DE1541659C3 - Anordnung zur Digitalisierung und Erkennung von Radar-Zielechosignalen mit Speichern - Google Patents
Anordnung zur Digitalisierung und Erkennung von Radar-Zielechosignalen mit SpeichernInfo
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- DE1541659C3 DE1541659C3 DE19661541659 DE1541659A DE1541659C3 DE 1541659 C3 DE1541659 C3 DE 1541659C3 DE 19661541659 DE19661541659 DE 19661541659 DE 1541659 A DE1541659 A DE 1541659A DE 1541659 C3 DE1541659 C3 DE 1541659C3
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Digitalisierung von Radarechos und zur automatischen
Erkennung von Radarzielen mit einem Speicher für die quantisierten Radarechos, in den die Echos nach
Azimuts- und Entfernungsintervallen geordnet ablegbar
sind, und mit einem über eine Zielerkennungseinrichtung an den Speicher angeschlossenen
weiteren Speicher, der zur Aufnahme der Positionsdaten der erkannten Ziele dient und in dem die vollständige
Zielnachricht zusammengestellt wird.
Bekannte Anordnungen der vorstehend angegebenen Art arbeiten im wesentlichen alle nach den
gleichen Grundprinzipien. Hierbei werden die Radarechosignale zunächst durch Quantisierung in digitale
Form überführt und anschließend werden die quantisierten Signale nach Methoden der digitalen Daten-Verarbeitungstechnik
weiterverarbeitet (s. hierzu beispielsweise die Aufsatzreihe »Digitalradar«, Telefunken-Zeitung,
1965, S. 139 bis 155, weiterhin die Zeitschrift »Elektrisches Nachrichtenwesen«, Nr. 3 und 4,
1964, sowie DAS 1 218 561). Die Datenverarbeitung erfolgt hierbei in der Regel nach folgendem Flußdiagramm, nach dem auch die Anlage nach Fig. 4
arbeitet.
1. Sortierung der Echoimpulse nach wahrscheinlicher Herkunft von Zielen (positive Bewertung) oder
aus Rauschen (negative Bewertung). Hierfür wird in allen Fällen ein einwertiges Schwellenkriterium verwendet,
d. h. überschreitet ein Echoimpuls eine bestimmte Schwellengröße, so wird er positiv, im anderen
Falle dagegen negativ bewertet.
2. Quantisierung der positiv bewerteten Echoimpulse (Impulsaufbereitung auf gleiche Amplitude
und Zeitdauer). Die Aufgaben 1. und 2. werden bei der Anlage nach F i g. 4 durch den Echodetektor ED
gelöst.
3. Digitale Speicherung der quantisierten Impulse in einem Echospeicher (F i g. 4) unter gleichzeitiger
Zufügung der zugehörigen digitalisierten Zeit- bzw. Entfernungsinformationen (zur Gewinnung der Entfernungsinformation
wird ein Zeitzähler abgelesen). Die Speicherung der zugehörigen Information in Winkelrichtung (Radarperiodenzählung) wird in fast
allen Fällen aus Ersparnisgründen unterlassen. Der Verlust dieser Information ist bei gleichen Radargerätdaten
mit einem Verlust an Entdeckungswahrscheinlichkeit bzw. Reichweite verknüpft.
4. Auswertung der gespeicherten Echoinformationen im Sinne mehrerer unterschiedlicher AufgabenStellungen:
a) Binare integration über die Ereignisse m einem
bestimmten Men Entfernungsintervall zur Er-
^n f nunS ^on Flugzielen und Festzielen geringer
u, Tiefenausdehnung (Zieldetektor).
b) Bmare Integration über die Ereignisse m einer
bestimmten Ä-ten Radarpenode zur Erkennung . Ion Storsignalen (Stordetektor). _ _ _
c) !,mare Integration über die Ereignisse in einer
^aclLe' <?ie aus mehreren hintereinanderhegenden
Entfernungsintervallen und Radarpenoden |eblIdet ,™d>
zur Erkennung von »Clutter«- Zonen (»Clutterdetektor«) und Bildung von
Schwellenwertkntenen fur Aufgabe a).
d) Wie c), jedoch unter Verwendung einer Fläche kleinerer Abmessungen zur Gewinnung von
Cluttergebiet-Umrandungen und von Regelkriterien für die Quantisierschwelle (Rauschdetektor).
Die Aufgabe a) ist die Hauptaufgabe des Detektors und wird gelegentlich nach dem Prinzip des »Wanderfensterdetektors«,
zumeist jedoch nach dem Prinzip des »Impulsmusterdetektors« durchgeführt. Der Wanderfensterdetektor benötigt die Information über
die Zugehörigkeit eines Ereignisses zu einer bestimmten &-ten Radarperiode (innerhalb einer maximalen
Trefferzahl) und liefert dafür eine um etwa 10 bis 15% höhere Reichweite. Ist diese zusätzliche Infor-
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mation vorhanden, so wird die Lösung der Aufgaben Bei der Vertiefung in die Einzelaufgabenstellungen
b), c) und d) vereinfacht. kommt man zu dem Ergebnis, daß eine Reihe haupt-
5. Zusammenfassung aller über ein erkanntes Flug- sächlicher Verarbeitungsvorgänge auf der Digitalseite
ziel erhältlichen Informationen zu einer »Zielnach- auf Sortierarbeiten hinausläuft bzw. durch Sortieren
rieht«. Wird ein Flugziel erkannt, so werden alle zur 5 besonders einfach gelöst werden kann. So können
Kennzeichnung des Zieles notwendigen oder zusatz- ζ. B. die Funktionen des Wanderfensterdetektors und
liehen Informationen wie Entfernung, Azimut, Uhr- des Clutterdetektors, die zur Zeit noch durch komzeit
usw. ermittelt, zur Bildung einer geschlossenen plizierte, gemischt analog-digital arbeitende Schal-Zielnachricht
zusammengeführt und in einem Spei- tungen erfüllt werden, als Sortieraufgaben nach vorcher
abgelegt (Zielnachrichtspeicher). io gegebenen Azimut- und Entfernungswerten aufgefaßt
6. Korrelation mit Informationen aus dem Sekun- und mit reinen Digitalschaltungen besonders einfach
därradar-Zweig (im folgenden ist für Sekundärradar verwirklicht werden, wenn eine technische Einrich-
»SSR« und für Primärradar »PR« geschrieben): tung zum Sortieren mit Realzeit-Geschwindigkeit ver-Systemmäßig
ist es sinnvoll, die im parallellaufenden fügbar ist. Weitere auf Sortiervorgänge rückführbare
SSR-Zweig auf ähnliche Weise gewonnenen SSR- 15 Aufgaben sind die Ziel- und Störungserkennung im
Zielinformationen in dieser Verarbeitungsstufe mit SSR-Zweig, die PR-/SSR-Zielkorrelation, die Zuden
PR-Zielinformationen zu korrelieren. Als Basis sammenstellung der Einzelinformationen zu Zielfür
eine Korrelation bieten sich dabei die Prüfung nachrichten und die Datenfllterung (Sortierung nach
auf innerhalb eines »Unschärfebereichs« definierter Identität, Höhenschichten, Kartengebieten usw.),
Größe gleiche Entfernungs- und Winkeldaten an 20 wozu auch die schon beschriebene einfache Flugspur-(Korrelationsdetektor).
erkennung gehört.
Bei Erkennen einer Übereinstimmung werden die Ferner kann man feststellen, daß zur Speicherung
aus dem PR- und SSR-Zweig kommenden Informa- der Azimut- und Entfernungsinformation der (quantionen
zu einer gemeinsamen Zielnachricht zusam- tisierten) Echoimpulse ein großes, digital fein gemengestellt.
