SV) überführt. Die 16 vorgesehenen Schaltbretter ergeben ein Auslesesignal mit einer Länge von 1/8 oder 64 Punkten und es wird dadurch Zeit gespart und die Frequenz beim Auslesen aus dem Speicher vermindert gegenüber dem Fall, daß jeder Punkt nacheinander aus dem Hauptspeicher ausgelesen wird.

Kosinus-Taktgeber

Um Signale für die Adressen vorzusehen, durch die ein geeignetes Einlesen in den Speicher erfolgen soll, wird gemäß der Erfindung ein Kosinus-Taktgeber vorgesehen, von dem eine Ausführungsform in Fig. 4 dargestellt ist. Der Kosinustaktgeber weist einen Kristalloszillator 58 auf, der eine Eigenfrequenz von 41,443 MHz hat,und dieser Kristalloszillator erzeugt die Frequenzen, um den Abstand und die Darstellung, wie sie aufeinander bezogen sind, aufrecht zu erhalten. Die Kristall-

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frequenz wird mit Hilfe eines Teilers 122 durch vier geteilt und der Speichersteuereinheit über eine Leitung 123 zugeführt. Die Frequenz wird entsprechend mit Hilfe eines Teilers 124 durch 10 geteilt und der arithmetischen Zentraleinheit über eine Leitung 125 zugeführt. Die Daten der arithmetischen Zentraleinheit werden über eine Leitung 53 dem Eingang eines Kosinusregisters 54 zugeführt, die in Transistor-Transistor-Logik (TTL) aufgebaut ist, und das Ausgangssignal dieses Kosinus-Registers 54 wird einem Umsetzer 56 zugeführt, der die TTL-Logik in emittergekoppelte Logik (ECL) umsetzt. Der Umsetzer formt auch das Ausgangssignal des Kristalloszillators 58 zusammen mit einem O-Synchronisierungs-Steuersignal ZS und einem Kosinus-Takt-Stopp signal CCS um. Es sei auf die Steuereinheiten (oder Kombinationseinheiten) ZS/CCS und 58/74 hingewiesen. Die Signale des Umsetzers 56 werden einer Addierschaltung 60 zugeführt und von der Addierschaltung 60 an einen Akkumulator 62 weitergegeben. Das Ausgangssignal des Akkumulators 62 wird einem Umsetzer 64 zugeführt, um die ECL-Logik in TTL-Logik umzusetzen, so daß das bedeutendste Bit zu einer 1 mit einer Geschwindigkeit von 1/4 der Kristalltaktsteuerzeiten des Kosinus θ zurückkehrt. Das Ausgangssignal des Umsetzers 64, das durch den Kristalloszillator 58 gesteuert wird (es sei noch einmal auf die Steuereinheiten (oder Kombinationseinheiten) ZS/CCS und 58/74 verwiesen) kann wahlweise einem Bereichsskalenteiler zugeführt werden, dessen Ausgangssignal als Abtasttaktsignal SC dem Analog/Digital-Umsetzer 16 und einem zweiten Teiler zugeführt wird, von dem es als binäres Taktsignal BCLK den Integriereinrichtungen und dem Pufferspeicher zugeführt wird, um die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der Abtastwerte gespeichert oder in den Eingangspufferspeicher 22 eingegeben werden.

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XY-Zähler

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform eines XY-Zählers dargestellt, der bei der erfindungsgemäßen Anordnung verwendet werden kann. Die Signale einer Datensammelleitung 69 werden gleichzeitig einem Y-Register 70, einem X-Register 72 und einem Tangensregister 74 zugeführt. Das Ausgangssignal des Y-Registers wird einem Y-Zähler 76 zugeführt. Das Ausgangssignal des X-Registers 72 wird einem X-Zähler 78 zugeführt. Durch das Tangensregister · 74 wird eine Addierschaltung 80 gespeist und durch die Addierschaltung 80 wird ein Akkumulator 82 gespeist. Am Ausgang des Akkumulators 82 wird ein Signal abgegeben, das proportional dem Tangens multipliziert mit dem Kosinus oder dem Sinus ist und dieses Signal wird dem X-Zähler 78 zugeführt. Beide Zähler 76 und 78 werden durch das binäre Taktsignal BCLK gespeist. Der Y-Zähler 76 und der X-Zähler zeigen die Position der laufenden Radardaten während des Radarabtastvorgangs zu irgendeiner Zeit an. Das Ausgangssignal des Y-Zählers wird einem Y-Register 84 und das Ausgangssignal des X-Zählers 78 wird einem X-Register 86 zugeführt. Die Ausgangssignale der Zähler 76 und 78 werden auch einer logischen Einschreibtorschaltung 88 zugeführt. Das Ausgangssignal der logischen Einschreibtorschaltung 88 ist ein Schreibsteuersignal auf einer Leitung 89 für den Eingangspufferspeicher und ein Kosinus-Taktstoppsignal CCS für den Kosinus-Taktgeber nach Fig. 4.

