DK151412B - Doppler-radar med digital signalbehandling - Google Patents

Description

151412

Opfindelsen angår en impulsdopglerradar for fly, omfattende en sender, en modtager og en digital behandlingsindretning til behandling af ekkosignalerne, hvilken impulsdopp-lerradar er af den i krav l's indledning angivne art.

I tidligere radaranlæg anvendes der analog og digital teknik til at udføre de nødvendige funktioner for at søge og følge mål, f.eks. er målfølgningen og automatisk forstærkningsregulering typiske apparatfunktioner, og følgevin-kelfejlsignaler'udledes i reglen ved hjælp af specielle apparatelementer. Sådanne anlæg er meget komplicerede og derfor ikke så pålidelige som ønskeligt. Endvidere er fleksibiliteten i sådanne anlæg minimal, fordi ændringer i apparatudformnin- 2 151412

Anvendelsen af en programmeret datamaskine til at udføre disse funktioner er ønskelig, men har medført forskellige problemer. I tillæg til komplicerede funktioner ved søgning og følgning af mål med et radaranlæg og dermed følgende kompliceret programmering kan normal apparatteknik ikke anvendes uden videre. Endvidere er det ønskeligt at anvende en lille, billig datamaskine med stor pålidelighed, ("minidatamaskine") , men sådanne datamaskiner har en lagerindretning, som er meget vanskelig at programmere for komplekse operationer af den art, der kræves i et radaranlæg.

Et andet hovedproblem ved anvendelse af en programmeret datamaskine er tidsstyringen for overføring af information gennem hele anlægget. Ved radaranlæg, hvor der anvendes en "minidatamaskine" kan der anvendes flere datamaskiner afhængigt af behandlingstiden i den valgte "minidatamaskine".

F.eks. kan en datamaskine for radarstyringen anvendes som en hoveddatamaskine og kan rekvirere og sende information fra henholdsvis til andre datamaskiner ved selvstyring. Denne indbyrdes kommunikation sker via lagerindretninger med direkte tilgang. Når der sker én sådan direkte tilgang er alle andre forhindret. Hvis derfor radarstyredatamaskinen sender eller modtager information fra en anden datamaskine, og digitalsig-naldatamaskinen har information til at sende til radarstyredatamaskinen, må digitalsignaldatamaskinen vente. Hvis den må vente for længe, går informationen tabt. Derfor er tidsstyringen for lagerindretningen med direkte tilgang af kritisk betydning .

Fra US patentskrift nr. 3.646.554 kendes en signalbehandlingsenhed i et radaranlæg, hvilken signalbehandlingsenhed frembringer afstandsporte, som anvendes ved verificeringen af de modtagne analogsignaler for at bestemme afstanden og undertrykke støj. Der frembringes endvidere et søgningssignal for at formindske radarsøgningens tvetydighed ved undertrykkelse af støj. Desuden frembringes et målsignal til præcisionsfølgning. Der er tilvejebragt en frekvensdiskrimina-tor til at skelne mellem frekvenserne i signalbehandlingsenheden. Signalbehandlingen udføres ved anvendelse af en multi-plekser til tidsdeling og styring af frembringelsen af afstandsportene. En begrænsning ved et radaranlæg af denne art 3 151412 er imidlertid, at et mål ikke kan følges i lave højder uden at det forsvinder.

Formålet med opfindelsen er at anvise udformningen af : et dopplerradaranlæg med digital signalbehandling som kan detektere og følge et mål i lav højde, uden åt målet forsvinder.

Det angivne formål opnås med et dopplerradaranlæg af den indledningsvis omhandlede art, som ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved den i krav l's kendetegnende del angivne udformning. ·

Herved frembringes digital højdelinieskelnen ved statistisk korrelation og udnyttelse af ekkosignaler fra terrænet samt måleekkosignaler, som er af en sådan art, at der ses bort fra højdeinformationen, således at et mål kan følges langs højdelinien, uden at det forsvinder.

En afstandssøger bestemmer utvetydig afstand til et mål ved anvendelse af dobbelt præcisionsteknik, som giver den nøjagtighed, der er nødvendig for målfølgning. Den tvetydige målafstand fra digitalsignaldatamaskinen afstandscentreres (centroideres) ved analyse af amplituden af målsignalet i afstandsceller over og under målets afstandscelle. Denne tvetydige målafstand sammenlignes så med den tvetydige målafstand, der er udledet fra en følgerutine under anvendelse af dobbelt præcision, så at der opnås en afstandsfølgefejl med en nøjagtighed på 1/2^ afstandsceller (ca. 4 mm). Afstandsfølgefejlen integreres, hvorved der fremkommer en afstandshastighed. Hovedstråleforstyrrelseshastigheden subtraheres fra afstandshastigheden og differensen filtreres for at frembringe målets hastighed. Differensen anvendes også til at udlede utvetydig følgeafstand for indikator- og styreenheden for digitalsignal-datamaskinen. Utvetydig følgeafstand moduleres også af radarin-terimpulsperioden for at frembringe tvetydig følgeafstand til anvendelse ved udledningen af afstandsfølgefejlen.

Støjens AGC-niveau udledes af den .programmerede data-' maskine ved summering af et antal støjeksempleringer (f.eks. seks, én for hver sjette impuls) under en antenneomdrejning og ved subtraktion af en gennemsnitlig støjsum. Denne difference tilføres et filter af første orden, der simuleres af datamaskinen, og udgangssignalet er det støj/mål-AGC-niveau, der anvendes af radarmodtageren.

4 151412

Forstyrrelses-AGC-niveau udledes ved filtrering af hovedstråleforstyrrelsesamplitudesignalet, som modtages fra digitalsignaldatamaskinen. Dette niveau er baseret på det højeste niveau af forstyrrelse og mål. Dette niveau databehandles ved anvendelse af dobbelt præcisionsregning og anvendes til at justere tilstanden af en lavstøjforstærker og en diodedæmpekreds i radarmodtageren.

Radaren udmærker sig ifølge opfindelsen ved en højde-liniefølger, som lokaliserer og følger en højdelinie, dvs. det uønskede sidesløjfeekko fra umiddelbart under flyet. Højdelinien lokaliseres ved lokalisering af et tilsyneladende målekko, som i løbet af en forudbestemt tidsperiode forbliver i hovedsageligt samme afstand. Ifølge opfindelsen bliver måldata, som giver n af m korrelationer ved i hovedsagen samme afstand i en forholdsvis lang tidsperiode, betegnet som højdelinie og en sådan korrelation bringer en højdeliniefølger i en A-linie-følgemodul. Højdelinien følges derefter af en følgesløjfe, som tolererer store afstandsudsving i forholdsvis korte tidsperioder, men som ikke kan følge en høj afstandshastighed. I radarens målfølgemodus er målet udelukket fra beregningerne for lokalisering og følgning af højdelinien.

Radaren udmærker sig endvidere ved at til udledning af følgefejl for azimut- og hældningsfølgevinkelen udleder datamaskinen amplituden af følgefejlsignalet ved først at udlede differensen mellem det målsignal, der modtages fra ditigal-signaldatamaskinen og målets AGC-niveau, der udledes af mål--AGC-rutinen. Denne fejlamplitude normaliseres af målets AGC-niveau og demoduleres derpå i datamaskinen ved hjælp af et tidsforsinket, fasekorrigeret LORO ("Lobe On Receive Only")--signal for at udlede azimut- og hældningsvinkelfølgefej 1 for anvendelse i vinkelfølgesløjfen. Fasekorrektion er nødvendig på grund af signalforsinkelsen i modtageren og i digitalsig-naldatamaskinen. Fejlamplituden udledes ved dobbelt præcisionsregning for at opnå maksimal nøjagtighed.

Med hensyn til overførsel af information mellem datamaskinerne, udføres alle indlæsninger til og udlæsninger fra hovedradarstyredatamaskinen i blokform. F.eks. udføres indlæsninger i hoveddatamaskinen ved først at spærre alle lagerindretninger med direkte tilgang (DMA) og rekvirere en intern datamaskine med direkte tilgang fra hoveddatamaskinen til en 151412 5 af de andre datamaskiner. Efter at indgangssignalerne er klar, tillades den interne datamaskine med direkte tilgang at optræde, og derefter tillades alle datamaskiner med direkte tilgang.

Dette formindsker blokeringstiden. Hver gang et element ønsker at overføre information til hoveddatamaskinen, oplagres den information, som består af alle ord, der skal sendes til datamaskinen, i et bufferlager, og det hele udlæses på én gang.

Derfor vil de fleste af de data som overføres være data som hoveddatamaskinen allerede har i sit lager. Dersom der imidlertid overføres ny information hver gang, vil det kræve længere tid at sende alene udvalgte data end at sende samtlige data, som følge af udvælgelsesprocessen.

Opfindelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningerne, idet fig. 1 er et blokdiagram for en impulsdopplerradar ifølge opfindelsen installeret i et fly, fig. 2 er et blokdiagram, som mere detaljeret viser det indbyrdes forhold mellem radarstyredatamaskinen i fig. 1 og det tilhørende ydre udstyr, fig. 3 er et mere detaljeret blokdiagram for behandlingselementerne i radarstyredatamaskinen i fig. 2, fig. 4A er et mere detaljeret blokdiagram for bufferstyringen og behandlingselementerne i fig. 3, fig. 4 er et rutediagram for bufferstyringen og behandlingselementet i fig. 4A, fig. 5A er et mere detaljeret blokdiagram for støj-AGC--niveaustyreelementet i fig. 3, fig. 5B er et rutediagram for støj-AGC-niveaustyreelementet i fig. 5A, fig. 6A er et mere detaljeret blokdiagram for søge-korrelationsudgangsbehandlingselementet i fig. 3, fig. 6B er et rutediagram for søgekorrelationsudgangs-elementet i fig. 6A, fig. 7 er et mere detaljeret blokdiagram for højde-liniefølgeren i fig. 3, fig. 8A er et mere detaljeret blokdiagram for forstyr-relses-AGC-behandlingsindretningen og sløjfefilteret i fig. 3, fig. 8B er rutediagrammet for forstyrrelses-AGC-behandlingsindretningen og sløjfefilteret (niveaustyring) i fig.

6 151412 fig. 9 A er et mere detaljeret blokdiagram for mål-følgeelementet i fig. 3, fig. 9B er et rutediagram for målfølgeelementet i fig. 9A, fig. 10A er et mere detaljeret blokdiagram for mål--AGC-sløjfefilteret og vinkelfejlbehandlingsindretningen i fig. 3, fig. 10B er et rutediagram for mål-AGC-sløjfefilteret og vinkelfejlbehandlingselementet i fig. 10A, fig. 11A er et mere detaljeret blokdiagram for sty-reindretningen for digitalsignaldatamaskinen i fig. 3, fig. 11B er et rutediagram for styreelementet for digitalsignaldatamaskinen i fig. 11A, fig. 12A er et mere detaljeret blokdiagram for mållagerindretningen i fig. 3/ fig. 12B er et rutediagram for mållagerindretningen i fig. 12A, fig. 13 er et mere detaljeret blokdiagram for mål- og antennesigtelinieformat- og meldeenheden i fig. 3, fig. 14 er rutediagrammet for det logiske indgangsmellemled i fig. 3, fig. 15 er et rutediagram for det logiske lagerele-ment med direkte tilgang i fig. 3, fig. 16A er et mere detaljeret blokdiagram for det manuelle logiske tilkoblings- og styreelement i fig. 3, fig. 16B er et rutediagram for det logiske mellemleds- og styreelement for håndstyreenheden i fig. 16A, fig. 17A er et mere detaljeret blokdiagram for radarindstillings- og modusstyreelementet i fig. 3, fig. 17B er et rutediagram for radarindstillings- og styreelementet i fig. 17A, fig. 18A er et mere detaljeret blokdiagram for sigte liniekommandogeneratoren og styreelementet i fig. 3, fig. 18B er et rutediagram for sigteliniekommandoge-neratoren og styreelementet i fig. 18A, og fig. 19 er et diagram for det logiske forløb i det samlede radarstyredatamaskinprogram.

Pig. 1 viser en impulsdopplerradar ifølge opfindelsen anbragt i den forreste del af et fly 10, men det er klart at opfindelsen kan anvendes på andre områder.

7 151412

Impulsdopplerradaren i fig. 1 omfatter en antenneenhed 12, sædvanligt radarudstyr 14 som f.eks. en sendermod-tagerenhed, en antennedrivenhed og flyvinkelsignalgenerato-rer, et datamataggregat 16 for beordret antenneposition og for radarstyring, og en pilotindikator- og styreenhed 18. Datamataggregatet 16 består af "millidatamaskiner", som er forbundet med ydre udstyr ved hjælp af en digital databus 20.

Et manuelt prøvepanel kan forbindes med datamaskinerne 16 via databussen 20.

Antenneenheden 12 omfatter en hjælpereflektor 22 og en svingereflektor 24. Svingereflektoren 24 kan være kardansk lejret for bevægelse i azimut og hældning.

Radarudstyret 14 indstiller svingereflektoren 24 i antenneenheden 12 og sender og modtager impulser i overensstemmelse med styresignaler, der leveres af datamataggregatet 16. Ved indstilling af svingereflektoren 24 frembringes de nødvendige styresignaler fortrinsvis som beskrevet i US patentskrifter nr. 3.793.634 og nr. 3.924.235.

Behandlingen af radarsignalet omfatter at eftersøgninger af et mål og følgning af et mål og levering af indikering, som normalt sker ved hjælp af analog teknik, udføres ifølge opfindelsen ved hjælp af digital teknik. Ved en foretrukken udførelse af opfindelsen udfører en programmeret radarstyredatamat i forbindelse med radarudstyret den funktion, som skal beskrives nærmere nedenfor.

De forskellige automatiske forstærkningsstyresignaler som f.eks. for støj, forstyrrelser og målniveauer, beregnes normalt ved anvendelse af udstyr der er tilknyttet radarsendermodtagerenheden.

I anlægget ifølge opfindelsen er sender/modtagerenheden i fig. 1 indbefattet som en del af radarudstyret 14, men de forskellige automatiske forstærkningsreguleringer udføres digitalt ved hjælp af radarstyredatamaten 16. På samme måde beregnes målfølgning, målindfangning og målindikering digitalt, således som skal beskrives nærmere nedenfor.

I fig. 2 drives antennen 12 i azimut (AZ) og hældning (EL) ved hjælp af servoenheden 30 under styring af servostyresignaler (SC) fra radarstyredatamaten 32. En sender/stabiloscillator (STALO) 34 8 151412 styres af et signal PRF fra radarstyredatamaten 32 til at sende et signal TX ved hjælp af antennen 12. Et senderstatussignal TXST kan tilføres fra senderen STALO 34 til datamaten 32, og et signal STALO fra senderen 34 kan tilføres en mikrobølgemodtager 36 for blanding med ekkosignaler RTN, som leveres til modtageren 36 via antennen 12.

Detekterede radarsignaler RCV fra mikrobølgemodtageren 36 tilføres en passende digital datamat 38 (DSP) for frembringelse af mål- og tærskelinformation. Et gyldighedssignal VLD, der indikerer status for modtageren 36, kan tilføres datamaten 32, og forskellige automatiske forstærkningsreguleringssignaler og modtagerstyresignaler kan leveres fra datamaten 32 til modtageren 36.

Digitaldatamaten 38 kan levere mål- og tærskeldatasignaler TGTI til radarstyredatamaten 32 sammen med overvågningssignaler MTR, som indikerer de forskellige operationer der udføres af digitaldatamaten 38. Radarstyredatamaten 32 kan levere konstante referencedata FREF til digitaldatamaten 38 efter behov under dennes drift og kan også levere dynamiske iagttagelsesdata LDTA, som er nødvendige for driften af digitaldatamaten 38.

Forskellige kommandosignaler CMND kan leveres af styreenhederne i enheden 18 til radarstyredatamaten 32, og denne kan levere forskellige statusord eller indikeringssignaler STIND til styreenhederne som indikation på korrekt funktion af radarstyredatamaten 32 som reaktion på kommandosignalerne CMND. Radarstyredatamaten 32 kan også levere indikatorstyresignaler DPLY til enheden 18 for derved at give piloten en visuel indikation af mål eller lignende.

En datamat 40 for beordret antenneposition kan modtage følgefejlsignaler ERR eller andre signaler der indikerer en ønsket stilling af antennen 12 (f.eks. søgesignaler SCN i søgemodus), og kan frembringe passende antennepositionskommandosignaler APC for at styre stillingen af antennen 12. Signalerne ERR/SCN kan fås fra radarstyredatamaten 32, og signalet APC kan leveres af servo-enheden 30 fra antennekommandodatamaten 40 via radarstyredatamaten 32.

Driften af radarstyredatamaten 32 i forbindelse med radarudstyret 14 og antennen 12 skal beskrives nærmere under henvisning til fig. 3, 4A-12A, 13, 16A, 17A og 18A og under henvisning til rutediagrammerne i fig. 4B til 18B. På fig. 3-18B er datamaskinen 32 opdelt i funktionselementer for at illustrere de funktioner der udføres af datamaten 32 og for at vise signalforløbet mellem data- 151412 9 maten 32 og radarudstyret.

I fig. 3 modtager bufferledelses- og databehandlingsstyreenheden 42 signaler DATA fra digitaldatamaten 38 og arbejder sammen med en hovedstyreenhed (El) som skal beskrives nærmere nedenfor, for styring af den samlede drift af datamaten 32. Radaranlægget kan bringes til at indtage en indbygget prøvemodus (BIT), overgå--til-følgning-modus (GOTK), en normal modus (NORM) og en ikke-be-arbejdende modus NPRC. De forskellige modi kan vælges af datamaten ved ordre, som af piloten igangsættes i styreenheden 18 (f.eks. en manuel styreenhed HCU), og modusstyre- eller kommandosignaler CMND kan tilføres til en datamat og radarmodusstyreenhed 44 via et passende logik-mellemled 46.