PR- und SSR-Ziele, für die keine Kor- as rastertes Feld zur Verfügung gestellt werden muß
relation gefunden werden kann, werden in Form (dessen Abmessungen zudem noch den Daten der
einer alleinigen PR- bzw. SSR-Zielnachricht weiter- jeweils verwendeten Radargerätetype angepaßt wergeführt.
den müssen), die tatsächliche Belegung durch anfal-
7. Pufferung der fertiggestellten Zielnachrichten: lende Information jedoch sehr viel geringer ist als
Zur ökonomischen Ausnützung einer nachfolgenden 30 die Anzahl der verfügbaren Plätze. Das Verhältnis
Datenübertragungseinrichtung können die in sta- der Platzzahl zu schon überdurchschnittlichen Betistischer
Folge auftretenden Zielnachrichten in einem legungswerten liegt je nach Rauschen (vorgewählte
Pufferspeicher abgelegt und diesem in kontinuier- Falschalarmrate) bei 50 :1 bis 200 :1 und ist deshalb
lichem Fluß zur Datenübertragung oder Sichtgerät- so hoch, weil die Ortskoordinaten der Radarechos
darstellung entnommen werden. Aus Ökonomie- 35 zunächst unbekannt sind.
gründen wird in manchen Fällen der zur Zusam- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den
menstellung der Zielnachrichten benutzte Speicher Aufwand der zum beschriebenen Stand der Technik
gleichzeitig zur Pufferung mitverwendet. gehörenden Anordnungen der eingangs genannten
8. Einfache Flugspurerkennung. Durch ein Sicht- Art weitgehend zu reduzieren.
gerät mit langer Nachleuchtedauer oder durch Spei- 40 Gemäß einer der Erfindung zugrunde liegenden
cherung der Ergebnisse mehrerer Antennenumläufe wesentlichen Erkenntnis ist diese Aufgabe durch
im Pufferspeicher können die in begrenzten Zeit- Schaffung von Speicherzellen mit frei wählbarer
abschnitten sich ergebenden Flugspuren der auf- Rasteradressierung grundsätzlich lösbar. Kann eine
genommenen Ziele erkannt werden. Eine weitere Speicherzelle durch die frei wählbare Adressierbar-Möglichkeit
zum Auffinden von zusammengehören- 45 keit an jeden Ort des (jetzt fiktiven, d. h. nicht mehr
den Zielantworten besteht in der Sortierung nach ge- festverdrahteten, sondern durch Programm vorgegemeinsamen
Kriterien. benen) Rasterfeldes gelegt werden, so genügt es, die
9. Datenübertragung: In der überwiegenden Zahl Anzahl der Speicherplätze nach der tatsächlich analler
Anwendungsfälle werden mit Großrechenan- fallenden Informationsrate zu richten. Das Auffinlagen
ausgestattete Luftüberwachungszentralen die 50 den zusammengehörender Information, d. h. die von
Radarbilder mehrerer abgesetzter Radarstationen einem bestimmten Ziel herrührenden Echos, kann
verarbeiten. Es besteht daher der Zwang zur Über- dann wieder durch Sortieren geschehen.
tragung der digitalen Zielnachrichten über vielfach Die Erfindung besteht zur Lösung der ihr zugrunde
weite Strecken. Infolge der Datenflußreduktion durch liegenden Aufgabe darin, daß zumindest einer der
die PR- und SSR-Digitaldetektoren und die Korre- 55 Speicher oder Teile desselben bei der Anordnung der
lation von PR- und SSR-Zielen genügt die Kapazi- eingangs genannten Art als assoziativ abfragbarer
tat von zwei bis vier normalen Telefonkanälen. Zur Speicher ausgeführt ist.
Übertragung werden übliche Techniken eingesetzt. Durch die Erfindung ist des weiteren die vorteil-Dieses
allgemeine Flußschema wird durch eine hafte Möglichkeit gegeben, für verschiedene Auf-Reihe
weiterer zusätzlicher Datenverarbeitungsvor- 60 gabenbereiche wie PR-Zielerkennung, SSR-Zielgänge
ergänzt. Der hierbei getriebene Aufwand ist erkennung, PR- und SSR-Zielspeicherung einen
bei den ausgeführten Beispielen sehr verschieden eventuellen gemeinsamen Vorrat frei adressierbarer
und hängt vor allem von den individuellen betrieb- Speicherzellen zu schaffen und den zwecks der Belichen
Forderungen ab. Die Leistungsfähigkeit der wältigung gelegentlicher Informationsratenspitzen
Anlage hinsichtlich Zielerkennung wird hiervon 65 anzulegenden Vorrat an redundanten Zellen für alle
kaum berührt, sie hängt vor allem von optimalen Aufgabenbereiche gemeinsam verfügbar zu machen.
Lösungen der in dem beschriebenen allgemeinen Das Wesen der Erfindung liegt somit im Vor-Flußdiagramm
enthaltenen Aufgabenstellungen ab. schlag, zur Datenspeicherung und zur Datenverarbei-
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tung in PR- und SSR-Digitaldetektoren assoziative der Speicherzelle sollen bei der Abfrage ein
Speicher einzusetzen. aktives Ausgangssignal erzeugen können.
Im folgenden sei das Arbeitsprinzip des assozia- 3. Hoher Ausgangspegel, d. h., die Ausgangs-
tiven Speichers im Gegensatz zu demjenigen des signale sollen so groß sein, daß eine Nachver-
adressenorientierten Speichers beschrieben. 5 Stärkung unter Umständen entbehrt werden
Den prinzipiellen Aufbau eines klassischen adres- kann.
senorientierten Speichers zeigt Fig. 1. Der Inhalt 4. Schnelle Zugriff- und Umspeicherrnöglichkeit.
dieses Speichers ist nach Adressen geordnet, d. h. Die bei üblichen Schnellspeichern möglichen
zum Ablesen eines bestimmten Inhaltes ist die Kennt- Werte dieser Größen sollen erreicht oder sogar
nis der Adresse notwendig, unter der er abgelegt ist. 10 überboten werden.
Diese wird in das Adressenregister eingegeben, in Die Forderungen 1. bis 3. werden z. B. von üb-
einer nachgeschalteten Logik entschlüsselt und zum liehen Ferritkern- oder Dünnschichtspeichern nicht
Ansteuern des zugehörigen Speicherplatzes (Speicher- erfüllt.
wort) verwendet. Der zugehörige Inhalt wird in das Aus diesen Feststellungen und der zusätzlichen
Inhaltsregister gebracht und nach der Weiterverarbei- 15 Tatsache, daß mit üblichen Speichern bei genügend
tung in eventuell veränderter Form von dort wieder verfügbarer Zeit die Funktion assoziativer Speicher
in den Speicher zurücktransportiert. simuliert werden kann, entsteht für die Rechtf erti-
Es ist einleuchtend, daß dieses Organisationsprin- gung des Einsatzes eines assoziativen Speichers der
zip eines Speichers für Aufgaben, die das Sortieren, folgende Katalog von Forderungen, von denen we-Vergleichen
und Korrelieren von gespeicherten In- 20 nigstens eine erfüllt sein muß:
formationen erfordern, weniger geeignet ist, weil . TT . . , ^ , „ ,.
hierzu unter Umständen das wiederholte Auslesen a) ?ohe zu sortierende Datenmenge, so daß die des gesamten Speicherinhaltes erforderlich ist. Hier- durch den assoaateven Speicher mögliche Zeitdurch werden selbst für einfache Aufgaben dieser ., ersparms vol zum Tragen kommt
Art eine Vielzahl von Speicherzyklen benötigt und 25 b) Realzeitproblem, d. h., die fur die Aufgabeader Zeitbedarf übersteigt bei Realzeitproblemen stellung zur Verfugung stehende Zelt erlaubt nur eventuell sogar die dafür verfügbare Zeitspanne. , die Anwendung eines assoziativen Speichers
formationen erfordern, weniger geeignet ist, weil . TT . . , ^ , „ ,.
