DE3006276A1

DE3006276A1 - Anordnung zur verarbeitung von radar-echorueckmeldungen in radarsystemen, insbesondere ein marine-radarsystem

Info

Publication number: DE3006276A1
Application number: DE19803006276
Authority: DE
Inventors: William Monroe Pease; Albert Anthony Pope
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1979-02-21
Filing date: 1980-02-20
Publication date: 1980-09-04
Also published as: ES488757A0; DK149371B; AU5508680A; AU526671B2; CA1117634A; GB2042843B; NL8001049A; FR2449900A1; NL184541B; US4206461A; NO149829B; DK72880A; IT8047865A0; SE8001347L; JPS55116282A; GB2042843A; ES8103384A1; SE444228B; DK149371C; JPH0531117B2

Description

Raytheon Company, 1Λ1 Spring Street, Lexington, Mass. 02173» Vereinigte Staaten von Amerika

Anordnung zur Verarbeitung von Radar-Echorückmeldungen in Radarsystemen, insbesondere ein Marine-Radarsystem

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verarbeitung von Radar-Echorückmeldungen in Radarsystemen und insbesondere ein Marineradarsystem.

Bei früheren Schiffs-Radarsystemen war es schwierig, weit entfernte Ziele auf einem Rundsichtanzeigegerät optisch zu erkennen. Bei einer vorgegebenen Entfernungsbereichseinstellung sind nämlich die Echos von weit entfernten Zielen wesentlich schwächer als die von Zielen in der Nähe. Ohne irgendeinen Ausgleich bei der Aufbereitung der Daten liefern daher die an die Rundsichtanzeige übertragenen Signale für weit entfernte Ziele keine ausreichende Elektronenstrahlenergie, um den Phosphor-mit vergleichbarer Intensität zum Leuchten zu bringen wie t>ei Zielen im Nahbereich. Außerdem werden identische Ziele von unterschiedlicher Entfernung unterschiedlich lang andauernd abgebildet, wenn die Rundsichtanzeige mit einem Anzeigesignal angesteuert wird, das durch eine Schwellwertüberwachung sich ergebende, diskrete Werte aufweist, weil die aus größerer Entfernung zurückgesandten Echos schwächer

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sind und daher die vorgegebene Auswerteschwelle für eine kürzere Zeit überschreiten. Weit entfernte Ziele erscheinen daher lediglich als dünne Bogen und sind daher optisch nur schwer zu erkennen.

Bei bekannten Systemen hat man daher eine zeitabhängige Empfindlichkeitsregelung (STC) verwendet, um für den Nahbereich die Empfängerempfindlichkeit zu verringern, so daß Echos von Zielen auch in Gegenwart von starken Seegangsechos erkannt werden können. Obwohl die zeitabhängige Empfindlichkeitsregelung in erster Linie dazu diente, die Auswirkungen des Seegangsechos zu korrigieren, das den gesamten Bereich um das Zentrum der Rundsichtanzeige aufhellt,so hat sie sich doch ebenso als nützlich erwiesen beim Ausgleich von Echos aus unterschiedlichen Entfernungen mit unterschiedlichen Amplituden. Wegen des begrenzten Dynamikbereichs der Empfänger besteht in der zeitabhängigen Empfindlichkeitsregelung keine wirksame Möglichkeit des Ausgleichs bei Echos mit wechselnden Amplituden bei weiten Entfernungen.

Bei bekannten Marine-Radarsystemen hat man daher bei Entfernungsbereichseinstellungen für die Ferne die Breite der Sendeimpulse vergrößert. Auch wenn diese längeren Impulse die gegebene bessere Erkennbarkeit von Zielen im Nahbereich beeinträchtigen, so können sie doch erforderlich sein, um ein annehmbares Nutz-Störsignalverhältnis bei weit entfernten Zielen zu erhalten. Obgleich Sendeimpulse mit größerer Breite die Rundsichtanzeige für weit entfernte Ziele wesentlich verbessern, so ist in ihnen doch kein wirksames Mittel zur Verbesserung der gesamten Anzeige zu sehen, da sie in gleicher Weise die Anzeigedauer von Zielen im Nahbereich vergrößern.

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Eine weitere Methode zur Verbesserung der optischen Anzeige von weit entfernten Zielen ist im US-Patent 2.472.209 beschrieben. Danach werden die Impulse des Anzeigesignals zeitlich gedehnt, um die Erkennbarkeit von weit entfernten Zielen zu verbessern. Bei dieser Lösung zur optischen Darstellung von weit entfernten Zielen wird Jedoch die optische Darstellung von Zielen im Nahbereich verzerrt, die ohne Zeitdehnung eine ausreichende Intensität für eine geeignete Darstellung lieferten.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Lösung anzugeben, bei der die Erkennung von weit entfernten Zielen ohne Verzerrung der Abbildung von Nahzielen verbessert ist. Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch Ableitung von Signalen aus den Radar-Echorückmeldungen, Verlängerung der Zeitdauer wenigstens eines Teiles dieser Signale in linearer Abhängigkeit von der Entfernung und Weiterleitung der Signale an eine Sichtanzeige.

Die Zeitdehnung der Signale ist also nicht mehr konstant, sondern erfolgt entfernungsabhängig. Als Signale eignen sich besonders Signale, die eine aus diskreten Spannungswerten gebildete Spannungskurve bilden, oder solche, die vorgegebene Amplitudenwerte des Echosignales repräsentieren, wobei einer der Spannungswerte bzw. eines der Amplitudenwertsignale zur Auslösung der Zeitdehnung ausgenutzt werden kann. Durch Anwendung der Zeitdehnung nur auf vorgegebene Spannungswerte oder Amplitudenwertsignale besteht außerdem in einfacher Weise die Möglichkeit, die Anzeige auf dem Sichtgerät, insbesondere bei Verwendung von Rundsichtanzeigegeräten, mit Bezug auf die gegebenen Randbedingungen jeweils optimal zu gestalten. Die jeweils erforderliche Zeitdehnung kann vorteilhaft durch einen Zähler gesteuert werden, der

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jeweils zu Beginn eines zu verlängernden Signals oder Signalteiles auf einen der zugehörigen Entfernung zugeordneten Wert voreingestellt wird.

Die Lösung gemäß der Erfindung kann darüber hinaus mit bekannten Maßnahmen zur Aufbereitung der Empfangssignale zwecks Verbesserung der Auswertung gekoppelt werden. Solche Maßnahmen können z.B. bestehen in der Speicherung der Empfangssignale oder der davon abgeleiteten Signale, beispielsweise in digitaler Darstellung,während einer ersten Zeitperiode mit Auslesen während einer zweiten Zeitperiode, die wenigstens für einige Entfernungsbereichseinstellungen größer als die erste Zeitperiode ist, oder in" einer zusätzlichen Interferenzunterdrückung, z.B. durch Verwendung eines Speichers und eines Vergleichers, der die miteinander korrespondierenden Signale von zwei aufeinanderfolgenden Radarsendeimpulsen miteinander vergleicht und lediglich bei Übereinstimmung das gerade anstehende Signal freigibt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung seien nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

FIG 1 das Blockschaltbild eines gemäß der Erfindung arbeitenden Radarsystems,

FIG 2A die schematische Schaltungsanordnung des digi-^{1111(1 2B} talen Radar-Videosignal-Rechners des Systems nach FIG 1,

FIG 3 in Form eines Diagramms das Ausmaß der Zeitdehnung als Funktion der entfernungsabhängigen Zählervoreinstellungen, 35

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• Ä-

FIG 4 eine Reihe von Kurvenformen zur Verdeutlichung der Signalverarbeitung und der zeitlichen Abhängigkeit und

FIG 5 das Blockschaltbild einer gegenüber FIG 2B geänderten Ausführungsform bezüglich der Kopplung des Anzeigeregisters mit dem Impulsdehnungsschaltkreis.

