DK149371B - Radaranlaeg med forbedret fremvisning af fjerne maal paa en ppi-skaerm - Google Patents

Description

i 149371

Med kendte marineradaranlæg har det hidtil været vanskeligt at detektere mål fra store afstande på en skærm af PPI-typen. Por en given rækkeviddeindstilling er ekkoer fra mål i stor afstand meget sværere at detektere end tilsvarende 5 ekkoer på korte afstande. Uden særlig kompensation vil de videosignaler, som overføres til PPI-skærmen, og som hidrører fra mål i store afstande, ikke frembringe tilstrækkelig elektronstråleenergi til at frembringe en lysplet på fosforskærmen, sammenlignet med lysintensi-10 teten hidrørende fra mål i korte afstande. Hvis PPI- skærmen endvidere modtager et signal med diskrete niveauer på grund af en tærskelværdidetektering, vil identiske mål ved forskellige rækkeviddeindstillinger blive fremvist med forskellig tidsvarighed, fordi ekkosigna-15 let fra et objekt i stor afstand er svagere og derfor kun er større end tærskelværdien i et relativt kort tidsinterval. Mål på store afstande optræder kun som tynde buer og er derfor vanskelige at detektere visuelt.

Det er kendt at benytte følsomhed-tidsstyring med 20 henblik på at reducere modtagerens forstærkning ved de korte rækkevidder, således at målene kan detekteres, selv om der forekommer kraftig havstøj. Selv om det primære formål med følsomheds-tidsstyring har været at korrigere for virkningen af havstøj, som medfører et lysende 25 område omkring PPI-skærmens centrum, er denne styring også brugbar som kompensation for ekkoer i forskellige afstande, hvor ekkosignalerne har forskellige amplituder.

På grund af modtagerens begrænsede dynamikområde er denne styring imidlertid ikke en effektiv måde til at kompen-30 sere for ekkoer med varierende amplitude, som er modtaget fra store afstande.

Der kendes radaranlæg, hvor de udsendte impulsbredder forøges ved store rækkeviddeindstillinger. Disse længere impulser medfører ganske vist en dårligere definition, end 35 der kan opnås ved de korte rækkevidder, men de kan være 149371 2 nødvendige for at opnå et acceptabelt signal-støjforhold ved store rækkevidder. Større impulsbredde medfører også en forbedret fremvisning på PPI-skærmen ved de store rækkevidder, men denne teknik er ikke en ef-5 fektiv løsning til forbedring af det totale billede, fordi impulserne også er længere i forbindelse med mål, som ligger tæt på antennen.

En anden metode til forbedring af den visuelle fremvisning af mål over store afstande kendes fra beskri-10 velsen til USA-patent nr. 2 472 209, hvor impulserne til PPI-skærmen forøges i varighed for lettere at kun-. ne detektere disse visuelt. Denne teknik medfører imidlertid en forvrængning af den visuelle detektering af mål i korte afstande, hvor signalet har til-15 strækkelig intensitet, inden det behandles ifølge denne kendte teknik.

Med de i krav l's kendetegnende del angivne midler opnås der den fordel at fjerntliggende radarmål angives tydeligere på radaranlæggets PPI-skærm. Antages det at der 20 afbildes to lige store radarmål på skærmen, men at det ene radarmål befinder sig meget længere væk fra radaren end det andet, da vil et kendt radaranlæg kun afbilde det fjerne mål som en meget lille "prik" da radarretursignalet fra dette mål kun er over modtagerens detek-25 tionstærskel i et meget kort tidsrum. Ifølge den foreliggende opfindelse udstrækkes fremvisningstiden for radarretursignalerne i direkte afhængighed af målets aktuelle afstand fra radaren, hvorved opnås den fordel af fjerne mål afbildes med en større "prik", og radarbilledet 30 bliver herved væsentligt tydeligere.

Krav 2 angiver hvorledes de tidsvarighedsøgende organers forøgelse af udlæsetiden øges.

3 1Λ 93 71

Krav 3 angiver hvorledes styringen af tidsvarighedsforøgelsen afhænger af afstanden til målet.

Opfindelsen vil blive nærmere forklaret ved den følgende beskrivelse af nogle udførelsesformer, idet 5 der henvises til tegningen, hvor fig. 1 viser et blokdiagram af et radaranlæg, hvortil opfindelsen er særlig velegnet, fig. 2A og 2B er skematiske diagrammer af en digital behandlingsenhed ifølge opfindelsen for radarvideo-10 signaler, fig. 3 en graf, som angiver omfanget af impulsstræk ning som funktion af lageradressetællerbit, som har relation til rækkevidden, fig. 4 viser en række bølgeformer, som de kan forekom-15 me ved de viste udførelsesformer for anlægget ifølge opfindelsen, medens fig. 5 skematisk angiver en anden udførelsesform for koblingen mellem et udgangsregister og det på fig. 2B viste kredsløb for impulsstrækning.

20 på fig. 1 er vist et blokdiagram af grundenhederne i et marineradaranlæg af PPl-typen, som omfatter træk ifølge opfindelsen. Udsendelse af en radarimpuls initieres af en impulsgenerator 100, som samtidigt overfører radartriggeimpulsen til modulatoren 102 og til 25 den digitale behandlingsenhed 116 for radarvideosignaler. Modulatoren frembringer den bølgeform, som skal udsendes, og overfører bølgeformen gennem en transformer 104 til en magnetron 106, hvor den fortrinsvis konverteres til pulserende mikrobølgeeffekt.

149371 4

Impulsgeneratoren, modulatoren, transformeren og magnetronen udgør senderen 108. En duplexer 110 er indrettet til at overføre mikrobølgeeffekten fra senderen til en antenne 112 i løbet af en del af ra-5 darimpulsperioden og er indrettet til at overføre radarretursignaler fra antennen til en modtager 114 i løbet af den resterende del af radarimpulsperioden.

Sædvanligvis er antennen anbragt på en mast (ikke vist) på skibet, således at radarimpulserne kan ud-10 sendes i det væsentlige uhindret. Endvidere bruges der normalt også en motor 115 til rotation af antennen.