hierzu unter Umständen das wiederholte Auslesen a) ?ohe zu sortierende Datenmenge, so daß die des gesamten Speicherinhaltes erforderlich ist. Hier- durch den assoaateven Speicher mögliche Zeitdurch werden selbst für einfache Aufgaben dieser ., ersparms vol zum Tragen kommt
Art eine Vielzahl von Speicherzyklen benötigt und 25 b) Realzeitproblem, d. h., die fur die Aufgabeader Zeitbedarf übersteigt bei Realzeitproblemen stellung zur Verfugung stehende Zelt erlaubt nur eventuell sogar die dafür verfügbare Zeitspanne. , die Anwendung eines assoziativen Speichers
Für solche Aufgaben ist daher eine Organisations- c>
Durch Verwendung eines assoziativen Speichers
form wünschenswert, die die vorher beschriebene wird eine wesentliche Anzahl von Speicherstelumkehrt.
Ein bestimmter Inhalt wird vorgegeben und 30 ,. !ίτη emgesPan· . . .
kann mit dem Inhalt aller vorhandenen Speicher- d) D,ie ^^ der insgesamt benotigten Speicherworte verglichen werden. Fällt für ein oder mehrere Platze ,lst s° SeFmS' daß. \ei Verwendung eines Speicherworte der Vergleich positiv aus, so wird £orm,a en Ferntkernspeichers der Anteil der die zugehörige Adresse und eventuell eine zusätzlich Randelektromk stark ins Gewicht fallt In diegekoppelte Information ausgegeben (Fig. 2). Ein 35 sem Fall können fur assoziative Speicher tech-Speicher dieser Organisationsform heißt »Assozia- rasche Losungen gefunden werden, die den auf river Speicher« (englisch: »Search Memory« oder das, Emzelbit umgerechneten Preis eines nor- »CAM« = »Content Addressed Memory«). F i g. 2 malen Speichers praktisch erreichen,
enthält das prinzipielle Blockschaltbild eines asso- Eine Auswertung dieses Kataloges für die Aufziativen Speichers: Das zu vergleichende Wort oder 40 gaben der PR- und SSR-Datenverarbeitung ergibt »Assoziationssubjekt« wird in das Inhaltsregister folgendes Bild: Die Forderungen b), c) und d) sind aufgenommen und steuert den Vergleich mit allen hierbei erfüllt, wobei b) den Charakter der Ausim Speicherblock enthaltenen Worten, den »Asso- schließlichkeit jedoch entbehrt, d. h., es ist nicht unziationsobjekten«. Ein Detektor stellt fest, ob ein bedingt notwendig, wesentliche Schritte in der PR- oder mehrere zum Assoziationssubjekt identische 45 und SSR-Datenverarbeitung mittels Sortierverfahren Worte-Assoziationsobjekte gefunden worden sind abzuwickeln. Wird dies jedoch getan, so können die und übermittelt die zugehörige Adresse. Der Vorteil heute angewendeten, durch ihren gemischt analogdieses Systems liegt darin, daß eine zu sortierende digitalen Aufbau aufwendigen Schaltungen durch ein- oder zu korrelierende Information sofort gefunden fächere rein digitale ersetzt werden. Ferner kann die werden kann und das zeitraubende Umwälzen des 50 individuelle Anpaßbarkeit der Anlagen durch den gesamten Speicherinhalts entfällt. hierbei möglichen Ersatz von fest verdrahteten EIe-
kann mit dem Inhalt aller vorhandenen Speicher- d) D,ie ^^ der insgesamt benotigten Speicherworte verglichen werden. Fällt für ein oder mehrere Platze ,lst s° SeFmS' daß. \ei Verwendung eines Speicherworte der Vergleich positiv aus, so wird £orm,a en Ferntkernspeichers der Anteil der die zugehörige Adresse und eventuell eine zusätzlich Randelektromk stark ins Gewicht fallt In diegekoppelte Information ausgegeben (Fig. 2). Ein 35 sem Fall können fur assoziative Speicher tech-Speicher dieser Organisationsform heißt »Assozia- rasche Losungen gefunden werden, die den auf river Speicher« (englisch: »Search Memory« oder das, Emzelbit umgerechneten Preis eines nor- »CAM« = »Content Addressed Memory«). F i g. 2 malen Speichers praktisch erreichen,
enthält das prinzipielle Blockschaltbild eines asso- Eine Auswertung dieses Kataloges für die Aufziativen Speichers: Das zu vergleichende Wort oder 40 gaben der PR- und SSR-Datenverarbeitung ergibt »Assoziationssubjekt« wird in das Inhaltsregister folgendes Bild: Die Forderungen b), c) und d) sind aufgenommen und steuert den Vergleich mit allen hierbei erfüllt, wobei b) den Charakter der Ausim Speicherblock enthaltenen Worten, den »Asso- schließlichkeit jedoch entbehrt, d. h., es ist nicht unziationsobjekten«. Ein Detektor stellt fest, ob ein bedingt notwendig, wesentliche Schritte in der PR- oder mehrere zum Assoziationssubjekt identische 45 und SSR-Datenverarbeitung mittels Sortierverfahren Worte-Assoziationsobjekte gefunden worden sind abzuwickeln. Wird dies jedoch getan, so können die und übermittelt die zugehörige Adresse. Der Vorteil heute angewendeten, durch ihren gemischt analogdieses Systems liegt darin, daß eine zu sortierende digitalen Aufbau aufwendigen Schaltungen durch ein- oder zu korrelierende Information sofort gefunden fächere rein digitale ersetzt werden. Ferner kann die werden kann und das zeitraubende Umwälzen des 50 individuelle Anpaßbarkeit der Anlagen durch den gesamten Speicherinhalts entfällt. hierbei möglichen Ersatz von fest verdrahteten EIe-
Man sieht leicht ein, daß die technische Leistungs- menten durch variierbare »Programmierung« erheb-
fähigkeit des assoziativen Speichers die des adreß- lieh vergrößert werden. Im Falle der »sortierenden«
orientierten übersteigt, weil zur Speicherfunktion zu- Datenverarbeitung ist dann ein assoziativer Speicher
sätzlich die Vergleichsmöglichkeit hinzukommt. 55 aus Realzeitgründen die einzige Lösungsmöglichkeit.