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FIG 1 zeigt das Blockschaltbild eines Marine-Rundsichtradarsystems, das entsprechend der Erfindung ausgebildet ist. Die Aussendung von Radarimpulsen wird durch einen Impulsgenerator 100 eingeleitet, der Radartriggerimpulse gleichzeitig an einen Modulator 102 und an einen digitalen Radarvideosignalrechner 116 abgibt. Der Modulator erzeugt die auszusendende Wellenform und koppelt sie über einen Übertrager 104 an ein Magnetron 106, das sie in gepulste Mikrowellenenergie umsetzt. Der Impulsgenerator, der Modulator, der Übertrager und das Magnetron bilden den Sender 108. Während eines ersten Teiles einer Radarimpulsperiode koppelt ein Duplexer 110 die Mikrowellenleistung des Senders an die Antenne 112 an, während während des restlichen Teiles der Radarimpulsperiode die Radarechosignale von der Antenne zum Empfänger 114 geleitet werden. Selbstverständlich ist die Antenne an einem nicht gezeigten Schiffsmasten befestigt, so daß die Radarimpulse unbeeinträchtigt von irgendwelchen - Schiffsaufbauten ausgestrahlt werden können. Auch ist ein Motor 115 für das Drehen der Antenne vorgesehen.

Sobald ein ausgesendeter Impuls auf einen Gegenstands z.B. ein entferntes Schiff 116, trifft, wird ein Echosignal zur Antenne 112 reflektiert, von wo es über den Duplexer zum Empfänger 114 geleitet wird. Der Zeitverzug zwischen der Aussendung eines Radarimpulses und dem Empfang eines zugehörigen Echosignales ist proportional der zurückgelegten Entfernung. Entsprechend kann das von einem einzigen Sendeimpuls herrührende Empfängereingangssignal aus einer Folge von Echosignalen oder Impulsen von unterschiedlich entfernten Gegenständen bestehen. Allgemein unterscheidet man bei den Echosignalen solche von interessierenden Zielen und nicht interessierende Störflecke. Der Empfänger verstärkt

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die Rückkehrsignale und setzt sie zunächst in eine Zwischenfrequenz und dann in ein Videosignal um, das dann an einen digitalen Radarvideosignalrechner 116 weitergeleitet wird. Dieser Rechner wird später in Verbindung mit FIG 2A und 2B näher beschrieben. Zunächst jedoch wird, kurz zusammengefaßt, das Empfängerausgangssignal einer Schwellwertkontrolle mit Bezug auf zwei diskrete Signalschwellen unterworfen und dann fortlaufend abgetastet, wobei jede Abtastung sich auf eine vorgegebene Entfernung bezieht. Die Unterscheidung von Nutz- und Störsignalen wird dadurch erzielt, daß eine aktive Signalanzeige nur dann vorgenommen wird, wenn zwei oder mehr von vier aufeinanderfolgenden Abtastungen eine Erfassung anzeigen. Der Ausgang des Gleitfenster-Vorverarbeitungsrechners wird ebenfalls abgetastet und gespeichert. Diese Abtastergebnisse werden zu Digitalwörtern zusammengefaßt und in einem Speicher abgespeichert, aus dem sie zu den gewünschten Zeitpunkten wieder ausgelesen werden können. Ein {jedes Bit einer jeden Adresse entspricht einer Entfernungszelle. Die später wieder aus der Speichereinrichtung ausgelesenen Digitalwörter werden in zwei kontinuierliche Impulszüge umgesetzt. Nach der Interferenzunterdrückung wird die Zeitdauer der Impulse als lineare Funktion der Entfernung vergrößert. Das sich daraus ergebende Ergebnis wird dann einer Sichtanzeige 118 zugeführt und in'Form einer Rundsichtanzeige dargestellt.

Die FIG 2A und 2B zeigen ein schematisches Blockdiagramm des digitalen Radarvideosignalrechners, der die Erfindung verkörpert. Die in analoger Form vom Empfänger gelieferten Radar-Echosignale werden über die Leitung 122 dem digitalen Verarbeitungsschaltkreis zugeführt und . mit den positiven Eingängen der Spannungsvergleicher 124 und 126 gekoppelt. Die nega-

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tiven Eingänge dieser Spannungsvergleicher sind über die Mittenabgriffe der Potentiometer 128 und 130 mit der Spannung +V verbunden, die in jedem Falle größer als die mögliche Spitzenspannung der Signale auf der Zuführungsleitung 122 ist. Die entgegengesetzten Anschlußenden der Potentiometer sind mit Erde verbunden. Auf diese Weise können die negativen Anschlußklemmen der Spannungsvergleicher individuell mit Spannungen zwischen 0 und +V beaufschlagt werden. Die Spannungsvergleicher 124 und 126 arbeiten in der Weise, daß sie eine niedrige Ausgangsspannung entsprechend einer logischen "0" liefern, wenn die positive Eingangsklemme negativ gegenüber der negativen Eingangsklemme ist, und daß sie eine Ausgangsspannung entsprechend einer logischen "1" liefern, wenn die positive Eingangsklemme positiv gegenüber der negativen Eingangsklemme ist. Übersteigt daher das Signal auf der Leitung 122 die an der negativen Eingangsklemme eines Spannungsvergleichers durch das zugehörige Potentiometer eingestellte Spannung, so befindet sich das Ausgangssignal des Spannungsvergleichers im "1"-Zustand. Ist dagegen die Spannung des Signals auf der Leitung 122 niedriger als die an der negativen Eingangsklemme eingestellte Spannung, so ist der Ausgang des Spannungsvergleichers im "0"-Zustand. Diese Art Schwellwertüberwachung entspricht einer Analog/Digitalwandlung, bezogen auf zwei diskrete Spannungspegel.- Wenn die Potentiometer geeigneterweise eingestellt sind, dann liefern die Ausgänge der Spannungsvergleicher auf den Leitungen 132 und eine Folge von digitalen Impulsen, wobei jeder Impuls einem gesonderten Radar-Echosignal des Videoausgangs des Empfängers entspricht. Da sich zudem jeder Impuls auf eine gesonderte Echoempfangszeit bezieht, weist ■ jeder Impuls auch eine zugeordnete Entfernung auf. Die Einstellungen der Potentiometer 128 und I30 werden

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vorzugsweise so gewählt, daß die an der negativen Eingangsklemme des Spannungsvergleichers 124 anliegende Spannung höher ist als die an der negativen Eingangsklemme des Spannungsvergleichers 126 anliegende Span- nung. Da die positiven Eingangsklemmen beider Spannungsvergleicher in gleicher Weise beaufschlagt werden, entspricht das Ausgangssignal auf Leitung 134 einem Hochpegel-Videosignal und das Ausgangssignal auf Leitung 132 einem Niedrigpegel-Videosignal. Einige Echoimpulse des Empfänger-Videosignals können also die Schwellenspannung des Vergleichers 126 übersteigen und daher in einen digitalen Impuls umgesetzt werden, während die Ansprechschwelle des Vergleichers 124 nicht überschritten wird. In jedem Falle weist ein Impuls auf der Leitung 132 eine größere Zeitdauer auf als der zugehörige Impuls auf der Leitung 134. Eine Begründung für die Unterteilung in Hochpegel- und Niedrigpegel-Videosignale wird später gegeben werden.

Der Ausgang jedes Spannungsvergleichers 124 und 126 ist mit einem 3-Bit-Schieberegister 202 bzw. 200 verbunden, die durch die Vorder-flanke des Video - Abfrage-Taktsignals VSR-1 getaktet werden. Die zeitliche Festlegung des VRS-1-Signals wird später im Zusammenhang mit der Zeit- und Steuereinrichtung 300 noch erläutert werden. Die im Schieberegister 200 gespeicherten drei Abfragebit werden zusammen mit dem auf der Leitung 132 eintreffenden Bit den UND-Gliedern 204b bis 204g zugeführt, so daß, wenn irgendein Paar der vier Bits logisch "1" ist, ebenfalls eine logische "1" am Eingang des NOR-Gatters 201 wirksam ist und eine logische "0" als aktives Signal auf der Leitung 205 liefert. Eim einzelnen wird die Leitung 132 mit dem unmittelbar vorhergehenden Abtastergebnis auf der Leitung 240 durch das UND-Gatter 204b, mit dem vorletzten Abtast-

