DE2346950C3 - Akkumulierender Radarecho-Detektor fur quantisierte Treffsignale - Google Patents

Akkumulierender Radarecho-Detektor fur quantisierte Treffsignale

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DE2346950C3
DE2346950C3 DE2346950A DE2346950A DE2346950C3 DE 2346950 C3 DE2346950 C3 DE 2346950C3 DE 2346950 A DE2346950 A DE 2346950A DE 2346950 A DE2346950 A DE 2346950A DE 2346950 C3 DE2346950 C3 DE 2346950C3
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Peter Kloten Toth (Schweiz)
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Description

55
Gegenstand der Erfindung ist ein akkumulierender Radarecho-Detektor zur Erzeugung von kontinuierlichen Zielanzeigesignalen in zugeordneten Distanzbereich-Ringen eines Panorama-Radarbildschirms (»PPI«) bzw. zur Unterdrückung von Störechoimpulsen und Ergänzung von momentanen Empfangslücken. Derartige Radarecho-Detektoren umfassen eine Quantisierungsvorrichtung zur Umwandlung von einen Sollpegel überschreitenden Eingangsimpulsen in auf bestimmte Dauer verlängerte Treffsignale, eine numerische Kumuliervorrichtung, die in Abhängigkeit davon, ob ein gespeicherter Summenwert durch ein Treffsignal ergänzt wird oder picht, der gespeicherten Summen-Wert um mehrere Einheiten vergrößert oder mn eine Einheit verkleinert, sowie eine zugeordnete Entscheidungslogik, welche bei Überschreitung eines vorbestimmten Minimal-Summenwertes ein Zielanwesenheitssignal erzeugt und bei einer nachfolgenden Unterschreitung dieses Minimal-Summenwertes den gespeicherten Summenwert auf den Ausgangswert Null zurückstellt. Sie sind beispielsweise beschrieben in »ALTA FREQUENZA«. 41 (1972), Nr. 2, English Issue, S. 77 bis 89 und bei Rome Air Development Center, Griffiss Air Force Base, New York, 7. Nov. 1968; (F.Marcoz und G.Galati: »A suboptimal detection technique: The Accumulator Detektor«). (Irving J. Gabelmanr.: »Techniques for data handling in tactical Systems«, S. 132 bis 146).
Gemäß beiden Vorveröffentlichungen werden aus einem Speicher einem Vorwärts-Rückwärts-Zähler früher erreichte Summenwerte und die gegebenenfalls vorhandenen oder nicht vorhandenen quant.sierten Treffsignale zugeführt, wobei je nachdem der frühere Summenwert in mehrere Einheiten vergrößert oder um eine Einheit vermindert wird und der so erreichte neue Zählerstand einer Entscheidungslogik zugeführt wird, die dazu bestimmt ist. nach Überschreitung eines vorbestimmten Minimal-Zählerstandes. die Anwesenheit eines Zielobjekts durch ein Signal anzuzeigen und die Speicherung des erreichten Zählerstandes bis zu einem Maximalwert zu bewirken und be> einem nachfolgenden Unterschreiten des Minimalwertes das Fehlen eines Zielobjekts an/u/eigen und den Summenwert Null zu speichern, wobei auch Zielanfangs- und Zielende-Signale erzeugt werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den benötigten Vorwärts-R ückwärts-Zähler mit seiner relativ aufwendigen Funktionssteuerung und die zugeordnete Entscheidungslogik in einer einzigen, käuflichen und und leicht gemäß den gewollten Akkumulierprinzipien fest programmierbaren Baueinheit zu vereinigen und damit den akkumulierenden Radarecho-Detektor gegenüber dem Stand der Technik baulich zu vereinfachen und betriebssicherer zu gestalten.
Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, daß die numerische Kumuliervorrichtung und die zugeordnete Entscheidungslogik in einem fest programmierten Zuordnungsspeicher vereinigt sind, der entsprechend einer vorbestimmten Zuordnungstabelle für jede mögliche totale Zustandskombinalion an seinem Eingang je eine vorbestimmte totale Zustandskombination an seinem Ausgang erzeugt.
In Anlehnung an die französische Patentschrifi 1 535 322, die einen andersartigen akkumulierender Radarecho-Detektor beschreibt, wird mit Vortei vorgesehen, daß im erfindungsgemäßen Detektor als Speicherorgan ein Schieberegister verwendet wird welches dazu bestimmt und ausgebildet ist. jede ar seinem Eingang aus dem Ausgang des Zuordnungs· Speichers eingespeiste Teil-Zustandskombinationuntei Wirkung von periodisch zugeführten Schiebesignaler über eine bestimmte Vielzahl von Verschiebungsstufer als früher erreichten Summenwert zum Eingang de; Zuordnungsspeichers zurückzuführen, wobei übei eine zusätzliche Eingangsklemme des Zuordnungsspeichers die quantisierten Treffsignale aus der Ein· gangspuls-Quantisierungsvorrichtung zur allfälliger Ergänzung des früheren Summen wertes eingespeisi werden und von der am Ausgang des Zuordnungs·
Speichers entstehenden totalen Zustandskombination eine Teilkombination an den Eingang des Schieberegisters und die Rest-Kombination an em Auswertegerät übertragen werden.
Ein Ausführungsbeispiel eines ernndungsgeraäßeri Radarecho-Detektors und dessen Wirkungsweise sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschema des akkumulierenden Radarecho-Detektors.
Fig.2 ein Zeitdiagramm eines Summenwertes für einen vorbestimmten Phasen- bzw. Distanzbereich, bezogen auf die laufende Periodennummer als Argument.
Fig.3 ein zeitlich gedehnter Sektor eines PPI-Radarbildschirms mit Zielanzeige nach Distanzbereich und Azimutbereich.
Im Blockschema nach Fig. 1 ist mit SR ein 5-bit-Schieberegister bezeichnet, das 100 Speienerstufen 00,
01. 02 97, 98, 99 umfaßt. Unter Wirkung von
Schiebeimpulsen /, die dem Schieberegister aus einem Zeitsignalgeber T, z.B. mit der Frequenz 10h. zugeführt werden, wird eine der Eingangsspeicherstufe 00 eingegebene 5-bit-Zustandskombination durch jedes Schiebesignal/schrittweise an die jeweilignachfolgende Speicherstufe übertragen, so daß jede zur Zeit\0 an die Eingangsspeicherstufe 00 übertragene Zustandskombination zur Zeit τ0+ 100 · K) h see in der Ausgangs-Speicherstufe 99 ankommt.
Jede an der Ausgangs-Speicherstufe 99 des Schieberegisters SR ankommende Zustandskombination wird an zugeordnete Eingänge a, b. c. d, e eines fest programmierten Zuordnungsspeichers FS übertragen. Solche Zuordnungsspeicher sind an sich bekannt und käuflich. Zum Beispiel ist ein Zuordnungsspeicher mit einer Speicherk-ipazität von 64 Wörtern ä 8 bit, mit einem 6-bit-Eingang und einem 8-bit-Ausgang unter der Bezeichnung HARRIS-HPROM-0512 (»Read only memory«) käuflich und kann in einfacher Weise gemäß einer gewünschten Zuordnungstabelle fest programmiert werden. Der sechste Eingang/zum Zu-Ordnungsspeicher FS ist an einen quantisierenden I hosignalumformer F eines Radargerätes angesv .1 lossen, welches in einer festen I cquenzfolge Sendeimpulse ausgibt und alle zwischen /wei aufeinanderfolgenden Schiebesignale 1 eintreffenden Echoimpulse in ein verlängertes Treffsignal ir zum Eingang/ umwandelt, sofern sie einen Minimalpegel überschreiten. Es ist zu beachten, daß die Echoimpulse je zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sendeimpulsen mit mehr oder weniger großer Zeilvergrcßerung, die abhängig ist von der Distanz zum echoerzeugenden Objekt, eintreffen. Es ist darum möglich, je zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sendeimpulsen 100 Schiebesignale / für das Schieberegister SR zu erzeugen (Sendeimpulsfrequenz: 10* Hz, Schiebeimpulsfrequenz 10" Hz). Sofern ein Radarsendeimpuls ein Objekt O in einem Distanzbereich q ■ 150 m bis {q + 1) 150 m beaufschlagt, trifft das entsprechende Echosignal f im Zeilbereich (τν + ί/ · 10 6 sec) bis (τλ+(ί/+1) · 10"6 sec) ein (τ, = Aussendezeit des Sendeimpulses, 00 < q < 99).