Diese Vergleichsfähigkeit muß jeder Speicherstelle Wird er verwendet, dann ist Forderung c) erfüllt,
(= Speicherbit) entweder prinzipiell eigen sein oder d. h., es können, wie noch gezeigt werden wird, z. B.
sie muß durch zusätzlichen Aufwand hergestellt wer- im Falle der PR-Datenverarbeitung mehr als Vs der
den. Daraus ist abzuleiten, daß bei gleicher Speicher- sonst erforderlichen Anzahl von Speicherzellen ein-
stellenanzahl ein mit üblichen Elementen aufgebau- 60 gespart werden. In diesem Fall kommt dann Forde-
ter assoziativer Speicher teurer sein wird als ein rung d) zum Tragen, die für einige Aufgaben vor
normaler adressenorientierter Speicher. Im einzelnen allem im SSR-Zweig sowieso erfüllt ist.
sind für wirtschaftliche tragbare Lösungen für asso- Assoziative Speicher mit einem für den vorliegen-
ziative Speicher folgende Forderungen an das ein- den Aufgabenkreis ausreichenden Umfang sind be-
zelne Speicherelement (= Bit) zu stellen: 65 reits mehrfach realisiert worden (s. beispielsweise die
1, Abfragbarkeit ohne Zerstörung der gespeicher- Zeitschriften »Elektrische Rechenanlagen«, Heft 1,
ten Information (zerstörungsfreie Auslesung). 1965, S. 9 bis 24, oder »Frequenz«, Nr. 3, 1966,
2. Aktive »0« und »L«, d. h. beide Orientierungen S. 69 bis 82).
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Selbst die Anwendung für Flugdatenverarbeitung gesperrt werden). Hierdurch erhält der assoziative
ist nicht neu, wird jedoch in den bisher bekannten Speicher die Fähigkeit, eine Sortierung unter bePublikationen
auf die Sortierung erkannter Ziele be- stimmten Vorgabebedingungen durchführen zu kön-Rchränkt
(Zielverfolgung). nen. Ein weiteres, jedem Speicherwort einmal zuge-
Prinzipiell neue technologische Möglichkeiten für 5 ordnetes Flip-Flop BL (BL-I bis BL-16) kennzeichden
Aufbau assoziativer Speicher bahnen sich in net die Belegung bzw. Aufnahmebereitschaft des beneuester
Zeit dadurch an, daß die Technik der inte- treffenden Speicherwortes. Es wird beim Einschreiben
grierten monolithischen Schaltkreise in Richtung der einer Information gesetzt, beim Löschen rückgesetzt.
Erzeugung preisgünstigster komplexer Schaltungen Ein zu löschendes Wort wird durch einen normalen
große Fortschritte erzielt hat und daß mit weiteren io Such Vorgang ermittelt, d. h. zur Freigabe der Löwichtigen
Ergebnissen schon in absehbarer Zukunft schung muß das Flip-Flop ID (ID-I bis /D-16) des
gerechnet werden kann (s. die Zeitschrift »Electro- betreffenden Wortes gesetzt sein, wodurch das zugenics«
vom 21. 3. 1966, S. 144 bis 154). hörige Löschtor LT geöffnet wird.
Da ein Halbleiter-Flip-Flop die vorhin aufgestell- Zum Aufsuchen der bei einem Suchvorgang geten
Forderungen für die Eigenschaften einer Asso- 15 fundenen Identitäten dient eine aus den mit einem
ziativspeicherzelle in idealer Weise erfüllt, wird für »D« gekennzeichneten Toren aufgebaute Detektordie
zukünftige Realisierung von Assoziativspeichern schaltung. Diese gestattet es, ausgehend von der
vorwiegend der Einsatz dieser Elemente auf mono- ersten Wortposition (d.h. in Fig. 3 von links) die
lithischer oder eventuell auch auf hybrider Schal- erste auftretende Identität zu ermitteln (Signale an
tungsbasis (d. h. monolithische FF-Elemente in Sieb- 20 den Ausgängen DT-I bis DT-Id). Die Ausgänge des
druckschaltungen) als ökonomische Lösung ange- Detektors sind mit den Eingängen der ID-FHpsehen.
Jedoch sollten mögliche Fortschritte auf dem Flops so verknüpft, daß ein anschließender Takt-Gebiet
der Speicherelemente auf magnetischer Basis impuls auf der IDENT-Abfrageleitung das erste auf-(die
den Vorteil energieloser Speicherung besitzen) gefundene gesetzte ID-Flip-Flop zurückstellt. Durch
nicht außer acht gelassen werden. 25 Abzählen der Rücksetztakte mittels des IDENT-
Zur näheren Einführung in die Wirkungsweise Zählers ZID (am Ende des Detektor-Durchlaufs
eines Assoziativspeichers wird nachfolgend an Hand wird der Zähleingang von ZID durch den Detektor
der Fig. 3 a und 3 b ein Funktionsmodell eines für die gesperrt) wird die Anzahl der aufgetretenen Identi-
PR-Zielerkennung geeigneten assoziativen Speichers täten ermittelt. Die Detektorausgänge sind gleich-
mit Halbleiter-Flip-Flop-Speicherelementen beschrie- 3° zeitig die Anschlußpunkte an eventuell vorhandene
ben. Die F i g. 3 a und 3 b sind zusammenhängend zu Speicherplätze mit zusätzlicher Information. (In
betrachten; die in der Anordnung nach Fig. 3a und diesem Falle steuert der Detektor den sequentiellen
3 b miteinander verbundenen Leitungen sind in Zugriff zu diesen Zusatzinformationen.)
F i g. 3 a und 3 b mit gleichen kleinen Buchstaben Der gleiche Detektor wird beim Einschreiben einer
bezeichnet. Diese Kombination der F i g. 3 a und 3 b 35 neuen Information zum Aufsuchen eines Freiplatzes
ist im folgenden mit F i g. 3 bezeichnet. (erster Freiplatz von links) verwendet. Die Umschal-
Wiedergegeben ist in F i g. 3 ein Speicherumfang tung auf den jeweiligen Verwendungszweck wird
von sechzehn Worten zu je fünfzehn Bit, doch kann durch Markierung der Leitungen »Suche IDENT«
die Anordnung unter Wahrung technisch-wirtschaft- bzw. »Suche Freiplatz« vorgenommen,
licher Grenzen auf eine beliebige Wortzahl und Wort- 4° Zur Freiplatzsuche prüft der Detektor die Stellung
länge gesteigert werden. der BL-Flip-Flops und ermittelt das erste rückge-
AIs erster wesentlicher Punkt der in F i g. 3 ge- setzte und hierdurch einen freien Platz anzeigende
zeigten Anordnung fällt auf, daß jedem Speicher- BL-Flip-Flop. Dabei gibt er gleichzeitig das zu dem
platz (SP 1-1 bis SP16-15) eine (aus zwei »Und«- betreffenden Wort gehörende Schreibtor ST frei, so
Toren bestehende) Vergleichsschaltung beigefügt ist, 45 daß durch einen anschließenden Takt auf der Schreibdie
den Inhalt des Platzes mit der im Suchregister leitung die im Suchregister SR stehende Information
SR (SR-I bis SR-15) aufgenommenen Information in das aufgesuchte Wort übertragen wird.
(= Assoziationssubjekt) vergleicht. Im Falle der Das zum Steuern der einzelnen Speichervorgänge Übereinstimmung bleiben die Tore der Vergleichs- erforderliche Leitwerk ist in F i g. 3 nicht aufgeführt, schaltung gesperrt, im anderen Falle wird über die 50 Es kann nach aus der Rechenmaschinentechnik benachfolgende Sammel-»Oder«-Schaltung ein vorein- kannten Grundsätzen verwirklicht werden (s. »Digigestelltes Flip-Flop ID rückgestellt. Dieses Flip-Flop tale Rechenanlagen«, Springer 1965, sowie »Logical ist pro Wort einmal vorhanden (/D-I bis /D-Ιό), Design of Digital Computers«, Wiley 1960).