Hvis en udsendt radarimpuls rammer et objekt, såsom et skib 111, reflekteres der ekkosignaler tilbage til 15 antennen 112, hvor signalerne kobles via duplexeren til modtageren 114. Den tid, som er hengået fra udsendelsen til modtagelsen af radarsignalet, er proportional med radarsignalets tilbagelagte distance. For hver udsendt radarimpuls kan indgangssignalet til modta-20 geren således have form som et tog af ekkosignaler eller impulser fra objekter med forskellige afstande til antennen. Ekkoerne kan opdeles i egentlige mål, som har interesse, og forstyrrelser, som ikke har interesse. Modtageren forstærker returimpulserne og 25 konverterer dem til et mellemfrekvenssignal og derefter til et videosignal, som overføres til en digital behandlingsenhed 116, som vil blive nærmere forklaret i forbindelse med fig. 2A og 2B. Kort forklaret detekteres udgangssignalet fra modtageren i 30 forhold til en tærskelværdi, således at der fremkommer to diskrete signalniveauer, som eksempleres løbende, hvor hver eksemplering har relation til en bestemt rækkevidde. Signal-støjdiskriminering tilvejebringes ved kun at præsentere aktive signaler, når to eller flere 35 ud af fire. på hinanden følgende eksempleringer indi- 149371 5 kerer en detektering. Udgangssignalet fra en enhed for bevægeligt vindue eksempleres og holdes. Disse eksempleringer kombineres til digitale ord/ som lagres i en hukommelse for udlæsning i ikke-sand tid.

5 Hver bit i hver adresse svarer" til en rækkeviddecelle. De digitale ord, som sidst er læst ud af lageret, konverteres til to kontinuerte impulsstrømme.

Efter at signalerne er undergået inteferens-afvisning, 10 forøges impulsernes tidsvarighed som en direkte funktion af rækkevidden. Det resulterende udgangssignal føres til en indikator 118, hvor signalet fremvises efter PPI-princippet.

På figurerne 2A og 2B er vist et skematisk blokdia-15 gram af den digitale behandlingsenhed ifølge opfindelsen for radarvideosignalerne. De indkommende radarretursignaler på analog form føres fra modtageren til det digitale behandlingskredsløb via ledning 122, idet signalerne indføres til de positive indgangsklemmer på 20 to spændingskomparatorer 124 og 126. Komparatorernes negative indgangsklemmer er forbundet til en spænding -IV via potentiometre 128 og 130, hvor spændingen +V altid er større end den størst mulige signalværdi på ledning 122. Potentiometrenes ene ende er for-25 bundet til jord. Ved hjælp af dette arrangement kan indgangssignalerne til spændingskomparatorernes negative indgangsklemmer justeres individuelt mellem 0 og +V volt. Spændingskomparatorerne 124 og 126 er indrettet til at frembringe en lav udgangsspænding, 30 som repræsenterer et logisk 0, når det positive ind gangssignal er mindre end det negative indgangssignal, og er indrettet til at frembringe en høj udgangsspænding, som repræsenterer logisk 1, når det positive indgangssignal overskrider det negative indgangssig-35 nal. Når signalet på ledning 122 overstiger det 6 149371 spændingsniveau, som hersker på den negative indgangsklemme på komparatoren, vil komparatoren derfor frembringe et udgangssignal, som angiver en logisk 1 tilstand. Omvendt vil udgangssignalet fra spændingskom-5 paratoren repræsentere en logisk 0 tilstand, når sig nalet på ledning 122 er mindre end spændingsniveauet på den negative indgangsklemme. Den beskrevne tærskelværdibestemmelse er en analog/digital-omsætning til to diskrete niveauer. Når potentiometrene er ind-10 stillet korrekt, vil udgangssignalerne på ledningerne 132 og 134 være et tog af digitale impulser, hvor hver impuls svarer til et bestemt radarekko i udgangssignalet fra modtageren. Det skal også bemærkes, at da hver impuls har relation til en bestemt ekkomodtagelsestid, 15 vil hver impuls have en tilhørende rækkevidde. Det foretrækkes at indstille potentiometrene 128 og 130 således, at spændingen på den negative indgangsklemme på spændingskomparatoren 124 er større end spændingen på den negative indgangsklemme på spændingskomparato-20 ren 126. Da indgangssignalerne til de positive indgangsklemmer på begge spændingskomparatorerne er ens, vil udgangssignalet på ledning 134 være et videosignal ved højt niveau, medens udgangssignalet på ledning 132 vil være et videosignal ved lavt niveau. Med an-25 dre ord kan nogle ekkoer i videosignalet krydse komparatoren 126's tærskelspænding og blive konverteret til en digital impuls, idet komparatoren 124's tærskelspænding ikke skæres. I alle tilfælde vil en impuls på ledning 132 sædvanligvis have større tids-30 varighed end den tilsvarende impuls på ledning 134.

Hensigten med at have videosignaler ved højt og lavt niveau vil fremgå senere af beskrivelsen.

