DE2226163C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verarbeitung der Videosignale, die von einem an Bord eines Flugzeuges angeordneten kohärenten Impuls-Radargerät mit einer seitwärts zum Flugweg gerichteten festen Antenne während aufeinanderfolgenden Entfernungsabtastungen geliefert werden, zu Bilddatensignalen, die ein linienweise aufgebautes Bild ergeben, unter Einführung strahlfokussierender Phasenkorrekturen ("synthetische" Antenne), sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Erfindung befaßt sich demnach mit datenverarbeitenden Anlagen, die unter Erzeugung eines "künstlichen" Antennendiagramms anhand der von den Radar-Anlagen gelieferten Signale Kartenbilder erstellen, und finden Anwendung bei der Erzeugung von linienweise aufgebauten Bildern mit Hilfe von Radargeräten, die in Flugzeugen installiert und seitlich zum Flugweg ausgerichtet sind.

Bei der Kartenaufzeichnung mit den "synthetischen" Antennendiagrammen wird die Azimut-Auflösung erhöht, indem die vom Radargerät gelieferten Daten, die aus jedem der Entfernungsauflösung entsprechenden und innerhalb der ausgesendeten Strahlungskeule liegenden Entfernungsintervall stammen, periodisch abgetastet werden, während die Antenne in Richtung des Flugweges bewegt wird, und die empfangenen und abgetasteten Daten korreliert und integriert werden, was einer elektronischen Fokussierung gleichkommt. Diese elektronische Fokussierung simuliert den tatsächlichen Fokus einer Antenne, deren Strahlbreite der Länge des Flugweges entspricht, währenddem das synthetische Diagramm gebildet worden ist, also die Weglänge, auf der die zur Bildung des Diagrammes verwendeten Proben genommen wurden.

Wenn mit Hilfe eines solchen an Bord eines Flugzeuges installierten Gerätes Karten quer zu einem geradlinigen Flugweg aufgenommen werden, müssen Phasenkorrekturen an den bipolaren kohärenten Radarsignalen vorgenommen werden, um den Signalvektorfokus zu bilden. Die an den empfangenen Radarsignalen, die bei der Bildung eines speziellen synthetischen Diagrammes oder einer speziellen synthetischen Gruppe teilnehmen, vorzunehmenden Phasenkorrekturen müssen die zweifach quadratisch variierende Entfernung zu einem bestimmten Streupunkt am Boden kompensieren. Diese Variation der Entfernung beruht darauf, daß der Ort konstanter Entfernung zu einem gegebenen Streupunkt am Boden von einem Kreis gebildet wird, wogegen der Flugweg annähernd geradlinig verläuft.

Von der Anmelderin wurden verschiedene, nicht veröffentlichte Vorrichtungen zur Erzeugung eines synthetischen Strahlungsdiagrammes für die linienweise Aufnahme von Bildern entwickelt, die zur Beleuchtung des technischen Hintergrundes der Erfindung nachstehend kurz behandelt werden sollen.

Bei der ersten dieser Vorrichtungen werden einander überlappende, aufeinanderfolgende synthetische Gruppen gebildet, indem die kohärenten Rohdaten über die gesamte Breite des tatsächlichen Antennendiagrammes wenigstens jedesmal zur Korrelation gebracht werden, wenn das Flugzeug eine Strecke durchflogen hat, die einem "Azimut"-Auflösungselement, also einem Auflösungselement in Flugrichtung, entspricht. Bei jeder Korrelation werden die meisten der "Rohdaten", die von einer vorhergehenden Gruppe stammen, erneut benutzt. Die ältesten Daten werden aus dem Korrelationsvorgang ausgestoßen und es wird ein neuer Anteil an Rohdaten hinzugefügt. Wenn eine bestimmte Entfernungsabtastung oder eine bestimmte Rohdatenprobe bipolarer Echodaten betrachtet wird, so nimmt diese Rohdatenprobe in jeder synthetischen Gruppe zunehmend weiter zurückliegende Stellungen ein, wenn der Aufzeichnungsprozeß fortschreitet. Aus diesem Grund ist der Betrag der Phasenkorrektur, der für eine bestimmte Rohdatenprobe benötigt wird, nicht konstant, sondern ändert sich in quadratischer Weise in dem Maß, wie spezielle Datenelemente in aufeinanderfolgenden Gruppen verschiedene, immer weiter zurückliegende Stellungen einnehmen. Daher sind bei kontinuierlicher, serienweiser Verarbeitung bisher sich dynamisch ändernde Phasenkorrekturen beim Auslesen der Rohdaten angebracht worden und nicht bei der Eingabe der Daten in einen Speicher.

Bei einer anderen dieser Vorrichtungen, die zur Erzeugung kontinuierlicher "Streifenkarten" in Realzeit unter Bildung eines synthetischen Diagrammes oder einer synthetischen Gruppe dient, wird von einer Vorsummierung mehrerer unfokussierter Echogruppen oder Teilgruppen Gebrauch gemacht, ohne innerhalb der Teilgruppe eine Phasenkorrektur anzubringen. Diese unfokussierten Teilgruppen werden dann zu einer fokussierten Gesamtgruppe oder einem synthetischen Diagramm kombiniert, indem die Phase jeder unfokussierten Teilgruppe korrigiert wird, wenn die Teilgruppensignale zur Bildung der Gesamtgruppe vektoriell addiert werden. Wegen des Echoprinzips von Radaranlagen ist der Betrag der Phasenkorrektur, der den einzelnen Teilgruppen erteilt werden muß, gleich der zweifachen Horizontalverschiebung der Teilgruppen vom Flugweg zum Kreis konstanter Entfernung. Eine Korrektur der Phase der Gruppe ist einer seitlichen Verschiebung der Daten senkrecht zum Flugweg äquivalent. In dem gerade beschriebenen System werden die Phasenkorrekturen lediglich in gerade gebildeten Teilgruppen erteilt, wenn diese Teilgruppen zur Bildung der Gesamtgruppen addiert werden. Demnach besteht jede Teilgruppe vor der Phasenkorrektur aus unverschobenen Daten, die längs des geradlinigen Flugweges gesammelt worden sind. Eine solche durch Vorsummieren gebildete Teilgruppe kann infolgedessen fortlaufend auf den neuesten Stand gebracht werden, indem ihre ältesten Daten in dem Maße ausgestoßen werden, wie die neuen Daten aufgenommen werden. Durch die Phasenkorrektur jeder Teilgruppe und deren fortlaufende Addierung wird eine fortlaufende linienweise Bilddarstellung erhalten. Bei dieser Technik, bei der keine Fokussierung innerhalb der Teilgruppe stattfindet, muß, damit der Phasenfehler in allen Teilgruppen auf einem vernünftigen Wert gehalten wird, die Länge der Untergruppen für solche Untergruppen kleiner gemacht werden, die näher zu den äußeren Grenzen der Gesamtgruppe liegen. Diese Tatsache beruht darauf, daß der Abstand des Kreisbogens, der einer konstanten Entfernung zu einem bestimmten Streupunkt am Boden und damit einer konstanten Phasenlage entspricht, an den Grenzen der Gesamtgruppe schneller zunimmt. Daraus ergibt sich eine sehr unwirtschaftliche Verarbeitung, weil eine sehr große Anzahl an Teilgruppen benötigt wird, wenn eine hohe Auflösung gewünscht wird, was einer sehr langen Gesamtgruppe entspricht.