kennzeichnet eine aufgefundene Identität und ver- Der in F i g. 3 wiedergegebene assoziative Speicher harrt in der voreingestellten »L«-Stellung, wenn alle 55 stellt mehr ein Funktionsmodell als eine hinsichtlich Bitpositionen des betreffenden Wortes mit dem ge- geringsten Aufwands gezüchtete Anlage dar. So könsuchten Wort übereinstimmen. Ein zusätzlich zu dem nen an Stelle der taktgesteuerten Flip-Flop-Elemente Suchregister SR zugefügtes sogenanntes »Mask«-Re- einfacher aufgebaute R-S-Füp-Flop (eventuell mit gister Mi? (MR-I bis MR-15) verleiht dem assozia- pro Wort gemeinsamer Rückstelleitung) eingesetzt tiven Speicher eine weitere, sehr wesentliche Eigen- 6° werden. Falls genügend Zeit zur Verfugung steht, schaft: Wird vor dem Suchvorgang das »Mask«-Bit können die hier pro Speicherplatz aufgewendeten einer bestimmten Bitposition des in Register SR auf- Vergleichstore durch eine eventuell sequentielle Abgenommenen Assoziationssubjektes gesetzt, so wird frage der einzelnen Bitpositionen (SR-I bis SR-IS) die betreffende Bitposition vom Vergleich ausge- mehrfach ausgenützt werden (ParaHel-Wort-Serienschlossen, d. h. unabhängig von der Orientierung des 65 Bit-Abfrage). In diesem Falle genügt pro Wort ein jeweiligen Speicherplatzes wird eine Übereinstim- Satz Vergleichstore. Femer ist auch die sequentielle mung simuliert (im vorliegenden Fall dadurch, daß Abfrage einer Wortgruppe denkbar,
die Vergleichstore durch das betreffende Mask-FF Neben dem hier gezeigten Vorschlag für einen
(= Assoziationssubjekt) vergleicht. Im Falle der Das zum Steuern der einzelnen Speichervorgänge Übereinstimmung bleiben die Tore der Vergleichs- erforderliche Leitwerk ist in F i g. 3 nicht aufgeführt, schaltung gesperrt, im anderen Falle wird über die 50 Es kann nach aus der Rechenmaschinentechnik benachfolgende Sammel-»Oder«-Schaltung ein vorein- kannten Grundsätzen verwirklicht werden (s. »Digigestelltes Flip-Flop ID rückgestellt. Dieses Flip-Flop tale Rechenanlagen«, Springer 1965, sowie »Logical ist pro Wort einmal vorhanden (/D-I bis /D-Ιό), Design of Digital Computers«, Wiley 1960).
kennzeichnet eine aufgefundene Identität und ver- Der in F i g. 3 wiedergegebene assoziative Speicher harrt in der voreingestellten »L«-Stellung, wenn alle 55 stellt mehr ein Funktionsmodell als eine hinsichtlich Bitpositionen des betreffenden Wortes mit dem ge- geringsten Aufwands gezüchtete Anlage dar. So könsuchten Wort übereinstimmen. Ein zusätzlich zu dem nen an Stelle der taktgesteuerten Flip-Flop-Elemente Suchregister SR zugefügtes sogenanntes »Mask«-Re- einfacher aufgebaute R-S-Füp-Flop (eventuell mit gister Mi? (MR-I bis MR-15) verleiht dem assozia- pro Wort gemeinsamer Rückstelleitung) eingesetzt tiven Speicher eine weitere, sehr wesentliche Eigen- 6° werden. Falls genügend Zeit zur Verfugung steht, schaft: Wird vor dem Suchvorgang das »Mask«-Bit können die hier pro Speicherplatz aufgewendeten einer bestimmten Bitposition des in Register SR auf- Vergleichstore durch eine eventuell sequentielle Abgenommenen Assoziationssubjektes gesetzt, so wird frage der einzelnen Bitpositionen (SR-I bis SR-IS) die betreffende Bitposition vom Vergleich ausge- mehrfach ausgenützt werden (ParaHel-Wort-Serienschlossen, d. h. unabhängig von der Orientierung des 65 Bit-Abfrage). In diesem Falle genügt pro Wort ein jeweiligen Speicherplatzes wird eine Übereinstim- Satz Vergleichstore. Femer ist auch die sequentielle mung simuliert (im vorliegenden Fall dadurch, daß Abfrage einer Wortgruppe denkbar,
die Vergleichstore durch das betreffende Mask-FF Neben dem hier gezeigten Vorschlag für einen
Assoziativspeicher mit Halbleiter-Bauelementen sind auch magnetische Speicherelemente (Dünne Schichten,
Biax-Elemente, Transrluxoren usw.) oft vorteilhaft
verwendbar. Mit Hilfe von Tunneldioden lassen sich aufbaumäßig einfache Speicher auf Halbleiterbasis
mit sehr kurzer Zugriffszeit verwirklichen, jedoch ist der Preis der Tunneldioden selbst bis jetzt
noch ein Hindernis für eine ökonomische Speicherlösung.
Im folgenden wird die Anwendung eines assoziativen Speichers für die Primärradar-Zielerkennung
und -Zielverarbeitung beschrieben. Die Anwendung für SSR-Datenverarbeitung wird an anderer Stelle
behandelt.
Das Blockschaltbild einer Anlage zur PR-Zielerkennung
und -Verarbeitung ist in F i g. 4 wiedergegeben. Es enthält im wesentlichen die zur Lösung der
üblichen Aufgabenstellung (PR-Datenverarbeitung) notwendigen Einrichtungen und kennzeichnet gleichzeitig
die nach dem heutigen Erkenntnisstand notwendigen Hauptfunktionen, die eine Anlage dieser Art
durchführen soll. Es wird nun vorgeschlagen, die in F i g. 4 enthaltenen Funktionen des Echospeichers
SPl, ZielnachrichtspeicherSP2 und der Detektoren
ZD (Zieldetektor), RD (Rauschdetektor), CLD (Clutterdetektor),
STD (Stördetektor), ZBD (Zielbreitendetektor) sowie die Korrelation zwischen PR- und
SSR-Nachricht (KR) und der Zielmittenbildung (ZM) in einer mit zwei Assoziativspeichern ausgerüsteten
Datenverarbeitungseinrichtungzusammenzufassen.Die Funktionen des Echodetektors ED und des Pufferspeichers
SP 3 sollen dagegen mit Einrichtungen bisher bekannter Bauart realisiert werden. Auf ihren
technischen Aufbau wird daher zunächst nicht näher eingegangen.
Von dem Echodetektor ED werden die quantisierten Echoimpulse dem Echospeicher zur laufenden
Ablage zugeführt. Der Bereichsumfang für die abzulegenden Echoimpulse ist durch die beobachtete
Fläche F, gebildet aus der Anzahl η der Treffer des
Radargerätes mal der Zahl der (quantisierten) Entfernungsschritte λ· gegeben, (n ist eine Funktion des
Antennendiagramms, der Pulsfolgefrequenz und der Antennendrehzahl, λ· der Pulslänge.)
Bei Verwendung eines konventionellen Speichers für die Echoimpulsspeicherung bestimmt s die Adressenanzahl
und η die Wortlänge des Speichers, das Produkt F = s ■ η entspricht dann der Anzahl der
vom Echospeicher benötigten Speicherbits. Da als Adressenanzahl bei Ferritspeichern minimalen Aufwandes
nur Potenzen von 2 möglich sind, müssen bei s = 240 minimal 28 = 256, bei s = 480 minimal
29 = 512 Adressen erstellt werden. Hierdurch erhält man für die aufzubringende Anzahl an Speicherbits
den Wert F' = η ■ s'.
Der Unterschied zwischen F und F' ist in praktischen
Fällen so beträchtlich, daß durch Schaffung einer Spezialmatrix mit einer der jeweiligen Anzahl s
der Entfernungsschritte entsprechenden Ringanzahl die erforderliche Bitanzahl reduziert werden müßte.
Die Ersparnis würde allerdings durch die Kosten für die Spezialmatrix wieder reduziert.
Von den innerhalb der Fläche F bzw. F' verfügbaren
Speicherplätzen wird jedoch nur ein Bruchteil wirklich mit Informationen belegt. Zur Ermittlung
der mittleren Flächenbelegung ist die Kenntnis der Gesamtfläche Ftol pro 1 Antennenumdrehung notwendig.