Udgangssignalerne fra spændingskomparatorerne 124 og 126 overføres til respektive 3-bits skifteregistre 202 35 og 200, som ved hjælp af en taktimpulskilde styres på / 7 1Λ9371 forkanten af et eksempleringssignal (VSR-1). Tidsstyringen af VRS-1 vil blive nærmere forklaret i forbindelse med en tidsstyreenhed 300. De tre lagrede eksem-pleringsbit fra skifteregisteret 200 føres tilligemed 5 bittene på ledning 132 gennem AND-sluser 204b-g, således at der vil blive frembragt logisk 1 på indgangen af en NOR-sluse 201, hvis to af de ialt fire eksemplerings-bit på indgangene til sluserne 204a-g er logisk "1" frembringes der "logisk" 1 på en NOR-sluse 201's indgange, hvorved der frembringes et logisk "0"-signal på en ledning 205. Nærmere betegnet sker der i AND-slusen 204b en AND-operation på signalet på ledning 132 og den første af de netop forekommende eksempleringer på ledning 240, i slusen 204c tilvejebringes en AND-operation på 15 signalet på ledning 132 og den anden af de netop forekommende eksempleringer på ledning 241, og i AND-slusen 204d tilvejebringes en AND-operation på signalet på ledning 132 og den tredje af de netop forekommende eksempleringer på ledning 242. Den nævnte første 20 eksempiering på ledning 240 AND kombineres med den an den eksemplering på' ledning 241 i AND-slusen 204e osv. Det ene indgangssignal til AND-slusen 204a tilvejebringes via ledning 132, medens det andet indgangssignal er et PALL-signal (pass all) fra tidssty-25 reenheden 300. Hvis PALL er logisk 1, vil alle logisk 1-signaler på ledning 132 bliver ført gennem NOR-slusen 201. Dette medfører, at et logisk 1 på PALL deaktiverer to ud af de fire ovenfor beskrevne eksem-pleringsrutiner, og det lave niveau vil blive over-30 ført direkte til ledning 205. Når anlægget er i drift, og rækkeviddeomskifteren 302 er indstillet til en rækkevidde på 3 sømil eller mindre, vil PALL være logisk 1, således at alle data ved lavt niveau på ledning 132 overføres til ledning 205. Når rækkevid-35 deomskifteren er indstillet til en rækkevidde større end 3 sømil, skal to ud af de fire netop forekommende 8 149371 eksempleringer være logisk 1, for at der tilvejebringes en aktiv signalrepræsentation til det næste behandlingstrin på ledning 205. I tilfælde af højt videoniveau fungerer AND-sluserne 206a-g og NOR-slusen 203 5 på samme måde, som det netop er beskrevet i forbindelse med AND-sluserne 204a-g og NOR-slusen 201.

Skifteregistrene 200 og 202, AND-sluserne 204a-g og 206a-g, samt NOR-sluserne 201 og 203 udgør en forbehandlingsdel 250. Når der på forkanten af VSR-1 indlæses 10 en ny eksemplering i skifteregistrene 200 og 202, behandles et nyt sæt af fire eksempleringer (hvor tre af eksempleringerne stammer fra det foregående sæt). Forbehandlingsdelen 250 betegnes derfor ved den kendte teknik som et kredsløb for bevægeligt vindue. Dette 15 kredsløbs første funktion er at diskriminere imod støj, og selv om støjsignalet kan overskride den tidligere omtalte tærskelspænding, vil den statistiske sandsynlighed for, at to ud af fire eksempleringer overskrider tærskelspændingen være meget lille. En anden virk-20 ning af forbehandlingsdelen er at forøge sandsynlig heden for måldetektion ved, at der kræves mere end en eksemplering pr. rækkeviddécelle, da varigheden for en rækkeviddeaelle bliver større for større rækkeviddeindstillinger, og da den udsendte impuls' bred-25 de ikke forøges proportionalt. Det vil kunne forstås, at selv om der ved den beskrevne udførelsesform er valgt en forbehandlingsdel, som er baseret på to ud af fire eksempleringer, kan det være fordelagtigt at forøge antallet af eksempleringer, som bedømmes sam-30 tidigt, således at der kræves et varierende antal af eksempleringer for at tilfredsstille detekteringskriteriet .

Formålet med eksemplerings- og holdekredsløbene 136 og 138, med serie-parallelomsætterne 142 og 143, lager- 149371 9 og dataregisteret 146, lageret 148 og parallel-serie-omsætterne 150 og 152 er nærmere forklaret i beskrivelsen til USA-patent nr, 4 107 673. Nærmere betegnet er det ved marineradaranlæg meget ønskeligt at kunne 5 ændre rækkeviddeindstillingen. For eksempel kan det i rum sø være ønskeligt at kunne detektere mål inden for en afstand på op til 48 sømil. Hvis der imidlertid kræves en større nøjagtighed, såsom ved havnemanøvre, er det ønskeligt at have væsentligt kortere 10 rækkevidder, såsom 0,25 sømil. Da skrivehastigheden i sand tidsanlæg er omvendt proportional med radar-rækkeviddeindstiliingen, har skanderingshastigheden ved korte rækkeviddeindstillinger været så hurtigt, at fremviserskærmen ikke kunne modtage tilstrækkelig 15 elektronstråleenergi til, at der frembringes en lysplet, som er skelnelig fra baggrundslyset. Som det er angivet i det ovennævnte USA-patentskrift, er det ønskeligt at indskrive de digitaliserede radarretursig-naler i et lager med en hastighed, som er bestemt af 20 rækkeviddeindstillingen, og derefter at udlæse data med en konstant hastighed, som er uafhængig af rækkeviddeindstillingen. Denne ikke-sand tids teknik medfører en forbedret billedgengivelse, selv i lyse omgivelser og ved benyttelse af simplificerede detektor-25 kredsløb og videoforstærkere.

De forbehandlede signaler på ledningerne 207 og 205 med henholdsvis højt og lavt niveau (se fig. 2A) overføres gennem eksemplerings- og holdekredsløb 138 og 136 til serie-parallelomsættere 143 og 142. Da signalerne 30 ved både højt og lavt niveau behandles identisk i disse to blokke, vil signalbehandlingen kun blive beskrevet -for kredsløbet for det lave niveau. Det indkommende, forbehandlede videosignal ved lavt niveau på ledning 205 overføres til en indgang på en AND-sluse 208. Den 35 anden indgangsklemme er et SA-1 taktimpulssignal, som 149371 ίο også overføres til K-klemmen på en JK-multivibrator 216. Når SA-1 er i logisk 0-tilstand, når K-klemmen på multivibratoren er 0, og hvis signalet på ledning 205 er O, hvilket angiver en detektering fra forbehand-5 lingsdelen 250, da vil AND-slusen 208 frembringe et logisk 1-signal på J-indgangsklemmen. Ved den næste taktimpuls VSR-0 (komplementær til VSR-1) vil signalet på Q-klemmen blive logisk 0. Når SA-1 er i logisk 1-tilstand, vil K-klemmen på multivibratoren være i lo-10 gisk 1-tilstand, og AND-slusen 208 vil frembringe et logisk 0-signal på J-klemmen. Til den næste taktimpuls VSR-0 vil Q-klemmen derfor få logisk 1-niveau.