Ein weiterer Versuch zur Erzeugung fokussierter Linien durch elektronische Korrelation macht von einem Abtastintegrator Gebrauch, wie beispielsweise einer umlaufenden Verzögerungsleitung, dem ein programmierter Phasenschieber vorausgeht, um die Drehung der Signalsektoren zu bewirken. Wenn eine solche Anordnung zur seitlichen Kartenaufnahme benutzt wird, muß diesem Phasenschieber zur Rotation der Signalvektoren ein quadratisches Phasenprogramm zugeführt werden, damit die zweifache Entfernungsänderung zwischen dem geradlinigen Flugweg und der Sehne konstanter Entfernung zu einem gegebenen Boden-Auflösungselement kompensiert wird. Wenn eine Gesamtgruppe vervollständigt ist, repräsentiert die Ausgangssumme des Integrators eine korrelierte Bildlinie und es kann erst danach ein spezieller, aus Datenschieber und Integrator bestehender Kanal von seinen Daten befreit und dessen Phasenschieber zur Bildung der als nächstes anschließendes Gruppe neu programmiert werden. Wird nur ein solcher Kanal angewendet, kann also nur eine Bildlinie pro Gruppenlänge erzeugt werden. Um bei der beschriebenen Anordnung aufeinanderfolgende und aneinandergrenzende Bildlinien zu erhalten, müssen daher parallel Kanäle vorgesehen werden, von denen jeder eine quadratische Phasenprogrammfolge aufweist, die gegenüber derjenigen des benachbarten Kanales "versetzt" ist. Bei einer solchen Anordnung mit einer Vielzahl von Kanälen sind in jedem Augenblick die Kanäle in verschiedenen Stadien der Vervollständigung einer Gruppe. Da wenigstens für jedes Auflösungselement im Azimut innerhalb einer Gruppe ein Kanal vorhanden sein muß, ist für eine hohe Auflösung eine große Anzahl solcher Kanäle notwendig. Bei der Anwendung vieler solcher Kanäle ist die Gesamtheit der arithmetischen Operationen, die für die gewünschten Vektordrehungen erforderlich sind, sehr hoch, was insbesondere bei der Kartenaufnahme aus großen Entfernungen ins Gewicht fällt, wo die Gruppenlängen besonders groß werden.

Aus den US-Patentschriften 32 71 765 und 32 28 028 ist eine andere Methode zur synthetischen Fokussierung in Realzeit bekannt, die in dem sogenannten "schubweisen" Korrelationsverfahren besteht. Beim "schubweisen" Verfahren werden die bipolaren kohärenten Radarsignale in Digitalsignale umgesetzt und dann einem Digitalspeicher zugeführt, bis dieser gefüllt ist. Der Speicherprozeß wird dann unterbrochen, worauf die gespeicherten Daten ausgelesen und in mehreren Kanälen verarbeitet (korreliert) werden, um einen mehrwinkligen oder mehrstrahligen, zweidimensionalen "Bildflecken" zu erzeugen. Das korrelierte Ausgangsbild, das durch eine solche schubweise Verarbeitung erzeugt ist, ist ein Mosaik aus sorgfältig aufgezeichneten kleinen "Flecken", deren Form etwa derjenigen des Schlußsteines eines Bogens entspricht und von denen jeder das Ergebnis einer mehrwinkligen Korrelation eines speziellen "Datenschubes" ist. Zusammen bilden diese aufgezeichneten Teilbilder ein vollständiges Bild oder eine Karte. Diese "schubweise" Verarbeitung ist für viele Anwendungen befriedigend, jedoch führt die von einem Rechteck abweichende Form der "Flecken" oder Teilbilder in manchen Fällen, bei denen es auf eine hohe Auflösung und das Erfassen eines großen Entfernungsbereiches ankommt, zu Problemen bei der Bildausrichtung und zu erheblichen Schwierigkeiten bei der Aufzeichnung und/oder Wiedergabe der vollständige Karte.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und auch eine verbesserte Vorrichtung zur elektronischen Verarbeitung der von gattungsgemäßen Radaranlagen gelieferten Videosignale zu schaffen, die in Realzeit ein fortlaufendes Bild hoher Auflösung liefert und zugleich eine Verminderung in der Anzahl der erforderlichen arithmetischen Operationen ermöglicht. Dabei soll eine Bildaufnahme in einem großen Entfernungsbereich möglich sein und das erzeugte Bild ohne weiteres für die Aufzeichnung und/oder Darstellung geeignet sein. Endlich soll das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit bieten, die zu seiner Durchführung benötigte Vorrichtung digital zu verwirklichen, bei digitaler Multiplikation entstehende Rundungsfehler zu vermindern und die Karten unter verschiedenen Winkeln zum Flugweg aufzunehmen.

Diese Aufgabe wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß aus mehreren aufeinanderfolgenden Entfernungsabtastungen stammende, jeweils einem Entfernungsintervall zugeordnete Videosignale zu Teilgruppensignalen zusammengefaßt und die Teilgruppensignale bei jeder Entfernungsabtastung durch Hinzufügen eines neuen Videosignales und Abstoßen des ältesten Videosignales auf den neuesten Stand gebracht und, nachdem ihnen zum Ausgleich des Unterschiedes zwischen der mittleren Radialentfernung der eine Teilgruppe bildenden Entfernungsintervalle von der Antenne und ihrem Abstand vom Flugzeug eines Phasenverschiebung erteilt worden ist, mehrere Teilgruppensignale zu einem Gruppensignal summiert werden, das für einen dem Entfernungsintervall zugeordneten Punkt auf einer Linie des Bildes charakteristisch ist, und zusätzlich innerhalb jeder Teilgruppe jedes Entfernungsintervalles dem Teilgruppensignal, das dem gleichen Entfernungsintervall der vorhergehenden Entfernungsabtastung zugeordnet ist, eine der mittleren Änderung der Radialentfernung gleicher Entfernungsintervalle aufeinanderfolgender Entfernungsabtastungen entsprechend inkrementale Phasenverschiebung erteilt wird, bevor das Teilgruppensignal auf den neuesten Stand gebracht wird.

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Vorrichtung nach der Erfindung weist für die Bildung eines jeden Teilgruppensignales mindestens einen besonderen Verarbeitungskanal mit je einer Einrichtung, die dem Teilgruppensignal des entsprechenden Verarbeitungsintervalls des vorhergehenden Verarbeitungszyklus die inkrementale Phasenverschiebung erteilt, und eine Einrichtung zur Modifizierung des resultierenden Signals in Abhängigkeit von den Videosignalen sowie eine Einrichtung zur Vereinigung der Teilgruppensignale auf.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bilden digitalisierte Verarbeitungskanäle eine Anzahl schmaler Teilgruppen, in denen eine angenäherte, lineare Phasenkorrektur stattfindet. Jede Teilgruppe wird fortlaufend auf den neuesten Stand gebracht, indem die ältesten Daten subtrahiert und die neuesten Daten addiert werden. Gleichzeitig werden die linear fokussierten Teilgruppen kontinuierlich zu einer fokussierten synthetischen Gesamtgruppe kombiniert oder summiert, indem dem laufenden Vorsummenausgang jeder Teilgruppe entweder am Eingang zur linearen Phasenkorrektur oder bei der Zuführung zu einem die Gesamtgruppe bildenden Summierer eine geeignete quadratische "Gruppen"-Phasenkorrektur erteilt wird. Demgemäß werden die synthetischen Gruppen über den approximierten Äquivalenten einander überlappender, kreisbogenförmiger Flugwegabschnitte und demnach mit konstanter Entfernung und Phasen erzeugt. Jedes dieser Äquivalente zu einem kreisbogenförmigen Flugbahnabschnitt, der einen gegebenen Punkt am Boden zum Zentrum hat, wird jedoch nicht als eine Serie paralleler geradliniger Abschnitte unterschiedlicher Länge erzeugt, wie in bekannten Vorrichtungen, sondern statt dessen als eine Serie von nichtparallelen geradlinigen Abschnitten gleicher Länge, von denen jeder ein solche Neigung hat, daß er durch die Anwendung der "Gruppen"-Phasenkorrektur so verschoben werden kann, daß er den Kreisbogen konstanter Entfernung tangiert. Da alle geradlinigen Abschnitte an entsprechende Abschnitte des Kreisbogens tangieren, können die Längen der Untergruppen gleich sein und trotzdem innerhalb der gleichen Phasentoleranzen liegen, unabhängig davon, welche Lage sie jeweils in der Gesamtgruppe haben. Da alle Abschnitte tangential zu dem Kreisbogen konstanter Entfernung liegen, kann jede Untergruppe so lang gemacht werden, wie die längstmögliche Untergruppe der oben beschriebenen, bekannten Systeme. Da innerhalb der Kanäle, die jeweils eine Teilgruppe verarbeiten, lineare und nichtquadratische inkrementale Phasenkorrekturen stattfinden, können die ältesten Daten in jedem Kanal kontinuierlich entfernt und statt dessen neue Daten hinzugefügt werden. Weiterhin können Daten, die bereits gespeichert waren, fortlaufend inkrementalen Phasenkorrekturen in dem Maße unterworfen werden, wie sie in dem Speicher fortschreiten und innerhalb der Untergruppe weiter zurückliegende Positionen einnehmen. Auf die beschriebene Weise können Nährungen einander überlappender, kreisbogenförmiger Gruppen fortlaufend gebildet werden, wobei jede Teilgruppe und die aus den Teilgruppen bestehende Gesamtgruppe aufeinanderfolgende Stellungen längs des Flugweges einnehmen, so daß eine fortlaufende, linienweise Erzeugung eines Bildes stattfindet.