Kommandosignalerne CMND fra andre pilotstyreenheder (f.eks. en radarstyreenhed RSC) kan også tilføres via logik-mellemleddet 46 til en mål- og antennesigtelinie-format- og meldeenhed 60, til datamat og radarmodusstyreenheden 44 og til en sigteliniekommando-generator 62. Disse kommandosignaler, som tilpasses af logik-mellemleddet 46, kan omfatte indikeringssignaler HCU for halv eller fuld virkning med manuel styring, filtrerede (håndstyring-) azimut- og hældningssignaler FAZEL, indfangningssymbolazimut- og afstandssignaler SAZRG og forskellige symbolpositions- og målestoksignaler SMBL.

Statusindikeringsstyresignaler STIND kan leveres fra logik--mellemleddet 46 til en af indikator- og styreenhederne 18 for at tilvejebringe indikering af rigtig modtagning af kommandoer i datamaten 32, og for at bringe forskellige indikatorlamper på radarstyreenheden RSC til at lyse. Et radarimpulsrepetitionsfrekvenssignal PRP, som til at begynde med startes af piloten, kan tilføres fra mellemleddet 46 til senderen STALO 34 for at starte styringen af radaren PRF, således som det skal forklares nærmere nedenfor.

Datamat-og radarmodusstyreenheden 44 kan afkode signalet TXST fra senderen og kommandosignalerne CMND som leveres af styreenheden 18, og levere et portstyresignal GTCONT, som indikerer sendetidsstyringen såvel som modusstyresignalerne. Signalet GTCONT kan tilføres en styreindretning for digitaldatamaten, hvilket skal forklares nedenfor, og modusstyresignaler kan tilføres alle andre enheder i datamaten 32 efter behov. F.eks. tilføres modusstyresignalerne fra datamat- og radarmodusstyreenheden 44 til bufferledelses- og databehandlingsstyreenheden 42 for at udføre de hertil svarende forskellige databehandlingsrutiner. Med radaren i f.eks.

151412 10 den indbyggede prøvemodus BIT, leveres informationen fra digitaldatamaten 38 til støj-A.GC-sløj fefiltre 48 med henblik på etablering af et statisk eller termisk støj-AGC-niveau NAGC til regulering af det statiske støjniveau for modtageren 36. Kanaludbalanceringssignaler I/Q BAL kan også udledes for at anvendes af digitaldatamaten 38 som tilført denne fra en styreenhed 54 for digitaldatamaten.

I hver af de tre andre datamatmodi GOTK, NORM og NPRC anvendes den information der leveres fra digitaldatamaten 38 til bufferledelses- og databehandlingsstyreenheden 42 af en højdelinie-følgeenhed 50, til at lokalisere og følge højdelinien og melde højdeliniens position eller afstand ALTRG til styreenheden 54 for sletning eller andet styreformål, som f.eks. PRF-udvælgelse. En forstyrrelsesdatamat og et forstyrrelses-AGC-sløjfefilter 52 forsynes med information fra digitaldatamaten 38 i hver af de tre andre modi, så at hovedstråleforstyrrelsesposition og niveau kan bestemmes og et passende forstyrrelses-AG'C-signal CAGC kan udledes til anvendelse i modtageren 36 og af digitaldatamaten 38, som tilført denne fra styreenheden 54. Andre styre- og/eller niveausignaler, som f.eks. sluk/tænd-signal LNA for lavstøjforstærkeren, et forstyrrelsesamplitudesignal CLAMPL og et langsomtidskonstants styresignal STCMAX kan også tilføres fra forstyrrelsesdatamaten og forstyrrelses-AGC-sløj fefilteret 52 til modtageren og til styreenheden 54, som på sin side styrer driften af digitaldatamatén 38 svarende til den pågældende modus.

I modusen for indfangning og følgning GOTK leverer bufferledelses- og databehandlingsstyreenheden 42 også tilstrækkelig indfangnings- og følgnings-information ACQ/TRK fra digitaldatamaten 38, både til en målfølgeenhed 56 og til en mål-AGC-sløjfefilter-og vinkelfejldatamat 58. Med radaranlægget i indfangnings- og følgemodus udleder målfølgeenheden 56 information med hensyn til målamplitude, hastighed og afstand, og leverer denne information som et signal TCKDTA til styreenheden 54 og meldeenheden 60 for mål- og antennesigteliniedata. Anden målinformation, som f.eks. total målamplitude TGTAMP og målsignalamplitude TGTSIG kan tilføres forstyrrelses-AG'C-sløj fefilteret 52 henholdsvis mål-AO C- s løj fef il-teret og vinkelfejIdatamaten 58. En indikation af at radaranlægget befinder sig i følgemodus tilføres også fra målfølgeenheden 56 til mikrobølgemodtageren 36 for at foretage sædvanlige omkoblingsfunktioner i denne.

151412 11 Mål-AG'C-sløjféfilteret og vinkelfejldatamaten 58 udleder tilstrækkelig mål-A&'C-signaler TAGC og målvinkelfej lsignaler ERR til et logik-mellemled 64. Sigteliniekommandogeneratoren 62 leverer antenneskanderingssignaler SCAN, cg logikmellemleddet 64 leverer enten målvinkelfejlsignalet ERR eller skanderingssignalet SCAN til antennepositionsdatamaten 40 for indstilling af radarantennen. Positionsordresignalerne APC fra datamaten 40 leveres via logik--mellemleddet 64 til radarservoenheden 30 som et servostyresignal SC. Logik-mellemleddet 64 leverede også antennesigteliniesignalerne LOS til en mållager- og indfangningsfilenhed 66 og til mål- og antenne-sigtelinie-format- og meldeenheden 60. Målsøgeinformation, som er lagret i mållager- og og indfangningsfilenheden 66, (SDTA-signalet) tilføres også mål- og antennesigtelinieenheden 60, som på sin side leverer et indikeringsstyresignal DPLY til pilotindikatoren 18.

I normal søgemodus NORM tilføres søgedatasignalerne DSPDTA fra bufferledelses- og databehandlingsstyreenheden 42 til en søge-korrelationsudgangsbehandlingsenhed 68 i tillæg til enhederne 50 og 52 som tidligere nævnt. Når målene lokaliseres under søgemodusen, tilføres målpositionsinformation TGTDTA fra søgekorrelationsbe-handlingsenheden 68 til mållager- og indfangningsfilenheden 66 for senere reference og sammenligning under indfangning af et mål.

En opfrisknings- og overvågningsenhed 70 kan overvåge driften af digitaldatamaten 38 under modtagning af monitorsignaler MTR og give denne faste referencedata FREF, dvs. konstanter og programdata som er nødvendige under driften af datamaten 38, f.eks. i en hurtig Fourier-transformations dopplerfrekvensbehandling således som omtalt i US-patentskrift nr. 4.104.631 (L. Weigle jn.fl.). Digitaldatamaten 38 modtager også variable referencedata LDTA for niveau og forstærkning og driftsstyresignaler CONT, f.eks. I/Q kanaludbalancejringssignaler, fra styreenheden 54 til udførelse af signalbehandlingen, således som omtalt i Weigle m.fl.'s ovennævnte patentskrift.

Forskellige statusstignaler kan tilføres radarstyredatamaten 32 i tillæg til den allerede nævnte. Et senderstatussignal TXST kan tilføres fra sender-STALO-enheden 34 til logik-mellemleddet 46. På samme måde kan et statussignal VLD tilføres logik-mellemleddet 46 fra modtageren 36 som en indikation på gyldigheden af udgangsdata RCV fra modtageren.

151412 12

De forskellige bestanddele i fig. 3 skal forklares nærmere under henvisning til fig. 4-16 for at lette forståelsen af virkemåden af radarstyredatamaten 32. Fig. 4A og fig. 4 viser bufferledelses- og databehandlingstyreenheden 42 i detaljer, hvor målinformation fra digitaldatamaten 38 modtages af bufferledelses-og databehandlingsstyreenheden 42 på indgangen i fig. 4. Formatet for de datasignaler der tilføres datamaten er følgende: 13 151412 I I I I I 1 EH 1 1

Η Η II

CQ

Eh I *

OJ H II

m { ' d Eh 11 cu m Η ii .5 ° ! W < < M .. 11 rrt Cu W ^ i ω ο ο h pq 3 o m o s « > > -P in u Pc fH 5 id >> Eh Ρ < ρ^<,Η|χ]

•Ο Η PI PgCOCO

O PQ cs O

H MO ο P P P5 P5 H > Ρ Η Τ' T" P i ii

O P I 'I

-v c- o pi i

P > I

CO I I 1 Q O CQ I ^ J i w oo o Pc I 5 > Ρ I <11

SI EH I I

HQ) O PQ 1 Ph Pi W I I

-Ρ σ\ ο P i S S P I, *

H (d >PHI H<< Η HH

d) g I ‘ O GO

p cd i CQ o

(d 4J I 2 S

EH id Ο Eh I

Ό rH W I

*H I

"J rH Ρ I H

-p h w i !