Tidsstyringen af SA-1 vil blive nærmere forklaret senere i forbindelse med tidsstyreenheden 300. Det er 15 imidlertid vigtigt her at bemærke, at den tidsperiode, hvor SA-1 er logisk 0, er lig med én rækkeviddecelle.

Da taktimpulshastigheden for VSR-1 er lig med eller større end hastigheden for SA-1, kan der for hver rækkeviddecelle være mere end én JK-eksemplering, og enhver 20 positiv detekteringseksemplering, som er holdt i multivibratoren 216, medfører, at rækkeviddecellen angiver detektering. Hver af eksempleringerne i multivibratoren 216 kører til en position for det bevægelige vindue i forbehandlingsdelen 250, hvor to positive ud af 25 fire VSR-1 eksempleringer er nødvendige for en detek-tion (hvor det antages, at PALL er lig med 0). Det forbehandlede videosignal ved lavt niveau på ledning 205 overføres også til en indgangsklemme på OR-slu-sen 224. Som følge deraf tilvejebringes der en al-30 ternativ, direkte vej fra ledning 205 til serie-pa-rallelomsætteren 142, når der kun tages en enkelt eksemplering pr. rækkeviddecelle, og der ikke er krav om at holde eksempleringen fra Q-klemmen til OR-slusen 224. Udgangssignalet fra OR-slusen 224 35 overføres til et 2-bits skifteregister 232, som også taktimpulsstyres af SA-1. Skifteregisteret 232 fun- 149371 11 gerer som en serie-parallelomsætter, idet der serievist indlæses fra OR-slusen 224 og opnås parallelle bit til dataregisteret 146. Af fig. 2A fremgår det også, at AND-slusen 210, multivibratoren 218, OR-slu-5 sen 228 og skifteregisteret 236 er forbundet på samme måde som enhederne 208, 216, 224 og 232. Forskellen i virkemåde hidrører fra dataindlæsningen med SA-O, ' som er det inverse af SA-1. Når data eksempleres og holdes i multivibratoren 216, vil multivibratoren 218 .

10 således være slettet, og når data eksempleres og holdes i multivibratoren 218, vil multivibratoren 216 være slettet. På hinanden følgende rækkeviddeceller vil derfor skiftevis blive indlæst til skifteregistrene 232 og 236. Det følger heraf, at der i løbet af to SA-impuls-15 perioder (to høje og to lave) vil blive indlæst fire rækkeviddeceller til kombinationen af skifteregistrene 232 og 236. I løbet af den samme tidsperiode indlæses som tidligere nævnt fire rækkeviddeceller ved højt niveau i serie-parallelomsætteren 143.

20 De parallelle bit fra serie-parallelomsætterne 142 og 143 kan overføres til det på fig. 2B viste 8 bits dataregister 146. Dataregisterets taktimpuls styres af SB-0, hvor tidsstyringen af dette signal vil blive nærmere forklaret i forbindelse med tidsstyreenheden 25 300. Det skal imidlertid her bemærkes, at SB-0 har den halve frekvens af SA-0. Det vil derfor kunne forstås, at samtidigt med at der indlæses fire bit til serie-parallelomsætteren 142, og samtidigt med at der indlæses fire bit til serie-parallelomsætteren .

30 143, vil kombinationen af otte bit eller rækkevidde- celler blive indlæst i otte bits-dataregisteret 146.

Det således dannede 8 bits-ord består derfor af de fire mindst betydende bit svarende til fire rækkeviddeceller ved højt niveau og fire mest betydende bit 35 svarende til fire rækkeviddeceller ved lavt niveau.

12 149371 8-bit dataordnet i dataregisreret 146 indlæses til lageret 148 ved hjælp af sekventielle adresser, som frembringes af tidsstyreenheden 300 (ADDR). Da hvert 8-bit dataord er indført i lageret, tælles lagertæl-5 leren (MAC) 308 frem. Hastigheden, hvormed ordene indskrives i lageret, vil blive nærmere belyst i forbindelse med tidsstyreenheden 300. Det største antal rækkeviddeceller eller bit for en radarimpulsperiode er 256. Da der findes videosignaler både med højt og 10 med lavt niveau, kan lageret 148 rumme 512 bit i form af 64 ord på hver 8 bit. Lageret kan bestå af en kaskade af lagre med tilfældig adgang (BftM), såsom Texas Instrument 74S189 16x4 eller kan bestå af mere integrerede kredsløb, såsom Signetic 82S09 64x9.

15 Skifteregistre kan også benyttes som lagerorganer. I løbet af lagerlæsecyklus udlæses ordene i samme rækkefølge, som de blev indført, men med en hastighed, som er uafhængig af rækkeviddeindstillingen. For hver adresse tælles MAC frem. For de korte rækkevid-20 deindstillinger er læsehastigheden meget langsommere end skrivehastigheden, hvorved der opnås den forbedrede gengivelse, som er forklaret i beskrivelsen til USA-patent nr. 4 107 673. For hvert ord, der læses ud, vil de fire bit, som repræsenterer det lave ni-25 veau, blive indlæst til parallel-serieomsætteren 150, og de fire bit, som repræsenterer det høje niveau, indlæses i parallel-serieomsætteren 152. Hver af disse omsættere omfatter typisk en 4-til-l vælger, som styret af et logisk signal SCON skanner gennem de 30 fire bit fra lageret 148 med en hastighed, som er fire gange større end den hastighed, hvormed ordet blev udlæst fra lageret 148 ved hjælp af signalet ADDR. De nævnte omsættere kunne også bestå af 4-bit skifteregistre. Udgangssignalerne fra parallel-se-35 rieomsætterne er kontinuerte, binære bølgeformer.

i 149371 13

Formålet med forbehandleren 250 er som tidligere anført at medføre en støjdiskriminering inden for en enkelt skanderingsperiode/ idet der kræves to positive eksempleringer ud af fire eksempleringer i det 5 bevægelige vindue. Dette står i modsætning til formålet med det inteferensafvisende lager 160, som er indrettet til at frembringe støj- eller inteferens-diskriminering ved at sammenligne hver rækkeviddecelle i en skanderingsperiode med den tilsvarende række-10 viddecelle fra den foregående skandering. På grund af den relativt lave sandsynlighed for, at der vil forekomme tilfældig støj i samme rækkeviddecelle i to på hinanden følgende skanderinger, udføres der en NAND-operation på det lave udgangsniveau fra paral-15 lel-serieomsætteren 150 på ledning 156 og det samme signal, tidsforsinket én skanderingsperiode i NAND-slusen 159. For at opnå et logisk O-signal på ledning 162, hvorved der angives et ekko-retursignal, skal signalet på både rækkeviddecellen på ledning 156 20 og den tilsvarende rækkeviddecelle fra den tidligere udsendte impuls på ledning 158 begge være i en logisk 1-tilstand. Det inteferensafvisende lager 160 omfatter fortrinsvis et lager med tilfældig adgang, såsom Fairchild 93410 (RAM) eller et skifteregister.