Die Phasenschieber in jedem einer Teilgruppe zugeordneten Verarbeitungskanal können dynamisch programmiert sein, um eine Fokussierung in allen Entfernungen zu gewährleisten. Weiterhin kann die Möglichkeit für eine Kartenaufnahme unter einem von 90° abweichenden Schielwinkel zur Flugrichtung geschaffen werden, indem die Werte der Phasenverschiebung entsprechend gewählt und die in der Vorrichtung vorhandenen Entfernungsverzögerungen als Funktion der jeder Teilgruppe zugeordneten Entfernungsverringerung programmiert wird.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung, welche die Aufnahme einer Bodenkarte querab zum Weg eines Flugzeuges veranschaulicht,

Fig. 2 eine Darstellung der geometrischen Beziehung zwischen dem Flugweg und einem Streupunkt auf der Erde,

Fig. 3 eine Darstellung, welche eine bekannte Methode der Phasenkorrektur und fokussierter Teilgruppen veranschaulicht,

Fig. 4 und 5 Darstellungen, welche die nach der Erfindung verwendete lineare Phasenkorrektur veranschaulichen,

Fig. 6 eine eine Radaranlage umfassende Vorrichtung zur Kartenaufzeichnung, die von dem erfindungsgemäßen Verfahren Gebrauch macht und eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält,

Fig. 7 das Blockschaltbild eines Teilsummenbildners, der für die Vorrichtung nach Fig. 6 geeignet ist,

Fig. 8 das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 9 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 6,

Fig. 10 das Blockschaltbild eines Kanals der Vorrichtung nach Fig. 8,

Fig. 11 und 12 Blockschaltbilder von Multipliziereinheiten, die in der Vorrichtung nach Fig. 8 enwendbar sind,

Fig. 13 das Blockschaltbild eines Teiles einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, das zur Vermeidung von "Rundungsfehlern" eingerichtet ist,

Fig. 14 ein Diagramm zur Erläuterung der Amplituden- und Phasenbeziehungen zwischen den verschiedenen Teilgruppen und der synthetischen Gesamtgruppe,

Fig. 15 das Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 16 ein Diagramm zur Erläuterung der Vorgänge bei einer Kartenaufnahme unter einem Schielwinkel, und

Fig. 17 das Blockschaltbild eines Verarbeitungskanals der Vorrichtung nach Fig. 15, der für die Kartenaufnahme unter einem Schielwinkel eingerichtet ist.

Damit die Erfindung besser verständlich wird, sei zunächst die Beziehung zwischen dem Flugweg des die Bodenkarten aufnehmenden Flugzeuges und dem elektronisch fokussierten, synthetischen Strahlungsdiagramm erläutert. Da jedes synthetische Strahlungsdiagramm durch eine langgestreckte Strahlergruppe erzeugt werden kann und die elektronische Fokussierung dadurch erfolgt, daß eine Vielzahl von Signalen zu einer Signalgruppe zusammengefaßt wird, wird im folgenden auch von einer synthetischen Gruppe gesprochen.

Es sei angenommen, daß das in Fig. 1 dargestellte Flugzeug 10 einem geradlinigen Flugweg 12 folgt und eine Antenne 14 einen Geländeabschnitt bestrahlt, der die Maximal- und Minimalentfernungen 16 bzw. 18 einschließt. Das empfangene Signal, das von diskreten Streupunkten in dem von der echten Strahlungskeule 15 bedeckten Gebiet reflektiert wird, wird in aufeinanderfolgenden Entfernungsintervallen periodisch abgetastet, während die Strahlungskeulen über jeden Streupunkt am Boden hinwegbewegt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung korreliert und intergriert, d. h. fokussiert elektronisch die empfangenen Echosignale, um den physikalischen Fokus, also die geringe Strahlbreite einer Antenne zu simulieren, welche annähernd die Länge des Flugweges aufweist, während dem die synthetischen Gruppen gebildet werden. Wie im folgenden erläutert wird, ermöglichen das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung ein Verarbeiten der empfangenen Daten in solcher Weise, daß zur Realzeit eine fortlaufende Aufnahme eines Kartenbildes mit einem synthetischen Strahlungsdiagramm in Form eines fokussierten, Linie für Linie gezeichneten Bildes erfolgt, wie es durch die Streifenkarte 20 in Fig. 1 veranschaulicht ist. Die Azimut-Auflösung zwischen diskreten Streupunkten am Boden, wie den in der Fig. 1 dargestellten Streupunkten a und b, ist eine Funktion der Länge der synthetischen Gruppe, während die Entfernungsauflösung zwischen diskreten Streupunkten eine Funktion von deren Übertragungsbandbreite ist. Die Phasenkorrekturen, die den eine spezielle Gruppe bildenden Daten erteilt werden müssen, sind diejenigen, die zur Kompensation der zweifach quadratisch variierenden Entfernung R erforderlich sind. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, handelt es sich bei den zu kompensierenden Entfernungsvariationen um den doppelten Abstand zwischen dem geradlinien Flugweg 12 und einem theoretischen kreisbogenförmigen Flugweg, der zu einem gegebenen Streupunkt 22 am Boden konzentrisch verläuft. Die Größe der in Fig. 2 dargestellten Abstände Δ veranschaulicht die einfache Entfernungsvariation, die übertrieben worden ist, um die Variation während einer Gruppe besser zu veranschaulichen. Für einen vorgegebenen Punkt längs des Flugweges 12 ist die erforderliche Phasenkorrektur Φ, die sich aus der zweifachen Entfernungsvariation ergibt

wenn λ die Wellenlänge der abgestrahlten Energie ist.

Für typische Gruppenlängen ist die einfachere Entfernungsvariation Δ näherungsweise gegeben durch

wenn Y die von der Gruppenmitte aus gemessene Distanz längs des Flugweges und R die Entfernung zu einem gegebenen Streupunkt bei quer zum Flugweg gerichteter Strahlungskeule ist. Bekannte Verfahren zur Erzeugung synthetischer Gruppen haben die fokussierte synthetische Gruppe aus einer Vielzahl vorsummierter und fokussierter Teilgruppen gebildet, ohne daß innerhalb der Teilgruppen Phasenkorrekturen vorgenommen worden wären. Diese unfokussierten, also einen im Unendlichen liegenden Fokus aufweisenden Teilgruppen werden dann zu einer fokussierten synthetischen Gesamtgruppe kombiniert, indem jede unfokussierte Untergruppe eine Phasenkorrektur erfährt, wenn diese Untergruppen vektoriell zu der Gesamtgruppe vereinigt werden. Dieses bekannte Verfahren wird anhand Fig. 3 veranschaulicht, in der die Δ-Werte, also die horizontalen einfachen Verschiebungen der Untergruppe gegenüber dem Flugweg, die halbe Größe der "Gruppen"-Phasenkorrekturen anzeigt, welche den Teilgruppen erteilt werden müssen, wenn sie zur Gesamtgruppe vereinigt werden. Phasenkorrekturen, die dem doppelten Wert der Abstände Δ entsprechen, sind erforderlich, um den doppelten Weg bis hin zum Streupunkt und zurück zu berücksichtigen.

Wie in Fig. 3 dargestellt, entspricht die bei der Kombination der nicht fokussierten Teilgruppen Nr. 2 und Nr. 4 erforderliche quadratische "Gruppen"-Phasenkorrektur 2 Δ₂. Ein entsprechend größerer Betrag 2 Δ₁ wird benötigt, wenn die Teilgruppen Nr. 1 und Nr. 5 in die Gesamtgruppe eingefügt werden. "Gruppen"-Phasenkorrekturen können als äquivalent zu einer seitlichen Verschiebung der Daten senkrecht zum Flugweg betrachtet werden.