Eingangspufferspeicher

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform eines Eingangspufferspeichers oder einer "Reihe"(in gewundener Form) 22, die zwei Schieberegister 90 und 92 aufweist. Eine Speisung der Schieberegister 90 und 92 mit Eingangssignalen der Azimuthintegrierschaltung auf einer Leitung 20· wird über ein Eingangsparallelregister 93 und zugehörige Adressentaktsignale BCLK,Binärtaktsignale geteilt durch zwei und Schreibansteuersignale auf einer Leitung

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89 erreicht. Dem Eingangsparallelregister 93 v/erden Adressen über ein Parallelregister 193 zugeführt. Die Verwendung der beiden Schieberegister 90 und 92 ermöglicht es, daß eines dieser Schieberegister mit der Information eines Analog/Digital-Umsetzers 16 gespeist wird, während das zweite Schieberegister in den Hauptspeicher 32 entleert wird. Die Videoinformation und die richtigen Adressen, die auf einer Leitung 87 angeboten werden, werden in jedem der Schieberegister gespeichert, bis ein geeignetes Schreibsteuersignal auf der Leitung 89 auftritt und andere geeignete Signale die Verschiebung oder Übertragung von zeitweise in dem Hauptspeicher 32 gespeicherten Daten in Blöcken von 4 Datenbits zu einer Zeit ermöglichen. Die Einrichtungen zur Durchführung dieser Funktionen sind in der Technik gut bekannt und sie weisen Phasenabgleichschaltungen 130, Multiplexer 132 und 134 (es sei auf das Eingangsschaltsignal BSWb des Pufferspeichers hingewiesen, das sich aus dem Schalteingangssignal BSWa des Pufferspeichers über eine Steuereinheit 180 ergibt) und eine Teiler schaltung 136 mit dem Teilfaktor 2 auf, die ein Puffervorrücksignal über eine Leitung 135 erhält. Ein Parallelregister 140 nimmt ein Ausgangs signal von einem Multiplexer 134 auf und gibt Videosignale an den Hauptspeicher über eine Leitung 141 ab. Der Multiplexer 134 gibt auch ein X-Schreibadressensignal über eine Leitung 143 und ein Schreibansteuersignal über eine Leitung 145 ab.

Bereichsintegrierschaltung und Azimuthintegrierschaltung Gemäß Fig. 7 werden die digitalen Daten des Analog/Digital-Eingangsumsetzers 16 über eine Leitung 16¹ an eine Bereichsintegrierschaltung abgegeben, die ein 4-Bit-Parallelregister enthält, das durch das Abtasttaktsignal SC gesteuert wird, wobei der Ausgang des Parallelregisters 94 einer Addierschaltung 96 zugeführt wird. Der Addier schaltung 96 wird ein Signal einer Binärtakt schaltung über eine Leitung 97 zugeführt

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und das Ausgangssignal der Addierschaltung 96 wird an ein Parallelregister 98 weitergegeben, von dem es an einen Multiplexer 100 weitergeleitet wird. Dem Multiplexer 100 wird ein Bereichsskalensteuersignal über eine Leitung 101 zugeführt, um die Funktion der Bereichsintegrierschaltung abzurunden.

Das Ausgangssignal der Bereichsintegrierschaltung wird über eine Leitung 100· der Azimuthintegrierschaltung bei jedem Binärtakt zugeführt. Gleichzeitig wird das Register 98 ausgelesen, so daß es möglich ist, die nächste Binärzahl zusammenzustellen.