•Η I I

tn i i

•Η I PI

Td I EH I

I i-J I

(d (M p i hi

M rH P 1 g I

m i pi i i

p i I

oi T? i ^

H m p Eh 0 ! O P

5 rH co h <

6 “ « S Λ g S

rl P “ Η K W

S a g ί I ° fcn o. i Ph

£ ^ S Ph I I 5 μ M

g. H W Η I I < g 0

&i txj I I P W

Ό I i D ! g !

! S I

in <1 S I S I

" h H : 1 i s ! i £ i jz; i 1

vo M i O E-ι Ph Eh I

h m ' @ h o w i p i S P Ph P i p •H ΪΧ p * m m . iT . . m l. · · in ΰ ο h cm m in · · i

R η n CXD 33- LO

τ-j 00 cn m in in e. ·» « ο ω t- 14 151412

Dersom DSP-data indeholder ny information, som ikke tidligere er modtaget, vil bufferledelses- og behandlingsstyreenheden 42 anbringe data i passende bufferlagre for behandling. Hvis data ikke indeholder ny information, vil behandlingen fortsætte uden behov for bufferledelse. Lagring og anvendelse af bufferdata koordineres af bufferindgangs- og styreindretninger som vist i fig. 4A for at sikre at data ikke udlæses af et bufferlager, når dette har tilgang for indlæsning.

Som tidligere nævnt sker behandlingen af målinformation over en periode på flere ekkoer, dvs. tidsintervaller der omfatter flere interimpulsperioder for radaren, i det følgende betegnet som skueperioder. Indtil data for en skueperiode er fuldstændigt behandlet, vil bufferledelses- og behandlingsstyreenheden fortsætte med at give instruktioner til datamaten om de funktioner der skal udføres i den valgte modus. Som det fremgår af fig. 4, vil bufferledelses- og behandlingsstyreenheden B3 instruere datamaten via forskellige rutiner, som antydet med omkoblingsfunktionerne i fig. 4A og, tilføre data til de pågældende enheder afhængigt af den operationsmodus som er valgt af radaroperatøren og status for databehandlingsoperationerne i datamaten.

Så snart data for en skueperiode er behandlet, vil buffer-ledelses- og behandlingsstyreenheden udtage den interimpulsperiode og den skuetid, der svarer til denne specielle DSP-datagemning.

Hvis datamaten befinder sig i følgemodus, eller et mål er bekræftet, vil bufferledelses- og behandlingsstyreenheden instruere datamaten gennem rutiner som tilkendegiver indføring i følgemodus GOTK. Hvis indføringen til følgemodus ikke er passende vil en indfangningstabel, dvs. en tabel der angiver målenes positioner dannes hvis operatøren har bestemt fuld drift og tabellen ikke allerede er dannet. Hvis tabellen allerede er dannet og der er tid nok til at bekræfte målet, vil bufferledelses- og behandlingsstyreenheden returnere datamaten til manuel indfangnings- og søgemodus. Hvis fuld drift ikke er startet, eller hvis der ikke er tid nok til at bekræfte målet, vil bufferledelses- og behandlingsstyreenheden instruere datamaten gennem rutiner for normal modus NORM som vist i fig. 4.

Under normal søgning vil bufferledelses- og behandlingsstyreenheden undersøge et detekteringsmærke for at se om et mål er blevet detekteret. Hvis der ikke er noget målmærke, indføres tilstanden for pilotens manuelle styreenhed for at konstatere om piloten har 151412 15 trykket aftrækkeren på styrestikken helt ned. Hvis et mål er blevet detekteret, vil mållagrings- og indfangningsfiler (T9) træde i funktion.

Under fortsat henvisning til fig. 4 vil det ses, at mållager-og indfangningsfilenheden kunne lagre op til et maksimum af 16 mål og når den anråbes af bufferledelses- og behandlingsstyreenheden, vil den kontrollere for at se om den information, der er modtaget fra digitaldatamaten stemmer overens med et af de 16 mål i mål-lagertabellen. Hvis den lagrede information ikke stemmer overens med informationen fra digitaldatamaten så er det næste trin at prøve at bekræfte målet. I denne forbindelse vil bufferledelses-og behandlingsenheden anråbe højdeliniefølgeenheden (K8), og ved at undersøge data modtaget fra DSP, kan det afgøres, at dersom efter hinanden følgende detekteringer optræder i en bestemt afstandscelle, må denne anses som værende højdelinien. Digitaldatamaten (DSP) instrueres da af sin styreenhed (P7) til at spærre den pågældende afstandscelle. Dette gentages indtil et mål er bekræftet ved at det fastslås at DSP-detekteringen stemmer overens med det sidste mål i målindfangningstabellen.

Når et mål er blevet bekræftet, vil bufferledelses- og behandlingsstyreenheden anråbe en ny række enheder, som tilsammen bestemmer modusen "indføring til følgning" (GOTK). Afstandsfølgeenheden (K7), højdeliniefølgeenheden (K8), forstyrrelsesbehandlings-og forstyrrelses-AGC-sløjfefilteret F4 og mål-AGC-sløj fefilteret og vinkelfejldatamaten (W2) bringes i tur og orden i modus GOTK.

Sammenfattet kan det siges, at bufferledelses- og behandlingsstyreenheden hele tiden holder rede på status for den valgte operationsmodus for datamaten og status for den måldatabehandling, som udføres af datamaten. Som reaktion på denne statusinformation styrer bufferledelses- og behandlingsstyreenheden datamaten gennem en tilhørende række rutiner og leverer de rigtige DSP-data til datamaskinens enheder.

Når anlægget er i prøvemodus BIT, vil bufferledelses- og behandlingsstyreenheden B3 sørge for beregningen af støj-AGC-niveauet ved hjælp af støj-AGC-sløjfefilteret eller NAGC-niveaustyreenheden Z5. I fig. 5A og 5B samler og summerer støj-AG'C-niveaustyreenheden Z5 en støjprøve fra hver af seks radarimpulsrepetitionsfrekvenser under én antenneomdrejning. Summen af disse støjprøver sammenlignes så med en tærskelværdi (en gennemsnits-støjsum) og differensen tilføres et filter af første orden, simuleret af enheden Z5. Det 16 . .

151412 resulterende udgangssignal er støj-AG'C-niveauet, som tilføres en diodedæmper i mikrobølgemodtageren.

I tillæg hertil prøves DSP-data aritmetisk for at sikre at I- og Q-kanalen i digitaldatamaten 38 er balanceret. Hvis I- og Q-kanalen ikke er nøjagtigt balanceret, vil signalet X/Q BAL, som styrer I- og Q-kanalbalanceringen, modificeres indtil rigtig balance er opnået.

I normal modus, når radaranlægget søger efter mål, vil bufferledelses- og behandlingsstyreenheden B3 sørge for rutinerækkefølgen NORM, dvs. rutinerne R6, K8 og F4. Fig. 6A og 6B viser hvorledes søgekorrelatoren R6 eliminierer spredning ved afstandsporten og leverer måldata til mållager- og indfangningsfilenheden T9.

Søgekorrelationsbehandlingskredsen R6 udtager først en tvetydig afstandsangivelse fra korrelationsgemmebufferen. Hvis data fra denne er gyldig, vil enheden T9 behandle målinformationen i overensstemmelse med en mållager-underrutine, som skal beskrives nedenfor. Søgekorrelationsbehandlingsenheden fortsætter derefter med at behandle målafstandsdata for at danne mållagerfiler. Hvis data fra bufferen er ugyldige og ligger tæt op ad tidligere mål, fortsætter behandlingen i søgekorrelatoren R6. Hvis imidlertid de ugyldige data ikke ligger tæt op ad et tidligere mål, går styringen tilbage til radaroperatøren.

I normal modus vil højdeliniefølgeenheden K8 undersøge de modtagne data fra digitaldatamaten som vist i fig. 7. Hvis mange detekteringer optræder indenfor en bestemt afstandscelle, vil højde-liniefølgeren betragte dette som højdelinien og instruere digitaldatamaten til at slette denne celle.

Som vist i fig. 7 overvåges signalet DSPDTA af en højde-liniedetektor, som giver en indikation af højdeliniedetekteringen derom tilsyneladende måldata optræder i tilnærmet samme afstand for n af m detekteringer. En n- af m-korrelation bringer højde-liniefølgerenheden i højdeliniefølgning, hvorefter højdelinie-følgeren K8 fortsætter at følge den detekterede højdelinie så længe der ikke sker nogen drastisk ændring i de gennemsnitlige højdelinieafstandsdata. Pludselige ændringer af kort varighed vil ikke påvirke følgningen af højdelinien.

Under normal modus vil forstyrrelsesbehandlings- og for-styrrelses-AGC-sløj fefilterenheden F4 også lokalisere hovedstråle-forstyrrelser og levere forstyrrelsesinformation til DSP-styre- 151412 17 enheden P7 og til mikrobølgemodtageren. Som vist i fig. 8A og 8B vil forstyrrelses-AGC-behandlings- og sløjfefilterenheden 52 udlede et tidsforlænget hovedstråleforstyrrelsesdetekteringsniveau MBC og, ved sammenligning med modtagne radarsignaler, bestemme hvorvidt der optræder hovedstråleforstyrrelser. Hvis der findes signaler over signaldetekteringsniveauet, vil forstyrrelses-AG’C-be-handlingsenheden 52 vælge den største amplitude af hovedstralefor-styrreisen eller et mål under følgning. Hvis intet signal overskrider detekteringsniveauet, hvilket indikerer at hovedstråleforstyrrelser ikke er til stede, vælges målamplituden.

