DE2636925A1

DE2636925A1 - Geraet zur verfolgung von radarsignalen

Info

Publication number: DE2636925A1
Application number: DE19762636925
Authority: DE
Inventors: Kelly C Overman
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1975-08-27
Filing date: 1976-08-17
Publication date: 1977-03-10
Also published as: BE845470A; DE2636925C2; CA1089960A; NL7609212A; US4040054A; FR2322380B1; FR2322380A1; JPS6349732Y2; JPS5228895A; JPS6183U

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Verfolgung von Radarsignalen.

Bei bekannten Zielverfolgungs-Geräten zeigten sich Betriebsschwierigkeiten, wenn sie auf Radarsignal-Impulsfolgen stießen, die gestaffelt oder verzittert waren oder bei denen mehr als nur gelegentlich ein Impuls fehlte. Die Anwesenheit von multiplen Impulsfolgen, die durch einander hindurchlaufen, veranlaßte gleichfalls die bekannten Zielverfolgungs-Geräte, sich von der einen Impulsfolge loszulösen und auf eine andere Impulsfolge überzugehen und sich mit dieser zu synchronisieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen Schwierigkeiten bekannter Zielverfolgungs-Geräte zu beseitigen und eine Anordnung zu schaffen, die nicht von der Verfolgung der einen Impulsfolge auf die einer anderen Impulsfolge umschaltet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Hauptanspruch genannten Merkmale gelöst. Die Erfindung besteht also in ihren wesentlichen Zügen aus einem Gerät zur Verfolgung einer Mehrzahl von impulsförmigen RadarSignalen, das einen Verarbeitungs-

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Telefon (0211) 32 08 58 Telegramme Custopat

teil für die Bestimmung der Frequenz, des Impuls-Wiederholungs-Intervalls und der vorhersehbaren Empfangszeiten für jedes der Signale besitzt, außerdem einen Multiplexer, der auf den Verarbeitungsteil reagiert, um die Signale zu multiplexieren. Desweiteren ist ein Fenstergenerator vorgesehen, der gegenüber dem Multiplexer empfindlich ist und ein separates Vorhersage-Fenster für jedes der Signale erzeugt. Schließlich ist noch ein Selektor vorgesehen, um zwischen unterschiedlichen Signalen in dem gleichen Fens er auswählen zu können.

Während die Daten eines separaten Zielverfolgers am Ausgang

eines Speichers erscheinen, wird die Differenz TOA - ■=· berechnet, wobei TOA die Ankunftszeit (time of arrival) und W die zeitliche Breite des Fensters (width) ist. Die TOA ist die Ankunftszeit für das Zielverfolgungs-Gerät, das zu diesem Augenblick unter Beobachtung steht, während W die Fensterbreite dieses Zielverfolgungsgerätes darstellt. Jedes Zielverfolgungs-Gerät wird während jedes Zyklus oder jedes Umlaufs, dessen Dauer RO (roll over time) ist, während eines kurzen Zeitinter-

W valls abgetastet. Wenn die Differenz TOA - j positiv ist,

braucht das Fenster nicht geöffnet zu werden, bevor der Zustand eben dieses Zielverfolgungs-Gerätes am Ausgang des Verfolgungsspeichers wieder erscheint. Die letzte TOA-Nummer wird dann um einen Umlauf erniedrigt und die Differenz in der entsprechenden Speicheradresse für dieses Zielverfolgungs-Gerät ersetzt. Wenn dieses Zielverfolgungs-Gerät wieder an der Reihe ist, erscheint dessen Ausgangssignal am Speieherausgang während des nächsten Abtastzyklus. Zu dieser Zeit wird die Differenz TOA - RO - j berechnet, wobei RO wieder die Umlaufzeit ist. Wenn diese Differenz wiederum positiv ist, wird die Differenz TOA - 2RO in dem Speicher gespeichert und während des darauffolgenden Zyklus ausgegeben und wiederum bestimmt. Dieses Verfahren setzt sich fort, wobei während jedes Abtastzyklus ein zusätzliches RO subtrahiert wird, bis beim nten Zyklus TOA nRO negativ ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die von dem unter Beobachtung stehenden Zielverfolgungs-Gerät vorhergesagte Ankunftszeit auftreten, bevor die Daten für dieses Ziel-

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verfolgungs-Gerät ausgegeben werden. Die neu vorhergesagte TOA wird zu der laufenden Schätzung von PRI hinzugefügt und in der geeigneten Adresse des Speichers gespeichert. Dies stellt die beste offenschleifige Vorhersage hinsichtlich der Ankunftszeit des Impulses dar, nach derjenigen, die hier unmittelbar von Interesse ist. Die Zielverfolgungsschleife wird befragt, um festzustellen, ob sie frei zur Verwendung ist, d. h., ob der Fenstergenerator besetzt oder frei ist. Wenn der Fenstergenerator nicht frei ist, wurde die beste TOA-Vorhersage gemacht und keine weitere Aktion kann zu diesem Zeitpunkt vorgenommen werden. Wenn die Zielverfolgungs-Schleife zur Verfügung steht, wird sie für das betroffene Zielverfolgungs-Gerät benutzt.

Der "Name" dieses Zielverfolgungs-Gerätes wird in der Zielverfolgungs-Geräte-Namen-Verriegelung gespeichert, die Zeit, die dieses Zielverfolgungs-Gerät vorhersagt, in der TOA-Verriegelung gespeichert, der Empfänger auf die gegenwärtige RF-Freguenz dieses Zielverfolgungs-Gerätes abgestimmt und das Fenster und die TOA-Zähler gestartet. Am Ende des Fensters kann es vorkommen, daß mehr als ein Impuls beobachtet wurde und daß zunächst einmal die gemachte offenschleifige Vorhersage erhalten bleibt. Wenn am Ende des Fensters nur ein Impuls beobachtet wurde, wird eine Korrektur vorgenommen und der TOA-Zähler enthält den genauen TOA-Fehler für den Impuls.

Um verzitterte Impulse zu verfolgen, kann das Fenster seitlich verlängert werden. Dies wird dadurch erreicht, daß in dem jeweiligen Zielverfolgungs-Gerät eine längere Fensterzeit eingestellt wird. Auf diese Weise wählt der ursprüngliche eingestellte Code eines jeden Zielverfolgungs-Gerätes zwischen normalem Betrieb und Zitterverfolgung.

Für gestaffelte Puls-Wiederhoiungs-Intervalle (PRI = pulse repetation intervall) besteht ein Verfahren darin, alle PRI¹s hinsichtlich ihrer Tiefe in dem Zielverfolgungs-Speicher zu speichern. Der Adressenzeiger wählt aus, welches PRI von der gestaffelten Aufzeichnung zu benutzen ist. Der Adressenzeiger

wird für jeden vorhergesagten Impuls um eine Stelle verschoben, d. h., es wird ein PRI zu der TOA bei einem Versuch zur Fensteröffnung hinzugefügt (TOA zählt abwärts) und das andere PRI wird zu der TOA beim nächsten Versuch, das Fenster zu öffnen, hinzugefügt. Für ein zweistufiges Staffelsystem wird zunächst ein PRI und dann das andere benutzt. Jede laufende PRI-Schätzung wird separat gehandhabt, wobei beide den gleichen TOA-Speicher benutzen.

Wenn RF-Sprung-Zielverfolgung (RF = Radiofrequenz) gewünscht wird, werden die Sprungfrequenzen hinsichtlich Tiefe in dem Zielverfolgungs-Speicher gespeichert. Der Anzeiger in dem Sprungregister wird um eine Stelle bewegt, nachdem eine voreingestellte Zahl von Impulsen verfehlt wurde. Wenn die Quelle springt, wird das Gerät weiterhin fortfahren, den Impuls vorherzusagen und nach diesem Impuls zu suchen, und zwar bei der alten Frequenz, bis eine voreingestelle Zahl von Impulsen verfehlt wurden. Zu dieser Zeit wird der Zeiger unter Fortsetzung der Vorhersage beginnen, nach dem Impuls bei der nächsten Radiofrequenz zu suchen. Wenn der Zeiger den Impuls während der gleichen Anzahl von Vorhersagen nach einer Suche bei dieser Frequenz nicht gefunden hat, wird er sich wiederum weiterbewegen. Dieses Verfahren setzt sich fort, bis der Zeiger den Impuls bei einem seiner Frequenzen findet oder bis er genug fehlende Impulse ansammelt, um in den Betriebszustand des verlorenen Ziels überzugehen.

