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DE1541659C3 - Anordnung zur Digitalisierung und Erkennung von Radar-Zielechosignalen mit Speichern - Google Patents

Anordnung zur Digitalisierung und Erkennung von Radar-Zielechosignalen mit Speichern

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Publication number
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
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
memory
target
radar
arrangement according
detector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19661541659
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English (en)
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DE1541659B2 (de
DE1541659A1 (de
Inventor
Heinz Dr.-Ing. 7901 Ehrenstein Ebert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefunken Patentverwertungs GmbH
Original Assignee
Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Telefunken Patentverwertungs GmbH filed Critical Telefunken Patentverwertungs GmbH
Publication of DE1541659A1 publication Critical patent/DE1541659A1/de
Publication of DE1541659B2 publication Critical patent/DE1541659B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1541659C3 publication Critical patent/DE1541659C3/de
Expired legal-status Critical Current

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    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • GPHYSICS
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    • G01S7/2923Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C15/00Digital stores in which information comprising one or more characteristic parts is written into the store and in which information is read-out by searching for one or more of these characteristic parts, i.e. associative or content-addressed stores
    • G11C15/04Digital stores in which information comprising one or more characteristic parts is written into the store and in which information is read-out by searching for one or more of these characteristic parts, i.e. associative or content-addressed stores using semiconductor elements

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

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
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-
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
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 ifaZahl 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.
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)

Patentansprüche:
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).
DE19661541659 1966-09-06 1966-09-06 Anordnung zur Digitalisierung und Erkennung von Radar-Zielechosignalen mit Speichern Expired DE1541659C3 (de)

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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
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DE1541659A1 (de) 1970-03-05

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