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ergebnis auf Leitung 241 durch das UND-Gatter 204c und mit dem drittletzten Abtastergebnis auf Leitung durch das UND-Gatter 204d verknüpft. Weiterhin wird das erste unmittelbar vorhergehende Abtastergebnis auf Leitung 240 mit dem vorangehenden Abtastergebnis auf Leitung 240 durch das UND-Gatter 204e verknüpft usw.. Die Leitung 132 bildet ebenso den einen Eingang des UND-Gatters 204a, dessen zweiter Eingang mit dem Signal PALL der Zeit- und Steuereinrichtung 300 beaufschlagt wird. Wenn das Signal PALL eine logische "1" ist, werden alle logischen "1" -Signale auf der Leitung zum NOR-Gatter 201 durchgeschaltet. Im Ergebnis unterdrückt also eine logische "1" des PALL-Signales die oben beschriebene "2 aus 4"-Abtastroutine und leitet das Niedrigpegel-Videosignal (mit logischer "0" als aktivem Signal) direkt an die Leitung 205 weiter. Wenn der Entfernungsbereichsschalter 302 auf eine Entfernung von drei Seemeilen oder darunter eingestellt ist, liegt das PALL-Signal auf logisch "1" und alle Niedrigpegel "Daten der Leitung 132 gelangen unmittelbar zur Leitung 205. Ist dagegen der Entfernungsbereichsschalter auf eine Entfernung über drei Seemeilen eingestellt, dann müssen wenigstens zwei der vier vorliegenden Abtastergebnisse den Wert logisch "1" aufweisen, damit auf der Leitung'205 ein aktives Signal für die angeschlossene Verarbeitungseinrichtung erscheint. Mit Bezug auf das Hochpegel-Videosignal arbeiten die UND-Gatter 206a ..bis 206g und das NOR-Gatter 203 in gleicher Weise wie die eben beschriebenen UND-Gatter 204a bis 204g und das NOR-Gatter 201.

Die Schieberegister 200 und 202, die UND-Gatter 204a bis 204g und 206a bis 206g sowie die NOR-Gatter und 203 bilden den Vorverarbeitungsrechner 250. Da die Vorderflanke des VSR-1-Signals ein neues Abtastergebnis in die

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Schieberegister 200 und 202 eingibt, steht jedesmal ein neuer Satz von vier Abtastergebnissen zur Auswertung zur Verfügung, von denen jeweils drei der Abtastergebnisse aus dem vorhergehenden Satz übernommen werden. Entsprechend wird der Vorverarbeitungsrechner 250 häufig als auch als Gleitfenster-Rechner bezeichnet. Seine erste und wesentliche Aufgabe besteht darin, Störgeräusche zu unterdrücken. Obgleich diese die vorangehend beschriebene Spannungsschwelle überschreiten können, ist die statistische Wahrscheinlichkeit für eine Überschreitung bei"2 aus4"-Abtastungen weitgehend vermindert. Die zweite wesentliche Aufgabe des Vorverarbeitungsrechners ergibt sich aus der Tatsache, daß die Zeitdauer für eine Entfernungszelle bei größeren Entfernungsbereichseinstellungen ebenfalls größer wird, dagegen die Breite des Sendeimpulses nicht proportional zunimmt, so daß mehr als eine Abtastung je Entfernungszelle erforderlich wird, um die Wahrscheinlichkeit der Zielerkennung zu vergrößern. Obwohl in Verbindung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Vorverarbeitungsrechner für eine "2 aus 4"-Abtastung beschrieben ist, kann es daher angebracht sein, die Zahl der zum gleichen Zeitpunkt auszuwertenden Abtastergebnisse zu vergrößern und die Anzahl der für eine wirksame Erkennung erforderlichenpositiven Abtastergebnisse zu verändern.

Der Zweck der Abtast- und Halteschaltkreise I36 und 138 für die Entfernungszellen, der Serien/Parallelumsetzer 142 und 143, des Datenspeicherregisters 146, des Speichers 148 und der Parallel/Serienumsetzer 150 und 152 ist im einzelnen im US-Patent 4.107.673 desselben Anmelders erläutert, auf das zur Abkürzung der Beschreibung verwiesen sei. Im einzelnen besteht die Notwendigkeit, daß gerade bei Marineradarsystemen

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die Entfernungsbereichseinstellung geändert werden kann. Im Bereich der offenen See ist es beispielsweise notwendig, Ziele bis zu einer Entfernung von 48 Seemeilen anzuzeigen. Wenn dagegen eine größere Genauigkeit notwendig ist, beispielsweise beim Anlegen oder beim Manövrieren durch einen nebligen Hafen, so erfordert das Bereichseinstellungen für viel kürzere Entfernungen, beispielsweise für eine Entfernung von 0,25 Seemeilen. Da nun aber die Schreibgeschwindigkeit bei einem Echtzeit-Anzeigesystem umgekehrt proportional der Radar-Entfernungseinstellung ist, wird die Ablenkgeschwindigkeit bei kürzeren Entfernungseinstellungen so groß, daß der Anzeigeschirm nicht genügend Energie durch den Elektronenstrahl zur Erzeugung einer ausreichenden HeI-ligkeit erhält, um die Helligkeit der Umgebung zu überwinden. Demzufolge werden entsprechend dem vorangehend Genannten die digitalisierten Radar-Echosignale mit einer von der Entfernungseinstellung abhängigen Geschwindigkeit in eine Speichereinrichtung eingeschrieben und anschließend mit einer von der Entfernungsbereichseinstellung unabhängigen konstanten Geschwindigkeit wieder ausgelesen. Dieses nicht im Echtzeitbetrieb arbeitende Verfahren ermöglicht eine verbesserte Helligkeit der Anzeige bei ungünstigen Beleuchtungsbedingungen der Umgebung mit vereinfachten Erkennungsschaltkreisen und Videoverstärkern.

Zurückkehrend ..zu EIG 2A, werden die vorverarbeiteten Hoch- und Niedrigpegelsignale auf den Leitungen 207 und 205 über die Abtast- und Halteschaltkreise 138 und 136 den Serien/Parallelumsetzern 143 und 142 zugeleitet. Da diese Signale in beiden Schaltkreiseinheiten in gleicher Weise verarbeitet werden, wird im nachfolgenden lediglich der Schaltkreis für das Niedrigpegel-Signal beschrieben. Das auf der Leitung 205 anliegende,

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- yr-

bereits vorverarbeitete Niedrigpegel-Videosignal wird dem einen invertierten Eingang eines UND-Gatters 208 zugeführt. Am anderen, ebenfalls invertierten Gattereingang liegt das Taktsignal SA-1 an, das außerdem dem Eingang K eines J-K-Flipflops 216 zugeführt wird.

Wenn das Signal SA-1 logisch "O" ist, dann liegt auch der Eingang des J-K-Flipflops auf ¹¹O", und wenn vom Vorverarbeitungsrechner 250 auf der Leitung 205 eine Erkennung anzeigende "0" vorliegt, dann liefert das UND-Gatter 208 an den Eingang J eine logische "1". Entsprechend wird mit dem nächsten Taktimpuls VSR-O als Komplement des Taktsignales VSR-1 der Ausgang Q des J-K-Flipflops 216 zu logisch "0". Ist dagegen das Signal SA-1 ,gleich logisch "1", so herrscht auch am Eingang K des J-K-Flipflop 216 der Zustand "1" vor , und über das UND-Gatter 208 ergibt sich am Eingang J des Flipflops der Zustand "0". Entsprechend wird mit dem nächsten Taktimpuls VSR-O der Ausgang Q in den Zustand "1" umgeschaltet. Die zeitliche Festlegung des Taktsignals SA-1 wird später noch im Zusammenhang mit der Zeit- und Steuereinrichtung 300 erläutert werden. Jedoch sei an dieser Stelle bereits angemerkt, daß die Zeitperiode, während der das Signal SA-1 gleich logisch "0" ist, gleich der einer Entfernungszelle ist. Da außerdem die Taktgeschwindigkeit. d?s Signals VSR-1 gleich oder größer als die des Signals SA-1 ist, kann das J-K-Flipflop 216 auch mehrmals je Entfernungszelle angesteuert werden, wobei bei jeder Ansteuerung eine positive Erkennung in dem J-K-Flipflop 216 gespeichert wird, um die zugehörige Entfernungszelle zu einer Erkennungsanzeige zu veranlassen. Des weiteren wird-zusammengefaßt-jede Ansteuerung des J-K-Flipflops 216 von einer Lage des Gleitfensters beim Vorverarbeitungsrechner 250 begleitet, bei dem zwei positive von den insgesamt vier mit dem Abtast-