Es wird auch ein Steuerungsabschnitt verwendet, um das Ziel zu gewinnen. Wenn der Betriebszustand des Zielverfolgungs-Gerätes auf das Aufnehmen der Spur eingestellt wird, erfolgt die Vorhersage und der Empfang der Zielverfolgungs-Schleife durch das Zielverfolgungs-Gerät in normaler Art. Wenn sich das Gerät im Betriebszustand der Spuraufnahme befindet, wird die Zielverfolgungs-Schleife entweder für eine vorbestimmte (sehr lange) Zeit geöffnet oder bis zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Impuls festgestellt wird. Falls bis zum Auflaufen der Zeit kein Impuls festgestellt^ wird, geht der Betriebszustand

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des Zielverfolgungs-Gerätes direkt in den Zustand der verlorenen Spur über. Wenn ein Impuls festgestellt wird, wird das vorhergesagte PRI ohne Korrektur in dem TOA-Speicher geladen und der Zustand des betroffenen Zielverfolgungs-Gerätes auf den Betrieb des "vorläufigen Ziels" eingestellt.

Ein Zielverfolgungs-Gerät im Betrieb des versuchsweisen Ziels arbeitet normal, mit der Ausnahme, daß bei Verfehlen einer vorbestimmten (nicht großen) Anzahl von aufeinanderfolgenden Impulsen das Gerät in den Zustand der Zielgewinnung zurückkehrt. Wenn eine andere (bedeutsame) Anzahl von Impulsen richtig beobachtet wurden, schaltet das Zielverfolgungs-Gerät auf den Betrieb der Zielverfolgung um. Im Zielverfolgungs-Betrieb zählt das betroffene Zielverfolgungs-Gerät aufeinanderfolgend verfehlte Impulse und kehrt nach einer großen Zahl in den Zustand des verlorenen Ziels zurück. Sowohl der Betriebszustand des nicht zugelassenen Ziels wie auch des Verlustes eines Ziels hindert das jeweilige Zielverfolgungs-Gerät daran, eine Vorhersage zu machen. Zielgewinnung kann auch dadurch einfach erreicht werden, daß das Ziel, wenn es zur Verfügung steht, in den TOA geladen wird.

Der Abschnitt zur Zählung der Treffer und der Verfehlungen in dem Speicher wird durch den Zustand des Zielverfolgungs-Gerätes und durch die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Impulses in dem vorhergesagten Fenster gesteuert. Die Zählung und der Betriebszustand eines Zielverfolgungs-Gerätes wird als Basis für die Veränderung des Betriebszustandes benutzt.

Ein wesentliches Merkmal eines Zielverfolgungsgerätes liegt darin, wie lange es synchron bleibt, wenn die Folge von Eingangsimpulsen nicht mehr beobachtet wird. Dieses Merkmal wird gewöhnlich dadurch zusammengefaßt, daß gesagt wird, daß das Zielverfolgungs-Gerät 10, 25, 50 oder auch eine andere Anzahl von aufeinanderfolgenden nicht auftretenden Impulsen weiterverfolgt.

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Eine gemeinsame Datenbenutzung wird auf die folgende Weise erreicht:

1. Wenn jedes Zielverfolgungs-Gerät ein Fenster anfordert

(der Verarbeiter ist so eingestellt, daß er den Impuls entsprechend von dem Empfänger zu dem Zielverfolgungs-Fenster überträgt), wird angenommen, daß der Impuls^ nicht mit einem Fenster zur Verfügung gestellt wird und es wird eine Eins zu der Zahl (Prioritätszahl) hinzugefügt, die angibt, wie oft der Zugang zum Empfänger verweigert wurde.

2. Jedes Zielverfolgungs-Gerät, das ein Fenster anfordert, erhält unmittelbar darauf das Fenster, wenn dieses nicht benutzt wird. Wenn das Fenster benutzt wird, wird die "Prioritätszahl" des fordernden Zielverfolgungs-Gerätes mit der "Prioritätszahl" des Zielverfolgungs-Gerätes verglichen, dem das Fenster gerade zugeordnet ist. Wenn das anfordernde Zielverfolgungs-Gerät eine höhere "Prioritätszahl¹¹ als das andere Gerät besitzt, wird dieses fallengelassen und das anfordernde Zielgerät erhält das Fenster. Wenn das anfordernde Zielgerät eine "Prioritätszahl" besitzt, die nicht größer ist als die "Prioritätszahl" des gerade im Besitz des Fensters befindlichen Zielverfolgungs-Gerätes, wird die Anforderung ignoriert.

3. Wenn irgendein Zielverfolgungs-Gerät eine Beobachtung erfolgreich beendet hat und Fehlmessungen machte, wird seine "Prioritätszahl" auf Null gesetzt.

Typische Spezifikationen für ein erfindungsgemäßes Zielverfolgungs-Gerät sind in der folgenden Tabelle dargestellt:

Anzahl der Zielverfolgungs-Kanäle

O CO CO

PRI-Speicher RF-Speicher Takt-Rate

Zielverfolgungs-Schleifen-Gewinn (TOA, PRI, RF)

Fensterbreite Fehler-Auflösung PRI-Meßgenauigkeit

2 2

40 MHz

1/2

8 us bis 64 us

25 NanoSekunden

0,8 NanoSekunden

(Jeder Kanal kann eine 2-pegelige Staffelung, Zittern, Impulsfrequenz-Gleiten, 2-Frequenz-Springen verfolgen)

(2-Pegel-Staffeiung)

(2-Frequenz-Sprünge)

(O < R < 7)

(in Stufen von 3 us)

(basierend auf voller PRI-Mittelung)

to ■on

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Erfindung in ihrer rudimentärsten Form;

Fig. 2 eine grafische Darstellung zur Erläuterung des Betriebs des in Fig. 1 dargestellten Gerätes;

Fig. 3 ein Blockdiagramm zur Darstellung der prinzipiellen Funktionskomponenten des erfindungsgemäßen Gerätes;

Fig. 4, 5, 6, 7 und 8

Blockdiagramme zur gemeinsamen Darstellung der Funktionskomponenten des erfindungsgemäßen Gerätes in ihrer kooperativen Beziehung zueinander ;

Fig. 9A eine grafische Darstellung des Betriebs der Prioritäts-Steuerung, die in Fig. 8 gezeigt wurde;

Fig. 9B eine grafische Darstellung der Ausfallfunktion des in Fig. 8 dargestellten Gerätes;

Fig. 10a bis 1Od und 11a und 11b

grafische Darstellungen zur Erläuterung des Betriebs der in den Fig. 3 bis 8 dargestellten Komponenten, wobei die Punkte in den grafischen Darstellungen der Fig. 10a bis 1Od und der grafischen Darstellungen der Fig. 11a und 11b, die längs einer gemeinsamen vertikalen Linie liegen, den gleichen Augenblick der Echtzeit repräsentieren;

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_ Q —

Fig. 12 ein Teil-Blockdiagrainm zur Darstellung der Art, in der ¹K)A korrigiert wird;

Fig. 13 ein Teil-Blockdiagramm zur Darstellung, wie

hohe Präzision bei der Ausführung der Erfindung erreicht wird; und

Fig. 14 ein Teil-Blockdiagrainm zur Darstellung, wie

einer von mehreren Impulsen bei Ausführung der Erfindung für ein Fenster ausgewählt wird.