Der Zuordnungsspeicher FS ist so vorprogrammiert, daß zu jeder totalen 6-bit-Zustandskombination a, h, c, d, e, f am Eingang eine zugeordnete totale Zustandskombination A, B, C, D, E, X, Y. Z am 8-bit-Ausgang erzeugt wird.
Die Eingangs-Binärzustände haben folgende Bedeutung:
β = 2?, b = 2\ c = 2\
ö = 0, 5 = 0, c = 0,
/= Treffsignal = 25 = 32,
/= kein Treffsignal = 0.
= 0,
= 0;
Die Ausgangs-Binärzustände haben folgende Bedeutungen:
A = TP, B=2\ C=2\ D = 2\ £=2*;
^=O, 5 = 0, C = O, D = O, E = O;
λ[ = akkumuliertes Zielecho vorhanden,
X = kein akkumuliertes Zielobjekt vorhanden,
Y — Beginn eines akkumulierten Zielechos,
Z = Zielecho-Ende eines akkumulierten Zielechos.
Es ist vorgesehen, daß jede aus der letzten Speicherstufe 99 des Schieberegisters SR an die Eingänge a, b,
c, d, e geführte Teilzustandskombination, welche einem Zeitwert τ— 100 μ sec zugeordnet ist, um den Dezimalwert 32 = 25 erhöht wird, wenn seit dem letzten Schiebesignal t ein Treffsignal / im entsprechenden Phasenbereich erzeugt worden ist, und daß das nicht geschieht, sofern seit dem letzten Schiebesignal 1 kein Treffsignäl/im entsprechenden Phasenbereich erzeugt worden ist. Dementsprechend könnte die totale 6-bit-Eingangszustandskombination jeden binär codierten Wert im Bereich 0 bis 63 haben.
Die nachfolgende Tabelle zeigt ein mögliches Beispiel zur Zuordnung von totalen 8-bit-Ausgangs-Zustandskombinationen A, B, C, D, E, X, Y, Z zu den möglichen Eingangs-Zustandskombinationen a, b, c,
d, £», /. Die Teilzustandskombinationen A, B, C, D. E werden dabei jeweils sofort in die Eingangsspeicherstufe 00 des Schieberegisters SR übertragen und treter nach einer Periode von 100 Schiebesignalen / wieder aus der Speicherstufe 99 des Schieberegisters SR ab »früherer Speicherinhalt« zu den Eingängen a, b. c, d, e des Festspeichers FS über.
Aller Echo Total
1 ■ ·		 Neuer Aequiv Auswerte
Summcnweri / r.in-
gang		 Summen wen neuer Signale
dekadisch I dekadisch Sum
men-		 .V YZ
(I /1 c ί/ ί· 0 0 /1 BCDE wert 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0
1 0 2 0 0 0 0 0
2 0 3 1 1 0 0 0
3 0 4 2 2 0 0 0
4 0 5 3 3 0 0 0
5 0 6 4 4 0 0 0
6 0 7 5 5 0 0 0
7 0 8 6 6 0 0 0
8 0 9 7 / 0 0 0
9 0 K) 8 8 0 ρ φ
10 0 11 9 9 0 0?)