Diese entspricht der pro 1 Antennenumdrehung möglichen Trefferzahl und errechnet sich aus
_ SJk1OO
uAal
/β = Radar-Pulsfolgefrequenz (Hz),
UAnt = Antennendrehzahl pro min.
Die vorwiegende Ursache für die Belegung der Fläche F durch Echoimpulse ist das Rauschen. Der
ίο Anteil des Rauschens, ist gekennzeichnet durch die
(vorgegebene) Falschalarmrate Pia. Der Reziprokwert
dieser Größe ist die Falschalarmzahl nf und entspricht
der Anzahl der insgesamt möglichen echten Zielimpulse zwischen zwei durch Rauschen verursachten
Falschimpulsen; d. h. bei einer Fläche mit 2,15 · 10G Rasterpunkten (= Anzahl der möglichen
Zielimpulse pro Antennendrehung) und einer Falschalarmrate von 1 -10~5 treten pro Antennendrehung
im Mittel 21,5 Falschimpulse auf. Die zugehörige
ao Falschalarmzeit Tta ist die mittlere Zeit zwischen
zwei Falschimpulsen, sie beträgt
la
Aiii ' 1Iu
a5 ifa — Zahl der Falschimpulse pro Antennendrehung,
d. h., in einem praktischen Beispiel ist bei UAnl = 16,
T,e = 0,18 see.
Ermittelt man die Anzahl der Falschimpulse pro 1 Antennenumdrehung, so läßt sich über das Verhältnis
FIF101 die mittlere Belegung der Fläche F
durch von Rauschen herrührende Echoimpulse berechnen.
Das Einschreiben der Echoimpulse in den Echospeicher wird im Echtzeitbetrieb mit Vorrang vor
allen Datenauswertevorgängen durchgeführt. Die Auswertung der gespeicherten Echodaten geschieht
nach den nachfolgend beschriebenen Flußschemen (hierbei soll die grundlegende Kenntnis über die
Methoden der Radardatenextraktion, z. B. das Prinzip des Wanderfensterdetektors als bekannt vorausgesetzt
werden):
A) Vor dem Beginn einer neuen Radarperiode:
Suche alle Ereignisse auf der «-ten Spalte Spalte = Entfernungsrichtung, η = Trefferzahl = Wanderfensterlänge) und lösche sie. Dieser Vorgang entspricht dem Abwurf der letzten Wanderfensterstelle vor dem Einschreiben eines neuen Ereignisses.
Suche alle Ereignisse auf der «-ten Spalte Spalte = Entfernungsrichtung, η = Trefferzahl = Wanderfensterlänge) und lösche sie. Dieser Vorgang entspricht dem Abwurf der letzten Wanderfensterstelle vor dem Einschreiben eines neuen Ereignisses.
B) Einschreibevorgang:
Während einer Radarperiode werden die neu einlaufenden Echos auf die Ote Spalte geschrieben. Hierbei
wird der laufende Entfernungswert zusammen mit der die Ote Spalte kennzeichnenden Adresse im (assoziativen)
Echospeicher abgelegt. Diese Adresse bleibt dem jeweiligen Ereignis fest zugeordnet, während die
Zählung der Spalte sich mit fortlaufender Radarperiodenzahl laufend erhöht, d. h. in der nächsten
Radarperiode wird die Ote Spalte zur 1. usw. Nach Erreichen des Bezifferungswertes η werden die auf ihr
liegenden Ereignisse schließlich entsprechend Vorgang A abgeworfen. ' ·■
C) Funktion des Stördetektors STD nach dem Einschreiben
der Oten Spalte:
1. Suche alle Ereignisse der Oten Spalte und bilde ihre Summe (inhalt des Identzählers in Fig. 3).
2. Vergleiche mit vorgegebenem Schwellenwert (in einem Programmspeicher abgelegt).
3. Falls Schwellenwert überschritten wird, werte
alle Ereignisse der Oten Spalte als von einem Störer herrührend und werfe sie ab.
D) Funktion des Rauschdetektors RD während der laufenden Radarperiode:
1. Suche die Ereignisse in der Oten, Iten und je
nach Trefferzahl der Radaranlage auch der 3ten Spalte auf der /-ten Zeile und speichere ihre
Summe in den Arbeitsspeicher (F i g. 5),
2. desgleichen für die (z"+l)-te bis (/+4)-te Zeile.
3. Bilde die Summe der fünf Zeilensummen.
4. Hole aus dem Programmspeicher den zu dem jeweiligen Summenwert gehörenden Funktionswert und lege diesen in einem Hilfsregister ab.
5. Verwende den Inhalt dieses Hilfsregisters zum Steuern der Quantisierungsschwelle QS über
einen Digital-Analog-Wandler.
Diese Vorgänge müssen laufend im Echtzeitbetrieb so durchgeführt werden, daß eine Schwellenregelung
mit kurzer Regelzeitkonstante bewirkt wird, die auf Einhalten einer konstanten Falschalarmrate P!a regelt.
Die Summenbüdung kann so ineinandergeschachtelt werden, daß laufend der erste überflüssig werdende
Summenwert (z. B. /-te Zeile beim Bearbeiten der (/+5)-ten Zeile) abgeworfen und der neu gebildete
zugezählt wird.
E) Funktion des Zieldetektors und des Clutterdetektors:
1. Suche die Ereignisse von der 1. bis zur «-ten Spalte auf der /-ten Zeile und lege ihre Summe
im Arbeitsspeicher ab.
2. desgleichen für die (/+1)- bis (/ + 4)-Zeile.
3. Bilde die Summe der Einzelsummen der (/ + I)-bis (/+4)-Zeile.
4. Hole aus dem Programmspeicher den zu dem Summenwert von 3. gehörenden Wert für die
Zielentdeckungsschwelle.
5. Frage im Zielnachrichtspeicher SP 2, ob ein angefangenes Ziel auf der /-ten Zeile vorhanden ist.
6. Falls 5. mit »nein« beantwortet wird, vergleiche den bei 4. gefundenen Wert mit der bei 1. gefundenen
Summe. Im Falle der Gleichheit oder Überschreitung erkläre »Zielanfang« und überführe
die Entfernungsadresse (/-te Zeile) in den Zielnachrichtspeicher SP 2.
7. Falls 5. mit »ja« beantwortet wird, erkläre »Zielende«, wenn der bei 4. gefundene Wert
um 2 unterschritten wird, und überführe die Entfernungsadresse nach SP 2.
Die Vorgänge 2 bis 4 entsprechen der Funktion eines Clutterdetektors. Dieser hat die Aufgabe, eine
Integration der Ereignisse in die Entfernungstiefe vorzunehmen. Aus dem Ergebnis dieser Integration
kann auf das Vorhandensein von mehr oder weniger starken Clutterstörungen geschlossen werden. In diesem
Falle wird die Zielentdeckungsschwelle entsprechend erhöht. Als Sicherheit gegen die Ausschöpfung
der Speicherzellenanzahl bei starkem Clutter ist vorgesehen, daß ab einem bestimmten
Summenwert von 3., wenn eine Zielerkennung unmöglich wird (»Total Blank«), die jeweils bearbeitete,
um fünf Zeilen zurückliegende /-te Zeile laufend gelöscht wird, bis der betreffende Summenwert wieder
unterschritten wird. Die betreffende Zone wird durch eine Nachricht (»Blank«-Anfang und -Ende) gekennzeichnet.
Als weiteren Schutz gegen die Aufnahme von Clutterechos in den Echospeicher ist an den Einsatz
eines Echoimpulslängendiskriminators gedacht. Dieser kann digital ausgeführt und mit der Quantisierschaltung
Q (F i g. 4) gekoppelt werden.