Das Ausgangssignal der Bereichsintegrierschaltung ist gleich dem Ausgangssignal des Multiplexers 100, das der Addierschaltung 102 der Azimuthintegrier schaltung zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Addierschaltung 102 wird einem Multiplexer 104 zugeführt, dem auch ein äußeres Steuersignal über eine Leitung 105 zugeführt werden kann. Das Ausgangssignal des Multiplexers 104 wird an ein Parallelregister 106 weitergegeben. Es ist ein Parallelregister 108 vorgesehen, so daß Signale, die vom Ausgang der Azimuthintegrierschaltung abgegeben werden, über das Parallelregister 108 in eine Addierschaltung 110 gegeben werden. Die Addierschaltung 110 hat die Wirkung, daß sie die ihrem Eingang zugeführte Information integriert und umlaufen läßt und ein Ausgangssignal für das sich anschließende Reihenregister 112 abgibt. Das Ausgangssignal des sich anschließenden Reihenregisters wird dem Eingang des Pufferspeichers 32 über Leitungen 113 zugeführt.

Betrieb des Abtastumsetzers

Der Betrieb des Abtastumsetzers, der in Fig. 2 dargestellt ist, wird nun in Einzelheiten beschrieben. Der Einfachheit halber ist die Darstellung so vorgesehen, daß der obere Teil der Zeichnung nach Fig. 3 mit den Blöcken 16, 18, 20, 22, 32, 34 und 38 die Radarinformation vom Eingang zum Ausgang weiter-

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gibt. Hilfsfunktionen werden durch die Blöcke 24, 26, 28, 30, 40, 42 und 44 ausgeführt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Schaltungen zur Ausführung der Funktionen, die von den Blöcken 16, 18, 20, 22, 32, 34 und 38 vorgesehen sind, in der Technik bekannt sind, mit Ausnahme der Schaltungen, die der Beschreibung in Einzelheiten beschrieben sind.

Der Abtastumsetzer, der beschrieben v/erden soll, kann ohne weiteres in der Gruppe der APQ-113-Radargeräte verwendet werden. Es muß jedoch jede Radareinrichtung Videotaktsignale und Vinkelpositionssignale zur Verfügung haben und es ist deshalb möglich, den weiter unten beschriebenen Abtastumsetzer für ein Radar zur Bodenbetrachtung zu verwenden. Gemäß der folgenden Beschreibung erkennt man, daß der Abtastumsetzer Videosignale, Nullsynchronisierungsimpulse, Vorsynchronisierungsimpulse, Azimuthgrenzdaten, Bereichsskalenbefehle, Boden/Geschwindigkeits-Befehle und digitale Peilzeigerbereichs- und Azimuthsignale von dem Radarempfänger erhält.

Die Radarvideoinformation oder das Radarvideosignalgemisch wird von dem Radarempfänger dem Analog/Digital-Umsetzer 16 zugeführt, woraufhin dann das ankommende Signalgemisch entsprechend den Signalen eines Abtasttaktgebers bei einer Frequenz von 10 MHz oder einer geringeren Frequenz abgetastet wird und von dem Analog/Digital-Umsetzer als eine digitale Zahl mit vier Bits angegeben wird. Die digitale Zahl mit vier Bits wird zu dem Bereichsintegrierglied 18 weitergeleitet, indem der Unterschied zwischen den Daten für jede Binärzahl, die eine, zwei, vier oder acht Abtaststellen aufweisen kann, gemittelt wird, so daß dann, wenn das Signal aus dem Bereichsintegrierglied herauskommt, es einen Mittelwert der Abtastwerte in einer Binärzahl darstellt, das einem Punkt entspricht. Der Ausgang des Bereichsintegrierglieds wird einem

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Azimuthintegrierglied zugeführt. Die Anpassung eines im Polarkoordinatensystem dargestellten Signals an ein Signal im rechtwinkligen Koordinatensystem des Hauptspeichers 32 führt zu einer Abtastdichte, die nahe dem Scheitel sehr hoch ist und sich dann bei Entfernung vom Scheitel vermindert. Für die Punkte nahe dem Scheitel führt dies dazu, daß Daten mehr als nur einmal während eines Radarabtastvorgangs in einen Punkt eingelesen werden.

Das AzimuH&integrierglied 20 integriert das ankommende Signal im gleichen Bereich von einem Winkel zum nächsten, wobei dies ein Radarabt astvor gang bis zum nächsten Radar abtastvorgang entspricht. Durch diese Arbeitsweise wird die Information, die sich in einem Punkt als Folge der mehrfachen Einlesevorgang in einem Punkt befindet, geglättet, wenn man von einem Radarabtastvorgang zum nächsten übergeht. Das Ausgangs" signal des Azimuthintegrierglieds 20 wird dem Eingangspufferspeicher 22 in der gleichen 4-Bit-Darstellung zugeführt. Der Eingangspufferspeicher besteht funktionell aus zwei in Reihe geschalteten Speichern, von denen jeder 512 Wörter von 14 Bit aufnimmt. Die beiden Speicher des Eingangspufferspeichers können wechselweise 512 Wörter von Radardaten bei jedem neuen Radarabtastvorgang aufnehmen. Wenn einer der Speicher des Eingangspufferspeichers Daten an seinem Eingang aufnimmt, dann gibt der andere Speicher die darin gespeicherten Daten an den Hauptspeicher ab.

Die Radardaten werden dem Eingangspufferspeicher als einheitliche einstufige Y-Adressen zugeführt. Die Daten, die den Eingangspufferspeicher erreichen, sind so kombiniert, daß sie vier Bits für die Amplitude, 9 Bits für die X-Adresse und ein Datenverifizierungsbit aufweisen. Da jede Abtastung einem einzigen Y-Schritt entspricht und die Speicherung der Reihe nach erfolgt, kann die Y-Adresse dadurch wieder hergestellt werden, daß der Pufferspeicher ausgelesen wird.

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Es sei daran erinnert, daß die Größe und die Organisation des Eingangspufferspeichers 22 es erforderlich machte, daß genau ein Datenpunkt für jeden Schritt in Y-Richtung gesammelt wird. Daher ändert sich die Frequenz, mit der die Abtastungen vorgenommen werden, mit dem Kosinus des Antennenwinkels (Kosinus Θ). Dieser Anforderung wird bei einer festen Zahl (512) von Abtastungen in Y-Richtung erfüllt. Die Abtastgeschwindigkeit ist für Daten dann am größten, die aufgenommen werden, wenn die Antenne gerade nach vorn bei einem Winkel von 0° (Kosinus θ = 1) ausgerichtet ist.

Das Taktierungsverfahren, das bei Ausführung der Erfindung verwendet wird, macht die Taktgeschwindigkeit proportional zum Kosinus Θ. Die Taktschaltung enthält einen Kristalloszillator, der bei 41,443 MHz arbeitet und das Taktschaltungseingangssignal ist ein binäres Digitalsignal, das den Kosinus θ darstellt. Ein Addier-Akkumulator mit großer Geschwindigkeit (Fig. 4) wird entsprechend dem Kosinus θ bei jedem Taktimpuls weitergeschaltet. Das Ausgangssignal der Addiervorrichtung auf einer höheren Stufe wird dazu verwendet, den Abtasttakt zu erzeugen, so daß dann, wenn der Kosinus 9=1 ist, der Takt durch 4 geteilt wird. Als Folge davon entsteht ein Takt, dessen Frequenz 10,361 MHz χ Kosinus θ ist. Dieser Takt erscheint in einheitlichen Schritten von 1/128 einer Seemeile in Y-Richtung und er wird bei der Einstellung der Y-Adresse verwendet.

•Wenn θ größer ist als 45° dann werden die X- und Y-Achse miteinander vertauscht. Die Abtastungen sind dann als Stufen von X einheitlich. Dieser Austausch wird am Eingang des Hauptspeichers gespeichert. Die Daten erscheinen dann an der korrekten Stelle bei der FernsehdarStellungsanordnung. Das Ergebnis dieser Transformation /Speicherung der Achsen besteht darin, daß es möglich ist, die Abtastgeschwindigkeit

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daran zu hindern, auf einen Wert abzusinken, der kleiner ist als bei θ = 45°.

Die X- und Y-Stellen der zu verarbeitenden Daten wird durch den X- und den Y-Adressenzähler bestimmt. In die Zähler werden die Scheitelwerte X_Q und Y_Q eingegeben, bevor jede Radarabtastung begonnen wird. Der Zähler wird durch den Kosinus-Taktgeber fortgeschaltet, der dazu verwendet wird, den Analog/ Digital-Umsetzer zu triggern. Die veränderbare Pulsfrequenzuntersetzung in den ersten Stufen des Zählers ermöglicht Änderungen bei der Bereichsabtastung·

Die auf diese Weise verarbeiteten Daten werden durch den Eingangspufferspeicher 22 hindurchgeführt, mit der richtigen Adresse versehen und zu dem Hauptspeicher weitergeleitet und dort unter der zu den Daten zugehörigen Adresse eingeschrieben.