Wie erwähnt, werden bei einem nach Fig. 3 arbeitenden System die Phasenkorrekturen den durch Summieren gebildeten Teilgruppen erteilt, wenn sie zu einer Gesamtgruppe addiert werden. Daher besteht jede Teilgruppe vor der Phasenkorrektur aus unverschobenen Daten, die längs des geradlinigen Flugweges gesammelt worden sind. Daher kann eine Teilgruppe kontinuierlich auf den neuesten Stand gebracht werden, indem ihre ältesten Informationen ausgeschieden und neue Daten hinzugefügt werden. Dann wird durch Phasenkorrektur, also effektiv durch eine seitliche Verschiebung jeder Teilgruppe und ständiges Addieren der Teilgruppen, fortlaufend Zeile für Zeile ein Bild geformt. Wenn jedoch innerhalb einer Teilgruppe keine Fokussierung erfolgt, dann muß, wie aus Fig. 3 ersichtlich, die Länge solcher Untergruppen, die nahe dem Rand einer Gruppe liegen, kürzer gemacht werden, damit der Phasenfehler innerhalb vernünftiger Grenzen bleibt. Tatsächlich müssen an den Grenzen der Gruppe die Teilgruppen wenigstens so kurz sein wie die Länge der Azimut-Auflösung d, damit annehmbare Seitenzipfelniveaus erhalten werden.

Im Gegensatz dazu besteht ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin, daß eine Reihe kleiner Teilgruppen gebildet wird und bereits innerhalb jeder Teilgruppe näherungsweise lineare Phasenkorrekturen erfolgen. Die die Teilgruppen bildenden Vorsummen werden kontinuierlich auf den neuesten Stand gebracht, indem die ältesten Rohdaten ausgeschieden und die neuesten Daten aufgenommen werden. Gleichzeitig werden die linear fokussierten Teilgruppen kontinuierlich zu einer fokussierten synthetischen Gesamtgruppe kombiniert oder summiert, indem jeder Teilgruppe eine angenäherte quadratische "Gruppen"-Phasenkorrektur erteilt wird, wenn sie der Summierung der Gesamtgruppe zugeführt wird. Auf diese Weise wird das angenäherte Äquivalent zu einer Anzahl einander überlappender, kreisbogenförmiger Flugwegabschnitte erzeugt.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, besteht jedes dieser Äquivalente zu einem kreisbogenförmigen Flugbahnabschnitt, der zu einem gegebenen Streupunkt 22 am Boden konzentrisch verläuft, nicht aus einer Serie paralleler geradliniger Abschnitte unterschiedlicher Länge wie bei bekannten Vorrichtungen, sondern statt dessen aus einer Serie geradliniger Abschnitte gleicher Länge, die einen Winkel miteinander bilden und von denen jedes einen solchen Anstieg hat, daß es durch die Anwendung einer geeigneten "Gruppen"-Phasenkorrektur effektiv in eine tangentiale Lage zu einem Kreisbogen 24 konstanter Entfernung bringbar ist. Beispielsweise erfährt der der Teilgruppe 1 entsprechende Linienabschnitt 25 eine "Gruppen"-Phasenkorrektur 27, wogegen der Linienabschnitt 29 der Teilgruppe Nr. 2 keine "Gruppen"-Phasenkorrektur benötigt.

Die Bildung einer vollständigen synthetischen Gruppe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist in Fig. 5 veranschaulicht. Der Einfachheit halber veranschaulicht Fig. 5 eine Gesamtgruppe, die lediglich aus drei Teilgruppen besteht. Eine solche kleine Anzahl von Teilgruppen ist zwar untypisch, jedoch ausreichend zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, werden die Radardaten, die während eines geradlinigen Abschnittes des Flugweges, der der Teilgruppe Nr. 1 entspricht, in einem noch zu beschreibenden Verarbeitungskanal in Umlauf gebracht, der bei jedem Umlauf den Daten eine inkrementale Phasenverschiebung 26 im Sinne eines Vorlaufes erhält. Tatsächlich werden für die Teilgruppe Nr. 1 bei jedem Umlauf die Daten in Fig. 5 inkremental nach rechts verschoben. Daher haben die Daten am Anfang der Gruppe, die die meisten Umläufe ausgeführt haben, die größte Phasenschiebung erfahren. Je jünger die Daten in der speziellen Teilgruppe sind, umso weniger Umläufe haben diese Daten ausgeführt und umso geringer ist die ihnen erteilte Phasenverschiebung. Als Ergebnis dieser mit einer Phasenverschiebung behafteten Umläufe wird der gesamten Teilgruppe Nr. 1 eine sich linear ändernde Phasenkorrektur erteilt, wie sie durch die schräge Linie 28 in Fig. 5 veranschaulicht wird. Für die Teilgruppe Nr. 1 hat die lineare Phasenkorrektur, die während der Umläufe und der Ansammlung der Teilgruppendaten aufgeprägt worden ist, diese Daten in eine Position gebracht, in der sie zum theoretischen kreisbogenförmigen Flugweg 24 tangential verlaufen. Es sei erneut darauf hingewiesen, daß die tatsächlich anzuwendenden Phasenkorrekturen dem Zweifachen der dargestellten Verschiebungen entsprechen, da die unterschiedlichen Entfernungen für den Hin- und Rückweg des Radarsignales gelten.

Die während des geradlinigen Abschnittes 30 der Teilgruppe Nr. 2 (Fig. 5) angesammelten Daten benötigen keine Phasenkorrektur, weil sie bereits zur Mitte des Kreisbogens tangential verlaufen. Diese mittlere Teilgruppen-Datensumme benötigt demnach bei der Kombination zur Gesamtgruppe keine "Gruppen"-Phasenkorrektur.

Entsprechend wird den Daten, die auf dem der Teilgruppe Nr. 3 zugeordneten Abschnitte des Flugweges angesammelt werden, eine Phasenkorrektur erteilt, wenn die Daten angesammelt und in Umlauf gebracht werden, die dem Linienabschnitt einen umgekehrten Anstieg erteilt, die Phase also verzögert, wie es durch die schräge Linie 32 in Fig. 5 dargestellt ist. Wenn die Teilgruppe Nr. 3 mit den anderen Teilgruppen kombiniert wird, erfährt sie durch eine dem Abstand Δ₃ entsprechend "Gruppen"-Phasenkorrektur eine Verschiebung in eine Stellung, in der sie zu dem entsprechenden Abschnitt des kreisbogenförmigen Flugweges 24 tangential verläuft. Die der Teilgruppe Nr. 3 zugeordneten, verschobenen Daten sind in Fig. 5 als gepunktete Tangente 34 zum Kreisbogen 24 dargestellt.

Die Größe der "Gruppen"-Phasenkorrektur, die anzuwenden ist, wenn die Teilgruppe Nr. 3 in die Gesamtgruppe eingefügt ist, beträgt

Um eine kontinuierliche Arbeitsweise zu ermöglichen, werden die ältesten Daten fortlaufend von jeder Teilgruppe subtrahiert, während neue Daten am anderen Ende addiert werden. Inzwischen werden die gleichen inkrementale Phasenkorrekturen, die einer Vektordrehung entsprechen, fortlaufend vorgenommen, während die Daten ihre Umläufe ausführen. Es ist wichtig, festzustellen, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jede Teilgruppe fortlaufend auf den neuesten Stand gebracht wird und eine feste Relativstellung zur Gesamtgruppe einnimmt. Daher kann eine konstante quadratische "Gruppen"-Phasenkorrektur bei der Addition jeder einzelnen Teilgruppe zur Gesamtgruppe verwendet werden.

Zur Beschreibung dieser fortlaufenden Berichtung im einzelnen sei die Teilgruppe Nr. 1 in Fig. 5 betrachtet. Nachdem eine vollständige synthetische Gruppe abgeflogen ist, kann sofort eine nächste, überlappende und auf den neuesten Stand gebrachte Teilgruppe erzeugt werden, indem lediglich die ältesten Daten ausgeschieden werden und zur Teilgruppe Nr. 1 ein Dateninkrement hinzugefügt wird, das ursprünglich den Beginn der Teilgruppe 2 bildete, während der Prozeß der progressiven linearen Phasenverschiebung fortgesetzt wird. Auf diese Weise wird die neue Teilgruppe 33 gebildet. Das Gleiche geschieht in entsprechender Weise mit den Teilgruppen Nr. 2 und Nr. 3, so daß eine neue Gesamtgruppe erzeugt wird, die aus den Teilgruppen 33 und 35 und dem Abschnitt des Flugweges 12 besteht, der die inneren Enden der Teilgruppen verbindet. Die neue Gesamtgruppe ist auf einen Streupunkt 23 in der Entfernung R fokussiert, der in Richtung des Flugweges um eine Strecke verschoben ist, die der Azimut-Auflösung des künstlichen Strahlungsdiagrammes oder der synthetischen Gruppe entspricht.

