DE1773894C3

DE1773894C3 - Einrichtung zur Erzeugung einer einstellbaren kreisförmigen Entfernungs-Meßmarke, insbesondere in Radargeräten

Info

Publication number: DE1773894C3
Application number: DE1773894A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 2800 Bremen Scheer
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1968-07-23
Filing date: 1968-07-23
Publication date: 1979-02-15
Also published as: GB1259882A; DE1773894A1; US3646557A; DK121561B; ES369536A1; DE1773894B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung einer einstellbaren kreisförmigen Entferungsmeßmarke mit veränderlichem Halbmesser um den Ort des Ortungsgeräts und konzentrisch dazu dargestellter ebenfalls kreisförmiger Entferungsmeßmarken mit unveränderlichem Halbmesser auf dem Schirm der Anzeigevorrichtung von nach dem Rückstrahlverfahren arbeitenden Ortungsgeräten (Sonar- und Radargeräten), wobei für die Erzeugung der einstellbaren Entfernungsmeßmarke von einem bei Aussenden eines jeden Impulses des Ortungsgeräts erneut gestarteten, einstellbaren Kurzzeitgeber je ein Impuls auf die Anzeigevorrichtung gegeben wird und die einstellbare Entfernungsmeßmarke sich aus den Anzeigen dieser Impulse auf der Anzeigevorrichtung ergibt.

Bei den bekannten Geräten dieser Art werden zur Erzeugung der Meßmarken im Radargerät analog arbeitende Verzögerungsschaltungen benutzt. Diese Schaltungen haben den Nachteil beschränkter Genauigkeit infolge unvermeidbarer Toleranzen und des temperaturabhängigen Verhaltens elektrischer Bauelemente. Zwar läßt sich mit diesen Geräten die von den Behörden geforderte Genauigkeit von etwa 1% erreichen; da man aber im Radargerät weitere feste Entfernungsmeßmarken benutzt, werden in der Praxis immer störende Abweichungen zwischen der einstellbaren Meßmarke und den festen Meßmarken beobachtet. Um diese Fehler möglichst klein zu halten, ist es üblich, den gesamten Darstellungsbereich des Radargeräts in dem analog arbeitenden Meßmarken-Zusatzgerät ebenso wie im Anzeigegerät des Radargeräts selbst nicht in einem einzigen Zuge zu überstreichen, sondern mit einer Bereichsumschaltung zu arbeiten. Dadurch lassen sich die Fehler zwar verringern, aber nicht beseitigen; sie werden auch weiterhin als störend empfunden.

Aus der deutschen Auslegeschrift 12 27 958 ist eine Einrichtung zur Nachbildung der Videoimpulse eines Radarzieles mit frei wählbaren Zielkoordinaten bekannt, welche zwei Taktgeber mit einem der gewünschten Entfernungsauflösung bzw. der gewünschten Winkelauflösung entsprechenden Takt aufweist. An die Taktgeber ist jeweils eine Entternungs-Zählstufe bzw eine Winkel-Zählstufe mit nachgeschalteter Übereinstimmungsabfrage — bestehend aus jeweils zwei logischen Schaltungen für die Einstellung des gewünschten Entfernungs- bzw. Winkelbereichs — angeschlossen.

Den logischen Schaltungen für die Einstellung des Entfernungsbereichs bzw. des Winkelbereichs ist jeweils eine bistabile Kippschaltung nachgeschaltet; die gegebenenfalls von diesen Kippschaltungen kommenden beiden Signale werden in einer UND-Schaltung zusammengefaßt und ergeben ein Signal, mit dem sich — in Abhängigkeit von den eingestellten Entfernungsund Winkelwerten — ein genau definierter Bildausschnitt auf dem zugehörigen Anzeigegerät auftasten läßt.