25 i tilfælde af et lager med tilfældig adgang vil signalet ADDRM adressere bitten i det inteferensafvisende lager svarende til den rækkeviddecelle, som udlæses fra parallel-serieomsætteren 150. Under den første fase af taktimpulssignalet ADDRM gøres indhol-30 det af adressepositionen tilgængelig for NAND-slusen 159 for sammenligning med den foreliggende, tilsvarende rækkeviddecelle. I løbet af den anden fase af ADDRM vil den foreliggende, tilsvarende rækkeviddecelle på ledning 156 blive indlæst i det inteferens-35 afvisende lager, hvor adressen er den samme i begge faser. 1 tilfælde af ,at der benyttes en skiftere- 14 149371 gisterkonfiguration, vil ADDRM omfatte et taktim-pulssignal, således at det inteferensafvisende lager medfører en tidsforsinkelse på én skandering svarende til en radarimpulsperiode. På en ledning IR DISABLE 5 fra tidsstyreenheden 300 tilvejebringes et logisk styresignal, således at signalet på ledning 158 opretholdes i logisk 1-tilstand, når en inteferensafvisende omskifter 304 er i slukket stilling. Inte-ferensafvisningen er kun tilvejebragt for videosig-10 nalet ved lavt niveau, men via OR-slusen 163 kan in-teferensafvisningen indvirke på videosignalet ved højt niveau på ledning 164.

Det nye impulsstrækkende kredsløb 198, som vil blive beskrevet i det følgende, initieres af et højt sig-15 nal på ledning 156 og et højt signal fra det inteferensafvisende lager (lavt niveau) på ledning 158, hvilke signaler tilsammen indikerer et ekko-retursig-nal. Disse to 1-tilstande på NAND-sluser 159 medfører et 0 på ledning 162, som medfører et 1 på ledning 20 164 ved udgangen af en OR-sluse 163. Ledning 164 er ^ forbundet til et udgangsregister 174. Tilstedeværelse af et mål på videosignalet ved lavt niveau vil således blive overført til den visuelle indikator 118 på ledning 175, hvor Q-klemmen er i en 0-tilstand.

25 Den tilsvarende 1-tilstand på ledning 178 fra Q-klemmen detekteres på forkanten ved hjælp af J-K-multivibra-toren 180. Nærmere betegnet vil J-K-multivibratoren fungere som en D-type multivibrator, når J- og K-klem-men er indbyrdes forbundne. Når der ikke er noget 30 aktivt signal til stede, vil der på ledning 178 blive overført et 0 til NAND-slusen 184, og ledning 182 er i 1-tilstanden. Når tilstanden på ledning 178 bliver logisk 1, hvorved der indikeres tilstedeværelse af et ekko-retursignal, vil ledning 182 forblive på højt 35 signal, og ledning 186 går på logisk 0. En taktim- 149371 15 puls senere (gældende for multivibratoren 180) vil Q-klemmen gå på lavt niveau, således at ledning 186 på NAND-slusen 184 går tilbage til logisk 1. Resultatet af det beskrevne svarer til en konventionel for-5 kantdetektor. Det tredje indgangssignal til NAND-slusen 184 overføres fra ixnpulsstrækkeledningen 187, således impulsstrækkekredsløbet ikke vil blive reinitialiseret, medens det allerede er aktivt. Endvidere findes der et signal PS DISABLE fra tidsstyreenheden 300, således 10 at multivibratoren 180 kan holdes i den slettede tilstand, hvorved der forhindres forkantdetektion og im-pulsstrakning.

Når forkanten af et ekko-retursignal er blevet detek-teret ved indikering af en negativ impuls på ledning 15 186, sker der samtidigt to ting. Da J-klemmen på J-K-multivibratoren 190 er optrådet til logisk 0, og ledning 186 er forbundet til K-klemmen, vil for det første den næste taktimpuls bevirke, at Q-klemmen går på logisk 0-tilstand. Denne tilstand, som via led-20 ning 187 overføres til OR-sluserne 170 og 163, bevirker fortsættelse af et aktivt signal til den visuelle indikator for videosignalet ved både højt og lavt niveau, selv om tilstedeværelsen af et ekko-signal fjernes fra de respektive ledninger 168 og 162. Denne impuls-25 strækkende virkning fortsættes, indtil multivibratoren 190 slettes fra tælleren 194 via ledning 192, Den negative impuls på ledning 186 medfører for det andet, at tælleren 194 modtager data, som repræsenterer rækkevidden. Data modtages fra lageradressetælleren (MAC) 30 308 og indlæses til klemmerne A-D på tælleren 194. La geradressen omfatter 6 bit (A0 - A5) for 64 lokatio-ner i lageret, således som det tidligere er beskrevet.

På indlæseimpulsen indlæses det inverse af de fire mest betydende bit i tælleren, hvor bittene er inverteret 35 ved hjælp af inverterne 306, 307, 308 og 309. Idet 16 149371 adressen for data er proportional med rækkevidden, og da der indlæses det inverse af adressen, opnås, at jo større rækkevidden er, jo mindre værdi vil der blive indlæst i tælleren. Dette betyder, at jo stør-5 re rækkevidden er, jo længere tid vil det tage at tælle menten ud. På fig. 3 er vist en graf, som angiver graden af impulsstrækning i forhold til rækkevidden.