11 0 12 10 10 0 0 (3
12 0 13 11 11 0 0 %
13 0 14 12 12 1 1 C
14 0 15 13 13 1 0 {'
15 0 16 14 14 1 0 (-
16 0 17 15 15 1 0 C
17 0 18 18 17 1 1 0 ('
18 0 19 19 17 2 1 0 (
19 20 17-3
Fortsetzung
Aller Echo 0 Total Neuer Acquiv. Auswerte-
Summen wert ./' 9 ein
gang 		Summen wen neuer Signalc
dekadisch I 9 dekadisch Sum
men- 		A YZ
u h c d e 9 20 ABCDE wert 1 iß 0
20 9 21 21 1 0 0
21 9 22 00 17-5 0 0 0
22 9 23 0 0 0 0 0
23 9 24 0 0 0 0 0
24 9 25 0 0 0 0 0
25 9 26 0 0 0 0 0
26 9 27 0 0 0 0 0
27 9 28 0 0 0 0 0
28 29 0 0 0 0 0
29 Echo 30 0 0 0 0 0
30 / 31 0 0 0 0 0
31 I 0 0
Alter 32 Total Neuer Aequiv. Auswerte
Summen wert 32 Ein
gang 		Summen wert neuer Signale
dekadisch 32 dekadisch Sum
men- 		XYZ
abide 32 32 ABCDE wert 00 0
0 32 33 3 3 0 0 0
1 32 34 4 4 0 0 0
2 32 35 5 5 0 0 0
3 32 36 6 6 0 0 0
4 32 37 7 7 0 0 0
5 32 38 8 8 0 0 0
6 32 39 9 9 0 0 0
7 32 40 10 10 0 0 0
8 32 £\ 11 11 0 0 0
9 32 42 12 12 0 0 0
10 32 43 13 13 0 0 0
11 32 44 14 14 0 0 0
12 32 45 15 15 0 0 0
13 32 46 16 16 1 1 0
14 32 37 17 17 1 0 0
15 . 32 48 17 17 1 0 0
16 32 49 17 17 1 0 0
17 32 50 17 17 1 0 0
18 32 51 17 17 1 0 0
19 32 52 17 17 1 0 0
20 32 53 17 17 1 0 0
21 32 54 18 17 1 0 0 0
22 32 55 00 00 0 0 0
23 32 56 00 00 0 0 0
24 32 57 00 00 0 0 0
25 32 ■58 00 00 0 0 0
26 32 59 00 00 0 0 0
27 32 60 00 00 0 0 0
28 61 00 00 0 0 0
29 62 00 00 0 0 0
30 63 00 (K) 0 0 0
31 00 00
wert 32 = 25 erhöht wird (Treffsignal / vorhanden!), wird der zugeordnete alte Summenweri um +3 Einheiten (Wert +3) zum neuen Summen wertinhalt vergrößert.
Wenn der dekadische Wert des alten Summenwertes nicht um den Zusatzwert 32 vergrößeri wird (kein Treffsignal /'!), wird der zugeordnete alte Summenweit um eine Einheit (Wert -1 vermindert.
Wenn der neue Summenwert zum erstenmal der Sättigungswert 17 erreicht hat, werden ein Signal Λ (Zielecho sicher vorhanden) und ein Signal > (Zielecho-Beginn erzeugt).
Wenn der alte Summenwert 17 beträgt und eir Treffsignal / auch vorhanden ist, bleibt der neue Summenwert unverändert auf dem Wert 17 erhallen.