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signal VSR-1 gewonnenen Abtastergebnissen für die Erkennung' erforderlich sind, wobei angenommen ist, daß das Signal PALL gleich "O" ist. Das auf der Leitung 205 angelieferte vorverarbeitete Niedrigpegel-Videosignal wirkt weiterhin auf den invertierten Eingang eines ODER-Gatters 224 ein. Erfolgt dagegen nur eine Abtastansteuerung je Entfernungszelle und besteht keine Notwendigkeit zur Aufrechterhaltung des Abtastergebnisses am Ausgang Q des J-K-Flipflops 216 für den invertierten Eingang des ODER-Gatters 224, dann wird ein anderer direkter Verbindungsweg von der Leitung 205 zu dem Serien/Parallel-Umsetzer 142 vorgesehen. Der Ausgang des ODER-Gatters 224 ist mit dem Eingang des 2-Βίΐτ-Schieberegisters 232 verbunden, das ebenfalls von dem Signal SA-1 getaktet wird. Das Schieberegister 232 arbeitet als Serien-Parallel-Umsetzer, in den Bits vom Ausgang des ODER-Gatters 224 nacheinander eingetaktet werden, die dann parallel für das Datenspeicherregister 146 zur Verfügung stehen. Wie FIG 2A weiterhin zeigt, ist ein UND-Gatter 210 mit invertierten Eingängen, ein J-K-Flipflop 218, ein ODER-Gatter 228 mit invertierten Eingängen und ein Schieberegister in gleicher Weise miteinander verbunden wie die gerade beschriebenen Einrichtungen 208, 216, 224 und 232.

Die unterschiedliche Betriebsweise ergibt sich durch die Datenübernahme mit dem Taktsignal SA-O, das gegenüber dem Taktsignal SA-1 invertiert ist. Wenn daher Daten abgetastet und im J-K-Flipflop 216 gespeichert werden, wird das J-K-Flipflop 218 zurückgesetzt, und wenn Daten abgetastet und im J-K-Flipflop 218 gespeichert werden, wird das J-K-Flop 216 zurückgesetzt. Die Daten für aufeinanderfolgende Entfernungszellen werden demzufolge abwechselnd in die Schieberegister 232 und 236 geladen. Folglich werden während zweier Impulsperioden des Taktsignales SA (insgesamt 2 mal"1" und 2 mal"0 " die Daten für vier Entfernungszellen

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in die Kombination aus den beiden Schieberegistern und 236 geladen. Ebenso werden während derselben Zeitperiode vier Hochpegel-Daten in den Serien/Parallel-Umsetzer 143 geladen.

Die Parallelausgänge der Serien/Parallel-Umsetzer 142 und 143 sind mit dem acht Bit fassenden Datenspeicherregister 142 in FIG 2B verbunden. Dieses Datenspeicherregister wird durch das Signal SB-O getaktet, dessen zeitliche Festlegung in Verbindung mit der Zeit- und Steuereinrichtung 3OO im einzelnen erläutert wird. In diesem Zusammenhang ist lediglich wichtig, daß die Taktfrequenz des Signales SB-O halb so groß ist wie die des Signales SA-O. Sobald daher vier Bits in den Serien/Parallel-Umsetzer 142 gleichzeitig mit vier Bits, die in den Serien/Parallel-Umsetzer 143 eingetaktet werden, eingetaktet sind, wird die Kombination aus acht Bits oder Entfernungszellen in das acht Bit umfassende Datenspeicherregister 146 übernommen. Das so gebildete Acht-Bit-Wort ist daher zusammengesetzt aus vier Bits der niedrigsten Wertigkeit entsprechend den vier Hochpegel-Entfernungszellen und vier Bits der höchsten Wertigkeit entsprechend den vier Niedrig-Pegel-Entfernungszellen.

Die in das Datenspeicherregister 146 übernommenen Acht-Bit-Wörter werden mit den über die Leitung ADDR von der Zeit- .und Steuereinrichtung 300 zur Verfügung gestellten fortlaufenden Adressen in den Speicher 148 eingeschrieben. Sobald jedes Acht-Bit-Wort in den Speicher eingeschrieben ist, wird der Speicheradressenzähler 3O8 erhöht. Die Geschwindigkeit, mit der die Wörter in den Speicher eingeschrieben werden, wird ebenfalls später im Zusammenhang mit der Zeit- und Steuereinrichtung 3OO beschrieben werden. Die Anzahl

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der Entfernungszellen oder Bits für eine Periode der Radarsendeimpulse oder einen Strahl beträgt maximal 256. Da außerdem Hochpegel- und Niedrigpegel-Videosignale unterschieden werden, sieht der Speicher 148 die Speicherung von 512 Bits in 64 adressierbaren Acht-Bit-Wörtern vor.

Der Speicher kann aus einer Vielzahl von in Kaskaden geschalteten Einzelspeichern mit direktem Zugriff (RAM-Speicher), wie beispielsweise Texas Instrument 74S189 16x4 Schnellspeicher,

oder aus Speichereinrichtungen mit größerer Speicherdichte, wie beispielsweise Signetic 82S09 64x9, bestehen. Auch können Schieberegister als Speichereinrichtung verwendet werden. Während eines Speicher-Lesezyklus werden die Wörter in der gleichen Reihenfolge, mit der sie eingeschrieben worden sind, aber mit einer von der Entfernungseinstellung unabhängigen Geschwindigkeit ausgelesen. Der Speicheradressenzähler 308 wird für jede Adresse schrittweise erhöht. Bei kürzeren Entfernungsbereichseinstellungen ist die Lesegeschwindigkeit wesentlich niedriger als die Schreibgeschwindigkeit, so daß die im US-Patent 4.107 beschriebene verbesserte Sichtanzeige erzielt wird. Mit dem Auslesen eines jeden Wortes werden die die Niedrigpegel-Videosignale darstellenden vier Bits in den Parallel/Serien-Umsetzer 150 und die die Hochpegel-Videosignale darstellenden vier Bits in den Parallel/Serienumsetzer 152 überführt. Jeder dieser Umsetzer weist einen "1 aus 4"-Wähler auf, der abhängig von dem logischen Signal SCON die vom Speicher 148 jeweils zur Verfügung gestellten vier Bits nacheinander mit einer Geschwindigkeit auswählt, die vier mal größer ist als die Lesegeschwindigkeit des Speichers 148 anhand der Adressensignale ADDR. Ebenso könnten diese Umsetzer Vier-Bit-Schieberegister aufweisen. Die Ausgänge

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der Parallel/Serien-Umsetzer liefern so fortlaufende binäre Kurvenformen.

Die Aufgabe des Vorverarbeitungsrechners 250 besteht, wie bereits früher beschrieben, in der Geräuschunterdrückung während einer Ablenkperiode durch Überprüfung auf zwei positive Abtastergebnisse innerhalb der vier ein gleitendes Fenster bildenden vier Abfrageergebnisse. Demgegenüber bezweckt der Interferenzunterdrückungsspeicher 160 eine Geräusch- oder Interferenzunterdrückung durch Vergleich einer jeden Entfernungszelle innerhalb eines Strahles mit der entsprechenden Entfernungszelle des vorangehenden Strahles. Ausgehend von der relativ geringen Wahrscheinlichkeit, daß ein Zufallsgeräusch in derselben Entfernungszelle zweier aufeinanderfolgender Strahlen auftreten wird, wird das Niedrigpegel-Aus gangs signal des Parallel/Serien-Umsetzers 150 auf der Leitung 156 mit dem um eine Radarstrahlperiode zeitverzögerten Signal im NAND-Gatter 159 verknüpft. Um daher ein Signal logisch "0" auf der Leitung 162 als Kennung für ein Echorücksignal zu erhalten,müssen beide Signale einer Entfernungszelle, nämlich das auf Leitung 156 und das vom vorhergehend ausgesandten Impuls auf Leitung 158, den Zustand "1" annehmen. Der Interferenzunterdrückungsspeicher 16O weist vorzugsweise einen 256x1 Speicher mit direktem Zugriff, wie z.B. Fairchild 93^10, oder ein Schieberegister auf. Bei einem RAM-Speicher werden die Bit dem Interferenzunterdrückungsspeicher durch das Signal ADDRM korrespondierend mit der aus dem Parallel/Serien-Umsetzer 150 ausgegebenen Entfernungszelle adressiert. Während der ersten Phase des ADDRM-Taktimpulses wird der angesteuerte Bitinhalt an das NAND-Gatter 159 zum Vergleich mit der gegenwärtigen korrespondierenden Entfernungszelle abgegeben.