Das in Fig. 1 dargestellte Gerät umfaßt einen Empfänger 21, gewöhnlich einen Gegenmaßnahmen-Empfänger, der in der Lage ist, ein Angriffsgebiet abzutasten, das durch die Blöcke R1, R2 und R3 repräsentiert wird. Die Angriffsdrohungen mögen Signale erzeugen, die unterschiedlicher Art sind, beispielsweise könnte R1 Impulse einer gegebenen Frequenz hervorbringen, wie sie durch die strichpunktierte, mit R1 bezeichnete Linie der Fig. 2 wiedergegeben wird, und R2 könnte ein frequenzmoduliertes Signal sein, wie es von der gestrichelten, mit R2 in Fig. 2 bezeichneten Kurve wiedergegeben wird. Um seine Funktionen durchführen zu können, umfaßt das Gerät als Funktions-Bauteile, die in einen Computer einprogrammiert sein können, einen Verarbeitungsteil 23 zur Verarbeitung von Signalen, die von dem Empfänger 21 und einem Zielverfolgungs-Speicher 25 erhalten werden. Der Zielverfolgungs-Speicher 25 enthält die Daten von mehreren Angriffsdrohungen bei identifizierbaren zugeordneten Adressen. In der vorliegenden Anmeldung wird jede Adresse als ein "Zielverfolgungs-Gerät" oder auch kürzer als "Zielverfolger" bezeichnet. Es gibt auch eine Zielverfolgungs-Schleife 27 für alle Zielverfolger, die mit dem Verarbeitungsteil 23 und den Zielverfolgern zusammenarbeiten, um die empfangenen Signale zu verfolgen. Die Zielverfolgungs-Schleife 27 enthält Multiplexier-Einrichtungen, so daß die Signale zeit-multiplexiert und in zeitlicher Aufeinanderfolge behandelt werden, um sie in Zielverfolgung zu bringen. Die Zielverfolgungs-Schleife 27 enthält auch einen Fenstergenerator

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zur Erzeugung von Fenstern für die entsprechenden Zielverfolger

Mit Fig. 2 ist die Frequenz vertikal und die Zeit horizontal aufgetragen. Die dargestellte Sägezahnkurve gibt die Frequenz der Empfangs-Ablenkungen als Funktion der Zeit wieder, auf die der Empfänger 21 abgestimmt wird. Die Empfangs-Frequenz ändert sich zyklisch von einer unteren Grenze zu einer oberen Grenze. Die zur Verfügung stehenden Frequenzen sind digitalisiert, so daß der Empfänger über Stufen 22 läuft, wie in dem Kreis II dargestellt ist. Die Form des von einem Angriffsgebiet R1 empfangenen Signals ist vergrößert im Kreis III dargestellt. Der Empfänger 21 empfängt eine Folge von Impulsen R1 und während des kurzen Zeitintervalls, während dem das Fenster erzeugt wird, wird die Aufnahmefrequenz des Empfängers 21 von dem Zielverfolger auf die R1-Frequenz zurückgeschaltet. Diese Folge stellt eine Abtastung dar, die zur Zielverfolgung dient. Jeder Zielverfolger erzeugt eine ähnliche Rückschaltung der Angriffsdrohung, die er verfolgt.

In Fig. 3 ist der Zielverfolgungs-Speicher 25 in der Weise dargestellt, daß er den TOA-Speicher 31, den PRI-Speicher 33, den RF-Speicher 35, den Zielqualitäts-Speicher 37 und den Betriebssteuerungs-Speicher 39 umfaßt. Die Speicher 31 bis 39 enthalten die Daten für jeden Zielverfolger (von denen es üblicherweise sechzehn gibt), wobei jedes Datum sich an einer identifizierbaren Adresse befindet. Der Zielqualitäts-Speicher 37 speichert eine Ermittlung der Zielverfolger-Wirkungsweise für jeden der Zielverfolger, wobei diese Ermittlung darauf basiert, wie viele Impulse in der vorhergesagten Weise gebildet werden. Im wesentlichen speichert der Zielqualitäts-Speicher den Prozentsatz der als richtig ermittelten Vorhersagen. Der Betriebs-Steuerungs-Speicher 39 zeichnet den Charakter der empfangenen Angriffsdrohungen auf, d. h., ob es sich um einfache Signale bei fester PRI und Frequenz oder um PRI-Zittersignale oder um FrequenzSprünge handelt. Die Zielverfolgungs-Schleife 27 umfaßt die PRI-Verfolgungs-Schleife 41, die RF-Verfolgungs-Schleife 43, die Steuerung 45, den Fenster-

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■ η —

generator 47, die Fehlerbestiinmung 49, den RO-Subtrahierer 50, das Datenregister 51, die Verteilung 53 und die Adressenzählung 5 5.

Der Verarbeitungsteil 23 steuert den Durchfluß der Informationen über die Angriffsdrohungen, die von dem Empfänger 21 aufgenommen wurden, zu dem Datenregister 51, von wo sie zu den entsprechenden Adressen des PRI-Speichers 33, RF-Speichers 35 und der Fehlerbestiinmung 39 verteilt werden. Der Strom von Informationen zu den Zielverfolgern wird multiplexiert, wobei die Einführung von Daten an den entsprechenden Adressen durch die Adressenzählung 55 gesteuert wird. Die anzusteuernde Adresse 55 erhält ihre Informationen ebenfalls von dem Verarbeitungsteil 23. Die Adressenzählung wird von einem Zähler angetrieben, der mit einem nicht dargestellten Echtzeit-Taktgeber synchronisiert ist.

Die PRI-Verfolgungsschleife 41 erhält ihre Daten von dem TOA-Speicher 31 und dem PRI-Speicher 33 und führte modifizierte und korrigierte Daten zu dem TOA- und dem PRI-Speicher zurück. Es ist auch eine Rückführung von dem TOA-Speicher 31 durch den RO-Subtrahierer 50 vorhanden. Der RO-Subtrahierer 50 subtrahiert einen Umlauf pro Zyklus von der gerade vorhandenen Ankunftszeit (TOA), um eine neue TOA zu erzeugen. Ein Umlauf ist die Zeit, die benötigt wird, um alle Zielverfolger des Zielverfolgungs-Speichers 25 abzutasten.

Einzelheiten des erfindungsgemäßen Gerätes und seiner Betriebsweise werden nunmehr mit Bezug zu den Fig. 4 bis 11b beschrieben. Der Hinweis auf die Anzahl der jeweils vorhandenen Bits bei bestimmten Funktionen soll lediglich zur Erläuterung der Erfindung dienen und in keiner Weise den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung einschränken. Die Beschreibung wird sich zunächst mit digitalen Zielverfolgern befassen.

In den Fig. 4 bis 8 sind die Computer-Komponenten zur Durchführung der verschiedenen Funktionen durch entsprechend

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bezeichnete Blöcke wiedergegeben, wobei die Verbindungsleitungen zwischen den Blöcken Pfeile aufweisen, um die Richtung des Datenflusses anzuzeigen. Kleine Kreise an den Enden der Leitungen zeigen eine Inversion an, d. h., daß eine digitale Eins zu einer digitalen Null und eine digitale Null zu einer digitalen Eins invertiert wird. Größere Kreise mit einem X im Zentrum zeigen Verbindungen mit dem Empfänger 21 an. Größere Kreise ohne ein X zeigen interne Verbindungen des Zielverfolgers an. In der gesamten Darstellung sind die Verbindungen zwischen den Funktions-Komponenten durch Einzel-Leitungen oder Einzel-Linien wiedergegeben. In Wirklichkeit repräsentieren diese einzelnen Leituungen jeweils eine Vielzahl von Leitungen .

Die Bezeichnung AU in einem Block bedeutet eine arithmetische Einheit (arithmetic unit), also eine Recheneinheit, in der die jeweils angegebene Rechnung durchgeführt wird. TOA AU bezeichnet den Block, in dem die TOA-Subtrahierungen vorgenommen werden. Die Bezeichnung MEM bedeutet Speicher, TOA MEM bedeutet also "TOA-Speicher". Die Bezeichnung MUX bedeutet "Multiplexer".

Typischerweise arbeitet der Zielverfolgungs-Speicher 25 digital. Er kann mechanisch in neun (drahtumwickelte) sog. "general purpose Augat boards" verpackt sein, die in einem sog. "general purpose augat rack" montiert sind und etwa 370 Schotky-Verknüpfungsglieder und auf vielen Substraten integrierte Netzwerke benutzen. Der Zielverfolgungs-Speicher 25 enthält üblicherweise die Daten für sechzehn einzelne ZielVerfolger. Typischerweise besitzt der Zielverfolgungs-Speicher 25 die Fähigkeit, duale Impuls-Wiederholungs-Intervalle zu handhaben, die in PRI-Speicher A61 oder PRI-Speicher B63 (jeweils mit 28 Bits) gespeichert werden, wobei das am wenigsten bedeutungsvolle Bit

—9 (LSB = least significant bit) 0,13 χ 10 s und das bedeutungsvollste Bit (MSB most significant bit) 26 χ 10 s beträgt. Jeder Zielverfolger ist in der Lage, Dualfrequenzen zu handhaben, die im RF-Speicher A65 oder RF-Speicher B67 (jeweils 16 Bit)

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9 gespeichert werden, wobei LSB = 0,2 MHz und MSB =7,5 χ 10 Hz.