" Die logischen Schaltungen sind mittels einer Tastatur bedienbar, können jedoch auch durch ein vorgegebenes Programm gesteuert werden und zusätzlich mit einer Ziffernanzeige zur Darstellung der eingestellten Werte versehen sein. Die bekannte Nachbildungseinrichtung ist in der Lage, ein »Radamel« in Form fines Kreises zu erzeugen. Dieser ist jedoch nicht vollständig geschlos sen und weist eine die exakte Entfernungsbestimmung erschwerende Mindestbreite auf. Im übrigen befaßt sich die in Rede stehende Druckschrift nicht mit der gleichzeitigen Erzeugung fester und einstellbarer Entfernungsmeßmarken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs gekennzeichneten Art zu

schaffen, in welcher die Erzeugung der festen Meßmarken und der einstellbaren Meßmarke mit genau übereinstimmendem Maßstabe arbeitet, so daß die beobachtungsstörenden Abweichungen zwischen diesen beiden Entfernungsanzeigen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der um Zeitintervalle verstellbare Kurzzeitgeber aus einem von einem Taktimpulserzeuger gespeisten Impulszähler mit digitaler Koinzidenzabfrage in Form einer einstellbaren Vorwahl mit einem Gatter z-'.n Gewinnen des Impulses bei Erreichen eines vorgewählten Zählerstands besteht und da3 vom Taktimpulserzeuger Taktimpulse an den Impulszähler geliefert werden, die einen Abstand voneinander haben, der dem kleinsten einzustellenden Zeitintervall der Verstellung des Kurzzeitgebers oder einem ganzzahligen Bruchteil davon entspricht, wobei der durch die Vorwahl vorgebbare Zählerstand an einem Anzeigegerät digital angezeigt wird und an dem Impulszähler zusätzlich Tore — für Impulse zum Darstellen der festen Eiitfernungsringe auf dem Schirm der Anzeigevorrichtung — vorgesehen sind. Indem man die Impulse des Taktimpulserzeugers sowie den Impulszähler auch zur Ableitung der festen Enlfernungsmeßmarken benutzt, werden Abweichungen zwischen den festen Entfernungsmeßmarken und der einstellbaren Entfernungsmeßmarke vermieden. Die absolute Genauigkeit der Entfernungsanzeige hängt nur noch von der Gi. nauigkeit des Taktimpulserzeugers ab, der durch einen Quarz stabilisiert werden kann.

Aus der britischen Patentschrift 9 88 379 ist es bere'ts bekanntgeworden, einen Kurzzeitgeber aus einem Impulszähler aufzubauen, der an einen Taktimpulserzeuger angeschlossen ist und über eine vorgebbare Koinzidenzbedingung abgefragt wird. Bei der in dieser Patentschrift beschriebenen Einrichtung handelt es sich aber nicht um eine Einrichtung, bei der neben ringförmigen festen Entfernungsmeßmarken eine veränderliche Entfernungsmeßmarke dargestellt wird, die bei Übereinstimmung eines bestimmten digital angezeigten Meßwerts auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung zusammengefaßt wird, sondern vielmehr um eine Einrichtung, bei der eine RfirV^'rahlortungsanzeige nach Azimut und Entfernung laufend digitalisiert und als zusätzliche Informationen bestimmte Positionen, die ebenfalls nach Azimut und Entfernung als Digitalausgangspunkt eines Rechners vorliegen, mit der digitalisierten Rückstrahlortungsanzeige verglichen werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist die Einrichtung so ausgebildet, daß der Taktimpulserzeuger und der Sender des Ortungsgeräts synchron von einem Steuergerät getastet werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, für die mit den Taktimpulsen des Taktimpulserzeugers synchrone Tastung des Senders einen Teiler vorzusehen, der bei jedem η-ten Taktimpuls die Tastung des Senders bewirkt. Man kann auf diesen Synchronismus aber auch verzichten, indem man einen primären Taktimpulserzeuger vorsieht, Her primäre Taktimpulse liefert, deren Abstand vielfach kleiner ist als der Abstand der zur Kurzzeitmessung dienenden Taktimpulse und die vom Steuergerät über eine Torschaltung auf einen Digitalteiler geschaltet werden, der die Taktimpulse liefert.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Beispielen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erzeugung einer einstellbaren und mehrerer fester Entfernungsmeßmarken auf der Anzeigevorrichtung eines nach dem Rückstrahlverfahren arbeitenden Ortungsgerots,

Fig.2 eine abgewandelte Sjnchronisierschaltung und

F i g. 3 eine weitere Abwandlung der Synchronisierschaltung.

Eine einzige Antenne 1 diene zum Aussenden der Sendeimpulse wie zum Empfang der Rückstrahlimpulse. Zur Beobachtung der gesamten Umgebung läuft die

ao Antenne 1 ständig um. Die empfangenen Rückstrahlimpulse werden in üblicher Weise zur Darstellung auf einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise auf dem Schirm 2 einer Kathodenstrahlröhre, mit zum Antennenumlauf synchroner Kreisablenkung und zur Impulsaussendung synchroner Radialablenkung des Kathodenstrahls in der sogenannten PPI-Darstellung angezeigt

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 werden von einem Steuergerät 3 in üblicher Weise Tastimpulse zur Tastung eines Senders 4 erzeugt, die über eine Leitung 5 auch auf eine Taststufe 6 wirken. Letztere tastet einen Taktimpulserzeuger 7 zur Erzeugung von Taktimpulsen It₁. Der Abstand dieser Taktimpulse U₇ entspricht zeitlich der kleinsten Einheit der zu messenden Entfernung von beispielsweise 0,1 Seemeilen (sm) oder 0,1 km.

Durch Auszählen der Taktimpulse U₇ in einem voreinstellbaren Impulszähler 8 kann für jede beliebige Entfernung, in Schritten, die der genannten kleinsten Einheit der zu messenden Entfernung entsprechen, zur Erzeugung der Meßmarke ein Impuls gewonnen werden. Diese Entfernungsmeßmarke wird mit jeder Sendeperiode erneut erzeugt, so daß im Verlauf eines oder mehrerer Umläufe des Kathodenstrahls auf dem Schirm 2 ein Entfernungsring E entsprechend der

J5 Voreinstellung des Impulszählers 8 geschrieben wird. Diese Voreinstellung erfolgt digital mit Hilfe einer Vorwahl 9. Wird beispielsweise zwischen 20,0 und 40,0 sm am Schirm der Kathodenstrahlröhre ein Objekt Z ausgemacht, dessen Entfernung durch Setzen eines,

■»ο Entfernungsrings E genauer ermittelt werden soll, so wird die Vorwahl 9 so lange verstellt, bis der dadurch erzeugte Entfernungsring E durch den Leuchtpunkt des Objekts Z hindurchgeht. Die eingestellte Entfernung wird digital an einem mit der Vorwahl 9 gekoppelten

■«5 Anzeigegerät 10 dargestellt. Über ein UND-Gatter 1! wird ein Impuls Uw zur Hellsteuerung der Kathodenstrahlröhre und somit zur Erzeugung der Meßmarke auf dem Schirm 2 abgegeben.

Der Taktimpulsgeber 7 wird ferner zur Erzeugung

so fester Entfernungsmeßmarken, beispielsweise für Entfernungen von 20,0. 40,0 und 60,0 sm im 60-Meilen-Bereich, verwendet. So ist sichergestellt, daß die Maßstäbe für die festen und für die einstellbaren Entfernungsmeßmarken.die Entfernungsringe E, übereinstimmen.

Die Taktimpulse w gelangen über ein Tor 13 zur ersten Dekade des Impulszählers 8, sobald das Tor 13 bei Tastung des Senders vom Steuergerät 3 her über eine Steuerleitung 14 geöffnet wird. Die Impulse 1120, "40 und Ubo für die Erzeugung fester Entfemungsmeßmar-

^bf> ken werden, wie die Impulse Un für die Erzeugung der einstellbaren Entfernungsmeßmarke, durch entsprechende Anschlüsse an die drei Dekaden des Impulszählers 8 über Tore 15, 16 und 17 auf die Kathodenstrahlröhren geschaltet.

^bl> Mit dem dargestellten Zähler kann man den gesamten Bereich überstreichen. Eine Umschaltung auf verschiedene Bereiche ist somit nicht erforderlich, im Gegensatz zur analogen Methode, bei der in der üblichen Weise

eine Umschaltung auf verschiedene Meßbereiche, beispielsweise O bis 20,0 sm und 0 bis 60,0 sm, erfolgen muß.

Entspricht der Abstand der Taktimpulse U₁ der kleinsten Einheit der zu messenden Entfernung von z. B. 0,1 sm, so muß dafür Sorge getragen werden, daß Synchronismus zwischen den Taktimpulsen uj und den Sendeimputsen der Radaranlage besteht. Im ersten Ausführungsbeispiel wird dieses dadurch erreicht, daß der Taktimpulserzeuger 7 über die Taststufe 6 durch das Steuergerät 3 getastet wird.