Abscissen angiver de inverterede bit A5 - A2 for la-geradressetælleren. I parentes er angivet de tilsva-10 rende rækkeviddeceller. Ordinaten angiver antallet af rækkeviddeceller eller læsetaktimpulser (EDCLK), inden menten føres ud. For eksempel er lageradressecel-lebittene A5 - A2 (mellem rækkeviddecellerne 128 og 143) 1000, som ved invertering giver det på abscissen vi-15 ste 0111. Hvis multivibratoren 180 detekterer en forkant i løbet af rækkeviddecellerne 128 - 143, indlæses 0111 i tælleren 194. Som vist på.ordinataksen vil tælleren 194 være talt op til 1111 otte RDCLK-impulser senere, hvorved menten udlæses. Menten føres gennem to 20 inverterende forstærkere 195 og 196 og en OR-sluse 197 til sletning af multivibratoren 190. Denne sletning har fortrin frem for impulsstrækningen, hvor O-klemmen blev tvunget til en 1-tilstand. Radartriggerim-pulsen (RT) til OR-slusen 197 sikrer, at der ikke fo-25 rekommer impulsstrækning ved begyndelsen af radarskanderingsperioden. C- og P-klemmer på tælleren 194 overvåges med hensyn til tællerbeløb og mente. Når appa-ratet er i drift, vil det impulsstrækkende kredsløb 198 detektere overkanten af en impuls, som repræsenterer 30 detektering af et lavt videosignal og proportionalt strække denne impuls og den tilsvarende impuls ved højt niveau i direkte afhængighed af rækkevidden. Det er vigtigt at bemærke, at impulsstrækkekredsløbet initieres fra forkanten af impulsen, således at varig-35 heden af det fremviste impulssignal på ledning 176 eller ledning 175 ikke ændres, selv om varigheden 149371 17 af impulsen på ledning 168 overskrider det indikerede omfang af strækningen. Typisk summeres videosignalet ved højt og lavt niveau i den visuelle indikator 118 og kobles til videoforstærkeren (ikke vist), som er 5 forbundet til katoden (ikke vist) katodestrålerøret (ikke vist) for modulering af stråleintensiteten.

Videosignalet ved højt og lavt niveau medfører et billede på PPI-skærmen med to intensitetsniveauer (lavt og lavt + højt) foruden baggrundsniveauet, 10 hvor der ikke er nogen detektering. SWG-impulsen, som er overført fra tidsstyreenheden 300 gennem udgangsregisteret 174 til den visuelle indikator 118, trigger generatoren for en afbøjningsbølgeform ved begyndelsen af hver skanderingsperiode.

15 på fig. 5 er vist én alternativ udførelsesform for kobling mellem udgangsregisteret 174 og det på fig.

2B viste impulsstrskkekredsløb 198. som tidligere forklaret i forbindelse med fig. 2B indføres videosignalerne ved højt og lavt niveau til registeret 20 174 på ledningerne henholdsvis 164 og 172, og signa let på Q-klemmen overføres til den visuelle indikator.

På fig. 5 er de respektive Q-udgangsklemmer forbundet til en vælger 181, som er indrettet til at vælge det videoniveau, hvor impulsstrækningen initieres. Et 25 styresignal VLS fra tidsstyreenheden 300 bestemmer, om videosignalet med højt niveau på ledning 179 eller videosignalet ved lavt niveau på ledning 178 skal overføres til det impulsstrækkende kredsløb 198. Det kan foretrækkes at benytte videosignalet ved lavt 30 niveau til initiering af impulsstrækning under normale operationsbetingelser, hvor mål i stor afstand, hvor der ønskes strækning for et acceptabelt billede, normalt ikke medfører en detektion, som skærer den høje tærskelværdi. Der kan også forekomme situationer, 35 hvor det er fordelagtigt at initiere impulsstrækkekreds- 18 149371 løbet i afhængighed af detektion af videosignalet ved højt niveau, hvilket betyder, at signaler detekteret ved lavt niveau vil blive strakt, men at signaler detekteret ved højt niveau ikke vil blive strakt- Denne 5 konfiguration tillader, at modtagerforstærkningen kan forøges op til et niveau, hvor der kan ses nogen støj på radarskærmen, uden at støjen bliver strakt. VLS kan være bestemt af indstillingen af rækkeviddeomskifteren 302, således at for eksempel initiering ved højt 10 niveau foretages for rækkevidder på 12 sømil eller mindre, medens initiering ved lavt niveau sker for større rækkevidder. VLS kan også fastlægges ved hjælp af en omskifter (ikke vist) på tidsstyreenheden 300.

Som tidligere nævnt er det fordelagtigt at have for-15 skellige rækkeviddeskalaer i et marineradaranlæg, Den viste udførelsesform omfatter ni sådanne indstillingsmuligheder, som kan vælges ved hjælp af rskkeviddeom-skifteren 302, der som vist på fig. 2B er forbundet til tidsstyreenheden 300. Rækkeviddeskalaerne er angivet 20 i den nedenstående tabel I.

TABEL I

149371 19 Rækkevidde- Cirkatid for Tidskoefficienter Antal af ræk-indstilling signalretur N_M_K keviddeceller 0,25 sømil 3,08 psek. 1 2 48 85 5 0,5 6,17 1 2 24 170 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 8 2 32 256 10 12 148,15 8 4 32 256 24 296,30 8 8 32 256 48 592,59 8 16 32 256 Rækkeviddeomskifteren addresserer et styrelager (ikke vist PROM), som er indeholdt i tidsstyreenheden 300.

15 Udgangssignalerne fra lageret er statiske styresignaler, som er bestemmende for mange af radaranlæggets operationsparametre. Det vil kunne forstås, at der i det følgende refereres til en foretrukken udførelsesform, men at lageret kan programmeres på forskellige måder til 20 tilvejebringelse af forskellige operationsparametre.

PALL-signalet er som tidligere diskuteret logisk 1 for tre sømils-området og lavere, således at forbehandlingsenheden 250 forhindres i at frembringe returdata til eksemplerings- og holdekredsløbene 136 og 138, når der 25 detekteres to ud af fire eksempleringer. Endvidere de-aktiveres impulsstrækkekredsløbet 198 ved hjælp af PS DISABLE for 6 sømils-området og lavere ved at slette multivibratoren 180, således at der ikke detekteres en forkant, som ellers ville initiere impulsstrækningen.