Den valgte amplitude (enten mål eller hovedstråleforstyrrelser) sammenlignes med tærskelværdien og differensen filtreres. Forstyrrelses-AGC-behandlings- og forstyrrelsessløjfefilteret udleder derefter passende niveauer LNA og CAGC for lavstøjforstærkeren henholdsvis diodedæmperen i mikrobølgemodtageren, og skalerer og udlæser data til modtageren som tidligere beskrevet. Også et gennemsnitsfilter frembringer forstyrrelsesamplitudesignalet CLAMPL fra signalet MBCAMP, og styresignalet STCMAX udledes af signalet CAGC.

I normal modus instruerer bufferledelses- og behandlingsstyreenheden B3 radaren til at gå over i følgemodus GOTK, når et mål er bekræftet, og derved anråbes enhederne K7, K8, F4 og W2 i tur og orden.

Som det fremgår af fig. 9A og 9B, accepterer målsøgeenheden K7 afstandsportstyrede data ACQ/TRK omfattende afstand, tvetydig hastighed og målamplitude fra digitaldatamaten. Disse data behandles derpå for at bestemme tilstedeværelsen af et mål og/eller "jamming" information. Ved bekræftelse af målinformation kombineres afstands-og amplitudedata dersom radaren ikke er i "friløb" (coast), til opnåelse af en afstandscentreret (centroideret) afstandsdetektering. Den totale målamplitude TGTAMP, der omfatter signal og støj, tilføres CAGC-enheden F4, og målsignalamplituden TGTSIG tilføres TAGC- og vinkelfejldatamaten W2.

Den afstandscentrerede afstandsdetektering subtraheres fra den foreliggende værdi i afstandsfølgeren for at udlede et afstandsfejlsignal RERR. Det resulterende fejlsignal acceptprøves i forhold til en dynamisk accelerationsgrænse, og ved accept integreres fejlsignalet to gange til dannelse af en følgesløjfe af type 2.

Udgangssignalet fra den første integrator repræsenterer 151412 18 (hovedstråleforstyrrelseshastigheden MBCVEL) substraheres. Resultatet, målets radiale hastighed, tjener som indgangssignal for den anden integrator for udledning af den aktuelle afstand. I tillæg hertil filtreres afstandshastigheden R for at give en PRF-forud-sigelse, der er baseret på dopplereffekt og hastighed. Dersøfll målet ikke bekræftes, kan anlægget ydermere bringes i "friløb", og afstandshastigheden kan holdes konstant, indtil der igen kan opnås målbekræftelse.

Driftsrækkefølgen i målfølgningsindføringsmodus fortsætter gennem højdeliniefølgeenheden K8 og forstyrrelsesbehandlings- og CAGC-sløjfefilterenheden F4 som nævnt ovenfor. I tillæg hertil bringes mål-AGC-sløjfefilteret og vinkelfejldatamaten W2 i følgemodus .

I fig. 10A og 10B frembringer mål-AGC-s løj fefilteret og vinkelfejldatamaten W2 et mål-AGC-niveau og azimut- og højde-vinkelfølgefejlene. Ved udledningen af vinkelfølgefej1 udledes sinus og cosinus for LORO-data (LORO = Lobe On Receive Only) fra DSP, som anvendes i datamaten W2, forsinket to passeringer på grund af at alle data, som modtages fra DSP, allerede er tidsforsinket med undtagelse af disse to størrelser. LORO-frekvensen modificeres da yderligere som følge af tidsforsinkelsen i modtageren og DSP.

Nærmere betegnet udregnes sinus og cosinus for fasevinkel-korrektionen for LORO, og disse fasevinkelkorrektioner udføres på de dobbelt bufferbehandlede LORO-vinkler til opnåelse af LORO-re-ference-vinkler. Mål-AGC-niveauet udledes ved at tilføre målsig-nalamplituden TGTSIG til et 15 Hz sløjfefilter, som simuleres af behandlingsenheden. TAGC fjernes fra amplituden af målsignalet (f.eks. ved subtraktion), og resultatet normaliseres (f.eks. ved at dividere resultatet med TAGC-niveauet) for derved at frembringe en normaliseret amplitude for vinkelfølgefejlen. Ved anvendelse af de udledede LORO-referencevinkler skilles de azimut-og højdevinkelfejlsignaler, som anvendes i vinkelfølgesløjfen, ved demodulering af det normaliserede forskelssignal.

Det skal bemærkes af den fasekorrektionen der udføres på LORO-vinklerne er nødvendig som følge af signalforsinkelsen gennem modtageren og digitaldatamaten. Endvidere udledes signalerne ved dobbelt præcisionsregning for at opnå størst mulig nøjagtighed.

Styring af digitaldatamaten 38 i fig. 3 sker ved hjælp af den tilhørende styreenhed P7 som er vist mere detaljeret i fig. 11A og 11B, hvor data til DSP-styreenheden P7 lagres og genvindes 151412 19 efter behov. Hvis anlægget befinder sig i følgemodus, anvendes målog hovedstråleforstyrrelseshastighederne TGTV og MBCVEL til at beregne en dopplerklaringsimpulsrepetitionsfrekvens. Interimpuls-perioden er justeret for at undgå overlejring af højdelinien, som er lokaliseret af højdeliniefølgeren K8, og for at undgå overlejring af nultiden t^.

Ved anvendelse af målafstand og den justerede interimpuls-periode bestemmes den korrekte afstandsportstyring for digitaldatamaten og der udregnes filtersletteværdier.

Et højdelinieslettesignal beregnes om nødvendigt, og de resterende digitalsignalbehandlingskonstanter, som f.eks. forstyrrelses- og støj forstærkning etc., udvælges. De forskellige af-standsportstyringer, sletninger og konstante data tilføres derpå til digitaldatamaten fra udgangsbufferen for styring af behandlings-enhedens drift, jfr. Weigle jp.fl.'s ovennæynte US patentskxift nr. 4.104.631.

Hvis anlægget ikke befinder sig i følgemodus, og antennen ikke roterer, er systemet i søgemodus og DSP-styreenheden P7 bringer anlægget trinvis gennem forskellige impulsrepetitionsfrekvenser. Filtersletteværdierne beregnes, højdeliniesletteværdien beregnes, og DSP-konstanterne vælges i denne modus som tidligere nævnt.

Hvis anlægget ikke befinder sig i følgemodus og antennen roterer, bringes DSP i en støj-AGC-eksempleringsmodus så at støj--AGC-niveauet kan beregnes. Under antennerotationen styres digitaldatamaten af styreenheden P7 for kvadratur- eller I- og Q-kanal-balancemålinger så at en korrekt balancering af disse kan bestemmes som tidligere nævnt.

Digitalsignaldatamaten 38 i fig. 3 modtager også konstanter og andre referencesignaler fra opfrisknings- og overvågningsenheden R8, Q8, vist som helhed med 70 i fig. 3, når disse signaler er nødvendige i behandlingen af radarsignalerne. Enhederne R8 og Q8 er' ikke vist i detaljer men er vist i fig. 11A og angivet i programmeringslisten nedenfor.

Alle data som tilføres DSP fra radarstyredatamaskinen tilføres via DSP-styreenheden P7, så at korrekt format og tidsstyring sikres. Udgangsformatet for data som tilføres DSP fra styreenheden kan være som følger: . ,n 151412 20 Ο •Η 5-t

CD

Ο.

CD

3 I

44 i to , i u. \ l CD , _ Λ 1 £ u I Pi a 1 w

£ cm i W

i W

_ I « I O-l '—

g I w ^P,I

2- ΚΛ I 2 CO co I

1(¾ 2 2 I

- i 2 ϋ 2 Eh 1¾ (¾ · m pi 2 I 002 CO Eh Eh .¾ < a i j hi ί] o ο ο 2 i x ti· -3-(¾ I 002 OSI< S i o o o i g: § I I o -5 ! ' & S O pq i ' w

Γ§ 1Λ O pH I H

h > eh ; rtf -P 1 .3 O PQ I Eh

m vo O 1¾ 2 I CO

H > Q 2 I PQ _ £ 2 1 2 H ^

Ό 0 12 PQ

H o pq 2 i o 2 -.,-1 [>-0 2 I Η H < 2 > ; ^ ^ Eh

cm o 2 w CO

H -rn oo O Ph 2 EhEh

H w > 2 Pi 2. CO CO

H2 2 2 i-—I —π 2 O- 2 2 O S ·=Ρ CD m H H 2 M 2 EhH222K<2 Λ S cn02<* oo 022 rtf .¾ 0 2 2 ’

Eh ^ > 2 I H H 2 oi I 1-1 rt5 r '

a Ο Eh I

(C rH W I 2 Ά 12 0 2 1

I I S I I

Ό 11 1 I - II i I !2

nj 2 Q I I I I PQ

u H 2 I I I > 2 2 in il I 2 co 2 i i I 2 cm 2 U II I > Eh - CD 11 1 ^

,-1 CM 2 I 1 I > 2 O

nj H 2 I IO Eh I 2 CO S

ti 2 I Eh ΟΓ S 2 O'2 2 0 2 O

·& 2lwgH 2^>Eh I 2

-H 2 I 2 £ 2 2 I · ^ W

tn PL,22l2pH0202 i 122 •Of 1022212¾ I 2 I l<2

g, -, o, m Η I o g I g I |raJ

§ , 5 « !

tn Itl II

ref I I ' I I I

c! 3Γ 2 I I CO 1 00 I

H : 2 2 I I § 1 § I

«I I S I S i ssg I I § I 8 8 H H - w 2 ! I I ' ' 9 I I I I I 5 Ψ' 211111(¾ vo Η i i i i i I ° 2 2-) I ) ) ) ) ^ 2 I f I I 1 1 Eh 2

•H

2

0r_10jKA3TLnVOI>-CO CT\02CMKN.=d-LnvO

Μ Γ—i (—1 rH I—I I—I I—I H

21 151412

Digitalsignaldatamaten 38 i fig. 3 arbejder også i forbindelse med mållager- og indfangningsfilenheden T9 under målbekræftelsen som tidligere nævnt. Som vist mere detaljeret i fig.

12A og 12B anråbes mållager- og indfangningsfilenheden T9 som en del af rutinen for søgekorrelationsbehandlingsenheden R6, og danner indfangningsfiler for bekræftelse af mål. Mållager- og indfangningsfilenheden T oplagrer op til et maksimum af 16 mål som reaktion på signalet TGTDTA fra enheden R6, og når indfangningstabellen er dannet, kontrolleres den indkomne målinformation imod den oplagrede målinformation for at konstatere sammenfald. Dersom der detekteres sammenfald, er DSP-data bekræftet som et mål, og følgesløjfen startes. Hvis der ikke er sammenfald går styringen tilbage til søgekorrelatorbehandlingsenheden R6.

På samme måde dersom der ikke dannes en indfangningstabel må anlægget enten bringes i fuld virksomhed, halv virksomhed eller autoindfangning ved hjælp af piloten. I fuld virksomhed anvendes manuel indfangning, og ved den afstands- og azimut- virksomhed der styres af piloten og repræsenteres af signalet SAZRG, vil en indikation af måldetektering indenfor et forudbestemt "vindue" resultere i lagring af målinformation i indfangningstabellen, og indfangningen begynder. Dersom piloten indstiller til halv virksomhed, eller dersom manuel indfangning ikke anvendes, lagres målets parametre, og styringen returneres til søgekorrelationsbehandlingsen-heden R6.

De mellemledsstyrefunktioner, som udføres mellem radarsty reda tama ten og det ydre maskinelle udstyr, såsom pilotindikator- og styreenheden 18, servoenheden 30, senderen 34, modtageren 36 og antennepositionsdatamaten 40 i fig. 3, udføres af mål- og antennesigtelinieenheden D5 (indikatorstyreenheden), sigteliniegeneratoren og styreenheden S4 (skandéringsstyreindretningen), og logik-mellemleddet og den logiske modusstyreindretning II,

Dl, H4 og R7. Blokdiagrammer og/eller logiske funktionsdiagrammer for disse enheder er vist i fig. 13-18 for at lette forståelsen af virkemåden af radaranlægget ifølge opfindelsen.

Mål- og antennesigtelinie-format- og meldeenheden D5, der udgør den grundlæggende styreenhed for datamatvisningen, er vist funktionelt i fig. 13 og er i det følgende optaget i programlisterne. Indikatorstyreenheden D5 godkender og integrerer indgangsdata fra de forskellige kilder i radarstyredatamaten til opnåelse af korrekt skaleret indikerinosinformation, såsom siutelinieazimut- oa hæld- 22 151412 ' ningsrumvinkler, målafstand, målafstandshastighed og flyets vinkel.

I tillæg hertil kan forskellige symboler og alfanumeriske tegn såvel som diagnostiske meldinger indikeres af mål- og antennesigte-linieenheden D5 i de forskellige radarmodi.

F.eks. som vist i fig. 13 bliver signalerne SMBL, der omfatter afstandsskalainformation fra logik-mellemleddet H4, modtaget af indikeringsstyreenheden D5 til frembringelse af korrekt alfanumerisk information til pilotindikatoren. Måldata både i følgemodus og søgemodus tilføres pilotindikatoren som reaktion på signalet TCKDTA fra målfølgeren K7 og signalet SDTA fra mållager- og indfangningsfilerne T9. Antenne- og positionsholdeinformation leveres til pilotindikatoren i form af passende symboler i overensstemmelse med sigteliniesignalerne fra logik-mellemleddene II, Dl og i overensstemmelse med signalerne SMBL fra HCU-mellemleddet H4. Indikators tyreenheden formatbehandler alle disse data og fører dem til indikeringsenheden for visning.

Logik-mellemleddene II og Dl er vist i rutediagrammerne i fig. 14 og 15. Disse logik-mellemled styrer data-DMA mellem radarstyredatamaten 32 og antennepositionsdatamaten 40 i fig. 3 såvel som udgangsdata fra servoenheden 30. Det er klart at II og Dl i fig. 14 og 15 sikrer korrekt overføring af data mellem datamaterne og rigtig skalering af data som leveres til servoenhederne. I tillæg hertil overvåges resultaterne af prøvesumrutinerne Cl, C2 (i programlisten) for at sikre at overførte data ikke er urigtige.

Som det vil fremgå af programlisten er lagerindretningen i datamaskinen opdelt i beskyttede og ubeskyttede blokke. Alle systemkonstanter er lagret i de beskyttede blokke og systemvariable anbringes i de ubeskyttede blokke. En ubeskyttet blok er i virkeligheden en variant af den beskyttede blok og anvendes for kommunikation mellem enhederne. Da konstanter kræves af elementerne i radarstyredatamaten 32, overføres disse fra faste blokke (dvs. en beskyttet blok) til en ubeskyttet blok. Ved overføring af konstanter til en ubeskyttet blok, er det nødvendigt at sikre at konstanterne beholder samme værdi efter overføringen, fordi dersom de befinder sig i en ubeskyttet blok, er der intet der hindrer at noget lagres forkert i en af positionerne for beskyttede blokke og derved gør programmet ubrugeligt. Den prøvesumprocedure, der er nævnt ovenfor og indeholdt i programlisten, sikrer at alle de beskyttede blokke og alle overføringspositioner i de ubeskyttede blokke prøves for at sikre at de beskyttede lagringer forbliver gyldige.

151412 23

Driften af den manuelt styrede logik-mellemleds- og styreenhed H4 er vist mere detaljeret i fig. 16A og 16B. Som reaktion på styresignaler CMND, som indføres manuelt af piloten, vil enheden H4 udlede forskellig styre- og indikeringsinformation i overensstemmelse med de radarstyrefunktioner, der er beskrevet ovenfor.

Som det fremgår af fig. 16A og 16B, udleder f.eks. enheden H4 indikeringsinformationssignalerne SMBL, modusstyreinformationssignalerne HCU og de manuelle positionsstyresignaler FAZEL og SAZRG i overensstemmelse med de forskellige manuelle ordrer. Enheden H4 sikrer også at de manuelle styrefunktioner koordineres med andre radarstyredatamatfunktioner, således som det fremgår mere detaljeret af programlisterne i det følgende.

Mellemleds- og radarmodusstyreenheden R7 er vist mere detaljeret i fig. 17A og 17B. Radarindstillingsstyresignalerne RSC modtages af styre- og indikatorenheden 18, og den logiske prøveenhed startes dersom der modtages passende styresignaler.

Dersom prøveenheden ikke startes, vil RSC-mellemleds- og modusstyreenheden R7 eliminere ethvert indgangssignal som afvises som følge af moduskonfigurationen.

Som reaktion på gyldige CMND-signaler og HCU-signaler fra den manuelle styreenhed H4, udledes modusstyresignaler og tilføres de forskellige enheder i radarstyredatamaten efter behov. I tillæg hertil aktiveres tilhørende radarindstillingsstyreindikator-lamper af passende statusindikeringssignaler STIND, som leveres af RSC-mellemleds- og radarmodusstyreenheden.

RSC-mellemleds- og modusstyreenheden R7 kommunikerer også med radarsenderen, og begge modtager sendestatussignaler TXST og leverer et sendestyringssignal PRF. Et portstyresignal GTCONT svarende til senderækkefølgen leveres fra enheden R7 til DSP-styre-enheden P7, for synkronisering af DSP med senderen.

Sigteliniekommandogeneratoren S4 leverer antenneskanderings-ordrer for indstilling af radarantennen (sigtelinien) i overensstemmelse med et forud bestemt skanderingsmønster eller som reaktion på pilotens bevægelse af HCU. Både skanderingsmønstersignalerne og HCU-signalerne FAZEL er koordineret med vinkel- og kanalbegrænsningerne for at forhindre for høje skanderingshastigheder og for at holde antennepositionen indenfor indstillede stopgrænser. De resulterende SCAN-signaler leveres til en stabiliseringsenhed i antennestyringen ved hjælp af logik-mellemleddene II, Dl. Derpå rumstabiliseres SCAN-sianalerne oo anvendes til at frembrinae an- 151412 24 tennepositionsstyresignalerne APC.

Forskellige tillægsfunktioner, som udføres af radarstyredatamaten, kan omfatte diagnostiske funktioner, interne tidsstyrefunktioner og matematiske brugsfunktioner. Disse funktioner er anordnet i programlisten nedenfor og kan indeholde:

Diagnostiske funktioner

Cl Kontrol af datamatlageret (sumprøve).

D3 Kontrol af datamatens behandlingsenhed.

D9 Kontrol af indgang/udgang og databus.

Intern tidsstyring C4 Sand tidgenerator.

Matematiske funktioner D2 Udførelse af dobbelt præcisionsmultiplikation.

S6 Udførelse af kvadratroden af x.

Z9 Udførelse af sinus og cosinus for en vinkel.

Programlisten er selvforklarende i betragtning af den foregående beskrivelse. For at lette forståelsen af forholdet mellem de forskellige programrutiner, henvises til fig. 19, der udgør et samlet logisk rutediagram for datamaten. Det skal her bemærkes, at hver enhed i fig. 19 er forsynet med en alfanumerisk betegnelse, som er udvidet i forhold til betegnelserne i fig. 3-18.

De to henvisningstegn der er anvendt i fig. 3-18 er imidlertid anvendt i fig. 19 og i programlisten som de to første tegn for den pågældende enhed er bufferstyre- og behandlingsenheden, tidligere betegnet med B3, således i fig. 3 og i programlisten betegnet med B3 BRUINS.

Som tidligere nævnt anvendes der en datamat af forholdsvis enkel konstruktion bestående af flere udskiftelige enheder, f.eks. en central behandlingsenhed, en indgangs/udgangsstyreenhed, en lagerenhed og en strømforsyningsenhed. Alle de periferiske enheder (funktionsmoduler), som styres af en sådan datamat kan hver for sig tilkobles via en sædvanlig databus af "digibus"-typen, der er udformet for tovejs drift og for otte bits. Når det gælder indgang/udgang har denne databus flere ens mellemleds-enheder, og dens organisering er således uafhængig af de periferiske enheder.

I et anlæg, hvor en periferisk enhed fjernes fra et mellemled og forbindes med et andet, vil enheden fortsat operere uden at der 151412 25 kræves ændringer i maskinel eller programmel.

Datamaten er hovedstyreindretningen for denne databus, fordi alle data som overføres i begge retninger startes og overvåges af datamaten. Datamaten leverer ordrer, og beordrer derpå dataoverførslen.

Databus-organiseringen tillader at datamaten kontrollerer indholdet i de periferiske enheder som er tilkoblet denne databus. Hver enhed forespørges om dens status og karakteristik. Så snart styklisterne over status og karakteristik er klar, kan anlægget reagere i overensstemmelse med sine periferiske indhold. Periferiske enheder kan tilføjes og fjernes efter behov. Med hensyn til adressering og programmering, kan op til 16 periferiske enheder styres ved hjælp af denne databus. Hver enhed adresseres ved hjælp af en fire bits adressekode. Adressekoden er bestemt af de periferiske enheder og ikke af databussens mellemled. Dette muliggør at anlægget konfigureres uden ændringer i maskinel og programmel, selvom ændringerne er bestemt til opfyldelse af visse krav. Når datamaten angiver en adresse, vil den periferiske enhed med denne adressekode reagere, enten med ind- eller udlæsning af data. Datamatens instruktionsord indeholder adressen på den pågældende periferiske enhed, plus en tre bits ordrekode.

Til opnåelse af en udlæsning fra behandlingsenheden på denne databus kræves der to signaler fra datamatens indgang/udgang. Disse signaler er ORDRESTROBE og DATASTROBE. Først dannes en otte bits ordre i forbindelse med en ORDRESTROBE. Flere mikrosekunder senere optræder data på den nævnte databus, koordineret med en DATASTROBE.

Indgangsinstruktionen i datamaten resulterer i to forskellige operationer i denne databus. Først dannes en otte bits indgangsordre i forbindelse med en ORDRESTROBE. Ordreordet retter instruktionen til en af 16 forskellige terminalkoder. For forbindelsesenheden for denne databus, modtager/behandlingsenheden, og styre/mellemledsenheden, er disse faste terminalkoder tilknyttet den pågældende ordre. Hvad senderenheden angår er der imidlertid ingen direkte tilknyttede terminalkoder til udstyret. Anlægsordrer må derfor rettes til terminalerne og ikke til udstyret.

Nogle mikrosekunder efter frembringelsen af ordreordet aktiveres et klargøringssignal i datamaten og føres via den nævnte databus til den enhed, som skal have en ordre. Klargøringssignalet overfører et otte bits dataord fra den ordremodtagende enhed til databussen. To standard-mellemledsenheder anvendes i databussen.

151412 26 Når der kun er meget få dataregistre der skal styres, anvendes STYREKODEN som en direkte reference for indgang eller udgang for op til otte registre. Data kan overføres fra eller til ethvert universelt register.

Indgang og udgang under STYREKODERNE refererer helt enkelt til forskellige registre i disse mellemledsenheder. Hvor mellemledsenheden ligger mellem to datamater, anvendes disse registre enten som mellemleds-mærkestyreenheder eller som databuffere for asynkrone mellemledsenheder.

Por databus-mellemledsenheder, hvor det drejer sig om mere end otte registre, anvendes en anden adresse og plan. Til opnåelse af fleksibel styring anvendes et underordnet adresseringsniveau.

I hvert af disse dataområder (terminalkoder) er der ét større og et mindre adresseregister (otte bits i hver) for datastyring. Styrekoden fører først data ind i det store adresseregister, efterfulgt af data for det mindre adresseregister. Med disse to registre direkte under "Digibus"-styring er seksten bits underordnet adressering mulig for efterfølgende dataoverførsel.

Hvert dataord er tilordnet en entydig adresse til det store og det lille register.·Den eneste forskel mellem de to .registre er at det mindre adresseregister kan være indrettet til automatisk trinvis dataindlæsning med henblik på successiv indlæsning af store datablokke.

Den grundlæggende udformning af databussen af typen "Digibus" digitale mellemledsenheder, som er forbundet med databussen og de perifere enheder. Al kommunikation til datamaskinen sker gennem disse mellemledsenheder. Disse mellemiedsenheder skal være i stand til at reagere inden for den tilmålte tid, fordi det samlede databus- og digitalmellemledssystem står under styring af datamaten.

Den grundlæggende Overføringsoperation omfatter overføring ' af en otte bits adressekode til hver databus-mellemledsenhed. Hver af disse enheder sammenligner den modtagne adressekode med koden i den terminalposition hvormed enheden er forbundet. Den perifere enhed med den rigtige kode vil da modtage en af de underordnede adresseordrekoder. Den anden del af overførslen er et otte bits dataord, som enten modtages af den perifere enhed (udgang) eller sendes fra en periferisk enhed (indgang).

Signalerne fra datamaten til mellemleddene føres fra datamatens indgang/udgang til databus-mellemledsenheden. Der er forskellige ordrer, der kan anvendes f.eks. anvendes ORDRESTROBE, 151412 27 ORDRESTROBE for indføring af ordrer fra datamaten til databus-mellem-ledsenhederne. Signalet DATASTROBE, DATASTROBE anvendes til at indformere den udvalgte enhed om at data fra datamaten nu befinder sig på databus-ledningerne. Signalet INDGANGSKLARGØRING/ INDGANGSKLARGØRING anvendes til at bestemme det tidspunkt, da den udvalgte enhed skal have sine data på databus-ledningerne.

Hvad angår signaler mellem mellemleddene og de perifere enheder, tilføres følgende styresignaler af databus-mellemleds-enheden til den pågældende perifere enhed. Signalet IND/UD bestemmer retningen af data til eller fra den perifere enhed. Dette signal er kun gyldigt under en indgangs/udgangsperiode. Signalet DATASTROBE UD anvendes når data overføres til den perifere enhed fra behandlingsenheden for indførsel af data i den perifere enhed.

Data indføres: ved signalets bagflanke. Signalets SENDING KLARGØRES anvendes, når data overføres til datamaten fra den perifere enhed for at indikere at data overføres til datamaten. Den perifere enhed skal holde sine data konstante så længe signalet varer. Signalet RESERVEKRAFT frembringes i databus-mellemledsenheden ved afkodning af en ordre. Når RESERVEKRAFT er "høj", måstandby-energi tilføres den perifere enhed. Signalet GYLDIG LINIE betegner en indgangs-/udgangsperiode. Den ordre som koden er forbundet med, adresserne, og indgangs/udgangssignalerne skal kun regnes for korrekte under GYLDIGsignalet. DIN EN TIL DIN OTTE er detaljeret fra databus-mellemledsenheden til resten i den perifere enhed. Data udtages fra disse linier ved den klargørende flanke af DATASTROBE UD-signalet. Linierne DOL EN TIL DOL OTTE er datalinier til data-bus-mellemledsenheden fra resten af den perifere enhed. Data fra den perifere enhed skal være stabile på disse linier så længe signalet SENDING KLARGØRES varer. Forskellige terminalkoder er specificeret for at tilvejebringe en entydig adresse til hver perifer databus-mellemledsenhed i omlægget.