Während der anschließenden zweiten Phase des ADDRM-Takt-

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impulses wird das gegenwärtige Bit der korrespondierenden Entfernungszelle auf der Leitung 156 in den Interferenzunterdrückungsspeicher eingeschrieben. Die Adresse bleibt also in beiden Phasen'die gleiche. Bei einer Schieberegisteranordnung liefert das Signal ADDRM einen solchen Takt, daß der Interferenzunterdrückungsspeicher einen Zeitverzug entsprechend einer Strahlperiode oder einer Periode eines Radarsendeimpulses bewirkt. Für den Fall, daß sich der Interferenzunterdrückungsschalter 304 in der AUS-Stellung befindet, wird über die Leitung IR DISABLE von der Zeit- und Steuereinrichtung 300 die Leitung 158 im Signalzustand "1" gehalten. Die Interferenzunterdrückung wirkt zwar nur auf das Niedrigpegel-Videosignal ein, jedoch wird über den Ausgang des ODER-Gatters 163 mit invertierten Eingängen auch das Hochpegel-Videosignal auf der Leitung 154 freigegeben,

Der im nachfolgenden beschriebene neuartige Impulsdehnungsschaltkreis 198 wird durch das gleichzeitige Auftreten eines Signals "1" auf Leitung 156 und am Ausgang des Interferenzunterdrückungsspeichers auf Leitung 158, die Zusammen ein Echorücksignal anzeigen, angestoßen. Diese beiden "1"-Zustände am NAND-Gatter bewirken das Signal "0" auf Leitung 162, was zu einem Signal "1" auf Leitung 164 am Ausgang des ODER-Gatters 163 mit invertierten Eingängen führt. Die Leitung ist mit dem Anzeigeausgangsregister 174 verbunden. Demzufolge wird die Anwesenheit eines Zieles im Niedrigpegel-Videobereich der Sichtanzeige 118 auf Leitung vom Ausgang Q, der sich im Zustand "0" befindet, mitgeteilt. Der damit korrespondierende Zustand "1" auf Leitung 178 am Ausgang Q wird anhand der Vorderflanke durch das J-E-Flipflop 180 überwacht. Im einzelnen sind die Eingänge J und K miteinander verbunden, so

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daß das J-K-Flipflop wie ein D-Flipflop arbeitet. Wenn kein aktives Signal vorliegt, liefert die Leitung 178 das Signal ⁿ0ⁿ an das NAND-Gatter 184 und die Leitung 182 führt das Signal "1". Geht jedoch die Leitung 178 in den Signalzustand "1" über und zeigt so das Vorliegen eines Echorücksignals an, dann behält die Leitung 182 ihren Signalzustand "1" bei,und die Leitung 186 geht in den Signalzustand ⁿ0" über. Beim nachfolgenden Taktimpuls für das J-K-Flipflop 180 nimmt der Ausgang Q den Signalzustand"0" an, so daß die Leitung 186 am Ausgang des NAND-Gatters 184 zum Signalzustand "1" zurückkehrt. Das so erzielte Schaltungsergebnis ist -das eines herkömmlichen Vor der f lank endetektors. Der dritte Eingang des NAND-Gatters 184 wird von der Impulsdehnungsleitung 187 gebildet, so daß der Impulsdehnungsschaltkreis nicht erneut angestoßen wird, wenn er bereits tätig ist. Über die Signalleitung PS DISABLE von der Zeit- und Steuereinrichtung 300 kann das J-K-Flipflop 180 im rückgestellten Zustand gehalten werden, so daß die Vorderflankenerkennung verhindert und die Impulsdehnung blockiert wird.

Sobald die Vorderflanke eines Echorücksignals erkannt worden ist, was durch einen negativen Impuls auf der Leitung 186 angezeigt wird, laufen zwei Vorgänge gleichzeitig ab. Als erstes bewirkt der nächste Taktimpuls am Ausgang Q des J-K-Flipflop 190 den übergang in den Signalzustand "0", da der Eingang J dieses Flipflops fest mit dem Signal "0" beaufschlagt ist und da die Leitung 186 mit dem Eingang K" verbunden ist. Der Signalzustand "0" wirkt über die Leitung 187 auf die invertierten Eingänge der ODER-Gatter 170 und 163 ein und veranlaßt so die Verlängerung eines aktiven Signals für die Sichtanzeige sowohl bezüglich der Hoch-Pegelals auch der Niedrigpegel-Videosignale, und zwar

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auch dann, wenn das Echorücksignal auf den Leitungen 168 und 162 bereits wieder verschwunden ist. Die beschriebene Impulsdehnung dauert an, bis das J-K-Flipflop 190 über die Leitung 192 vom Zähler 194 zurückgestellt wird. Der zweite von dem negativen Impuls auf der Leitung 186 ausgelöste Vorgang besteht im Laden des Zählers 194 mit die Entfernung darstellenden Daten. Diese Daten liefert der Speicheradreßzähler (MAC) 308 an die Stifte A bis D des Zählers

194. Die Speicheradresse besteht aus sechs Bits, nämlich AO bis A5, für die 64 Speicherabschnitte im Speicher 148, wie bereits beschrieben. Mit jedem Ladeimpuls wird das Komplement der vier höchstwertigen Bits in den Zähler 194 geladen, wobei das Komplement durch Invertieren der einzelnen Bits durch die Inverter 3O6 bis 309 erhalten wird. Da die Adresse der Daten der Entfernung proportional ist-, aber andererseits das Komplement der Adresse geladen wird, ist demzufolge der in den Zähler geladene Wert umso kleiner, je größer die Entfernung ist. Je größer daher die Entfernung ist, umso länger dauert daher das Zählen bis zum Überlauf.

FIG 3 zeigt ein Diagramm, das das Ausmaß der Impulsdehnung abhängig von der Entfernung aufzeigt. Die Abszisse wird von den invertierten Bits A5 bis A2 des Speicheradreßzählers gebildet. Die jeweils zuge-' hörigen Entfernungszellen sind in Klammern angegeben.

Die Ordinate wird- von der Anzahl der Entfernungszellen oder der Lesetaktimpulse RDCLK vor Eintreten des Überlaufs gebildet. Beispielsweise liefern die Bits A5 bis A2 .des Speicheradreßzählers im Bereich zwischen den Entfernungszellen 128 undi43 den binären Wert 1000, der invertiert zum Wert 0111, wie auf der Abszisse gezeigt ist, führt. Entdeckt das J-K-Flipflop 180 im

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Bereich der Entfernungszellen 128 bis 143 eine Vorderflanke, so wird der binäre Wert 0111 in den Zähler geladen. Wie die Ordinate erkennen läßt, erreicht der Zähler 194 den Wert 1111 acht RDCLK-Impulse später und erzeugt den Überlauf, der über die Inverter 195 und und das ODER-Gatter 197 mit invertierten Eingängen das J-K-Flipflop 190 zurückstellt. Die Rückstellung beendet die Impulsdehnung durch Erzwingen des Signalzustands "1" am Ausgang Q. Der Radartriggerimpuls RT am anderen invertierten Eingang des ODER-Gatters 197 stellt sicher, daß am Anfang einer Radarstrahlperiode keine Impulsdehnung stattfindet. Die Anschlüsse T und P am Zähler194 geben den Zählvorgang und den Übertrag frei.