Das Umschreiben der Daten von dem Eingangspufferspeicher zu dem Hauptspeicher 32 und das Auslesen von Daten aus dem Hauptspeicher erfolgt durch Steuerung mit Hilfe der Speichersteuereinheit 30. Das Einschreiben von Daten in den Speicher ist in der Technik gut bekannt und deshalb hier nicht in Einzelheiten beschrieben. Der Hauptspeicher, so wie er hier dargestellt ist, ist ein Speicher zur Speicherung von 10 Bits, im folgenden Megabit speicher genannt, der vier Reihen und 64 Spalten bei einer Tiefe von 4 Bit aufweist· Daten einer Reihe von Punkten, die 1/8 Teil einer Linie bilden, werden parallel aus dem Hauptspeicher 32 in einen ersten Ausgangspufferspeicher ausgelesen. Bei einem geeigneten Taktsignal werden die in dem ersten Ausgangspufferspeicher gespeicherten Daten parallel in dem zweiten Ausgangspufferspeicher übertragen. Wenn der erste Ausgangspufferspeicher die darin gespeicherten Daten abgegeben hat, dann steht er für neue Daten zur Verfügung, die den nächsten 1/8 Anteil einer Linie des Hauptspeichers 32 darstellen. Gleichzeitig beginnt der zweite

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Ausgangspufferspeicher die in ihm enthaltenen Daten an den Ausgangs-Digital/Analog-Umsetzer 38 abzugeben. Dieser Vorgang wird mit Hilfe des Ausgangstakt- und -Synchronisiergenerators 40 wiederholt, wobei acht vollständige Auslesevorgänge des zweiten Ausgangspufferspeichers erforderlich sind, um die Daten zum Schreiben einer Zeile auf der Fernsehdarstellungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen.

Das Auslesen der Daten aus dem zweiten Ausgangspufferspeicher wird durch die Fernsehdarstellungsvorrichtungsabtastung in geeigneter Weise taktiert, da die Taktierung durch den Ausgangstakt- und -synchronisierungsgenerator gesteuert wird. Um das richtige Biidseitenverhältnis zu erhalten, wird die Ausgangsdatengeschwindigkeit für die Fernsehdarstellungsvorrichtung bei 12,75 MHz mit Hilfe eines geeigneten Kristalloszillators gehalten.

Um die X-Koordinate abzuleiten, wird der Kosinus-Taktgeber dazu verwendet, einaiAddierschaltungs-Akkumulator anzusteuern, der es mit dem Tangents θ multipliziert. Als Ergebnis erhält man einen Ansteuerimpuls, dessen Frequenz portional zum Sinus θ ist. Dieser Ansteuerimpuls wird zusammen mit dem Kosinustakt dazu verwendet, den X-Zähler weiterzuschalten. Die sich ergebenden Weiterschaltungen für die X-Koordinate sind somit mit den Weiterschaltungen der X-Koordinate und mit den Videodatenabtastwerten synchronisiert. Der X-Zähler wird entweder nach oben oder nach unten in Abhängigkeit vom Vorzeichen des θ weiterzählen.

Der Bereich der X- und Y-Koordinaten in dem Speicher ist 0 bis 511. Die X- und Y-Zähler sind voreingestellt und so mit Skalen versehen, daß sie sich an die wahren Koordinaten der Videosignale zu den Zeiten, wenn die Abtastwerte aufgenommen werden, anpassen und sie bilden damit die Basis für das Feststellen einer geeigneten Adresse für die zu verarbeitenden

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Daten. Bei normalem Betrieb befindet sich der Scheitel an der unteren Mitte des Schirms. Deshalb sind bei Normalbetrieb die Anfangswerte X_Q s 256 und Y_Q = O.