Wenn der alte Summenwert 17 beträgt und keir Treffsignal fvorhanden ist. wird ein um eine Einheit 1 verminderter neuer Summenwert erzeugt. Wenn der alte Summenwert 13 beträgt und keir Treffsignal / vorhanden ist. wird statt des neuer Wertes 12 ein neuer Summenwert 00 erzeugt. Das Signal Λ (akkumuliertes Zielsignal vorhanden) bleibt bestehen, bis der neue Summenweri 12 bzw. 00 erreicht worden ist und in diesem FaI wird auch das Signal (Zielende) erzeugt. Nach dem ersten Auftreten des Summenwertes 1Ί werden beim r ehlen des Treffsignals an Stelle dei Summenwerte 16. 15, 14. 13 die äquivalenter Summenwerte 18 (17 1). 19 (17-2). 20 (17 3) 21 (17 4) erzeugt.
Das Zeitdiagramm gemäß Fig.2 entspricht irgend einem vorbestimmten von Q (100) verschiedenen Distanzbereichen c/ ■ 150m bis (q+ \) · 150m. Als Argument gelten also ganzzahlige Vielfache von 100 μ see (lOOer-Perioden des Schiebesignals /) und innerhalb jeder Periode je ein vorbestimmter von 100 Phasenschritten. Es sind über dem Zeitmaßstab quantisierte Treffsignale / eingezeichnet, die jeweils seit dem letzten Schiebesienal / erfaßt worden sind. Es kann sich dabei um Störstgnale oder um echte Echosignale handeln. Es ist zur Veranschaulichung des Vorhandensein eines
echten Zielobjektes O in der Zeit 10- 100 μ see bis 40· 100 μ see ein Rechtecksignal O1 eingezeichnet. Es kommt aber, wie eingezeichnet, auch vor, daß ein Echosignal ausfallt, oder nur verstümmelt eintrifft. Über dem Argumentzeitmaßstab ist der akkumulierte neue Summenwert Ia (A, Ä, C, D, E). wie er jeweils am Ausgang des Zuordnungsspeichers FS erzeugt wird, eingezeichnet. An Hand der vorstehenden Tabellen sind die Veränderungen ablesbar. Einige Beispiele werden nachstehend erläutert.
Im Zeitintervall 8/9 ist aus dem Distanzbereich. welcher Fig. 2 zugrunde liegt, kein Echosignal empfangen worden. Also wird im Moment 9 der alte Summenwert vom Dekadenwert 2 nicht durch ein Treffsignal /= 32 ergänzt, und es entsteht der neue Summenwert 01. Weitere Beispiele sind nachstehend tabellarisch angeführt:
Der Tabelle liegt folgendes Gesetz zugrunde:
Wenn der dekadische Wert des alten Summenwertes durch ein Treffsignal / um den Ztisat/-
Nr übt dt I u h 1 d < 1 4 BC D E .¥ Y Z
10 1 0 1 0 0 0 0
11 0 L 32 3 0 0 0
12 3 L 35 6 0 0 0
13 ft 1. 38 9 0 0 0
Fortsetzung
Nr. ab c d e / ab c def ABCDE X Y Z
14 9 L 41 12 P P P
15 12 P 12 11 P P P
16 11 L 43 14 P P P
17 14 L 46 17 L L P
18 17 L 49 17 L P P
19 17 P 17 (16) 18 L P P
20 18 L 50 17 L P P
21 17 L 49 17 L P P
39 17 P 17 (16) 18 L P P
40 18 P 18 (15)19 L P P
41 19 19 (14) 20 L P P
42 20 P 20 (13)21 L P P
43 21 P 21 00 P P L
44 00 P 00 00 P P P
Dementsprechend wird im Zeitmoment 17 ein akkumuliertes Zielsignal X und ein Zielanfangs-Signal Y
ausgelöst und im Zeitmoment 43 erlischt das Signal A und es wird ein Zielende-Signal Z ausgelöst. Die Signale X, Y, Z werden gemäß Fig. 1 einer Auswertevorrichtung U zugeführt.
Es ist zu beachten, daß nach jedem Schiebesignal ι der vorstehend erläuterte Erneuerungsprozeß für der jeweils zum Zuordnungsspeicher FS überführten alter Summenwert durchgeführt wird.
In Fig. 3 ist als zeitlich gedehnte PPI-Radarschirm-
ίο darstellung ein in Zeiteinheiten q · 10~6 see im Azimut drehender Radarstrahl dargestellt. Die lückenlos« Impulsreihe O72 im Distanzbereich (72 bis 73) · 150rr (10800 bis 10950m) zeigt an, daß in diesem Distanz· bereich zwischen den Zeitwerten 17 und 47 ein Ziel objekt sicher festgestellt worden ist. Ebenso zeigt di( Impulsreihe O50 an, daß im Distanzbereich 7,5 bi: 7,65 km zwischen den Zeitwerten 27 und 63 ein Ziel objekt feststellbar war.
Die Zuordnungsgesetze zwischen Eingangs- unc
ίο Ausgangs-Zustandskombination des Zuordiiungsspei chers FS und die Zahl und Bedeutung der Hilfs signale (X, Y, Z) sind weitgehend wählbar.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. , Patentansprüche:
    1. Akkumulierender Radarecho-Detektor zur Erzeugung von kontinuierlichen Zielanzeigesigna- s len in zugeordneten Distanzbereichringen eines Panorama-Radarbildschirmes (»PPI«), umfassend eine Quantisierungsvorrichtung zur Umwandlung von einen Sollpegel überschreitenden Eingangspulsen in auf bestimmte Dauer verlängerte Treffsignale, eine numerische Kumuliervorrichtung, die in Abhängigkeit davon, ob ein gespeicherter Summenwert durch ein TreffsignaJ ergänzt wird oder nicht, den gespeicherten Summen-Wert um mehrere Einheiten vergrößert oder um eine Einheit verkleinert, sowie eine zugeordnete Entscheidungslogik, welche bei Überschreitung eines vorbestimmten Minimal-Summenwertes ein Zielanwesenheitssignal erzeugt und bei einer nachfolgenden Unterschreitung dieses Minimal-Summenwertes den gespeicherten Summen wert auf den Ausgangswert Null zurückstellt, dadurch gekennzeichne t, daß die numerische Kumuliervorrichtung und die zugeordnete Entscheidungslogik in einem fest programmierten Zuordnungsspeicher (FS) vereinigt sind, dor entsprechend einer vorbestimmten Zuordnungstabelle für jede mögliche totale Zustandskombination (a, ft, c, d, e,f) an seinem Eingang je eine vorbestimmte totale Zustandskomhination (A. B, C, D, F. X, Y, Z) an seinem Ausgang erzeugt.
    2. Akkumulierender Radarecho-Detekior nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Schieberegister (SR) als Speicherorgan, welches dazu bestimmt und ausgebildet ist, jede an seinem Eingang aus dem Ausgang des Zuo.unungsspeichers (FS) eingespeiste Teil-Zustandskorcbination (A, B, C, D, E) unter Wirkung von periodisch zugeführten Schiebesignalen (/) über eine bestimmte Vielzahl (100) von Verschiebungsstufen (00,01
    98. 99) als früher erreichten Summenwert («, h, c, d, c) zum Eingang des Zuordnungsspeichers zurückzuführen, wobei übereinezusätzliche Eingangsklemme (/) des Zuordnungsspeichers (FS) die quantisierten Treffsignale (if) aus der Eingangs- 4(5 puls-Quantisierungsvorrichtung (F) zur allfälligen Ergänzung des früheren Summenwertes eingespeist werden und von der am Ausgang des Zuordnungsspeichers (FS) entstehenden totalen Zustandskombination (A, B, C, D, E, X, Y, Z) eine Teilkombination (A, B. C, D, E) an den Eingang des Schieberegisters (SR) und die Rest-Kombination (X, Y. Z) an ein Auswertegerät (U) übertragen werden.
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