Von dem Verarbeitungsteil werden Daten aufgenommen und ausgegeben mittels typischerweise zweier 16-Bit-Datensammelschienen und mittels einer 4-Bit-Haupt- und einer 4-Bit-Neben-Adressenschiene. Die 4-Bit-Haupt-Adressenschiene bestimmt die zugehörige Zielverfolgungs-Speichernummer und die 4-Bit-Neben-Adressenschiene bestimmt das Wort innerhalb der Zielverfolgungs-Speichernummer, auf die zugegriffen wird, wie beispielsweise PRI A oder B, FREQ A oder B, TOA, PRI oder FREQ GAINS, usw. Die Daten werden über 16 Bit Dateneingangsschienen eingegeben. Bei Betriebsbeginn entfernt das Verarbeitungsteil alle Daten von dem Zielverfolgungs-Speicher 25 und stellt sicher, daß die Zielverfolger keine Zielverfolgung vornehmen.

Wenn ein Zielverfolger des Zielverfolgungs-Speichers 25 auf eine Angriffsdrohung angesetzt werden soll, werden die Bedrohungs-Charakter ist ika, PRI, RF, über die Daten-Sammelschiene eingegeben. Die Information über die Zielqualität wird ebenfalls dem Zielverfolger zugeführt. Diese Informationen umfassen Fensterbreite, Empfänger-Einsatzzeit, die Gewinne (GAINS) von Frequenz (FREQ), TOA und PRI, außerdem das Treffergewicht (HIT WEIGHT). Alle diese Daten sind für jeden einzelnen Zielverfolger programmierbar. Jede der sechzehn Zielverfolger-Adres- - sen wird typischerweise abgetastet und steht alle 3,2 ms, das entspricht einem Umlauf, für ein Zeitintervall von 0,2 ms zur Verfügung. Die Eingangsdaten und Adressen werden in einem kombinierten Register und Multiplexer IF MUX 69 zum Zeitpunkt der Hinterkante eines Schreibimpulses des Verarbeitungsteils gespeichert und dann eins nach dem anderen in den Speicher 25 eingeschrieben, wenn jeder Zielverfolger durch seine entsprechende Adresse umläuft.

Nachdem die gesamten wichtigen Daten von dem Verarbeitungsteil 23 eingegeben wurden, schickt der Verarbeitungsteil 23 eine anfängliche TOA für einen geeigneten Zielverfolger an das Eingangs-Laderegister (IL) 71 mit einer Genauigkeit von

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einem halben Umlauf, das ist die Zeit, zu der der nächste Impuls oder die nächste Bedrohung erwartet wird. Der Vergleicher 73 vergleicht diese Zeit mit dem Echtzeit-Takt. Das IL-Register wird durch ein Schreibsignal am Anschluß 72 eingeschaltet. Wenn die anfängliche unter Beobachtung stehende TOA gleich der Zeit in dem Echtzeit-Taktgeber ist, und zwar mit einer Genauigkeit von zwei Umläufen, wird der Rest der anfänglichen

TOA (zwei Umläufe 1/4 Umlauf) zu PRI addiert und in den

TOA-Speicher 75 geladen. Zu gleicher Zeit wird auch das Einschalt-Bit für den Ziel-Verfolger (START TKR) gesetzt, wodurch innerhalb des Zielverfolgungs-Gerätes Fenster und Korrekturen erzeugt werden.

Der Verarbeitungsteil 23 startet das anfängliche TOA-Laden (zwei Umläufe in Richtung auf 1/4 Umlauf) vor der Anunft eines jeweils erwarteten Impulssignals. Die anfängliche TOA liegt beispielsweise für ein Impulssignal bei der Echtzeit 1001. Wenn der Echtzeit-Taktgeber 1000 registriert, startet der Verarbeitungsteil. Die 1001 wird dann in dem Vergleicher 73 mit der Echtzeit verglichen und die Differenz 0001 dem TOA-Multiplexer, TOA-MUX, 77 übermittelt, wenn die oberen drei Bits gleich sind. In diesem Moment wird eine Eins (von dem Verarbeitungsteil 23) dem Selektoranschluß 79 des TOA MUX 77 aufgedrückt, so daß die Daten über den Anschluß b einfließen. Die Daten werden invertiert. Der TOA-MUX 77 multiplexiert die Daten in den TOA MEM 75 für die verschiedenen Zielverfolger. Da nur der TOA-Rest (0001) übertragen wird, werden nur die weniger bedeutungsvollen Bits (typischerweise 0 bis einschließlich 15 bei 28 Bits) verwendet. Die Daten vom TOA MUX werden in die TOA Recheneinheit TOA AU 81 hineinmultiplexiert, wo die TOA-Berechnung durchgeführt wird. Diese Recheneinheit wird vom Selektor 83 auf Eins eingestellt, so daß die Anschlüsse

■j
b und b aktiv sind. Von dem TOA AU 81 fließen die Daten zum TOA AU Register 85, wenn ein Einschaltsignal #im Anschluß 84 empfangen wird, und werden im TOA MEM 75 gespeichert, sobald die Daten zur Berechnung über den Anschluß 91 (siehe Fig. 4) erhalten werden. Die Bits 16 bis 28 werden am Anschluß b

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invertiert erneut eingeführt, d. h. , als eine Serie von Einsen. Die Daten vom TOA MEM 75 werden auch zum TOA MUX 77 über Anschluß a zurückgeführt, wenn der Selektor 79 auf Null eingestellt ist, um dort weiter berechnet zu werden.

Diese TOA läuft durch die richtige Adresse des Zielverfolgungs-Speichers um, typischerweise einmal pro 3,2 ,us für ein Intervall von 0,2 us. Bei dieser typischen Situation entsprechen 3,2 us einem Umlauf. Jedesmal, wenn eine Adresse auftaucht, wird deren TOA (d. h., der neue TOA-Wert zu dem Zeitpunkt, zu dem die Adresse auftaucht, mit der Hälfte seiner Fensterbreite (■=·) plus Empfänger-Aufbauzeit (S) mit einer Genauigkeit

■ w von einem Umlauf verglichen. Wenn TOA > ^- + S ist, wird ein

Umlauf im TOA AU 81 von der alten TOA abgezogen und die Differenz (die neue TOA) zurück in den TOA MEM 75 am Ende der Adresse

W eingespeichert. Das Verfahren wird fortgesetzt, bis TOA < ·* + S. Zu dieser Zeit (der Zielverfolger wird mit THERE bezeichnet), wird die Differenz zwischen der TOA und das Echtzeitmittel oder Null des Fensters, das als TOA-Rest bezeichnet wird, zu dem PRI hinzugefügt und zurück in den TOA MEM 75 als nächste offene Schleifen-Vorhersage für den betroffenen Zielverfolger eingespeichert. Der TOA-Rest sollte von dem anfänglichen TOA-Rest, der von dem IL-Register 71 abgeleitet und manchmal hier auch als anfänglicher Rest bezeichnet wird, unterschieden werden. Auch bei einem "THERE" wird der TOA-Rest in den Fenstergenerator geladen. Dann wird S (Empfänger-Verzögerung) bis auf Null herabgezählt. Zu dieser Zeit wird das Fenster für den Empfänger geöffnet für ic + RESIDUE +S=W+ Differenz · (RESIDUE = Rest).