Der ganze Vorgang E), d. h. die Zielentdeckung, muß nicht wie bei den bisher bekannten Anlagen
laufend im Echtzeitbetrieb durchgeführt werden, sondern kann in die Radarpause hinein ausgedehnt werden.
Er muß beendet sein, bevor die Vorbereitungen zur nächsten Radarperiode beginnen (Vorgang A).
ίο Zur Abwicklung der Vorgänge A) bis E) ist eine
Anlage notwendig, deren Struktur prinzipiell der eines Prozeßrechners entspricht (Fig. 5): Außer dem
Assoziativspeicher benötigt sie ein Leitwerk zur Steuerung des Arbeitsablaufes, ein Verknüpfungswerk
(einfaches Paralleladdierwerk) zur Bildung von Summen und Durchführung von Vergleichen sowie einen
Programmspeicher zur Aufbewahrung von vorgegebenen Zahlen (Clutter-, Rausch- und Stördetektor),
Programmabläufen und Zwischenergebnissen.
Dieser Speicher kann in einen Arbeite- und Festwertspeicherteil aufgeteilt werden, wobei der Festwertteil
in einer einfacheren Version aus Kreuzschienenverteiler, Schalterfeldern oder vorgedruckten Karten
gebildet werden kann. Bei einer komfortableren Version kann man sich den Arbeitsspeicher durch
einen mittels Lochstreifen variierbaren Programmspeicherteil erweitert denken.
Im Zielnachrichtspeicher SP 2 wird aus den übermittelten Zielanfangs- und Zielendekriterien nach der
Ermittlung der Zielmitte die Zielnachricht über ein entdecktes Primärradarziel zusammengestellt. Werden
demselben Speicher auch die erkannten SSR-Ziele zugeführt, so können PR- und SSR-Zielnachrichten von
einem gleichen Ziel durch Korrelation zu einer gemeinsamen Nachricht zusammengelegt werden.
Es wird vorgeschlagen, auch für diesen Speicher einen Assoziativspeicher einzusetzen, um die beabsichtigten
Aufgaben durch die damit gewonnene Möglichkeit des schnellen Sortierens auf einfache Weise
bearbeiten zu können. Hierbei wird es als ausreichend angesehen, für die Aufnahme von PR-Zielanfangs-
und -Zielendkriterien sowie von erkannten PR- und SSR-Zielen einen Wortvorrat von 64 Worten im
Speicher SP 2 vorzusehen. Jedes dieser 64 assoziativ abfragbaren Worte soll dabei mit einem nicht assoziativ
abfragbaren Speicherplatz für die Aufnahme zusätzlicher Informationen gekoppelt werden. Dies
kann so vorgenommen werden, daß der Assoziativspeicher die Adressierung eines normalen Ferritkern-
oder Dünnschichtspeichers (oder auch eines Speichers mit Halbleiterelementen) vornimmt. Die Wortlänge
dieses Zusatzspeichers richtet sich im wesentlichen nach dem Umfang der zusätzlich zu speichernden
Informationen.
Als Wortlänge für den Assoziativteil werden im Moment 9 Bits für die Aufnahme der Entfernungsinformation und 3 Bits für die Kennzeichnung der
Informationsart (PR-Zielanfang, PR-Zielende, PR-Ziel,
SSR-Ziel, Ziel fertig) als ausreichend angesehen. (Im Bedarfsfall können weitere assoziative Bits
z. B. zur Aufnahme der Azimutinformation vorgesehen werden.) Zur Korrelation von PR- und SSR-Zielen
erscheint es jedoch wegen der geringen zeitlichen Verzögerung der Zielerkennung als ausreichend,
zunächst auf Entfernungsgleichheit zu korrelieren und anschließend die im zusätzlichen Informationsspeicher
aufbewahrten Azimutwerte miteinander zu vergleichen.
Die neun assoziativen Bits für den Entfernungswert
müssen eine über den Umfang des Speichers von Fig. 3 hinausgehende Eigenschaft aufweisen: Ihr
Inhalt muß in das Suchregister SR rückschreibbar sein. Der Grund hierfür ist, daß bei der Übergabe
der Zielnachricht an die nachfolgende Einrichtung (Pufferspeicher oder Datenübertragungseinrichtung)
der Inhalt dieser Bits nur in Abhängigkeit von einer Markierung »Ziel fertig« auslesbar sein muß.
Die Datenverarbeitung im Zielnachrichtspeicherteil wird nach folgenden Flußdiagrammen durchgeführt:
A) Zielanfangskriterium:
a) Speichere von 5Pl übergebenen Entfernungswert in eine freie Wortzelle.
b) Lese augenblicklichen Azimutwert ab und speichere ihn im gekoppelten Zusatzspeicher.
c) Bei Feinentfernungsbestimmung (100 m): Ermittle den Feinentfernungswert in der nächstfolgenden
Radarperiode (Realzeitaufgabe) und bringe das Ergebnis in den Zusatzspeicher (eventuell kann über mehrere Messungen gemittelt
werden).
d) Bei Benutzung der Uhrzeit im Rechner: Lese Uhrzeit ab und bringe sie in Zusatzspeicher.
e) Setze Markierung »Zielanfang«.
B) Zielendekriterium:
Verarbeitung wie bei A), jedoch Markierung mit »Zielende« und keine Uhrzeitablesung. Anschließend
kann sofort die Zielmittenbildung beginnen, diese kann aber auch nachträglich erfolgen (»Off Line«).
C) Zielmittenbildung (»Off Line«):
a) Suche erste Information mit Marke »Zielanfang« und lese Entfernungswert in SR (F i g. 3, F i g. 6),
ferner Azimutwert aus gekoppeltem Zusatzspeicher in Arbeitsspeicher (Wert Wl).
b) Suche Information mit gleichem Entfernungswert und Marke »Zielende« und lese zugehörigen
Azimutwert in Arbeitsspeicher (Wert W 2).
c) Berechne zur Zielmittenbildung (ZM) den Wert
Wl+ W2
ZM = —
(Die Division durch 2 wird bei Anwendung des Dualcode durch eine Verschiebung um eine
Stelle durchgeführt.)
d) Bringe Zielmitte auf den Speicherplatz des »Zielanfang« und setze Markierung »PR-Ziel«.
e) Lösche Speicherplatz der »ZielendeK-Information.
D) Bei Einsatz eines Zielbreitedetektors: ,
Berechne die Zielbreite ZB = W 2 — Wl und vergleiche mit vorgegebenen Werten, ob das Ziel zu
breit oder zu schmal ist. Falls ja, lösche das Ziel.
E) Korrelation mit SSR (nach Einspeicherung der SSR-Ziele in SP 2):
a) Lese Entfernungsinformation des PR-Zieles in .«?(Fig. 3).
b) Suche nach SSR-Ziel gleicher Entfernung innerhalb
einer Unschärfezone (z. B. auch auf den Entfernungsschritten davor und danach).
c) Falls ein oder mehrere SSR-Ziele gefunden werden: Vergleiche Azimutwerte innerhalb einer
Unschärfezone.
d) Falls Übereinstimmung gefunden wird: Lege Zusatzinformationen im Zusatzspeicher zusammen,
übernehme die genauer bestimmten Entfernungs- und Azimutwerte, setze im Zusatzspeicher die
Marke »PR-SSR-Ziel« und im Assoziativspeicher die Kennzeichnung »Ziel fertig«. Lösche redundantes
SSR-Zielwort.
e) Falls keine Übereinstimmung von PR- und SSR-Zielen in Entfernung und Azimut gefunden wird:
Setze beim PR-Ziel die Kennzeichnung »Ziel fertig«.
f) Für alle SSR-Ziele, für die nach einem Korrelationsdurchlauf kein entsprechendes PR-Ziel gefunden
wird, prüfe die Verweilzeit im Speicher SP 2. Falls ein bestimmter Grenzwert überschritten
wird, setze Kennzeichnung »Ziel fertig«.