Es ist möglich, die gewünschte Darstellung Xn versetzter Betriebsart auszuführen, wobei dann der Scheitel sich beinahe an jeder Stelle und zwar auf dem Schirm oder nicht auf dem Schirm befinden kann. Deshalb kann der Bereich der Werte, die in den X- und Y-Zählern möglich sind, sich von -248 bis + 248 erstrecken. Während der Radar ablenkung, und zwar nur dann, wenn sich sowohl der X- als auch der Y-Zähler zwischen 0 und 511 befinden, wird die logische Einschreibtorschaltung 88 den Eingangspufferspeicher 22 so ansteuern, daß er Videodatenpunkte sammelt, die in den Hauptspeicher 32 gegeben werden sollen.

Die arithmetische Zentraleinheit 28 wird dazu verwendet, die numerische Information für Kosinus Θ, Tangens Θ, die Scheitelkoordinaten X_n, Y_n die Teilzeigerkoordinaten X^, Y_, und die Endpunkte des Vorlaufhellsteuerungsabschnitts für jede Linie, die von der Fernsehdarstellungsvorrichtung abgetastet wird, zu errechnen.

Die Abschnittvorlaufhellsteuerung wird dadurch gesteuert, daß das Ausgangssignal des Digital/Analog-Umsetzers 28 während der erforderlichen Heilsteuerungszeit für äußere Einflüsse außerhalb der Grenzen des Abtastsignals blockiert wird.

Die Fernsehdarstellung soll auch vertikale und horizontale Peilzeigerinformationen vorsehen. Die Eeilzeigerinformation wird von einem Peilzeigergenerator geliefert, der einen X-Peilzeiger dadurch ausliest, daß er eine oder mehrere Linien liest, die eine feste Amplitude haben und daß er einen Y-Peilzeiger

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ausliest, indem er alle Punkte in einer oder mehrerer Y-Spalte mit einer festen Amplitude versieht.

Eine besondere Darstellung, die auf einer Fernsehdarstellungsvorrichtung erscheint, kann dadurch festgehalten werden, daß das Einlesen in den Hauptspeicher unterbrochen wird, wobei dieser Hauptspeicher ein Speicher mit störungsfreiem Auslesen ist.

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Claims

Patentansprüche

Abtastumsetzer für die Umsetzung von im Impulsbetrieb erzeugten Radardaten, die durch Abtastung im Polarkoordinatensystem empfangen und in Daten in kartesisches XY-Koordinatensystem umgesetzt werden,
gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Abtastwinkelsignals, das eine trigonometrische Funktion des Winkels zwischen dem Polarkoordinatenradius, längs dem die Radardaten erzeugt werden, und einem vorbestimmten Bezugsradius darstellt, eine Vorrichtung, die auf das Abtastwinkelsignal dadurch anspricht, daß sie eine Folge von Abtastimpulsen für jeden Radarimpuls erzeugt, wobei die Folgefrequenz der Abtastimpulse proportional zu der trigonometrischen Funktion ist, eine Abtastvorrichtung zur Erzeugung eines Datensignals, das die Radardaten entsprechend jedem der Abtastimpulse darstellt, eine Speichervorrichtung mit Speicherplätzen, die im kartesischen X-Y-Koordinatensystem adressierbar sind, eine Vorrichtung, durch die die Datensignale in die Speichervorrichtung eingegeben werden, die einen Speicheradressenzähler aufweist ,und eine Einrichtung ,um den Zähler synchron mit den Abtastimpulsen weiterzuschalten ,und durch eine Vorrichtung zum Auslesen der Datensignale aus dem Speicher in einer Folge, die mit dem kartesischen Koordinatensystem kompatibel ist.
2. Abtastumsetzer nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastwinkelsignal den Kosinus des Winkels darstellt und daß die Folgefrequenz des Abtastpuls proportional zu dem Kosinus des Winkels ist und daß der* Speicheradressenzähler kodierte X-Achsen-Adressen bildet.

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3. Abtastumsetzer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Abtastwinkel signal den Sinus des Winkels darstellt und daß die Folgefrequenz des Abtastpulses proportional zu dem Sinus des Winkels ist und daß der Speicheradressenzähler kodierte X-Achsen-Adressen bildet.
4. Abtastumsetzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung einen Analog/Digital-Umsetzer aufweist, um Datensignale in digitaler Form zu bilden, und daß die Speichervorrichtung eine Einrichtung zur Speicherung digitaler Signale aufweist.

Rei/Pi.

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