Die Daten zur Berechnung der neuen TOA-Werte werden für jeden Zielverfolger mittels ROLL MUX 80 abgeleitet. Wenn eine Null dem Befehlsanschluß 86 aufgedrückt wird, wird der Anschluß b von ROLL MUX 80 (Umlauf-Multiplexer) eingeschaltet und ROLL MUX 80 empfängt Umläufe oder PRI-Daten von den OR-Gliedern oder 84 (OR = Oder). Wenn eine Eins dem ROROCO-Anschluß 88 aufgedrückt wird, wird ein Umlauf in den ROLL MUX 80 hinein-

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geführt. ROLL MUX 80 multiplexiert den Umlauf in den TOA AU 81 hinein, und zwar über Anschluß a der Einheit 81, und ein RO wird von dem gegenwärtigen TOA abgezogen. Mit einer Null am Anschluß 88 wird das entsprechende PRI in den ROLL MUX 80 hineingeleitet. Jedes PRI wird in die TOA AU 81 hineinmultiplexiert, wo es zu dem entsprechenden letzten TOA zum geeigneten Zeitpunkt addiert wird. Die OR-Glieder 82 und 84 repräsentieren symbolisch komplexe Anordnungen von Oder-Verknüpfungsschaltungen. Die Verbindungen der OR-Glieder zum ROLL MUX 80 und zueinander sind funktionell und nicht elektrisch.

OR 82 leitet das Bit hindurch, welches zu dem einen Umlaufgewicht gehört, während die anderen Bits, beispielsweise bei ingesamt 28 Bits, über das OR-Glied 84 eingeführt werden. Die Gesamtzahl, die bei (b) eingeführt wird, ist gleich einem Umlauf. Da die TOA typischerweise aus 28 Bits gebildet wird, müssen die OR-Glieder 82 und 84 zur Subtraktion 84 Bits liefern, obwohl der Umlauf stets die gleiche Größe hat, nämlich typischerweise 3,2 us.

Während der Zeit, zu der das Fenster offen ist, bestimmt der Zielverfolger die Ankunftszeit eines jeden Impulses vom Empfänger hinsichtlich der Mitte des Fensters, typischerweise auf einen Wert innerhalb von 25 ns.

Diese Operation ist in den Fig. 10a bis d erläutert. In allen grafischen Darstellungen ist die gleiche Echtzeit horizontal aufgetragen, wobei Schnittpunkte der gleichen vertikalen Linie mit den horizontalen Achsen die gleiche Echtzeit repräsentieren. In den grafischen Darstellungen 10a und 10b ist die Größe vertikal aufgetragen. In der grafischen Darstellung 10a sind die Fenster W oberhalb der Achse gezeigt, in der grafischen Darstellung 10b sind die Impulse P einer Impulsfolge oberhalb der Achse gezeigt. In Fig. 10c ist die TOA-Größe vertikal aufgetragen. Die strichpunktierte Linie oberhalb der Zeitachse T liegt in einer Entfernung von ^- oberhalb dieser Achse. Um die Erläuterung zu vereinfachen, ist die Aufbau- oder Anlauf-

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"" I / —

zeit S des Empfängers vernachlässigt. In der grafischen Darstellung 1Od ist PRI vertikal aufgetragen.

Die Sägezahnkurve SW in Fig. 10c repräsentiert die aufeinanderfolgende stufenweise Erniedrigung von TOA um jeweils einen Umlauf. Die Kurve SW ist keine glatte Linie, sondern eine stufenförmige Kurve, wie im Kreis IV dargestellt ist. Jede Stufe repräsentiert einen Umlauf. Die Höhe einer jeden Stufe ist gleich einem Umlauf, so daß auf jeder Stufe TOA um einen Umlauf vermindert wird. Wenn die Kurve SW die strichpunktierte Linie schneidet, ist TOA ^ ■=■ und PRI wird zu dem letzten Wert von TOA hinzugefügt, wodurch ein neues Dekrementieren von TOA beginnt. Zusätzlich zählt ein Zähler abwärts zum Zentrum des Fensters hin, d. h., er zählt abwärts auf Null. Die Zählungen sind Taktzählungen, jede Zählung kann beispielsweise eine Nanosekunde betragen. Dies legt die vorhergesagte Ankunftszeit PTOA (predicted time of arrival) des Impulses fest. Die Zeit zwischen PTOA, der Null oder dem Mittelpunkt des Fensters, und der Vorderkante des tatsächlichen Impulses P ist der Fehler von TOA. Der Gewinn, eine Potenz von 1/2, wird mit diesem Fehler multipliziert und das Produkt dem TOA-Dekrement hinzugefügt, wie es durch die Linien GE (gain χ error) in Fig. 10c dargestellt ist. Eine Korrektur wird auch bei PRI vorgenommen, wie durch die Linie GPRI (gain χ PRI) wiedergegeben wird.

Die in den Fig. 10a bis d wiedergegebenen grafischen Darstellungen gelten für eine einzige Bedrohung. Tatsächlich beinhaltet der Betrieb aber eine mehrfache Bedrohung, typischerweise 16 Bedrohungen. Die Fig. 11a und b geben die Grafiken VI, VII und VIII wieder, um den Betrieb bei drei Bedrohungen zu erläutern. In den Fig. 11a und 11b ist in horizontaler Richtung die Echtzeit aufgetragen. In Fig. 11a ist eine Größe vertikal und in Fig. 11b TOA vertikal aufgetragen. Die sägezahnartigen strichpunktierten Linien SW6, SW7 und SW8 sind in Wahrheit stufenförmig statt glatt, sind aber aus Deutlichkeitsgründen als glatte Linien wiedergegeben. Die dick gezeichneten kurzen Linien stellen die aufeinanderfolgenden Impulse der Bedrohungen

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dar, die den Fig. VI, VII und VIII entsprechen. Wie in der linken unteren Ecke der Fig. 11b angedeutet ist, wird während eines Umlaufs ein Zyklus von Impulsen erzeugt. Es sei angenommen, daß die von den Kurven VI, VII und VIII repräsentierten Impulse die ersten drei Impulse des Zyklus sind. Wie in Fig. 11b dargestellt ist, sind TOA und PRI für diese drei Bedrohungen unterschiedlich.

Um den Betrieb des Geräts zu erläutern, sei angenommen, daß die wirkliche TOA 312 beträgt und daß die Zielverfolgung bei dem Wert von 300 begonnen wird. Der anfängliche Rest beträgt 312 - 300 = 12. Es sei angenommen, daß PRI 100 ist und daß das Fenster eine Dauer von 30 hat, so daß -* = 15 ist. Weiterhin sei angenommen, daß S = 5 und ein Umlauf = 6 ist. Zum Startzeitpunkt ist TOA =12 +100= 112; ^ + S - 20; 112 > -κ· + S. Durch Subtraktion von einem RO ergibt sich eine

· w
neue TOA =106, 106 > ^- + S. Ein Umlauf wird dann wiederholt subtrahiert. Nach einer Anzahl von Dekrementierungen ergibt sich als neue TOA = 28. Die nächste TOA ist 22 und dann 16.

W
An diesem Punkt wird TOA < ■*■ + S und ein THERE wird erzeugt.

™" dt

Nunmehr wird PRI addiert und ein neuer Zyklus startet mit TOA =118.

Die Auswahl von einer von mehreren Bedrohungen, deren Impulse gleichzeitig in einem Fenster erscheinen, wird nunmehr beschrieben. Für jeden neuen Impuls im negativen Teil des Fensters (·=■) wird die Zeit von T = O, dem Zentrum oder der Mitte des Fensters, in ein Register geladen und gehalten. Nachdem T=O aufgetreten ist, stoppt der erste Impuls im positiven Teil des Fensters die Zählung und beendet gleichzeitig das Fenster. Treten in dem positiven Teil keinerlei Impulse auf, stoppt

" W
das Fenster, wenn + ■=■ auf Null herabgezählt ist. Nachdem das Fenster einmal gestoppt wurde, wird die Größe der Abweichung des letzten Impulses in dem - -s— Teil des Fensters vom Zentrum des Fensters mit der Größe der Abweichung zwischen Fensterzentrum und dem ersten Impuls in dem + ■*— Teil des Fensters verglichen und die Zeit, die T = 0 am nächsten kommt (d. h.,

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der Mitte des Fensters) als zu korrigierender Fehler verwendet. Wenn nur ein Impuls im Fenster vorhanden ist, wird dessen Abweichung vom Zentrum des Fensters als der Fehler verwendet. Nachdem nun der Fehler bestimmt wurde, wird das Vorzeichen und die Größe des Fehlers und die Zielverfolger-Nummer in die Fehlerkorrektur-Schaltung geladen. Zu dieser Zeit kann ein weiteres Fenster erzeugt werden.

Die PRI- und RF-Daten werden von dem Verarbeitungsteil 23 (Fig. 4) auf einen geeigneten Befehl (0) hin von dem Verarbeitungstexl 23 auf den Anschluß 93 des IF MUX 69 übertragen werden. Die Daten werden durch den Anschluß a des IF MUX 69 zu den PRI-Speichern 61 und 63 und den RF-Speichern 65 und 67 übertragen. Die Speicher 61 und 63 bzw. 65 und 67 sind über Inverter 95 und 97 miteinander verbunden, so daß nur einer von jedem Paar in jedem Zeitpunkt empfangen kann, wie es jeweils von den Befehlen auf den Selektor-Anschlüssen 99 und sowie 103 und 105 bestimmt wird. Das PRI wird über den Wort-Multiplexer WD MUX 107, den Hoch-Tief-Multiplexer H/L MUX 109, über IFO-Register 111 und Inverter 113 dem Anschluß 115 zugeführt und von dort zu dem Verarbeitungsteil 23 zurückgeführt, um eine Verifizierung und weitere Verarbeitung vorzunehmen. Die RF fließt durch ERROR MUX 117 (Fehler-MUX), H/L MUX 109, IFO-Register 111, Inverter 113 zum Anschluß 115.

Der Verarbeitungstexl 23 ist über Anschluß 119 und über Inver- ■ ter 131 (in Fig. 5) auch mit dem Netzwerk (Fig. 5) zur Ermittlung der Echtzeit und des Fehlers in TOA verbunden.

Der Verarbeitungstexl 23 liefert Informationen hinsichtlich der Gewinne über Anschluß 119 für die Gewinnspeicher TOA und Inverter 131, 133, PRI, 135 und RF, 137. Informationen hinsichtlich H + S werden auch dem ^ + S MEM 139 geliefert, und zwar über Inverter 131. Sowohl die Information hinsichtlich des Gewinns als auch.hinsichtlich ^⁺S ist mit der Umlaufadresse (ROADR) koordiniert, die dem Anschluß 140 aufgedrückt wird, wobei die Wortauswahl (WOSEL) dem Anschluß 142 aufgedrückt

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wird, wie angedeutet.

Die Daten im Speicher 30 werden im Vergleicher 141 (COMPARA-TOR) für jeden Zielverfolger im Zielverfolgungs-Speicher 25 mit der entsprechenden TOA von TOA MEM 75 verglichen, während es in einem Umlauf an der Reihe ist. Die Information vom TOA MEM wird über den Anschluß 91 eingeführt. Ein AND 143 gibt das Signal THERE, wenn seine Eingangsanschlüsse entsprechend mit TRK ON (Zielverfolger einschalten) , TOA und ^- + S < TOA versorgt werden.

Eine Komponente der Fig. 5 ist Fig. 14. Fig. 14 umfaßt einen Zähler 145, der von dem Echttakt-Zeitgeber taktgesteuert wird. Der Zähler 145 wird über Anschluß 91 und Inverter 146 mit den TOAs versorgt. Der Zähler ist zu jedem Zeitpunkt des Vorhandenseins eines THERE am Anschluß 147 eingeschaltet und zählt die TOA-Reste der Impulse, die in einem Fenster gleichzeitig auftreten. Beim Auftreten des Impulses, der auf Anschluß 149 und bei AND 151 verfolgt wird, bestimmt der Zähler 145 den negativen Fehler eines jeden Impulses im Fenster. Der negative Fehler für den letzten negativen Impuls wird im -Fehler-Register 153 gespeichert. Der erste positive Fehler wird über AND 155 übertragen, wenn der entsprechende Impuls an dessen Anschluß 157 aufgedrückt wird und der Anschluß 159 ein Einschaltsignal vom Flip-Flop 161 erhält. Nachdem der erste positive Fehler durch AND 155 hindurchgelaufen ist, wird Flip-Flop 161 durch Inverter 160 gefloppt und AND 155 abgeschaltet.

Der positive Fehler wird in +Fehler-Register 165 gespeichert. Die Fehler von den Speichern 153 und 165 werden algebraisch im Addierer 167 addiert und der kleinste Fehler mit seiner Polarität (Vorzeichen) über Anschluß 169 vom Multiplexer 171 übertragen.

Das Impulsauswahl-Gerät, das in Fig. 14 gezeigt ist, sowie das mit diesem Gerät verbundene Verfahren hat nicht nur eine

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universelle Anwendbarkeit bei einem Zielverfolgungs-Gerät, wie es in dieser Anmeldung beschrieben ist, es ist auch allgemein anwendbar und kann mit Zielverfolgungs-Geräten anderer Art benutzt werden. Z. B. kann es mit dem getrennten Zielverfolgungs-Gerät und dem Steuerschleifen-Gerät gemäß dem Stand der Technik benutzt werden.

Die Gewinne der Speicher 133, 135, 137 (Fig. 5) werden zu einer geeigneten Gewinn-Verschiebe-Steuerung und Fehleranzeige-Steuerung 173 übertragen und von dort zu Schiebern 175, die von dem Verarbeitungs-Teil 23 über Anschlüsse 177, 179, 181 in geeigneter Weise eingeschaltet werden. Jeder minimale Fehler und dessen Polarität werden ebenfalls den Schiebern 175 aufgedrückt, wobei die Fehler den entsprechenden Gewinn besitzen, d. h., die Korrekturen werden über den Anschluß KTPF übertragen.

Die Korrekturen der zugeordneten Polarität auf KTPF (Fig. 4) läuft durch ER AU A-B 183 (Fig. 4) in ER AU REGISTER 185. Für die TOA-Korrektur wird ein Umlauf von TOA + Korrektur abgezogen. Dieser Umlauf wird über das OR-Glied 187 eingeführt. Die Fehler in PRI und RF werden über Fehler-MUX 117 multiplexiert und laufen auch in den ER AU A-B 183 und von dort in den ER AU REGISTER 185. Die Daten werden durch das OR-Glied 187 übertragen, das eine Vielzahl von Oder-Verknüpfungsschaltungen umfaßt, ähnlich den OR-Gliedern 82 und 84, um die geeignete Auswahl aus dem Multiplexer 117 zu erhalten. Die OR-Glieder 187 liefern 28 Bits, so daß der Umlauf von TOA bei 28 Bits abgezogen werden kann. Wenn eine Eins am Anschluß 190 anliegt, läßt OR 187 einen Umlauf durch; mit einer Null am Anschluß 190 läßt OR 187 den Ausgang von Multiplexer 117 durch, der die zu geeigenten Zeiten ausgewählten PRI oder RF umfassen.

Mit einer Null am Anschluß 188 wird Anschluß A von ROLL MUX 80 eingeschaltet und die TOA-Korrektur vom ER AU REGISTER 185 mittels des Multiplexers 80 in den TOA AU 81 hineinmultiplexiert und von dort zur Bewirkung der notwendigen Korrektur. Da der Anschluß b des Multiplexers 80 zu dieser Zeit abgeschal-

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tet ist, kann der Umlauf, der von TOA + Korrektur abzuziehen ist, nicht von den OR-Gliedern 82 und 84 abgeleitet werden. Aus diesem Grunde muß der Umlauf über das OR-Glied 187 eingeführt werden. Wenn IF MUX 69 bei b gesetzt wird (durch eine 1 am Anschluß 188), werden die PRI- und RF-Korrekturen vom ER AU REGISTER 85 über den Multiplexer 69 multiplexiert, um PRI und RF zu korrigieren.

Der Fehler-Korrekturzyklus nimmt typischerweise fünf Umläufe zur Vollendung in Anspruch. Der Zyklus startet, wenn die erste Zielverfolger-Adresse (= dem Zielverfolger) korrigiert wird und endet beim fünften Vergleich. Fig. 12 zeigt die Schritte innerhalb des Korrekturzyklus und die folgende Tabelle beschreibt diese Schritte:

Schritt " Funktion

1 TOA Gewinn (G ) geladen 1-1B K verschoben um G„

1B G_TK - 1 Umlauf

2 GK - 1 Umlauf algebraisch addiert zu

TOA-Speicher und PRI-Gewinn geladen

2-3 K verschoben um G _R

3 GpK algebraisch addiert zu PRI-Speicher

4 RF Gewinn geladen
4-5 Κ- verschoben um G™

5 ⁶P¹V algebraisch addiert zu RF-Speicher

Die Schritte 4 und 5 der obigen Tabelle werden nur ausgeführt, wenn nur ein Impuls im Fenster vorhanden ist und wenn K₅, (RF CORR, Frequenz-Korrektur) von dem Empfänger empfangen wird. Die Verbindungs-Operation ist in Fig. 10 dargestellt.

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Ein Teil der Eingangsdaten, die für einen Zielverfolger definiert werden müssen, sind die dualen PRI und RF. Ein duales PRI wird auf die folgende Weise in dem Zielverfolger gehandhabt. Bei anfänglichem Start wird PRI A in die TOA-Schleife geladen, wie bereits beschrieben. Wenn das erste THERE auftritt, wird PRI B in die TOA-Schleife geladen, und wenn das nächste THERE auftritt, wird PRI A in die TOA-Schleife geladen. Auf diese Weise dient jede zweite offenschleifige Vorhersage PRI A und dann PRI B alternierend.

Die duale Frequenz wird unterschiedlich gehandhabt, weil RF A Daten für jede neue Vorhersage benutzt werden, bis FALL OFF (F_) auftritt, was der Fall ist, wenn 32 Fenster ohne irgendeinen Treffer geöffnet worden sind. Das Treffergewicht (HT WT) ist eine vorprogrammierbare Zahl von Null bis 31, die von der Summe nicht erfolgter Treffer jedesmal dann abgezogen wird, wenn ein Treffer oder ein Impuls in dem Fenster gefunden wird.

Nachdem F_Q einmal aufgetreten ist, wird RF B für die Vorhersage benutzt, bis die F_-Anzeige abfällt und wieder zurückkehrt, woraufhin RF A benutzt wird, oder wenn die akkumulierte Anzahl von Verfehlungen = 256 erreicht hat, wird der Zielverfolger automatisch abgeschaltet.

Falls zwei oder mehr Zielverfolger zufällig das Fenster zur gleichen Zeit wünschen sollten, wird ein Prioritäts-Vergleich durchgeführt, um festzulegen, welcher ZielVerfolger das Fenster erhalten sollte. Die Prioritätsschaltung arbeitet auf die folgende Weise. Jedesmal, wenn ein "THERE" auftritt, wird die Prioritätszählung und +1 inkrementiert, Wenn ein Fenster zugeteilt und beendet wird, wird am Ende des Fensters die Prioritätszählung auf Null (ZERO) gesetzt. Wenn aber das Fenster nicht beendet wurde (der Zielverfolger wurde abgeworfen, BUMPED OUT), bleibt die Zählung erhalten, bis das nächste "THERE" auftritt, zu welchem Zeitpunkt die Zählung um +1 wiederum erhöht wird. Wenn zwei Zielverfolger das Fenster wünschen,

werden die Prioritätszählungen verglichen und der größeren Priorität das Fenster gegeben und diese Priorität für Vergleichszwecke mit anderen Zielverfolgungs-Prioritäten gespeichert. Bei Beendigung des Fensters wird die Fenster-Priorität auf Null gesetzt, so daß der nächste Zielverfolger, der ein Fenster wünscht, dieses erhält.

Das Halteregister 301 hält die RF- und verschiedene andere Bits, die erforderlich sind, um den Empfänger für die Dauer eines Fensters bei jeder Fensteröffnung abzustimmen. Während dieser Zeit werden die Daten dem Empfänger übertragen.

Sobald das Fenster abgelaufen ist oder bei Selektion eines positiven oder negativen Impulses beendet wurde, wie in Verbindung mit Fig. 14 offenbart ist, kann ein anderes Fenster für einen anderen Zielverfolger erzeugt werden, selbst während der Zeit, während der die Fehlerkorrektur des vorhergehenden Zielverfolgers stattfindet. Dem Fenstergenerator 47 wird durch die Prioritäts-Löschlogik 303 (Fig. 6) mitgeteilt, daß er ein anderes Fenster erzeugen kann. Dies wird dadurch erreicht, daß das Prioritäts-Register 305 (Fig. 7) über die Anschlüsse und 310 gelöscht wird (Signale CLRLATS).

Das in Fig. 7 dargestellte Gerät stellt fest, ob ein neuer Zielverfolger einen anderen Zielverfolger, der zu einer bestimmten Zeit ein Fenster besitzt, ersetzen oder abwerfen soll. Die Adresse des neuen Zielverfolgers wird durch den Anschluß am Anschluß 306 in das Halteregister 309 eingesteuert. Der Anschluß 311 koordiniert die Adresse des neuen Zielverfolgers mit dem in Fig. 5 dargestellten Gerät, das die Korrektur berechnet. Die vom Anschluß 311 ausgehende Adresse wird über Anschluß 181 in das Register 173 eingeschrieben.

Anfänglich ist die Priorität des Zielverfolgers, der das Fenster kontrolliert, das ist die alte Priorität, im Prioritätsregister 305. Die Prioritätszahl für den neuen ZielVerfolger, die neue Priorität, abgeleitet von Leitung 313 über Entwerter 315,

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werden in die Abwerf-Comparator-Logik 319 über den Anschluß eingeführt, wenn THERE auftritt (Anschluß 322). Die Priorität des Zielverfolgers, der das Fenster besitzt, wird auch in den Komparator 319 über den Anschluß 323 eingeführt. Wenn die neue Priorität höher ist als die alte Priorität, wird über die Anschlüsse 325 und 306 und 317 ein Signal geliefert und die neue Priorität in das Prioritätsregister 305 über die Leitungen 306 und 317 anstelle der alten Priorität eingesteuert .

Das in Fig. δ dargestellte Gerät besitzt die folgenden Funktionen:

1. Es steuert die Vorgänge, wenn ein Zielverfolger ein- oder abgeschaltet wird.

2. Im Falle dualer Frequenz oder dualer PRI-Bedrohungen bestimmt es, welche Frequenz oder welches PRI in jedem Augenblick verarbeitet werden soll.

3. Es steuert die Vorgänge, wenn ein Zielverfolger abgeschaltet werden soll, weil dieser Zielverfolger eine übermäßige Anzahl von Verfehlungen besitzt, typischerweise 256.

4. Das Gerät bestimmt die Priorität eines Zielverfolgers (Fig. 7) basierend auf der Anzahl von vergeblichen Suchen des Zielverfolgers nach einem Fenster.

5. Das Gerät setzt auch die höchste oder überspielende Priorität für einen Zielverfolger fest.

Das Gerät umfaßt einen Speicher 351, in dem Anzeigen für jeden Zielverfolger gesetzt werden, und zwar über die Anschlüsse 353, 355 bzw. 357, die duales PRI, duale RF und überstimmung der Priorität anzeigen. Die Anzeigen werden aufgrund von Signalen über Anschluß 359 gesetzt. Die Echtzeit-Taktadresse für die entsprechenden Zielverfolger werden wiederum von der Leitung

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abgeleitet und über Anschluß 363 zugeführt. Die Echtzeit-Taktadresse (real time clock adress = RTC ADR) startet und endet ein kurzes Zeitintervall, typischerweise 50 ns, vor der Umlaufadresse. Diese Zeit ist notwendig, um bestimmte vorausgehende Operationen durchzuführen, wie beispielsweise die Prioritäts-Bestimmung, die Bestimmung des dualen Betriebs, usw.

Das in Fig. 8 dargestellte Gerät dient im Falle eines dualen PRI zur Alternierung der PRI, zunächst PRI-A und dann PRI-B. Beim Auftreten eines THERE in der letzten PRI-Steuerung wird das letzte PRI in den letzten PRI-Speicher 367 am Anschluß 369 eingeführt, zusammen mit der Echtzeit-Taktadresse, die am Anschluß 371 eingeführt wird. Diese Information wird über Anschluß 375 in die Steuerlogik 373 eingeführt. Die Steuerlogik 373 erhält auch die Information, daß am Anschluß 377 duale PRI und duale RF vorhanden sind. Die Steuerlogik 373 sendet Informationen aus, um als nächstes das andere PRI über den Anschluß 379 auszuwählen. An dem anderen Anschluß 381 sendet die Steuerlogik 373 die Information aus, daß dann, wenn der betroffene Zielverfolger bei einer Frequenz fehlgeht, z. B. bei RF-A, die andere Frequenz, RF-B auszuwählen ist.