Dieses Verfahren setzt voraus, daß die SSR-Antwort eines gemeinsamen Zieles den Speicher SP2 mit
Sicherheit vor der PR-Antwort erreicht. Ist das Umgekehrte besser sicherzustellen, so kann das Verfahren
umgedreht und als Ausgangspositionen für die Korrelationssuche können die SSR-Ziele verwendet
werden.
Die mit der Markierung »Ziel fertig« versehenen Zielnachrichten werden fortlaufend in den Pufferspeicher
übertragen. Von dort werden sie der Datenübertragungseinrichtung zugeführt.
Als Pufferspeicher wird ein Speicher normaler Organisationsart verwendet, dessen Größe der anfallenden
Informationsrate und der Geschwindigkeit der Datenübertragungseinrichtung angepaßt ist. Für die
Verarbeitung des Zielnachrichtspeicherinhaites sind entsprechend den beschriebenen Flußdiagrammen die
gleichen Einrichtungen notwendig wie für die Verarbeitung der Echoimpulse. Das Leitwerk, das Verknüpfungswerk
und der Programmierspeicher mit Arbeits- und Festwertteil werden daher gemeinsam
benutzt, so daß die gesamte Anlage den in Fig. 5 gezeigten Umfang erhält.
Der Unterschied der erfindungsgemäßen Anordnung zu den bisher bekanntgewordenen Lösungen
besteht vor allem darin, daß hier Funktionen, die in den übrigen Anlagen durch auf ihren Zweck zugeschnittene
und speziell dimensionierte Schaltungen durchgeführt werden (z. B. Clutterdetektor, Zielerkennungsdetektor usw.) durch Programmabläufe in
einer Anlage universeller Struktur ersetzt werden. Aus dieser Konzeption ergeben sich drei entscheidende
Vorteile:
1. Durch einfachen Programmaustausch an Stelle von bisher notwendigen Schaltungsänderungen
kann die Anlage sehr unterschiedlichen Radargeräte- und Aufgabenbedingungen angepaßt
werden.
2. Dadurch, daß die bisher mit Einzelschaltungen verwirklichten Aufgabenbereiche in einer universellen
ausgenutzten Anlage durchgeführt werden, kann ein beträchtlicher Schaltungsaufwand
eingespart werden.
3. Durch den Einsatz von rein digitalen Schaltungselementen an Stelle von gemischt analog-digital
arbeitenden Schaltungen wird die Zuverlässigkeit erhöht und der Wartungsaufwand verringert.
Darüber hinaus gewährt dieses Anbgenkonzept eine besonders gute Anpaßbarkeit an zukünftige
Erweiterungsvorhaben in Richtung digitaler
»MTI«-Anlagen (Festzeichenlöschung). Anlagen dieser Art können als Vorselektionseinrichtungen
für den Extraktor im Sinne einer besseren Unterscheidung zwischen Bewegtzielen und Festziel-
bzw. Clutterechos betrachtet werden. Sie machen also einen Extraktor nicht entbehrlich,
sondern verbessern durch ihre Vorschaltung vor den Extraktor dessen Zielauffassungsvermögen.
Hierbei kann es sich ergeben, daß die Funktionen des Rauschdetektors und des Clutterdetektors
entbehrlich werden, ferner, daß eventuell die Wanderfensterlänge modifiziert werden muß.
Diese Modifikationen können bei dem vorliegenden Anlagenkonzept durch einfache Pro-
grammänderungen verwirklicht werden; d. h., die Programmabläufe für die genannten Detektoren
werden gelöscht und das für den Wanderfensterdetektor entsprechend abgeändert.
Wegen der Ausbaumöglichkeit in Richtung digitales MTI wurde auch auf die Anwendung einer
Analogintegration verzichtet. Die dafür notwendigen Einrichtungen sind, wenn sie mit hinreichender Genauigkeit
technisch verwirklicht werden sollen, sehr kostspielig und werden beim Abschluß einer digitalen
MTI-Anlage überflüssig, da diese Anlagen bereits für
die Verarbeitung der Echoimpuls-Amplitude eingerichtet sind.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
509 617/28
Claims (7)
1. Anordnung zur Digitalisierung von Radarechos und zur automatischen Erkennung von Radarzielen
mit einem Speicher für die quantisierten Radarechos, in den die Echos nach Azimuts- und
Entfernungsintervallen geordnet ablegbar sind, und mit einem über eine Zielerkennungseinrichtung
an den Speicher angeschlossenen weiteren Speicher, der zur Aufnahme der Positionsdaten
der erkannten Ziele dient und in dem die vollständige Zielnachricht zusammengestellt wird,
dadurchgekennzeichnet, daß zumindest einer der Speicher (5Pl, SP 2) oder Teile desselben
als assoziativ abfragbarer Speicher ausgeführt sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für verschiedene Aufgabenbereiche,
beispielsweise Zielerkennung durch Primärradar, Zielerkennung durch Sekundärradar
und/oder Zielspeicherung, frei adressierbare Speicherzellen vorgesehen sind.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewältigung gelegentlicher
Informationsratenspitzen für alle Aufgabenbereiche gemeinsam verfügbare redundante Speicherzellen
vorgesehen sind.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Speicherplatz
(SPl-I bis SP16-15) eine Vergleichsschaltung
(zwei Und-Tore) zugeordnet ist, die den Speicherinhalt der zugeordneten Zelle mit
dem im Suchregister (SR-I bis SR-15) enthaltenen
Assoziationssubjekt vergleicht (F i g. 3 a, b).
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Vergleichsschaltungen
über Sammel-Oder-Schaltungen pro Wort ein Flip-Flop (ZD-I bis /D-16) angeschlossen ist,
mittels dessen gegebenenfalls die Identität der gespeicherten Information mit den Assoziations-Subjekten
feststellbar ist (F ig. 3 a, b).
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Suchregister
(SR-I bis SR-15) des assoziativen Speichers ein weiteres sogenanntes Mask-Register
(MR-I bis MR-IS) zugeordnet ist, mittels dessen
eine Sortierung unter bestimmten Vorgabebedingungen durchführbar ist (F i g. 3 a, b).
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Mehrfachausnutzung
der Vergleichsschaltungen durch sequentielle Abfrage (Parallel-Wort-Serien-Bit-Abfrage).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DET0031991 | 1966-09-06 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1541659A1 DE1541659A1 (de) | 1970-03-05 |
DE1541659B2 DE1541659B2 (de) | 1974-09-12 |
DE1541659C3 true DE1541659C3 (de) | 1975-04-24 |
Family
ID=7556693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19661541659 Expired DE1541659C3 (de) | 1966-09-06 | 1966-09-06 | Anordnung zur Digitalisierung und Erkennung von Radar-Zielechosignalen mit Speichern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1541659C3 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT8047830A0 (it) * | 1980-02-06 | 1980-02-06 | Selenia Ind Elettroniche | Sistema per l'estrazione delle coordinate di un aereo mobile mediante un radar primario |
NL8002171A (nl) * | 1980-04-15 | 1981-11-16 | Hollandse Signaalapparaten Bv | Digitaal aftast-conversiesysteem. |
-
1966
- 1966-09-06 DE DE19661541659 patent/DE1541659C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1541659B2 (de) | 1974-09-12 |
DE1541659A1 (de) | 1970-03-05 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EF | Willingness to grant licences | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |