NL8202784A - Dataconversieeenheid t.b.v. een impulsradarapparaat. - Google Patents

Description

yS f --- <x t

Dataconversieeenheid t.b.v. een impulsradarapparaat

De uitvinding heeft betrekking op een dataconversieeenheid t.b.v. eeR- impulsradarapparaat, voorzien van een zend- en ontvang-inrichting, een daarop aangesloten videoextractor, waarin uit de 5 hieraan toegevoerde videosignalen door, in numerieke vorm gebrachte positie- en doelsinformatie gevormde plotgegevens worden afgeleid, een plotprocessor om uit de in opeenvolgende antenneomwentelingen verkregen plotgegevens de trackposities met de hierop betrekking hebbende numerieke gegevens te bepalen, en een display systeem 10 waarop zowel de van de zend- en ontvanginrichting afkomstige videosignalen alswel de trackposities met bijbehorende numerieke gegevens kunnen worden afgebeeld.

Zo kunnen uit de, van de zend- en ontvanginrichting afkomstige videosignalen, d.w.z. uit het zgn. real time ruw video, in de 15 videoextractor diverse in numerieke vorm gebrachte plotgegevens worden afgeleid, bijvoorbeeld de polaire coördinaten van het zwaartepunt van het doel, het aantal hits dat wordt gedetecteerd als de radarbundel over het doel strijkt en de echosterkte van de ontvangen doelsecho's. In de plotprocessor kunnen uit de, in opeen-20 volgende antenneomwentelingen verkregen plotgegevens de richting en de snelheid van het doel worden bepaald, de zgn. trackopbouw, terwijl aan de hand van deze trackopbouw een voorspelling van toekomstige doelsposities, de zgn. trackposities, kan worden verricht.

De plotprocessor kan deze trackposities afgeven aan een display, 25 waarop afbeelding plaatsvindt in de vorm van symbolen en eventuele labels, waarin bijvoorbeeld snelheid, richting en tracknummer kunnen worden geplaatst. Kortheidshalve wordt deze door de plotprocessor afgegeven informatie aangèduid als synthetische video. Het real time ruw video wordt afgebeeld in de luistertijd van de zend- en ontvang-30 inrichting; het synthetische video kan dan worden afgebeeld in de zgn. rusttijd, dit is de tijd die overblijft tussen het einde van > een luistertijd en de start van een volgende luistertijd. In veel gevallen is echter de benodigde tijd voor de afbeelding van synthetische video veel groter dan die hiervoor beschikbare tijd.

35 Afbeelding van synthetische video kan dan weliswaar plaatsvinden in de voor de afbeelding van het real time ruw video beschikbare 8202784 --2- tijd, doch leidt tot een verlies van radarinformatie. De uitvinding beoogt aan-dit bezwaar tegemoet te komen.

Overeenkomstig de uitvinding leidt daartoe de datacon-versieeenheid uit de hieraan toegevoerde plotgegevens videosignalen 5 af, welke, gemengd met de van de zend- en ontvanginrichting afkomstige videosignalen, op real time basis op het display kunnen worden afgebeeld. M.a.w., het synthetische video, althans een deel daarvan, wordt in een dusdanige vorm gebracht, dat het kan worden gemengd met het real time ruw video, zodat geen extra afbeeldings-10 tijd nodig is. Deze conversie van synthetische video naar real time video kan voor een naar keuze te bepalen aantal opeenvolgende radar-sweeps en opeenvolgende antenneomwentelingen worden gerealiseerd, waardoor een gewenste bewegingsrichting van een doel op het display zichtbaar kan worden gemaakt. De dataconversieeenheid zal in het 15 hiernavolgende als plot history generator worden aangeduid; in deze benaming wordt het specifieke karakter van de dataconversieeenheid tot uitdrukking gebracht.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande figuren, waarvan 20 fig. 1 een blokschematische opbouw van het impulsradar- apparaat toont; fig. 2 een uitvoeringsvorm van de plot history generator in blokschema weergeeft, en fig. 3 een mogelijke uitvoering van een deelschakeling 25 van de plot history generator voorstelt.

Het in fig. 1 afgeheelde impulsradarapparaat toont een zend- en ontvanginrichting 1, een videoextractor 2, een plotpro-cessor 3, een plot history generator 4· en een display 5. Het van de zend- en ontvanginrichting 1 afkomstige real time ruw video 30 wordt over de leiding 6 aan het display 5 toegevoerd, het van de plotprocessor 3 afkomstige synthetische video wordt hieraan toegevoerd over de leiding 7 en het van de plot history generator 4- afkomstige geconverteerde synthetische video wordt hieraan toegevoerd over de leiding 8.

35 In fig. 2 is de plot history generator 4· blokschematisch weergegeven. De plot history generator omvat een plotgeheugen 9, waarin, via de bidirectionele multiplexer 10, de door de echo- 8202784 - 3 - ί Λ « lengte Ρ, de breedte W en de range R van een plot en het aantal antennepmwentelingen N, tijdens welke een plot dient te worden afgeheeld, gevormde plotgegevens worden opgeslagen op, door de eveneens deel van de plotgegevens uitmakende azimuthwaarde A van een plot 5 bepaalde adressen.

De door de plotprocessor 3 afgegeven azimuthwaarde A heeft betrekking op het zwaartepunt van een plot. Bij de conversie van synthetisch naar real time video dient echter te worden uitgegaan van de azimuthwaarde van de eerste van het aantal hits per radarscan 10 S. De plot history generator 4· omvat daarom een azimuthcorrectie-circuit 11, hetwelk, reagerend op de waarden A en W, de azimuthwaarde A - iW afgeeft; deze waarde bepaalt het zogenaamde plot-groeps-adres voor het plotgeheugen 9. Daar bij eenzelfde azimuthwaarde meerdere plots aanwezig kunnen zijn, dient dit groepsadres nog te 15 worden aangevuld met een plot-eenheidsadres, afkomstig van de azimuthsubadresteller 12. De combinatie van groepsadres een eenheids-adres geeft het geheugenadres aan waar de waarden P,W, R en N van een plot kunnen worden opgeslagen; dit adres wordt via de multiplexer 13 aan het plotgeheugen 9 toegevoerd.

20 De inschrijving van het plotgeheugen vindt aldus plaats m.b.v. een azimuthhoekwaarden georienteerde adressering. Bij het uitlezen van het plotgeheugen en het inschrijven van het videoge-heugen moet echter rekening worden gehouden met uitleesperioden die door syncpulsen worden gestart, m.a.w. er moet hiervoor een syncpuls 25 georienteerde adressering aanwezig zijn. De plot history generator omvat hiertoe een groepsuitleesadreseenheid 14·. M.b.v. deze eenheid 14· wordt een syncpuls georienteerde uitlezing van het plotgeheugen in azimuthvolgorde mogelijk gemaakt. De opbouw en werking van de groepsuitleesadreseenheid 14· wordt hierna uiteengezet aan de hand 30 van fig. 3. Daar bij eenzelfde azimuthwaarde de gegevens van meerdere plots in het plotgeheugen kunnen zijn geschreven, is ook t.b.v. het uitlezen een azimuthsubadresteller 15 aanwezig; deze telt weer de plot-eenheidsadressen af. Het door de groepsuitleesadreseenheid 14· en de azimuthsubadresteller 15 bepaalde geheugenadres wordt via 35 de multiplexer 13 aan het plotgeheugen 9 toegevoerd.

8202784 - 4 - * ^

De plot history generator omvat voorts een videogeheugen 16, waarin tijdens N opeenvolgende antenneomwentelingen, telkenmale als de radarantenne de desbetreffende azimuthwaarde bereikt, de door de echolengte P en de plotbreedte W bepaalde plotinformatie 5 vanuit het plotgeheugen 9 wordt overgenomen en opgeslagen op door de range R bepaalde adressen en van waaruit tijdens een met de plotbreedte W overeenkomend aantal opeenvolgende radarsweeps S en gedurende een door de echolengte P bepaalde tijd telkenmale dat de afbuigstraal bij de desbetreffende azimuthwaarde de afstand R 10 op het display 5 heeft bereikt een aan het display toe te voeren videosignaal wordt afgegeven.

De door de range R bepaalde inleesadressen voor het videogeheugen 16 worden via de bidirectionele multiplexer 10, het bufferregister 17 en de multiplexer 18 aan het videogeheugen 15 16 toegevoerd. De echolengte P wordt via de bidirectionele multiplexer 10 en het bufferregister 17 in het videogeheugen 16 overgenomen. De plotbreedte W wordt via de bidirectionele multiplexer 10 en het bufferregister 17 aan de WS-conversieeenheid 19 toegevoerd. De plotbreedte W wordt hier omgezet in het aantal hits per radar-20 scan S, d.i. het aantal sweeps tijdens welke een echosignaal behorende bij een plot is gedetecteerd. Het aantal hits per scan S wordt vervolgens via het register 20 en de multiplexers 21 en 22 in het videogeheugen 16 overgenomen. De waarde N wordt uiteraard niet in het videogeheugen overgenomen. Telkenmale als de plot-25 gegevens uit het plotgeheugen 9 zijn gelezen, wordt de waarde van N met één verminderd en weer in het plotgeheugen teruggeplaatst.

De desbetreffende plotgegegevens worden tijdens zoveel antenneomwentelingen uit het plotgeheugen 9 gelezen en naar het videogeheugen 16 gevoerd tot de waarde van N nul is geworden. De uitge-30 lezen waarde van N wordt telkenmale met één verlaagd in de N-teller 23 en via de multiplexer 24 en de bidirectionele multiplexer 10 weer in het plotgeheugen 9 geplaatst.

De WS-conversieeenheid 19 bestaat uit een multiplexer 25, een syncpulsteller 26 en een S-geheugen 27. Voor elke waarde van W 35 bevat dit geheugen een overeenkomende waarde van S. Aangezien het aantal sweeps per scan kan variëren, bijv. als gevolg van een 8202784 V---- - 5 - v v « gestaggerde pulsherhalingsfrequentie of door onregelmatigheden in de omwentelingssnelheid van de antenne, moet de inhoud van het geheugen 27 permanent kunnen worden herzien. Hiertoe wordt gedurende n azimuthtelpulsen het aantal radarsweeps ofwel het

Ak 5 aantal syncpulsen S geteld met behulp van de syncpulsteller 26; telkenmale na n azimuthtelpulsen wordt de syncpulsteller gereset.

Worden er F sweeps per antenneomwenteling uitgezonden, dan telt de syncpulsteller 26 in de tijd dat n azimuthtelpulsen zijn geregistreerd ~ syncpulsen S, waarbij N het aantal azimuthtel-10 pulsen dat correspondeert met één antenneomwenteling voorstelt.

Op de tijdstippen dat achtereenvolgens p p, ..., n azimuthtelpulsen worden geregistreerd, is de stand van de syncpulsteller j-jp pp ..., p. De inleesadressen voor het S-geheugen worden nu gevormd door de bits van de groepsuitleesadreseenheid V4·, welke _ £n 15 de waarden p p, ..., n bepalen. Via de multiplexers 13 en 25 bewerkstelligen deze adressen dat de syncpulstellerstanden j-jp pp ..., y in het S-geheugen 27 worden geschreven. Op deze wijze wordt de inhoud van dit geheugen - maal per antenneomwenteling aangepast. De uitleesadressen voor het S-geheugen worden 20 gevormd door de vanuit het bufferregister 17 en via de multiplexer 25 toegevoerde waarden van W. De met een waarde van W corresponderende waarde van S wordt vanuit het geheugen 27 in het register 20 overgenomen.

Het lezen uit het videogeheugen 16 geschiedt in range-25 volgorde; de adressen voor de achtereenvolgens uit te lezen waarden van P en S worden daartoe, via de multiplexer 18, verschaft door de rangeteller 28. De echolengte P wordt tijdens S opeenvolgende radarsweeps uit het videogeheugen 16 gelezen en geplaatst in de P-teller 29. Het aantal hits per scan S wordt hiertoe vanuit het 30 videogeheugen niet alleen overgenomen in het register 30, maar ook in de S-teller 31; de S-waarde wordt in deze teller bij elke sweep met één verlaagd en via de multiplexer 22 weer terug in het videogeheugen 16 gezet. Zolang de waarde van S nog groter dan nul is, geeft de P-teller 29 gedurende de tijd die overeenkomt met 35 het op real time basis aftellen van de hierin uit het videogeheugen overgenomen waarde een signaal af aan de videogenerator 32.

8202784

w 'J

- 6 -

Deze laatste geeft hierop het aan display 5 toe te voeren videosignaal afv

Het kan echter voorkomen dat vanuit de WS-conversieeenheid 19 een nieuwe S-waarde in het bufferregister 20 wordt geplaatst, 5 terwijl de S-waarde in het videogeheugen 16 nog niet tot nul is afgeteld; deze situatie doet zich voor bij elkaar overlappende plots. Deze nieuwe S-waarde mag dan alleen via de multiplexers 21 en 22 in het videogeheugen 16 worden overgenomen als deze groter is dan de reeds in het videogeheugen 16 aanwezige S-waarde.