30 Den proportionale impulsstrækning kan for det tredje deaktiveres manuelt af det samme PS DISABLE styresignal ved at anbringe impulsstrækkeomskifteren 305 i slukket stilling. Endelig kan det inteferensafvisen-de lager 160 deaktiveres af IR DISABLE styresignalet 20 149371 ved at anbringe interferensafvisningsomskifteren 304 i slukket stilling.

Idet der fortsat henvises til fig. 2A og 2B, vil tidsstyrefunktionerne for styreenheden 300 blive nærmere 5 forklaret under henvisning til fig. 4 og tabel I. Som tidligere forklaret foregår signalbehandlingen fra indgangen af den digitale behandlingsenhed 116 på ledning 122 til lagring i hukommelsen 148 i sand tid.

Inden for en radarimpulsperiode vil varigheden for 10 skrivecyklus, som aktiveres af bølgeformerne på fig.

4E og 4G, være bestemt af ekkoreturtiden for den til en bestemt rækkeviddeskala svarende største rækkevidde. Idet ekkoreturtiden for eksempel for 12 sømils afstand er 148,15 mikrosekund, vil ekkorepræsentatio-15 nerne blive indskrevet i hukommelsen 146 i løbet af denne tidsperiode, når anlægget er indstillet til 12 sømils rækkevidde. Tilsvarende er returtiden for 24 sømils afstand 296,3 mikrosekund, og ekkorepræsentatio-nerne vil da blive indskrevet i hukonmtelsen 146 i løbet 20 af sidstnævnte tidsrum, når anlægget er indstillet til 24 sømils rækkevidde. I tabel I er varigheden for skrivecyklus for hver rækkeviddeindstilling tilnærmelsesvis angivet ved returtiden. I løbet af skrivecyklus, der også kunne betegnes eksempleringscyklus, over-25 føres tidsstyreenheden 300 VSR-1 til skifteregistrene 200 og 202, S&-1 og SA-0 til eksemplerings- og holdekredsløbene 136 og 138 og til serie-parallelomsætteme 142 og 143, SB-0 til dataregisteret 146 og ADDR til hukommelsen 148 som vist på fig. 3. Skrivecyklus påbe-30 gyndes ved radartriggerimpulsen som vist på fig. 4A.

Ved den foretrukne udførelsesform er senderepetitionsfrekvensen (PRF) 100 Hz for rækkeviddeindstillinger på 6 sømil og derover, medens PRF er 2000 Hz for rækkeviddeindstillinger mindre end 6 sømil.

35 Tidsstyringen tilvejebringes ved hjælp af en enkelt, 149371 21 krystalstyret taktimpulsoscillator (CLOCK) 301, hvis frekvens er bestemt ved antallet af rækkeviddeceller, som skal lagres ved en rækkeviddeindstilling på 0,75 sømil. Når returtiden er cirka 9,26 mikrosekund som vist 5 i tabel I, og der ønskes en opløsning på 256 lagrede rækkeviddeceller pr. videoniveau, benyttes intaktim-pulsfrekvens, som i dette tilfalde også svarer til frekvensen for VSR-1, på 27,6481 megahertz. Det bemærkes, at når den maksimale VSR-1 hastighed svarer 10 til 27,6481 megahertz, og når sand tids returtiden er på 3,08 og 6,17 mikrosekund for rækkeviddeindstillinger på henholdsvis 0,25 og 0,5 sømil, så vil der kun findes henholdsvis 85 og 170 eksempleringer eller rækkeviddeceller for disse rækkeviddeindstillinger. Det 15 skal endvidere bemærkes, at en hurtigere taktimpuls kunne medføre fuld udnyttelse af de 256 lagerceller for de nævnte to rækkeviddeindstillinger. En hurtigere taktimpuls ville imidlertid komplicere konstruktionen af behandlingsenheden for videosignalerne, således at 20 anlægget ville blive væsentligt fordyret. For rækkeviddeindstillinger på 0,75 sømil og derover lagres derfor 256 højniveauceller og 256 lavniveauceller i hukommelsen 148, hvorved de 64 8-bit adresser fyldes helt op.

I tilfælde af rækkeviddeindstillinger på 0,25 og 0,5 25 sømil vil der imidlertid kun blive benyttet henholdsvis 22 og 43 af 8-bit lokationerne.

VSR-1 er for alle rækkeviddeindstillinger bestemt ved at dividere CLOCK med N, hvor N er angivet i tabel I.

For eksempel for 48 sømils indstillingen er VSR-1 cirka 30 3,456 (27.6481 / 8) megahertz, således at der i en eks- empleringscyklus på 592,59 mikrosekunder tilvejebringes 2.048 eksempleringer eller 8 eksempleringer for hver af de 256 rækkeviddeceller. For 12-sømils området er VSR-1 cirka 3,456 megahertz, således at der i en eksemple-35 ringscyklus på 148,15 mikrosekund tages 512 eksempleringer svarende til to eksempleringer for hver af de 256 rækkeviddeceller.

22 149371

Ved den foretrukne udførelsesform er hastigheden for SA-1 og det komplementære signal SA-0 bestemt ved at dividere hastigheden for VSR-1 med M, hvor M er angivet i tabel I for hver rækkeviddeindstilling. For det 5 ovennævnte eksempel gælder således, at SA-1 er 216 og 434 kilohertz for rækkeviddeindstillinger på henholdsvis 48 og 12 sømil. Som tidligere forklaret er tidsperioden for en rækkeviddecelle lig med eller mindre end perioden, hvor SA-1 eller SA-0 impulsen er 10 høj. Da eksempleringerne ved det lave niveau tilvejebringes ved hjælp af J-K multivibratorerne 216 og 218 i modsatte faser af SA, tages der i løbet af to SA-taktimpulsperioder fire eksempleringer ved det lave niveau i eksemplerings- og holdekredsløbet 136. I lø-15 bet af de samme to SA-taktimpulsperioder tages fire eksempleringer ved det høje niveau af eksemplerings-og holdekredsløbet 138. Hastigheden for signalet SB-0, som er bestemmende for indlæsning af 4 bit ved lavt niveau og 4 bit ved højt niveau i datoregisteret 20 146., er derfor bestemt ved at dividere taktimpulsha- stigheden for SA-signalet med 2. Det følger af eksemplerne, at SB-0 er 108 kilohertz og 216 kilohertz for rækkeviddeindstillinger på henholdsvis 48 og 12 sømil. 1 løbet af skrivecyklus har adresserne, som 25 overføres til lageret 148 ved hjælp af ADDR, samme hastighed som signalet SB-0.