F i g. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für eine derartige Synchrönisierschaltung, bei der die im Steuergerät 3 erzeugten Impulse von einem nicht

getasteten Taktimpulserzeuger 7 über einen Teiler 18 synchronisiert werden.

Man kann aber auch, wie in Fig.3 dargestellt, einen primären Taktimpulserzeuger T vorsehen, der primäre Taktimpulse U₁' liefert, deren Absland vielfach kleiner ist als der Abstand der zur Kurzzeitmessung dienenden Taktimpulse w, das heißt, vielfach kleiner ist als es den kleinsten Einheiten der zu messenden Entfernung entspricht. Diese primären Taktimpulse U₁' mit sehr rascher Folge werden über eins Torschaltung 19 mittels eines Takiimpulses Ui des Steuergeräts 3 auf einen Digitalteiler 20 geschallet, der schließlich die Taktimpulse uj liefert, die als Zählimpulse für die Entfernungsermittlung dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeicbnuiigeä

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erzeugung einer einstellbaren kreisförmigen Entfernungsmeßmarke mit veränderlichem Halbmesser um den Ort des Ortungsgeräts und konzentrisch dazu dargestellter ebenfalls kreisförmiger Entfernungsmeßmarken mit unveränderlichem Halbmesser auf dem Schirm der Anzeigevorrichtung von nach dem Rückstrahlverfahren arbeitenden Ortungsgeräten (Sonar- und Radargeräten), wobei für die Erzeugung der einstellbaren Entfernungsmeßmarke von einem bei Aussenden eines jeden Impulses des Ortungsgerät; erneut gestarteten, einstellbaren Kurzzeitgeber je ein Impuls auf die Anzeigevorrichtung gegeben wird und die einstellbare Entfernungsmeßmarke sich aus den Anzeigen dieser Impulse auf der Anzeigevorrichtung ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß der um Zeitintervalle verstellbare Kurzzeitgeber aus einem von einem Taktimpulserzeuger (7 bzw. T) gespeisten Impulszähler (8) mit digitaler Koinzidenzabfrage in Form einer einstellbaren Vorwahl (9) mit einem Gatter (ti) zum Gewinnen des Impulses (ull) bei Erreichen eines vorgewählten Zählerstands besteht und daß vom Taktimpulserreuger Taktimpuise (u 7 bzw. u T) an den Impulszähler (8) geliefert werden, die einen Abstand voneinander haben, der dem kleinsten einzustellenden Zeitintervall der Verstellung des Kurzzeitgebers oder einem ganzzahligen Bruchteil davon entspricht, wobei der durch die Vorwahl (9) vorgebbare Zählerstand an einem Anzeigegerät (10) digital angezeigt wird und an dem Impulszähler (8) zusätzlich Tore (15,16,17) - für Impulse (u20, u40, υ 60) zum Darstellen der festen Entfernungsringe (E) auf dem Schirm (2) der Anzeigevorrichtung vorgesehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktimpulserzeuger (7) und ein Sender (4) synchron von einem Steuergerät (3) getastet werden

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für mit den Taktimpulsen (07) des Taktimpulserzeugers (7) synchrone Tastung des Senders (4) ein Teiler (18) vorgesehen ist, der bei jedem η-ten Taktimpuls (iti) die Tastung des Senders (4) bewirkt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein primärer Taktimpulserzeuger (7') vorgesehen ist, der primäre Taktimpulse (U7') liefert, deren Abstand vielfach kleiner ist als der Abstand der zur Kurzzeitmessung dienenden Taktimpulse (U₇), und die vom Steuergerät (3) über eine Torschaltung (19) auf einen Digitalteiler (20) durchgeschaltet werden, der die Taktimpulse (1/7) liefert.

5 Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus den vom Taktimpulserzeuger (7 oder T') gelieferten oder durch Teilung gewonnenen Taktimpulsen (w) durch eine Teilerschaltung Impulse (U20. uao. Uöo) zur Erzeugung fester Entfernungsmeßmarken abgeleitet und auf die Anzeigevorrichtung gegeben werden.