Auf diese Weise werden, während die Daten in dem Akkumulator der Teilgruppe mit ihren Umläufen fortfahren, Näherungen aufeinanderfolgender und überlappender Kreisbogenform von tangentialen Linienabschnitten erzeugt. Das Zentrum eines jeden neuen, durch tangentiale Linienabschnitte angenäherten Kreisbogenabschnittes ist in Richtung des Flugweges gegenüber dem Vorhergehenden um einen Betrag verschoben, der der Azimut-Auflösung der synthetischen Gruppe entspricht.

Zusammenfassend wird demnach eine Anzahl von Teilgruppen gebildet, von denen jeder eine geeignete lineare Phasenkorrektur erteilt wird, die von der Relativstellung der Teilgruppe in der Gesamtgruppe abhängt. In praktisch vorkommenden Systemen mit langen Gesamtgruppen können sehr viel mehr Teilgruppen vorhanden sein, als in den Fig. 4 und 5 dargestellt, von denen jede eine lineare Phasenkorrektur erhält, wie sie erforderlich ist, um einen Linienabschnitt mit der erforderlichen Steigung zu erzeugen. Alle vorhandenen Teilgruppen werden gleichzeitig in kontinuierlicher Weise zu einer fokussierten synthetischen Gesamtgruppe kombiniert, indem eine geeignete, konstante quadratische "Gruppen"-Phasenkorrektur eingeführt wird. Da jede Teilgruppe ständig auf den neuesten Stand gebracht wird, bleibt sie stets in der gleichen Relativstellung zur Gesamtgruppe. Die Länge aller Teilgruppen ist gleich und kann in Übereinstimmung mit den tolerierbaren Phasenfehlern, welche der Hauptgrund für Azimut-Nebenzipfel sind, relativ lang gewählt werden.

Fig. 6 zeigt eine Radaranlage mit einem zur Erzeugung einer synthetischen Gruppe dienenden Verarbeitungsgerät nach der Erfindung. Wie ersichtlich, führt eine Steuereinheit 50 einem üblichen, impulsgetakteten Sender 52 Synchronisationsimpulse zu. In Abhängigkeit von diesen Synchronisationsimpulsen liefert der Sender 53 kohärente, hochfrequente Ausgangsimpulse 54 (siehe Kurve 56 in Fig. 9). Synchronisations- und Steuereinrichtungen, die für die Steuereinheit 50 geeignet sind, sind in der Technik bekannt und können beispielsweise aus einem Steueroszillator hoher Frequenzstabilität und nicht näher dargestellten, zugeordneten Schaltungsanordnungen bestehen, welche die Frequenz des Ausgangssignales des Steueroszillators zu der für den Sender 52 und der als Eingangssignal für den Mischer 60 benötigten Hochfrequenz vervielfachen. Weitere Schaltungsanordnungen können dazu dienen, das Ausgangssignal des Steueroszillators bis auf die Impulsfolgefrequenz der Radaranlage zu untersetzen. Die hochfrequenten Impulse 54 des Senders 52 werden über eine Sende-Empfangs-Weiche 58 einer Antenne 14 zugeführt, von der sie als Strahlungskeule 15 (Fig. 1) abgestrahlt werden.

Die HF-Energie, die von innerhalb der Strahlungskeule 15 liegenden Streupunkten reflektiert wird, wird von der Antenne 14 empfangen und über die Sende-Empfangs-Weiche 58 einem Mischer 60 zugeführt. Dem Mischer 60 wird von der Steuereinheit 50 über eine Leitung 62 ein Überlagerungssignal zugeführt, so daß der Mischer 60 die empfangene HF-Energie in ein ZF-Signal umsetzt. Das Ausgangssignal des Mischers 60 wird einem ZF-Verstärker 64 zugeführt, dessen Ausgangssignal in einem Phasendetektor 68 gleichgerichtet wird. Das vom Phasendetektor 68 zur Gleichrichtung benötigte Bezugssignal wird ihm über eine Leitung 66 ebenfalls von der Steuereinheit 50 zugeführt. Wenn das Eingangssignal des Phasendetektors 68 durch einen Vektor der Länge A repräsentiert wird, der in bezug auf die Phasenlage des von der Steuereinheit 50 zugeführten Bezugssignales die Phase B aufweist, dann kann das Ausgangssignal des Phasendetektors 68 durch die Größe "A cos B" dargestellt werden. Dieses Ausgangssignal wird im folgenden gelegentlich auch mit "I" oder als "0°"-Video bezeichnet.

Das von dem ZF-Verstärker gelieferte Signal wird außerdem einem zweiten Phasendetektor 70 zugeführt, der das von der Steuereinheit 50 gelieferte Signal nach einer Phasenverschiebung von 90° in einem Phasenschieber 72 empfängt. Infolgedessen ist das Ausgangssignal des Phasendetektors 70 um 90° gegenüber dem Ausgangssignal des Phasendetektors 68 verschoben und ist durch die Größe "A sin B" charakterisiert. Diese Größe wird im folgenden auch gelegentlich mit "Q" oder 90°-Video bezeichnet.

Das kartographisch aufzunehmende Entfernungsintervall wird durch ein Eingabe-Steuersignal bestimmt, das auf einer Leitung 74 von der Steuereinheit 50 zugeführt wird. So kann beispielsweise die Steuereinheit 50 ein Entfernungstor, das in Fig. 9 durch die Kurve 76 dargestellt ist, erzeugen und während dieses Entfernungstores Analog-Digital-Umsetzern 77 und 78 sowie Pufferspeichern 80 und 82 Taktsignale zuführen, welche die Arbeitsweise dieser Einheiten steuern. Das Entfernungstor kann von einem nicht dargestellten Zähler erzeugt werden, der ein ebenfalls nicht dargestelltes Flip-Flop derart steuert, daß das Flip-Flop gestellt wird, wenn der Zähler nach dem Auftreten des Sendeimpulses eine bestimmte Anzahl von Impulsen des Steueroszillators gezählt hat, die der gewählten Mindestentfernung entspricht, wogegen das Flip-Flop zurückgestellt wird, wenn ein der Maximalentfernung entsprechender Zählerstand erreicht worden ist. Das Eingabe-Steuersignal kann dann gebildet werden, indem das Entfernungstor mit Taktimpulsen kombiniert wird, deren Abstand im wesentlichen gleich der Dauer des Sendeimpulses ist, die im Hinblick auf die gewünschte Entfernungsauflösung gewählt ist.

Bei Vorliegen des Eingabe-Steuersignales tasten die Analog-Digital-Umsetzer 77 und 78 das ihnen von den Phasendetektoren 68 bzw. 70 zugeführte 0°-Video und 90°-Video ab und wandeln diese Signale mit der gewünschten Genauigkeit in Digitalwörter um. Beispielsweise kann jedes Wort 8 Bits einschließlich eines Zeichen-Bits, umfassen.

Die für den Wert einen 0°- und des 90°-Video charakteristischen digitalen Wörter werden von den Analog-Digital-Umsetzern 77 und 78 auf Leitungen 79 und 81 je einem Pufferspeicher 80 bzw. 82 zugeführt. Die Leitungen 79 und 81 enthalten, obwohl sie nur durch eine einzige Linie dargestellt sind, eine Mehrzahl von Adern, nämlich eine Ader für jedes Bit des digitalen Wortes. Es versteht sich, daß auch bei den noch zu beschreibenden digitalen Schaltungsanordnungen solche mehradrigen Leitungen verwendet werden, wo es notwendig ist. Weiterhin versteht es sich, daß durch eine entsprechende Umformung der Daten anstelle eines parallelen Auslesens ein serienweises Auslesen mit hoher Geschwindigkeit verwendet werden kann, so daß entsprechende Leitungen nur eine Ader zu enthalten brauchen. Es sind jedoch solch hohe Geschwindigkeiten bei datenverarbeitenden Anlagen, die in großen Entfernungsbereichen eine hohe Auflösung ergeben, kaum anwendbar.

Die binären 0°- und 90°-Datenwörter werden aus den Pufferspeichern 80 und 82 über Leitungen 88 und 91 Teilsummenbildnern 84 bzw. 86 zugeführt. Die Pufferspeicher und die Teilsummenbildner werden durch ein Ausgabe-Steuersignal gesteuert, das der Leitung 90 und der Steuereinheit 50 zugeführt wird und durch die Kurve 92 in Fig. 9 dargestellt ist. Ein geeigneter Aufbau für die Teilsummenbildner 84 und 86 ist in Fig. 7 dargestellt und wird bezüglich des Teilsummenbildners 84 erläutert. Die digitalen Datenwörter werden in Abhängigkeit von dem von der Steuereinheit 50 gelieferten Ausgabe-Steuersignal aus dem Pufferspeicher 80 ausgeschoben und auf eine Leitung 88 gegeben. Die von dem Pufferspeicher 80 gelieferten Datenwörter werden einem ersten Eingang eines Summierers 94 zugeführt, dessen Ausgang mit einem Schalter 96 verbunden ist. Der Schalter 96 hat einen ersten Ausgang, der über eine Leitung 104I mit dem Verarbeitungsgerät 100 der Vorrichtung nach Fig. 6 verbunden ist. Ein zweiter Ausgang des Schalters 96 ist mit einem Teilsummenregister 102 verbunden. Das Ausgangssignal des Teilsummenregisters 102 wird einem zweiten Eingang des Summierers 94 zugeführt.

Die Wirkungsweise der Teilsummenbildner 84 und 86 in der Vorrichtung nach Fig. 6 kann am besten anhand eines willkürlich gewählten Beispieles erläutert werden. Unter der Annahme, daß die Minimalentfernung 18 (Fig. 1) 89 km oder etwa 590 µsec Signallaufzeit beträgt, können für ein Radargerät mit einer Auflösung von 7,5 m Analog-Digital-Umsetzer 77 und 78 verwendet werden, die 20 Mio Umsetzungen pro sec auszuführen vermögen. Die Pufferspeicher 80 und 82 können beispielsweise mit 1524 aufeinanderfolgenden Entfernungsintervallen zugeordneten Signalen in etwa 75 µsec gefüllt werden, wenn ein Streifen mit einer sich in Richtung der Entfernung über etwas mehr als 9 km erstreckenden Breite aufgenommen werden soll. Die in den Pufferspeichern 80 und 82 gespeicherten Signale werden während der Sendeimpulsintervalle in Abhängigkeit von dem Ausgabe-Steuersignal, das auf der Leitung 90 von der Steuereinheit 50 zugeführt wird, ausgelesen.

Demnach speichern die Pufferspeicher die in digitale Wörter umgesetzten Echosignale, die aus einem bestimmten Entfernungsbereich empfangen worden sind. Bei einer Folgefrequenz der Sendeimpulse von 800 Hz werden die 1524 Wörter in (1250-75) µs, also mit einer Frequenz von etwa 1,3 MHz in die Teilsummenbildner eingelesen. Das Teilsummenverhältnis ist so gewählt, daß annähernd eine Folge von 1524 Ausgangsimpulsen in das Verarbeitungsgerät 100 während eines Flugweges von d m eingegeben werden. Bei einer Azimut-Auflösung von 7,5 m und einer Fluggeschwindigkeit von 270 m/s ist ein Teilsummenverhältnis von etwa 20 : 1, was einem Flugweg von etwa 6,6 m entspricht, geeignet. Bei einem Teilsummenverhältnis von 20 : 1 verbindet der Schalter 96 (Fig. 7) den Ausgang des Summierers 94 während 19 Sendeimpulsperioden mit dem 1524 Wörter aufnehmenden Teilsummenregister 102 und während der 20. Sendeimpulsperiode mit dem Eingang des Verarbeitungsgerätes 100. Diese Folge wird nach jeweils 20 Sendeimpulsperioden wiederholt. Demnach werden die Daten aus dem Pufferspeicher in das Verarbeitungsgerät 100 mit einer Frequenz eingelesen, die einem Zwanzigstel der Impulsfolgefrequenz gleich ist. Für das Beispiel einer Sendeimpulsfrequenz von 800 Hz und einer Breite des aufzunehmenden Streifens von 1524 Entfernungsintervallen pro Sendeimpulsperiode beträgt die Eingabefrequenz 1/20 der oben angegebenen Frequenz von 1,3 MHz. Demnach werden für jeden Kanal, also den 0°- und den 90°-Kanal, jeweils etwa 60 000 Wörter pro sec in das Verarbeitungsgerät 100 eingegeben. Es versteht sich, daß die Funktion der Teilsummenbildner 84 darin besteht, die empfangenen Daten zu verarbeiten und die unfokussierte Summe einer Anzahl aufeinanderfolgender Echosignale zu bilden, die jedem Entfernungsintervall zugeordnet sind, um dadurch die von dem Verarbeitungsgerät 100 geforderte Arbeitsgeschwindigkeit zu vermindern.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich, wird das bipolare Video, und zwar sowohl das 0°- als auch das 90°-Video, auf einer vieladrigen Leitung 104 einem Schieberegister 110 zugeführt. Das mit Abgriffen versehene Schieberegister 110 kann von einer geeigneten Speichereinrichtung gebildet werden, wie beispielsweise einer Magnettrommel oder einer Bank aus Festkörper-Schieberegistern, und weist eine ausreichende Kapazität auf, um seriell die einzelnen "vorsummierten" Entfernungsauflösungselemente in jeder Entfernungsabtastung für die Gesamtzahl vorsummierter Entfernungsabtastungen aufzunehmen, welche eine synthetische Gruppe bilden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 werden die Datenbits, die jeweils ein 0°- und 90°-Wort bilden, über mehradrige Leitungen übertragen. Auch die zur Signalverarbeitung dienenden Einheiten, wie beispielsweise das Schieberegister 110, weisen parallele Einrichtungen auf, um den Quantisierungsbetrag aufnehmen zu können, nämlich 8 Bits sowohl für jedes 0°- als auch für jedes 90°-Datenwort.

Das Schieberegister 110 ist mit Ausgängen versehen, die an dessen Eingang und längs des Schieberegisters an Stellen vorgesehen sind, die jeweils der Länge einer Teilgruppe entsprechen. Zur Vereinfachung der Erläuterung ist die Ausführungsform nach Fig. 8 für eine synthetische Gruppe eingerichtet, die nur aus drei Teilgruppen besteht und damit der anhand Fig. 5 angegebenen Beschreibung entspricht. Demnach weist das Verarbeitungsgerät 100 nach Fig. 8 drei Verarbeitungskanäle 112, 114 und 116 auf, von denen jeder zur Bildung einer der Teilgruppen Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 nach Fig. 5 dient.

Der Verarbeitungskanal 112 enthält einen Summierer 118, einen Phasenschieber 120, einen Multiplizierer 121, einen Akkumulator 122, eine Multipliziereinheit 124 und einen Phasenschieber 126. Wie später noch erläutert werden wird, wird die Kombination von Phasenschieber und Multiplizierer bei der digitalen Verwirklichung des Verarbeitungsgerätes nach Fig. 8 durch Komplexzahlen-Multiplizierer verwirklicht. In Fig. 8 sind jedoch getrennte Einheiten, wie beispielsweise der Phasenschieber 120 und der Multiplizierer 121, dargestellt, um die Operationen der Amplituden- und der Phasenkorrektur besser erläutern zu können.

Ein Eingang des Summierers 118 ist mit dem Abgriff 128 am Eingang des Schieberegisters 110 verbunden. Der Eingang des Phasenschiebers 120 ist mit einem Ausgang 130 des Schieberegisters 110 verbunden, der in einer der Länge einer Teilgruppe entsprechenden Entfernung von dem Abgriff 128 angeordnet ist. Der Phasenschieber 120 ist mit dem Eingang des Multiplizierers 121 verbunden, dessen Ausgang in solcher Weise, daß das Zeichenbit der Datenwörter umgekehrt wird, mit einem zweiten Eingang des Summierers 118 verbunden ist, so daß tatsächlich eine Subtraktion der zugeführten Daten stattfindet. Dem Summierer 118 wird ein drittes Eingangssignal von dem Phasenschieber 126 zugeführt. Der Ausgang des Summierers 118 ist mit dem Akkumulator 122 verbunden, der eine Serienmenge aufweist, die der Anzahl der Entfernungsintervalle in jeder Sendeimpulsperiode ist, welche bei dem oben angegebenen Beispiel 1524 beträgt. Das Ausgangssignal des Akkumulators 122 wird über die digitale Multipliziereinheit 124 dem Phasenschieber 126 zugeführt. Wie erwähnt, ist der Ausgang des Phasenschiebers 126 mit dem dritten Eingang des Summierers 118 verbunden, wodurch über den Summierer 118 eine Rückkopplungsschleife geschlossen wird.

Der Verarbeitungskanal 114 ist funktionell und auch im Aufbau in gleicher Weise ausgebildet wie der soeben beschriebene Verarbeitungskanal 112. Infolgedessen sind die einander entsprechenden Einheiten mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, an die ein "a" angehängt ist. So ist beispielsweise der Sumierer des Verarbeitungskanales 114 mit 118a, der Akkumulator mit 122a, die Multipliziereinheit mit 124a, der in der Rückkopplungsschleife liegende Phasenschieber mit 126a und der zur Subtraktion dienende Phasenschieber mit 120a bezeichnet. Dem Verarbeitungskanal 114 werden neue Daten vom Ausgang 130 des Schieberegisters zugeführt, wogegen die abzuziehenden Daten über den Phasenschieber 120a von einem Ausgang 132 zugeführt werden, der am Schieberegister 110 in einem Abstand vom Ausgang 130 angeordnet ist, der der Länge einer Teilgruppe entspricht.

Ebenso ist auch der Verarbeitungskanal 116 strukturell und funktionell in der gleichen Weise ausgebildet, wie die Verarbeitungskanäle 12 und 114 und es wurden den entsprechenden Einheiten die gleichen, mit einem angehängten "b" versehenen Bezugszeichen zugeordnet. Dem Verarbeitungskanal 116 werden die Eingangsdaten von dem Ausgang 132 des Schieberegisters 110 zugeführt, während die in dem Verarbeitungskanal 116 von dem rückgekoppelten Signal abzuziehenden Daten dem Eingang des Phasenschiebers 120b von einem Ausgang 134 am Ausgangsende des Schieberegisters 110 zurückgeführt werden.

Die von jedem Verarbeitungskanal gelieferten Teilgruppendaten werden weiterhin von einem Gruppenphasenschieber verarbeitet und dann mit den Teilgruppen, die von den anderen Verarbeitungskanälen gebildet worden sind, summiert, um die synthetische Gesamtgruppe zu bilden. Beispielsweise erhält die im Verarbeitungskanal 112 gebildete Teilgruppe, die eine annähernd lineare Phasenkorrektur erfahren hat, eine "Gruppen"-Phasenkorrektur innerhalb des Gruppenphasenschiebers 136. Ferner erfahren die Daten in dem Multiplizierer 138 eine Amplitudenbewertung, bevor sie mit den Signalen, die von den anderen Verarbeitungskanälen geliefert werden, in einem Gruppensummierer 140 vereinigt werden. Die Ausgangssignale der Verarbeitungskanäle 114 und 116 werden, soweit erforderlich, mittels der Gruppenphasenschieber 136a bzw. 136b und der Multiplizierer 138a bzw. 138b in gleicher Weise verarbeitet, bevor sie in dem Gruppensummierer 140 mit der vom Verarbeitungskanal 112 gelieferten Teilgruppe zur Bildung einer Gesamtgruppe kombiniert werden. Jedes Ausgangssignal entspricht dem Echosignal, das von einem Auflösungselement der Karte ausgeht, also einer Azimutzelle in einer bestimmten Aufnahmeentfernung.

Die Wirkungsweise der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform des Verarbeitungsgerätes 100 kann zusammenfassend so beschrieben werden, daß zu Beginn eines Gruppenintervalles die digitalisierten und vorsummierten Entfernungsdaten einer ersten Entfernungsabtastung in das Schieberegister 110 eingegeben und in diesem Schieberegister seriell gespeichert werden. Während diese Daten in das Schieberegister eingegeben werden, werden, sie auch parallel abgegriffen und über den Summierer 118 dem Akkumulator 122 zugeführt. Auf diese Weise wird der Akkumulator 122 während der ersten durch den Entfernungsintervall gegebenen Verarbeitungsperiode gefüllt.

Während die vorsummierten Daten einer zweiten Abtastung dem Verarbeitungsgerät 100 zugeführt werden, werden auch diese Daten über den Summierer 118 parallel in den Akkumulator 122 eingegeben. Während dieser zweiten Eingabe werden jedoch die von der ersten Eingabe herrührenden Daten, die vorher in den Akkumulator 122 eingegeben worden sind, ausgeschoben und über den digitalen Phasenschieber 126 zurückgekoppelt, der den Daten eine inkrementale Phasenverschiebung Φ N erteilt. Dabei ist N+1 die Anzahl der Entfernungsabtastungen oder, genauer gesagt, der vorsummierten, sich über den Entfernungsbereich erstreckenden Daten, welche eine Teilgruppe bilden, während der Winkel Φ die insgesamt benötigte Phasenkorrektur über der ersten Teilgruppe ist. Nach der durch den einen Datenumlauf bewirkten Phasenverschiebung werden die von der ersten Entfernungsabtastung herrührenden Daten Entfernungselement um Entfernungselement zu den entsprechenden Daten der neu zugeführten, zweiten Entfernungsabtastung addiert, wodurch in dem Akkumulator 122 eine partielle Summe gebildet wird.

Wenn die Signale der dritten vorsummierten Entfernungsabtastung empfangen werden, wird die in dem Akkumulator 122 enthaltene Partialsumme erneut in Umlauf gebracht. Diese Partialsumme besteht nun aus den Daten der ersten Eingabe, die nun zweifach umgelaufen sind und demnach eine zweifache Phasenverschiebung erlitten haben und den Daten von der zweiten Eingabe, die zu diesem Zeitpunkt nur einmal rückgekoppelt worden sind, sowie aus den Daten der dritten vorsummierten Entfernungsabtastung, die zu diesem Zeitpunkt noch keine Phasenkorrektur aufweisen, weil sie noch nicht rückgekoppelt worden sind. In gleicher Weise wird bei jedem nachfolgenden Eintreffen einer vorsummierten Entfernungsabtastung ein weiterer Umlauf der anwachsenden Teilsumme stattfinden, so daß die ältesten Daten die meisten Umläufe ausgeführt haben und demnach auch die stärkste Phasenverschiebung um einen bei jedem Umlauf linearen zunehmenden Betrag erfahren haben.

Gleichzeitig zu den vortstehend beschriebenen Umläufen und Summenbildungen werden bei der Eingabe neuer Daten in das Verarbeitungsgerät 100 die vorher eingegebenen Daten vorhergehender vorsummierter Entfernungsabtastungen im Schieberegister in Richtung auf dessen Ausgang verschoben, während die neuesten Daten hinter den alten Daten eingegeben werden. Wenn das Flugzeug 10 (Fig. 1) sich um die Länge der ersten Teilgruppe bewegt hat, sind die ältesten Daten in der Zwischenzeit bis zum Ausgang 130 des Schieberegisters bewegt worden, von wo aus die Daten dem Akkumulator 122a des der Teilgruppe Nr. 2 zugeordneten Verarbeitungskanales 114 zugeführt werden.

Bei Eingabe der nächstfolgenden vorsummierten Abtastung beginnt nicht nur der Akkumulator 122a mit dem Ansammeln der Daten zum Bilden der zweiten Teilgruppe, sondern es werden auch die ältesten Daten vom Ausgang 130 über den Phasenschieber 120 mit einer Zeichenumkehrung in den ersten Verarbeitungskanal 12 zurückgeführt, so daß die ältesten Daten aus der Rückkopplungsschleife des Verarbeitungskanales 112 entfernt werden. Der Phasenschieber 120 führt eine Phasenverschiebung ein, die das (N+1)fache der inkrementalen Phasenverschiebung beträgt, die bei jedem einzelnen Umlauf von dem Phasenschieber 126 des Verarbeitungskanales 112 eingeführt wird. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Phase der ältesten Daten, die von der angesammelten Teilsumme im Verarbeitungskanal 112 subtrahiert werden, im wesentlichen der Phase der ältesten umlaufenden Daten gleich ist. Unter Vernachlässigung von Rundungsgliedern, die mit der digitalen Verarbeitung verbunden sind und noch im folgenden behandelt werden, werden durch die vorstehend beschriebene Operation die ältesten Daten aus der Ansammlungsschleife des Verarbeitungskanales 112 und damit aus der Teilgruppe Nr. 1 (Fig. 5) entfernt.