For en rækkeviddeindstilling på 0,75 sømil og derover er varigheden for skrivecyklus, som styres af læseakti-veringsbølgeformer på fig. 4F og 4H, bestemt ved den 30 tid, som det tager at behandle 256 rækkeviddeceller med en hastighed, som svarer til hastigheden for CLOCK divideret med K, hvor K er angivet i tabel I. For rækkeviddeindstillinger på mellem 0,75 og 3 sømil vil hastighederne for RDCLK-0 og RCDLK-1 være cirka 1,728 35 (27 *6481 / 16) megahertz, og for rækkeviddeindstil linger mellem 6 og 48 sømil vil hastigheden være cirka 864 (27.6483/ 32) kilohertz. Da skanderingshastig- 149371 23 heden (2000 Hz) for 3 sømils-området og derunder er dobbelt så stor som skanderingshastigheden (1000 Hz) for de længere rækkevidder, er hastigheden for RDCLK for de korte rækkevidder halvdelen af hastigheden sva-5 rende til mellem 0,75 og 3 sømil, således at signalet fremvises visuelt med ens intensitet. Hastigheden for RDCLK er for indstillinger mellem 0,25 og 0,5 sømil reduceret proportionalt, da der kun findes henholdsvis 85 og 170 rækkeviddeceller, som skal fremvises. Va-10 righeden for læsecyklus er cirka 148,15 og 296,3 mikrosekund for rækkeviddeindstillinger mellem 0,75 og 3 sømil, henholdsvis mellem 6 og 48 sømil, når der skal behandles 256 rækkeviddeceller ved de respektive hastigheder for RDCLK. Det fremgår, at hastigheden, 15 hvormed rækkeviddecellerne udlæses fra parallel-serie-omsætterne 150 og 152, skal være den samme som hastigheden for RDCLK. Det følger endvidere, at hastigheden, hvormed rækkeviddecellerne udlæses fra det inteferens-afvisende lager 160 skal være lig med hastigheden for 20 RDCLK for tilsvarende rækkeviddeceller, når skanderingerne skal sammenlignes. Endelig skal den adresse, som overføres til hukommelsen 148 i løbet af en læsecyklus, have en hastighed svarende til RDCLK divideret med 4, da hvert ord, som udlæses fra hukommelsen 148, omfatter 25 4 bit ved højt niveau og 4 bit ved lavt niveau.

Læsecyklus initieres ved afslutningen af skrivecyklus, således som det kan ses af fig. 4F med henvisning til fig. 4E, og som det kan ses på fig. 4H med henvisning til fig. 4G. Det er vigtigt at bemærke, at videoda-30 tasignalerne ved højt og ved lavt niveau overføres til den visuelle indikator 118 på respektive ledninger 176 og 175 udelukkende i løbet af læsecyklus. Skanderingen i den visuelle indikator, som f.eks. kan være en PPI-skærm, initieres af.signalet SWG på ledning 35 177 ved begyndelsen af læsecyklus. Varigheden fra afslutningen af læsecyklus indtil den næste radar- 24 149371 triggerimpuls kan betegnes aom en ventecyklus, hvor der ikke behandles modtagne signaler i behandlingsenheden 116, og hvor der ikke overføres videosignaler til indikatoren 118.

5 På fig. 4B er vist et eksempel på et videoindgangssig nal til en digitalbehandlingsenhed 116, således som den kunne forekomme på ledning 122. Spidserne 320 - 327 repræsenterer returekkoer fra forskellige mål inden for det område, som skanderes af radarantennen. Spændingerne, 10 som føres til de negative klemmer på komparatorerne 124 og 126 fra fig. 2, er angivet ved respektive høje og lave tærskelværdier fra fig. 4B. Fig. 4C og 4D viser bølgeformerne, således som de forekommer på ledningerne henholdsvis 132 og 134 på fig. 2A gældende for de tærskel-15 værdier, som er vist på fig. 4B. Bemærk, at impulserne på fig. 4C generelt har længere varighed end de tilsvarende impulser på fig. 4D, da videosignalet på fig. 4B krydser den lave tærskelspænding for den længere tidsperiode. Det bemærkes også, at spidsen 324 krydser den 20 lave tærskelspænding og forekommer på fig. 4C, men ikke på fig. 4D. Hvis impulsstrækkekredsløbet 198 ikke var de-aktiveret, ville alle spidser eller impulser initiere impulsstrækningen. Ved den alternative udførelsesform, hvor VLS er bestemmende for højniveauinitiering af im-25 pulsstrækkekredsløbet, vil spidsen 324 ikke initiere impulsstrækkekredsløbet. Varigheden af spidserne 320 -323 ville ikke blive forøget af impulsstrækkekredsløbet 198 af to grunde. For det første har spidserne 320-323 relativ lang varighed, således som det vil 30 kunne forventes for relativ kraftige ekkoer, der er modtaget på korte rækkevidder. For det andet ville omfanget af impulsstrækningen fra forkanterne kun gøre sig gældende for et relativt lille antal rækkeviddeceller på grund af den korte afstand til målet 35 (se fig. 3). Impulsstrækkesignalet på ledning 187 (fig. 2B) ville derfor forsvinde, inden målrepræsen- 149371 25 tationerne ved højt og lavt niveau på ledningerne 168 og 162 forekommer. Impulser med kortere varighed, navnlig dem ved det høje videoniveau, som svarer til spidserne 325 - 327, vil få en forøget varighed på 5 grund af impulsstrækkekredsløbet 198. Under henvisning til fig. 3 er omfanget af impulsstrækningen en funktion af afstanden til målet.