Im Betrieb ermittelt der Impulsdehnungsschaltkreis die Vorderflanke eines eine Erkennung im Niedrigpegel-Videosignal darstellenden Impulses und dehnt diesen Impuls und den zugehörigen Hochpegel-Impuls proportional als lineare Funktion der Entfernung. Es ist dabei wichtig anzumerken, daß der Impulsdehnungsschaltkreis von der Vorderflanke eines Impulses angestoßen wird, so daß bei einem Andauern des Impulses auf der Leitung 168 über die angezeigte Dauer der Dehnung hinaus die Dauer des angezeigten Signalimpulses auf der Leitung 176 oder nicht geändert wird. Die Hochpegel- und Niedrigpegel-Videosignale werden in der Sichtanzeige 118 summiert und einem nicht gezeigten Videoverstärker zugeführt, der mit einer ebenfalls nicht gezeigten Kathode einer nicht gezeigten Kathodenstrahlröhre zur Modulation der Strahlintensität verbunden ist. Die Hochpegel- und Niedrigpegel-Videosignale ermöglichen eine Zielbestimmung auf einer Rundsichtanzeige durch Überstreichen mit zwei Intensitätspegeln, nämlich mit dem Niedrigpegel-sowie mit dem Niedrigpegel-und dem Hochpegel-Signal, zusätzlich zum Umgebungspegel, wenn keine Erkennung gegeben ist.

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Mit den von der Zeit- und Steuereinrichtung 300 über das Anzeigeregister 174 an die Sichtanzeige 118 gelieferten Impulsen SWG wird die Erzeugung der Ablenkungswellenform zu Beginn einer jeden Strahlperiode getriggert.

FIG 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Kopplung zwischen dem Anzeigeregister 174 und dem Impulsdehnungsschaltkreis 198 von FIG 2B. Wie bereits mit Bezug auf FIG 2B beschrieben worden ist, bilden die Niedrigpegel- und Hochpegel-Videosignale Eingangssignale für das Anzeigeregister 174 auf den Leitungen 164 und 172, und die Q-Ausgänge sind mit der Sichtanzeige gekoppelt. In FIG 5 sind die zugehörigen Q-Ausgänge mit einem Wähler 181 verbunden, der eine Auswahl unter den beiden Videopegeln zum Anstoß der Impulsdehnung ermöglicht. Ein von der Zeit- und Steuereinrichtung 300 geliefertes Steuersignal VLS entscheidet darüber, ob das Hochpegel-Videosignal auf Leitung 179 oder das Niedrigpegel-Videosignal auf Leitung 178 mit dem Impulsdehnungsschaltkreis 198 verbunden werden soll. Die Verwendung des Niedrigpegel-Videosignals zur Auslösung der Impulsdehnung mag im Normalbetrieb angebracht sein; weit entfernte Ziele, die für eine ausreichende visuelle Erkennung eine Dehnung erfordern, können die hohe Ansprechschwelle nicht überschreiten. Umgekehrt kann es angebracht sein, den Impulsdehnungsschaltkreis durch das Hochpegel-Videosignal anzustoßen, wobei Signale, die zwar im Niedrigpegelbereich erkannt, im Ho chpegel-Bereich aber nicht erkannt werden, nicht gedehnt werden. Eine solche Anordnung ermöglicht die Anhebung der Empfängerempfindlichkeit bis zu einem Wert, bei dem das Empfängerrauschen auf dem Anzeigegerät gesehen werden kann, ohne daß die Anzeigedarstellung durch Dehnung des Rauschens verzerrt wird. Das Signal VLS kann durch den Einstellschalter 302 für die Entfernungs-

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bereichseinstellung festgelegt werden, beispielsweise Hochpegel-Auslösung für die Zwölf Seemeilen-Entfernungsbereichseinstellung und kürzer mit Niedrigpegel-Erkennung für die größeren Entfernungen. Auch kann das Signal VLS durch einen nicht gezeigten Schalter an der Zeit- und Steuereinrichtung 300 festgelegt werden.

Wie bereits festgestellt, ist es angebracht, bei einem Marineradarsystem eine Vielzahl von Entfernungsbereichseinstellungen vorzusehen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel können neun solche Einstellungen mit dem Entfernungsbereichseinstellungsschalter 302 ausgewählt werden, der mit der Zeit- und Steuereinrichtung 3OO, wie in PIG 2B gezeigt, gekoppelt ist. In Tabelle I sind die zusätzlichen Entfernungsbereichseinstellungen aufgeführt.

TABELLE I

ZU	Entf ernungs- einstellung (Seemeilen;	Ungefähre Signal- Laufzeit (/U see)	Zeitkoeffizien ten	M	K	Anzahl der Entfernungs zellen
	0.25	3.08	N	2	48	85
	0,5	6.17	1	2	24	170
25	0.75	9.26	1	2	16	256
	1.5	18.52	1	4	16	256
	3	37.04	1	8	16	256
	6	74.07	1	•2	32	256
	12	148.15	8	4	32	256
30	24	296.30	8	8	32	256
	48	592.59	8	16	32	256
	8

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- atf -

Der Entfernungsbereichsschalter 302 adressiert ein Steuer-PROM (nicht gezeigt), der Bestandteil der Zeit- und Steuereinrichtung 300 ist. Die Ausgänge des PROM bilden statische Steuerleitungen, die viele Betriebsparameter des Radarsystems festlegen. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel, und entsprechend den verschiedenen Anwendungsfallen kann der PROM unterschiedlich programmiert sein und so unterschiedliche Betriebsparameter liefern. Im einzelnen ist dabei folgendes zu beachten:

1. Wie bereits früher erläutert, nimmt die Leitung PALL bei einer Entfernungsbereichseinstellung von 3 Seemeilen und darunter den logischen Zustand "1" an und blockiert so das Arbeiten des Vorverarbeitungsrechners 250, der normalerweise Echoempfangsdaten nur dann an den Abtast- und Halteschaltkreis 136 bzw. 138 liefert, wenn jeweils wenigstens zwei von vier Abtastergebnissen ein positives Ergebnis zeigen.

2. Bei einer Entfernungseinstellung von 6 Seemeilen und darunter ist der Impulsdehnungsschaltkreis 198 durch das Signal PS DISABLE blockiert, indem das J-K-Flipflop 180 zurückgestellt wird und so die Erkennung einer Vorderflanke verhindert, die andernfalls die Impulsdehnung auslösen würde.

3. Die Impulsdehnung kann ebenso von Hand durch das • gleiche Signal PS· DISABLE blockiert werden, indem der Impulsdehnuhgsschalter 305 in die AUS-Stellung gebracht wird.

4. Der Interferenzunterdrückungsspeicher 160 kann durch das Steuersignal IR DISABLE, beispielsweise für Kontrollzwecke, blockiert werden, indem der Interferenz-

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unterdrückungsschalter 304 in die AUS-Stellung gebracht -wird.

Noch mit Bezug auf die Figuren 2A und 2B sollen nachfolgend die Zeitfunktionen der Zeit- und Steuereinrichtung 300 im Zusammenhang mit FIG 4 und der Tabelle I erläutert werden. .Wie bereits früher angegeben, erfolgt die Verarbeitung der Eingangssignale auf Leitung 122 durch den digitalen Radar-Videosignal-Rechner 116 bis zur Speicherung im Speicher 148 im Echtzeitbetrieb. Innerhalb einer Radar-Sendeimpuls-Periode wird daher die Zeitdauer für den Schreibzyklus, wie er in den Figuren 4E und 4G durch die Kurvenzüge für das Freigabesignal angegeben ist, durch die Signallaufzeit für die weiteste Entfernung einer vorgegebenen Entfernungsbereichseinstellung bestimmt. Da beispielsweise die Signallaufzeit für eine Entfernung von 12 Seemeilen 14S, 15/Usec beträgt, werden Echoauswertungen während dieser Zeitperiode in den Speicher 146 eingeschrieben, wenn der Entfernungsbereich für 12 Seemeilen eingestellt ist. Analoges gilt für die übrigen Entfernungsbereiche. So beträgt für eine Entfernung von 24 Seemeilen die Signallaufzeit 296,3 /usec und Echoauswertungen werden daher während dieser Zeitperiode in den Speicher 146 eingeschrieben, wenn der Entfernungsbereich für 24 Seemeilen eingestellt ist. Allgemein ist daher die Zeitdauer für den Schreibzyklus einer jeden Entfernungseinstellung in Tabelle I als die angenäherte Signallaufzeit aufgeführt. Während eines Schreibzyklus, der ebenso auch als Abtastzyklus bezeichnet werden kann, liefert die Zeit- und Steuereinrichtung 300 das Signal VSR-1 an die Schieberegister 200 und 202, die Signale SA-1 und SAO an die Abtast- und Halteschaltkreise 136 und 138 sowie an die Serien/Parallel-Umsetzer 142 und 143, das Signal SB-O für das Datenspeicherregister 146 und

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das Signal ADDR für den Speicher 148. Der Schreibzyklus beginnt mit dem Radartriggerimpuls, wie in FIG 4A gezeigt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Sendeimpulsfolgefrequenz (PRF) 1000 Hz für die Entfernungsbereichseinstellung von 6 Seemeilen und darüber. Bei Einstellungen für Entfernungen unter 6 Seemeilen beträgt die Impulsfolgefrequenz 2000 Hz.

Alle Zeittakte werden von einem einzigen quarzgesteuerten Taktgeberoszillator 301 abgeleitet, dessen Frequenz durch die Anzahl der bei einer Bereichseinstellung von 0,75 Seemeilen zu speichernden Entfernungszellen bestimmt wird. Bei einer Signallaufzeit von annähernd 9,26 /usec, wie Tabelle I angibt, und einer Auflösung von 256 gespeicherten Entfernungszellen je Videopegel wird eine Taktfrequenz, die in diesem Falle gleich der Taktfrequenz des Signals VSR-1 ist, von 27,6481 MHz verwendet. Bei einer derartigen Frequenz von 27,6481 MHz als der höchsten Taktfrequenz des Signals VSR-1 und Laufzelten von 3,08 und 6,17 /usec für die Entfernungsbereiche von 0,25 und 0,5 Seemeilen ergeben sich bei den entsprechenden Bereichseinstellungen lediglich 85 und 170 Abtastungen oder Entfernungszellen. Selbstverständlich könnten bei einem schnelleren Takt auch 256 Entfernungszellen als Speicher für diese Bereichseinstellung vorgesehen werden. Jedoch würde ein schnellerer Takt den Schaltungsentwurf für den digitalen Videosignalrechner erschweren und zusätzliche unnötige Kosten mit sich bringen. Daher werden für Entfernungseinstellungen von 0,75 Seemeilen und darüber 256 Hochpegel- und 256 Niedrigpegel-Entfernungszellen im Speicher gespeichert und damit die 64 adressierbaren Acht-Bit-Wörter vollgefüllt. Bei den Bereichseinstellungen für 0,25 und 0,5 Seemeilen werden jedoch lediglich

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22 und 43 der Acht-Bit-Wörter verwendet.

Die Taktfrequenz für das Signal VSR-1 wird für alle Entfernungsbereichseinstellungen durch Division des Grundtaktes CLOCK des Oszillators 301 durch N bestimmt, wobei N in der Tabelle I angegeben ist. Beispielsweise ist bei einer Entfernungsbereichseinstellung von 48 Seemeilen die Taktfrequenz des Signals VSR-1 annähernd 27,6481 : 8 = 3,456 MHz, so daß bei einem Abtastzyklus von 592,59 /usec insgesamt 2048 Abtastungen oder 8 Abtastungen für jede der 256 Entfernungszellen vorgenommen werden. Bei der Entfernungsbereichseinstellung für 12 Seemeilen beträgt die Taktfrequenz des Signals VSR-1 annähernd 3,456 MHz, so daß in dem Abtastzyklus von 148,15 /usec insgesamt 512 Abtastungen oder 2 Abtastungen für jede der 256 Entfernungszellen vorgenommen werden können.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Taktfrequenz für das Signal SA-1 und das daraus gewonnene invertierte Signal SA-O durch Division der Taktfrequenz für das Signal VSR-1 durch M bestimmt, wobei M ebenfalls in der Tabelle I für jede Bereichseinstellung angegeben ist. In Anwendung auf die Beispiele im vorhergehenden Absatz ergibt sich für das Signal SA-1 bei den Bereichseinstellungen für 48 und 12 Seemeilen eine Taktfrequenz von 216 und 432 kHz. Wie bereits früher erwähnt worden ist, entspricht die Zeitperiode für eine Entfernungszelle der Impuls- bzw. Pausendauer der Signale SA-1 oder SA-O. Da die Niedrigpegel-Abtastungen von den J-K-Flipflops 216 und 118 zu entgegengesetzten Phasen des Signals SA übernommen werden, übernimmt der Abtast- und Halteschaltkreis 136 während zwei Taktperioden des Signals SA insgesamt vier Niedrigpegel-Abtastungen. Während der gleichen beiden Takt-

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Perioden des Signals SA übernimmt der Abtast- und Halteschaltkreis 138 vier Hochpegel-Abtastungen. Die Taktfrequenz des Signals 'SB-O, das jeweils vier Bits des Niedrigpegel- und des Hochpegel-Videosignals in das Datenspeicherregister 146 überträgt, wird daher durch Division der Taktfrequenz für das Signal SA durch 2 bestimmt. Für Bereichseinstellungen von 48 und 12 Seemeilen als bereits gewählte Beispiele folgen daraus für das Signal SB-O Taktfrequenzen von 108 und 216 kHz. Während eines Schreibzyklusses werden dem Speicher 148 die Adressen über die Leitungen ADDR mit der gleichen Taktfrequenz wie der des Signals SB-O zugeführt.

Für Entfernungsbereichseinstellungen von 0,75 Seemeilen und darüber wird die Zeitdauer des Lesezyklusses, wie er durch die Lese-Freigabe-Kurven der Figuren 4F und 4h dargestellt ist, bestimmt durch die Zeit, die erforderlich ist, um 256 Entfernungszellen mit einer Taktfrequenz zu bearbeiten, die gleich 1/K der Grundtaktfrequenz CLOCK des Oszillators 301 ist, wobei K wiederum in der Tabelle I angegeben ist. Für Entfernungsbereichseinstellungen zwischen 0,75 und 3 Seemeilen ist die Taktfrequenz der Signale RDCLK-O und RDCLK-1 annähernd gleich 27,6481 : 16 = 1,728 MHz und für Entfernungsbereichseinstellungen zwischen 6 und 48 Seemeilen beträgt die Taktfrequenz annähernd 27,6481 : 32 = 864 kHz. Da die Strahlablenkfrequenz für die Entfernungsbereichseinstellung von 3 Seemeilen und darunter mit 2000 Hz doppelt so groß ist wie die Ablenkfrequenz für die größeren Entfernungsbereichseinstellungen mit 1000 Hz, ist die Taktfrequenz des Signals RDCLK für die größeren Entfernungsbereichseinstellungen halb so groß wie die für die Bereichseinstellungen zwischen 0,75 und 3 Seemeilen, damit die Sichtanzeige mit der

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gleichen Intensität überstrichen wird. Dagegen ist die Taktfrequenz des Signals RDCLK für die Entfernungsbereichseinstellungen von 0,25 und 0,5 Seemeilen proportional verringert, da hierbei lediglich 85 bzw. 170 Entfernungszellen angezeigt werden. Für die beiden Entfernungsbereichsgrupp'en von 0,75 bis 3 Seemeilen und von 6 bis 48 Seemeilen ergeben sich bei 256 mit der Taktfrequenz des Signals RDCLK zu verarbeitenden Entfernungszellen Lesezyklen von annähernd 148,15 und 296,3 /usec Zeitdauer. Daraus folgt, daß die Taktfrequenz, mit der die Entfernungszellen aus dem Parallel/ Serien-Umsetzer 150 und 152 mit dem Signal SCON ausgegeben werden, die gleiche sein muß wie die des Signals RDCLK. Weiterhin folgt, daß die Taktfrequenz für das Auslesen der Entfernungszellen aus dem Interferenzunterdrückungsspeicher 160 ebenfalls gleich der des Signals RDCLK sein muß, damit die miteinander korrespondierenden Entfernungszellen zweier aufeinanderfolgender Ablenkstrahlen miteinander verglichen werden können.

Da weiterhin jedes aus dem Speicher 148 ausgelesene Wort vier Bit des Hochpegel- und des Niedrigpegel-Videosignals umfaßt, müssen dem Speicher 148 die Adressen über die Leitung ADDR während eines Lesezyklusses mit einer Folgefrequenz gleich 1/4 der Folgefrequenz des Signals RDCLK zugeführt werden.

Wie der Vergleich der Figur 4F mit der Figur 4E und der Figur 4H .. mit der Figur 4G zeigt, beginnt der Lesezyklus jeweils mit Beendigung des Schreibzyklus.

Dabei erscheint es notwendig, darauf hinzuweisen, daß die Hochpegel- und Niedrigpegelvideodaten lediglich während des Lesezyklus über die Leitungen 176 und an die Sichtanzeige 118 weitergeleitet werden. Auch wird der Ablenkstrahl der Sichtanzeige, beispielsweise in Form eines Rundsichtanzeigegerätes, durch das

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Signal SWG auf der Leitung 177 Jeweils mit Beginn eines Lesezyklus ausgelöst. Die Zeitdauer zwischen dem Ende eines Lesezyklus und dem nächsten Radartriggerimpuls kann als ¥artezyklus umschrieben werden, in dem weder ein Videoempfangssignal von dem digitalen Radarvideosignalrechner 116 verarbeitet noch ein Videoausgangssignal an die Sichtanzeige 118 weitergeleitet wird.

FIG 4b zeigt beispielsweise den zeitlichen Verlauf eines Videoempfangssignals als Eingangssignal für den digitalen Radarvideosignalrechner 116, wie es auf der Leitung 122 auftreten kann. Die Spitzen 320 bis 327 stellen Echosignale von verschiedenen Zielen innerhalb des von der Radarantenne abgetasteten Bereichs dar. Die an den negativen Anschlußklemmen der Spannungsvergleicher 124 und 126 in FIG 2 anliegenden Spannungen sind in FIG 4B als obere und untere Schwelle eingezeichnet. Die FIG 4C und 4D zeigen den zeitliehen Verlauf der zugehörigen Signale auf den Leitungen 132 und 134 von FIG 2A, abhängig von den in FIG 4B eingezeichneten Schwellen. Dabei ist erkennbar, daß die Impulse der Kurve gemäß FIG 4C breiter sind als die korrespondierenden Impulse gemäß FIG 4D, da das Videοempfangssignal gemäß FIG 4B die untere Schwelle jeweils für eine längere Zeitperiode überschreitet, als die höher liegende Schwelle. Weiterhin ist -erkennbar, daß die Spitze 324 zwar die untere Schwelle überschreitet und damit als Impuls der Kurve von FIG 4C erscheint, nicht aber in der Kurve von FIG 4D. Solange der Impulsdehnungsschaltkreis 198 nicht blockiert ist, wirken alle Spitzen oder Impulse als Auslöseimpulse für die Impulsdehnung. Bei der Ausführungsform nach FIG 5 mit Auslösung des Impulsdehnungsschaltkreises durch das Hochpegel-Signal

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abhängig vom Signal auf der Leitung VLS würde die Spitze 324 keine Impulsdehnung nach sich ziehen. Obwohl die Kurve gemäß FIG 4B nicht maßstabsgerecht gezeichnet ist, würde die Zeitdauer der Spitzen 320 bis 323 durch den Impulsdehnungsschaltkreis 198 aus zweierlei Gründen nicht verlängert werden. Erstens weisen die Spitzen 320 bis 323 eine relativ große Zeitdauer auf, wie es für relativ starke Echosignale von Zielen in der Nähe zu erwarten ist. Zweitens würde das Ausmaß der von der Vorderflanke der Impulse anzurechnenden Impulsdehnung wegen der Nähe der Ziele man siehe FIG 3 - lediglich eine relativ kleine Anzahl von Entfernungszellen erfassen. Demzufolge würde das Impulsdehnungssignal auf Leitung 187 von FIG 2B vor den Hochpegel- und Niedrigpegel-Zielanzeigen auf den Leitungen 168 und 162 verschwinden. Dagegen wurden die kürzeren Impulse, insbesondere die des Hochpegel-Videosignals, die mit den Spitzen 325 bis 327 korrespondieren, durch den Impulsdehnungsschaltkreis 198 verlängert. Auch in diesem Falle ist das Ausmaß der Dehnung, wie FIG 3 zeigt, abhängig von der Entfernung des Zieles.

Ausgehend von den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind eine Reihe von Modifikationen und Abwandlungen möglich, ohne daß der eigentliche Erfindungsgedanke verlassen wird. Die Erfindung ist daher nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern deren.-Umfang ergibt sich allein aus dem Inhalt der nachfolgenden Patentansprüche.

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Claims

Patentansp rü ehe

1 J Anordnung zur Verarbeitung von Radar-Echorückmeldungen in Radarsystemen, insbesondere Marine-Radarsystemen, gekennzeichnet durch Ableitung von Signalen aus den Radar-Echorückmeldungen, Verlängerung der Zeitdauer wenigstens eines Teils dieser Signale in linearer Abhängigkeit von der Entfernung und Weiterleitung der Signale an eine Sichtanzeige.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die abgeleiteten Signale

eine aus diskreten Spannungswerten zusammengesetzte Spannungskurve bilden und daß die Zeitverlängerung für wenigstens einen Teil dieser Spannungswerte wirksam wird.
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3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Zeitverlängerung nur für einen der Spannungswerte wirksam wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die abgeleiteten Signale jeweils einen von wenigstens zwei verschiedenen Amplitudenwerten der Echorückmeldung repräsentieren und daß die Verlängerung wenigstens eines Teiles dieser Signale durch das einen der Amplitudenwerte repräsentierende Signal ausgelöst wird.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Verlängerung der Signale durch das den niedrigsten Amplitudenwert repräsentierende Signal ausgelöst wird*
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver- längerung der Signale oder eines Teiles derselben

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durch einen Zähler (194) gesteuert wird.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Zähler (194) zu Beginn eines zu verlängernden Signals oder Signalteiles auf einen der zugehörigen Entfernung zugeordneten Wert voreingestellt wird.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a durch gekennzeichnet, daß die von den Radar-Echorückmeldungen abgeleiteten Signale zunächst einer Interferenzunterdrückungseinrichtung zugeführt werden, bevor die Verlängerung durchgeführt wird.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Signale in der Interferenzunterdrückungseinrichtung gespeichert (Speicher 160) werden und daß die direkt zugeführten und die korrespondierenden gespeicherten Signale miteinander verglichen (Gatter 159) und so Interferenzen unterdrückt werden.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß abhängig vom Ergebnis des Vergleichs (Gatter 159) die jeweils direkt zugeführten Signale (über Leitung 156) weitergeleitet oder unterdrückt werden.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die von den Radar-Echorückmeldungen jeweils eines Radarsendeimpulses abgeleiteten Signale in einem Speicher (148) gespeichert und anschließend wieder gelesen werden, wobei die Zeitdauer für das Lesen wenigstens für einen Teil der Entfernungsbereichseinstellungen

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größer als die Zeitdauer für das Einschreiben in den. Speicher ist.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Radar-Echorückmeldungen jeweils eines Radarsendeimpulses zunächst in einem Speicher gespeichert und anschließend wieder gelesen werden, wobei die Zeitdauer für das Lesen wenigstens für einen Teil der möglichen Entfernungsbereichseinstellungen größer als die Zeitdauer für das Einschreiben ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherung in digitaler Darstellung erfolgt.
14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die digitale Darstellung nach der Ausspeicherung in die für die Weiterverarbeitung erforderlichen Signale umgesetzt wird.
15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung unter Mitwirkung eines Parallel/Serienumsetzers (z.B. 150) erfolgt.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtanzeige (118) eine Rundsichtanzeige ist.
17. Marine-Radarsystem mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 und mit verbesserter Erkennung von weit entfernten Zielen ohne Verzerrung der Abbildung von Nahzielen bei derselben

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Entfernungsbereichseinstellung, gekennzeichnet durch eine Sendeeinrichtung für Radarimpulse, durch eine Empfangseinrichtung für Radar-Echorückmeldungen und durch eine an die Empfangseinrichtung angekoppelte Einrichtung zur Verarbeitung der Radar-Echorückmeldungen entsprechend einer Vielzahl von Radarentfernungsbereichen mit Speicherung der aus den Radar-Echorückmeldungen abgeleiteten Signale in digitaler Darstellung während einer ersten Zeitperiode und Ausspeicherung während einer zweiten Zeitperiode, die für die kleineren Entfernungsbereiche der Radarentfernungsbereichseinsteilung größer ist als die erste Zeitperiode und die für wenigstens einige Entfernungsbereiche der Radarentfernungsbereichseinstellung konstant ist.

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