Das in Fig. 8 dargestellte Gerät enthält auch einen Prioritäts-Speicher 401, einen Verfehlungs-Speicher 403 und eine Recheneinheit 405 für die Berechnung des Prioritäs-Status und des Verfehlungs-Status. Die Prioritäts- und Verfehlungs-Daten werden zu unterschiedlichen Zeiten in die Recheneinheit 405 von den Speichern 401 und 403 über den Inverter 407 und den Anschluß 409 eingeführt. Das Treffergewicht wird ebenfalls in die Recheneinheit 405 von dem Treffergewicht-Speicher über Anschluß 413 eingeführt. Das Treffergewicht ist eine Zahl, die von dem Verarbeitungsteil 23 einem jeden Zielverfolger zugeordnet wird, um die Qualität zu überwachen und die Recheneinheit abzuschalten, und zwar basierend auf einem Prozentsatz der nicht erfolgten Treffer innerhalb eines Fensters, Die Speicher 401, 403 und 411 sind über Leitungen 415 und für die Echtzeit-Taktadressen zugänglich.

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Die Prioritäts-Operation ist in Fig. 9A wiedergegeben. Die Prioritätszahl ist vertikal aufgetragen und die THERE-Ereignisse horizontal. Fig. 9A entspricht einem Zielverfolger; eine ähnliche grafische Darstellung kann für jeden Zielverfolger aufgezeichnet werden.

Beim Auftreten eines THERE wird eine Eins zu der Prioritätszahl addiert, wie in den linken Teilen der Kurven C1, C2 und C3 dargestellt ist. Wenn der der Fig. 9A entsprechende Zielverfolger ein Fenster erhält und beendet, sinkt die Prioritätszahl auf Null, wie durch die Linien L1 und L2 der Kurven C1 und C2 wiedergegeben ist. Die Recheneinheit 405 enthält ein Halteregister 417, das die letzte» Prioritätsberechnung, eine Zahl oder Null, für den Zielverfolger enthält, auf dessen Adresse zugegriffen wird und lädt diese letzte Priorität über Anschluß 419 im richtigen Moment zurück in den Speicher. Für jede neue Zielverfolger-Adresse wird die Prioritätszahl und die höchste Anzeige (HST) in das Halteregister 421 über Anschlüsse 423 und 425 zur Benutzung in dem in Fig. 7 dargestellten Gerät geladen.

Die Verfehl-Operation ist in Fig. 9B erläutert, in der die Fenster-Beendigungsereignisse horizontal und die Verfehlungszahl vertikal aufgetragen ist. Die Fig. 9B entspricht einem Zielverfolger. Bei Beendigung eines Fensters wird ermittelt, ob in dem Fenster ein Treffer vorhanden war, wenn dies nicht der Fall ist, wird eine Eins zu der Verfehl-Zählung oder Verfehl-Zahl hinzugefügt, wie durch den linken Teil der Kurve ■ C4 angedeutet wird. Wenn die Verfehl-Zahl typischerweise den Wert von 32 überschreitet, wird ein Abfallzeichen (FO = fall off) in dem FO-Speicher gesetzt und in die Steuerung 427 von dem Halteregister 417 über den Anschluß 429 geleitet. Die Information hinsichtlich der FO-Anzeige läuft durch das Halteregister 431 und von dessen Anschluß 433 zu dem Verarbeitungsteil 23, um eine Information hinsichtlich schlechter Qualität des Zieles zu liefern. Wenn die Verfehl-Zahl auf einem Wert von typischerweise 256 ansteigt, wird der Zielverfolger durch

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die Zielverfolger-Abschalt-Steuerung 435 (TRK OFF CONTROLL) und den Zielverfolger-Abschalt-Speicher 437 abgeschaltet. Der Zielverfolger-Abschaltspeicher behält die Information, daß der jeweilige Zielverfolger abgeschaltet wurde und verhindert jede weitere Fenstererζeugung für diesen besonderen Zielverfolger .

Wenn ein Bit auftritt, wird das Treffergewicht von der Verfehlungszahl abgezogen, wie durch die vertikalen Linien L4 und L5 in Fig. 9B angedeutet ist.

Fig. 13 stellt ein Blockdiagramm dar, das einen Gesamt-überblick über die TOA- und PRI-Schleifen gibt. Der Fehler des Fehlerdetektors 451, der bis zu einer Genauigkeit von 25 ns gemessen wird, wird entsprechend mit dem TOA-Gewinn und dem PRI-Gewinn multipliziert. Das Produkt wird algebraisch zu dem TOA bzw. PRI in den Addierern 453 und 455 addiert und gemittelt und in den geschätzten PRI-Speichern 61 bis 63 und dem TOA-Speicher 75 verbracht. TOA und PRI werden bis auf 0,1 ns gemittelt.

Patentansprüche:

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Claims

1.J Gerät zur Zielverfolgung von mehreren Impuls-Radar-Signalen, gekennzeichnet durch einen Verarbeitungsteil zur Bestimmung der Frequenz, des Puls-Wiederholungs-Intervalls und der Vorhersagezeiten für den Empfang eines jeden dieser Signale; durch einen Multiplexer, der auf den Verarbeitungsteil reagiert, um die Signale zu multiplexieren; durch einen Fenstergenerator, der auf den Multiplexer reagiert, um ein separates Vorhersage-Fenster für jedes der Signale zu erzeugen, und durch einen Selektor zur Wahl zwischen unterschiedlichen Signalen in dem gleichen Fenster.

2. Gerät nach Anspruch 1, einschließlich Einrichtungen zum Aufteilen eines Fensters in Subintervalle und zur Bestimmung der Beziehung eines jeden Signals in dem gleichen Fenster hinsichtlich eines vorbestimmten Subintervalls, wobei der Selektor Einrichtungen zur übertragung des Signals besitzt, das eine vorbestimmte Beziehung hinsichtlich des vorbestimmten Subintervalls besitzt.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verarbeitungsteil einen Speicher zum Speichern der von dem Selektor ausgewählten Signale besitzt.

4. Geräte nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Selektor einen Vergleicher besitzt, um die Signale mit der vorbestimmten Beziehung in den Subintervallen des Fensters zu vergleichen.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Selektor einen Zähler zur Bestimmung der Position eines Signales in jedem Fenster mit Hinsicht auf das vorbestimmte Subintervall besitzt.

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6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Selektor jedes Signal unterdrückt, das von dem Zähler in dem Fenster als früher erscheinend angezeigt wird, als das vorbestimmte Subintervall, sowie auch alle Signale, die nach einem ersten Sj fial in oder nach dem vorbestimmten Subintervall auftreten, so daß die Übertragungseinrichtungen nur das erste Signal übertragen, das nach dem Beginn des vorbestimmten Subintervalls auftritt.

7. Gerät nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Vergleicher zum Vergleich der Zeit zwischen dem Beginn des vorbestimmten Subintervalls und dem ersten Signal zur Erzeugung eines Signals, das dem Fenstergenerator zuzuführen ist, um die Position des Fensters zu korrigieren.

8. Gerät nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Register, um die Zahl der Fälle zu zählen, bei denen Signale, die nicht das erste Signal sind, in einem vorbestimmten Fenster in einer vorbestimmten Anzahl von Malen auftreten, um einen Ausgang für die Übertragungseinrichtungen und den Selektor zu erzeugen, wobei die Übertragungseinrichtungen Einrichtungen aufweisen, um die Übertragung des ersten Signals zu unterdrücken und einschließlich Einrichtungen, um in dem Fenster ein anderes Signal auszuwählen, das in dem Fenster die vorbestimmte Anzahl von Malen aufgetreten ist.

9. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Selektor Einrichtungen aufweist, um ein Auswahlsignal festzulegen, wobei das vorbestimmte Subintervall eine Zeit umfaßt, die in der Mitte eines jeden Fensters liegt, plus einer Verzögerungszeit, die äquivalent ist der Aufbauzeit des Gerätes.

ES/hs 3

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