Indgangs-/udgangsdelen i datamaten virker som et mellemled mellem den fælles databus og behandlingsdelen i datamaten. Indgang/-udgang er fuldstændigt under programstyring, når indholdet i registrene, der er specificeret af feltet i indgangs-/udgangsinstruktionerne indlæses i eller udlæses fra databus.sen. Indgang/udgang i datamaten består af sædvanlige "tri-state" liniedrivkredse, modtagere, tællere og afkodere som frembringer de databusordrer og tidsstyringssignaler, som er nødvendige for databussen. I tillæg til databus-mellemledsenhederne omfatter indgangs-/udgangsenhederne 151412 28 kredse for gendannelse af det tidstro klokoverløbssignal/ logiske enheder til beskyttelse af lagerfunktionen, og drivkredse til fordeling af kloksignalerne til lager- og behandlingsenhederne.

Databussens liniedrivindretninger er sædvanlige tre-tilstandsindretninger, og modtagerne er sædvanlige dobbelte differential-linieenheder. Liniemodtagerne er specielt indrettet til at modtage differentialdigitaldata fra overføringslinierne. Til indlæsning af information på databussen omstyres senderne fra deres højimpedanstilstand til en lavimpedanstilstand. Liniesenderomstyringssignalerne frembringes af en tæller og dekoder, der er anbragt på indgangs/udgangsbrædtet. I lavimpedanstilstanden er liniesenderne i stand til at modtage eller levere ca. 40 mA. Når liniesenderne er klargjorte, optræder binær "l" på databussen, og når liniesenderne ikke er klargjorte optræder binær "0" på databussen. Med liniesenderen i høj impedanstilstanden er drivlækagestrømmen af størrelsesordenen pA og muliggør derfor at enhver sender kan forbindes med databussen. Da modtagerne arbejder i differentialmodus, er datatransmissionerne forholdsvis ufølsomme over for sædvanlig modusstøj . Udgangen fra liniemodtagerne er forbundet med sædvanlige tre--tilstands-drivindretninger. Disse drivindretninger klargøres, når information skal udlæses fra databussen og overføres til datamatens indgang/udgang. Liniesenderne og -modtagerne for hver af de otte bits er forbundet med databussen gennem modstande på 30 ohm for at formindske stående bølger på databussen og sørge for impedanstilpasning. Også i udgangen af tre-tilstands-liniesenderne er der anbragt et par modstande på 1 kil for at Øge spændingen til +5 volt. Anvendelsen af disse modstande forbedrer stignings- og fald-tiden for signalet på databussen og forøger impulsamplituden. Værdien af disse modstande og seriemodstandene er en funktion af impulslængden og -typen og at karakteristikkerne for liniesenderne og -modtagerne. Generelt udvælges disse værdier for hver enkelt anvendelse.

Databussen af "Digibus"-typen er fremstillet af fleksibélt kabel med en karakteristisk impedans på ca. 120 ohm. Kabellængden er afhængig af den pågældende anvendelse. Seksten perifere enheder kan forbindes med denne databus. Antallet af sådanne perifere enheder er begrænset af formatadresseordet, og ikke af elektriske konstruktionsbetingelser for sender/drivindretninger eller databussen.

I normal drift hæmmes indlæsningsperioden for de første 6124 lagerpositioner i de fire lagerenheder. Lagerbeskyttelsen 151412^ 29 opnås ved at afgøre om nogen af de tre mest betydende bits i lager-adresseordet befinder sig i tilstanden "1". Disse tre bits sammenlignes i en logisk komparator. Hvis nogen af disse bits i adresseordet befinder sig i tilstanden "1" hæmmes indlæsningsperioden.

En indre tidsstyreindretning er indrettet til at styre et mellemledsmodul. Denne tidsstyreindretning er en 16 bits tæller, som tæller hvert 28. mikrosekund. Tælleværdien kan lagres ved progam-ordre. Dersom der sker overløb fra denne datamat, er dette et tegn på at et program er fanget i en sløjfe. Et tidstro overløbssignal tilføres indgangs-/udgangsbordet og justeres med hensyn til form og tid. Det resulterende signal overføres til en styreenhed hvor det integreres med tidligere overløb. Hvis resultattælleværdien ligger over en forudbestemt værdi, udkobles anlægget automatisk.

Indgangs/udgangsdelen vil møde et kloksignal fra datamaten på 28 megahertz. Dette signal justeres med hensyn til form og tid ved hjælp af en monostabil multivibrator. Udgangssignalet fra multivibratoren forstærkes og fordeles til lagerindretningen og til styreenheden som kloksignaler i fase én og fase to.

Claims (4)

151412 Patentkrav.

1. Impulsdopplerradar for fly, omfattende en sender (34), en modtager (36) og digitale datamater (32,38) til behandling af ekkosignalerne, hvilken impulsdopplerradar indbefatter a) en digital afstandsbestemmende kreds (i 38), som er forbundet med modtageren, til bestemmelse af en modtaget ekkoimpuls' afstand, b) en for ekkoimpulsbredden tidsbestemmende kreds (i 38), som er forbundet med modtageren og den afstandsbestemmende kreds til bestemmelse af bredden af impulsen fra den afstandsbestemmende kreds, c) en digitalkreds for ekkoampiituden (i 38), som er forbundet med modtageren og med den afstandsbestemmende kreds og den impulsbreddebestemmende kreds til bestemmelse af amplituden af den modtagne impuls, d) en signalforstyrrelsesdetektor (52) med tærskelværdi for ekkoernes bredde og amplitude, som er forbundet med modtageren og den impulsbreddebestemmende kreds og den amplitudebestemmende kreds til tærskelbestemmelse af bredden og amplituden af de modtagne impulser til frembringelse af forstyrrelses - AGC - og slukkesignaler til styring af modtageren, kendetegnet ved, e) en højdeliniefølger (50) til at følge ekkosigna-ler i et bestemt højdeniveau som svar på detektering af sådanne i omtrent samme afstand over en tidsperiode, hvilken højde-liniefølger har en korreleringskreds til forbindelse med og korrelering af signalerne fra den afstandsbestemmende kreds, den impulsbreddebestemmende kreds og den amplitudebestemmende kreds for herved i en bestemt tidsperiode at bestemme sandsynligheden af højdeniveauet, hvilken højdeliniefølger har en kreds, som ligger i en følgesløjfe, med et svar, som er tilstrækkeligt til at tolerere ændringer i terrænet under flyet og til pludselige afstandsændringer af kort varighed, og f) to andre digitale kredse omfattende en målfølgeen-hed (56) samt en vinkelfejldatamat (58) for målsøgning i overensstemmelse med den afstandsbestemmende kreds og med tær- 151412 skelværdierne for ekkosignalernes amplitude og bredde, hvilke digitale kredse er forbundet med den amplitudebestemmende kreds og den impulsbreddebestemmende kreds til bestemmelse af målsignaler og udskillelse af disse fra højdeniveau-signaler.

2. Radar ifølge krav 1, kendetegnet ved, at vinkelfejldatamaten (58) omfatter a) en summeringsindretning for summering af et antal afstandsceller, b) en indretning for frembringelse af et mål-AGC--niveau i overensstemmelse med de. summerede amplitudedata, c) en AGC-subtraktionsindretning til at subtrahere · AGC-niveauet fra de summerede amplitudedata for at tilvejebringe et forstærkningsstyret målsignal, d) en normaliseringsindretning til at normalisere det forstærkningsstyrede målsignal i overensstemmelse med mål-AGC--niveauet, og e) en multiplikationsindretning til at multiplicere det normaliserede og forstærkningsstyrede målsignal med hvert digitalsignal, der repræsenterer sinus og cosinus af LORO-("Lobe On Receive Only")-frekvensen for at udlede målazimut-følgefejl henholdsvis hældningsfølgefejl.

3. Radar ifølge krav 1, kendetegnet ved en støj-AGC-niveaugenerator (48), der omfatter a) en indretning til eksemplering af modtagerstøj for hver PRF under en omdrejning af antennen, b) en summeringsindretning for summering af modtager støj-eksempleringerne og sammenligning af summen med en tærskelværdi, og c) et filter med en karakteristik af første orden til at filtrere resultatsignalet fra summeringen og sammenligningen for udledning af det nævnte AGC-niveau.

4. Radar ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved a) et bufferlager (42) for lagring af digitale signaler som repræsenterer værdierne af ekkoer, som er modtaget i en modtagningsperiode, og b) en styreindretning (54), som forbinder bufferlageret med centreringsindretningen (i 56).