10 Hiertoe worden de beide S-waarden vergeleken in de comparator 33.

Is de nieuwe S-waarde groter dan de in het videogeheugen aanwezige S-waarde, dan laat de multiplexer 21 deze nieuwe S-waarde passeren; is de nieuwe S-waarde niet groter dan de in het videogeheugen aanwezige S-waarde, dan wordt laatstgenoemde waarde via de multi-15 plexer 21 weer in het videogeheugen 16 teruggezet.

De besturing van de hier beschreven in de plot history generator plaatsvindende conversie geschiedt vanuit de tijdstuur-eenheid 34. Deze kan berusten op een "interlaced timing" methode, of op een "luistertijd-rusttijdverdeling". Bij de laatste type 20 timing worden in de, bij het uitzenden van een radarimpuls intredende luistertijd de plotgegevens in het plotgeheugen geschreven en de af te beelden videoinformatie uit het videogeheugen gelezen en worden in de, op de luistertijd volgende en tot de volgende radarimpulsuitzending durende rusttijd de desbetreffende 25 plotgegevens vanuit het plotgeheugen al dan niet bewerkt in het videogeheugen overgenomen. In de gevallen waarin de rusttijd te kort duurt, hetgeen zich bijvoorbeeld kan voordoen bij gestaggerde pulsherhalingsfrequenties, verdient de "interlaced timing" methode de voorkeur; er worden dan achtereenvolgens groepjes 30 tijdstuurpulsen gegenereerd, welke het in- en uitlezen schijnbaar parallel uit het plot- en videogeheugen bewerkstelligen.

In fig. 3 is een uitvoeringsvoorbeeld van de groepsuit-leesadreseenheid 14 weergegeven. Deze groepsuitleesadreseenheid omvat een syncpulsteller 34, een azimuthregister 35, een azimuth-35 teller 36, een comparator 37 en een stuurschakeling 38. Met als referentie de noordpuls NRP geeft de syncpulsteller 34 bij elke 8202784 C' m - 7 - syncpuls, dwz bij elke radarimpulsuitzending de achtereenvolgens als groepsadres fungerende tellerstand voor het uitlezen van het plotgeheugen 9 af. De stand van de syncpulsteller 34 zal echter niet altijd corresponderen met de juiste azimuthwaarde.

5 Het aantal azimuthwaarden is vastgesteld op 2n en wordt bijgehouden in de azimuthteller 36. Deze telt de azimuthtelpulsen ACP van de radarantenne met de noordpuls NRP als referentie. Telkenmale bij het verschijnen van een syncpuls wordt de antennehoekstand overgenomen in het azimuthregister 35. Als het azimuthregister 35 10 de groepsuitleesadressering zou verzorgen en het aantal syncpulsen kleiner is dan het aantal azimuthwaarden, dan zouden- tijdens het uitlezen van het plotgeheugen enkele azimuthwaarden worden overgeslagen, waardoor plotgegevens verloren zouden gaan. Vandaar dat de groepsuitleesadressering wordt verzorgd door de syncpuls-15 teller 34. Het aantal bits van het azimuthregister 35 dient zo te worden gekozen dat de inhoud daarvan altijd groter dan of gelijk aan de inhoud van de syncpulsteller 34 zal zijn. Zodra de inhoud van het azimuthregister 35 groter is dan de stand van de syncpulsteller 34, hetgeen wordt vastgesteld m.b.v. de 20 comparator 37, bewerkstelligt de stuurschakeling 38, dat de syncpulsteller 34 met één stap wordt opgehoogd waardoor de plotgegevens, aangewezen door het nu verkregen groepsuitleesadres, verwerkt worden. M.a.w., als de stand van het azimuthregister 35 en die van de syncpulsteller 34 niet met elkaar corresponderen, 25 dan wordt een zogenaamde inhaalslag uitgevoerd.

8202784

Claims (10)

1. Dataconversieeenheid t.b.v. een impulsradarapparaat, voorzien van een zend- en ontvanginrichting, een daarop aangesloten videoextractor, waarin uit de hieraan toegevoerde video- 5 signalen door, in numerieke vorm gebrachte positie- en doels-informatie gevormde plotgegevens worden afgeleid, een plot-processor om uit de in opeenvolgende antenneomwentelingen verkregen plotgegevens de trackposities met de hierop betrekking hebbende numerieke gegevens te bepalen, en een display systeem 10 waarop zowel de van de zend- en ontvanginrichting afkomstige videosignalen alswel de trackposities met bijbehorende numerieke gegevens kunnen worden afgebeeld, met het kenmerk, dat de dataconversieeenheid uit de hieraan toegevoerde plotgegevens videosignalen afleidt, welke, gemengd met de van de zend- en ontvang-15 inrichting afkomstige videosignalen, op real time basis op het display kunnen worden afgebeeld.

2. Dataconversieeenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze een plotgeheugen omvat, waarin de, door de echolengte P, de breedte W en de range R van een plot en het 20 aantal antenneomwentelingen N, tijdens welke een plot dient te worden afgebeeld, gevormde plotgegevens worden opgeslagen op, door de eveneens deel van de plotgegevens uitmakende azimuthwaarde A van een plot bepaalde adressen, alsmede een videogeheugen, waarin tijdens N opeenvolgende antenneomwentelingen, telkenmale 25 als de radarantenne de desbetreffende azimuthwaarde bereikt, de door de echolengte P en de plotbreedte W bepaalde plotinformatie vanuit het plotgeheugen wordt overgenomen en opgeslagen op door de range R bepaalde adressen, en van waaruit tijdens een met de plotbreedte W overeenkomend aantal opeenvolgende radarsweeps S 30 en gedurende een door de echolengte P bepaalde tijd telkenmale dat de afbuigstraal bij de desbetreffende azimuthwaarde de afstand R op het display heeft bereikt een aan het display toe te voeren videosignaal wordt afgegeven. 8202784 * - 9 -

3. Dataconversieeenheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat deze een azimuthcorrectiecircuit bevat, hetwelk, reagerend op de azimuthwaarde A en de breedte W van de plot, de azimuthwaarde A - iW van de eerste van het aantal hits per 5 radarscan S bepaalt.

4. Dataconversieeenheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat, ten einde bij eenzelfde azimuthwaarde voorkomende plots in videosignalen te kunnen converteren, een eerste azimuthsubadresteller aanwezig is, waarvan het uitgangssignaal 10 te samen met de, deel van de plotgegevens uitmakende azimuthwaarde A de inleesadressering van het plotgeheugen verzorgt, en een tweede azimuthsubadresteller, welke te samen met een groepsuitleesadreseenheid de uitleesadressering van het plotgeheugen verzorgt.

5. Dataconversieeenheid volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de groepsuitleesadreseenheid van het plotgeheugen een syncpulsteller omvat, waarin het aantal uitgezonden radarimpulsen wordt bijgehouden, alsmede een azimuthregister, waarin bij het verschijnen van elke syncpuls de antenne-azimuth- 20 waarde wordt overgenomen en waarvan het aantal bits zodanig is dat de inhoud van het azimuthregister altijd groter dan of gelijk aan die van de syncpulsteller zal zijn, waarbij voorts, zodra de inhoud van laatstgenoemd register groter is dan de stand van de syncpulsteller, deze laatste extra wordt opgehoogd.

6. Dataconversieeenheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat een WS-conversieeenheid aanwezig is, waarin de uit het plotgeheugen gelezen plotbreedte W wordt omgezet in een hiermede overeenkomend aantal hits per scan S.

7. Dataconversieeenheid volgens conclusie 6, met het 30 kenmerk, dat de WS conversieeenheid een S-geheugen omvat, waarin voor elke waarde van W een bijbehorende waarde van S is opgeslagen en een syncpulsteller, met behulp waarvan de in dit geheugen 8202784 9 * w - 10 - aanwezige S-waarden telkenmale worden aangepast aan het zich mogelijk wijzigende aantal uitgezonden radarpulsen per hoekeenheid.

8. Dataconversieeenheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat een N-teller aanwezig is om de uit het plotgeheugen 5 gelezen N-waarde bij elke antenneomwenteling met één te verlagen, waarna de aldus verlaagde waarde in het plotgeheugen wordt teruggezet.

9. Dataconversieeenheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat een S-teller aanwezig is om de uit het videogeheugen 10 gelezen S-waarde bij elke radarsweep met één te verlagen, waarna de aldus verlaagde waarde in het videogeheugen wordt teruggezet.

10. Dataconversieeenheid volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat een P-teller aanwezig is, waarin, zolang S>0, de waarde van P vanuit het videogeheugen wordt overgenomen, en 15 welke een naar het display te voeren videosignaal afgeeft, waarvan de duur correspondeert met de voor het aftellen op real time basis van de P-tellerstand benodigde tijd. 8202784