Wird die Operation des Verarbeitungsgerätes 100 zu einem späteren Zeitpunkt gerade nach der Vervollständigung der zweiten Teilgruppe betrachtet, und zwar genauer gesagt bei der nächstfolgenden Entfernungsabtastung, so liegen die ältesten Daten am Abgriff 132 des Schieberegisters vor. Zur gleichen Zeit wird die erste Abtsatung der Teilgruppe Nr. 2 dem Akkumulator 122a und die erste Abtastung der Teilgruppe Nr. 3 dem Akkumulator 122 über den Summierer 118 zugeführt. Die Akkumulatoren 122 und 122a enthalten nun Teilsummen, die jeweils eine Teilgruppe bilden. Es sei bemerkt, daß alte Daten von dem Inhalt der Akkumulatoren 122 und 122a mit Hilfe der mit den Ausgängen 130 und 132 des Schieberegisters 110 verbundenen Phasenschieber 120 bzw. 120a subtrahiert worden sind.

Die vorstehend beschriebenen Vorgänge setzen sich fort, bis die gesamte synthetische Gruppe vervollständigt ist. In diesem Fall ist der Akkumulator 122b mit der dritten Teilgruppe gefüllt. Die ältesten Daten haben N Umläufe ausgeführt und haben demnach N Phasenverschiebungen erfahren. Die nächst jüngeren Daten wurden N-1mal verschoben usw., wenn N=Anzahl der Entfernungsabtastungen in einer Teilgruppe ist. Der Phasenschieber 126b hat eine bei jedem Umlauf linear zunehmende Phasenverzögerung erteilt, was bedeutet, daß die Daten in Fig. 5 nach links verschoben worden sind, die Entfernung zum Streupunkt 22 also zugenommen hat. Wenn die Teilgruppe vollständig ist, verlaufen ihre Daten tatsächlich parallel zu der tangentialen Linie 34 in Fig. 5.

Nach der Vervollständigung einer synthetischen Gesamtgruppe ist der Akkumulator 122a mit der mittleren Teilgruppe gefüllt. Da diese Teilgruppe in der Gesamtgruppe die Mittelstellung einnimmt, braucht der Phasenschieber 126a den Signalen bei deren Umlauf keine Phasenverschiebung zu erteilen. Aus dem gleichen Grund braucht auch der Phasenschieber 120a in dem mit dem Ausgang 132 des Schieberegisters 110 verbundenen Subtraktionszweig den Signalen keine Phasenverschiebung zu erteilen, die zum Entfernen der ältesten Daten aus dem Akkumulator 122a benötigt werden. Die Phasenschieber 126a und 120a wurden jedoch in Fig. 8 dargestellt, obwohl in dem speziellen Fall der zentralen Teilgruppe keine Phasenverschiebung erteilt wird, damit die prinzipielle Übereinstimmung der Verarbeitungskanäle nicht durch den speziellen Fall gestört wird, bei dem der Wert der erforderlichen Phasenverschiebung gleich Null ist.

In entsprechender Weise hat der Phasenschieber 120 eine zunehmende Phasenvoreilung bewirkt, die zur Folge hat, daß die Daten zur Linie 28 in Fig. 5 parallel verlaufen.

Wenn die synthetische Gesamtgruppe vervollständigt ist, stehen die von den Akkumulatoren der Teilgruppen gebildeten Teilsummen über Gruppenphasenschieber 136, 136a und 136b an einem Gruppensummierer 140 zur Verfügung. Das Ausgangs­ signal des Gruppensummierers 140 bildet die erste Linie eines korrelierten Bildes. Zu diesem Zeitpunkt haben die Daten gerade das Schieberegister 110 gefüllt und stehen am Ausgangsende des Schieberegisters zur Verfügung, um bei der nächsten Entfernungsabtastung die ältesten Daten aus dem Akkumulator 122b zu entfernen.

Von diesem Augenblick an hat jede neue Entfernungsabtastung ein für eine neue Linie des Bildes charakteristisches Ausgangssignal zur Folge. In jedem Akkumulator werden die ältesten Daten, also die Daten mit den meisten Umläufen, über die entsprechenden Substraktionszweige durch Subtraktion entfernt. Zugleich werden in jedem Akkumulator die Daten einer neuen Entfernungsabtastung eingegeben, um einen stets auf den neuesten Stand gebrachten Satz summierter Daten zu haben, welche eine neue Teilgruppe bilden.

Wie oben erwähnt, sind in den Rückkopplungszweigen in den Verarbeitungskanälen Multipliziereinheiten 124, 124a und 124b enthalten, deren Funktion bisher nicht erläutert worden ist. Diese Multipliziereinheiten bewirken ein Wichten der Amplituden, das für die Reduktion von Azimut-Nebenzipfeln auf ein Minimum notwendig ist. Dieses Wichten erfolgt mittels der für diese Multipliziereinheit gewählten Faktoren. Bei­ spielsweise müssen die neuesten Daten im Akkumulator 122, die für das obere Ende der Gruppe in Fig. 5 charakteristisch sind, ein geringeres Gewicht (Amplitude) aufweisen als die ältesten Daten, die die meisten Umläufe ausgeführt haben. Infolgedessen muß die Multipliziereinheit 124 einen Faktor haben, der etwas größer ist als 1, damit die neueren Daten, die weniger Umläufe gemacht haben, ein geringeres Gewicht haben.

In entsprechender Weise ist die Multipliziereinheit 124b im Verarbeitungskanal 116 auf einen Faktor eingestellt, der etwas kleiner als 1 ist. Auf diese Weise erhalten die ältesten Daten, die die meisten Umläufe ausgeführt haben und sich am unteren Ende der Gruppe nach Fig. 5 befinden, das geringste Gewicht. In dem Rückkopplungszweig des mittleren Verarbeitungs­ kanales, bei dem eine gleichmäßige Wichtung erwünscht ist, wird die Multipliziereinheit 124a den Faktor 1 haben.

Die Multiplizierer 138, 138a und 138b, die mit dem Gruppen­ summierer 140 verbunden sind, dienen zur Wichtung der einzelnen Teilgruppen. Die Multiplizierer 121, 121a und 121b enthalten die Faktoren der Multipliziereinheiten 124, 124a und 124b in der (N+1)ten Potenz, um ein korrektes Sub­ trahieren der ältesten Daten jeder Teilgruppe zu ermög­ lichen.

Um die Verarbeitung der 0°- und 90°-Signale in dem Ver­ arbeitungsgerät 100 näher zu erläutern, ist der Kanal 112 mit seinen Eingängen und Ausgängen in Fig. 10 näher darge­ stellt. Die Ausgangs-Datenworte der Teilsummenbildner 84 und 86 (Fig. 6) werden über Leitungen 104 I bzw. 104 Q den 0°- und 90°-Abschnitten des Schieberegisters 110 zugeführt. Es sei bemerkt, daß die in Fig. 10 dargestellten Bauteile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind wie die ent­ sprechenden Bauteile in Fig. 8, jedoch mit dem Buchstaben "I" oder "Q" versehen worden sind, um die 0°- und 90°-Teile zu unterscheiden.

Jeder Abschnitt des Schieberegisters 110, also sowohl der 0°- als auch der 90°-Abschnitt, hat eine ausreichende Kapazi­ tät zur Aufnahme der vorhandenen Quantisierungsniveaus, also beispielsweise für 7 Bits zuzüglich eines Zeichenbits. Die 0°- und 90°-Datenwörter werden von den Abgriffen 128 I und 128 Q dem 0°- bzw. 90°-Teil des Summierers 118 zugeführt. Der Summierer 118 kann aus zwei üblichen Summiereinrichtungen bestehen, von denen die eine für die Verarbeitung der 0°-Komponenten und die andere für die Verarbeitung der entsprechenden 90°-Komponenten der zugeführten Signale dient. In entsprechender Weise kann der Akkumulator 122 aus zwei parallel arbeitenden, üblichen Schieberegistern bestehen. Endlich kann dann auch der Gruppensummierer 140 zwei identische übliche Summiereinrichtungen umfassen, um die Summen der 0°- und 90°-Datenwörter zu bilden, die von den Verarbeitungs­ kanälen 112, 114 und 116 geliefert werden.

Die in den Fig. 8 und 10 dargestellten, aus einem Phasen­ schieber und einem Multiplizierer bestehenden Serien­ schaltungen können durch Komplexzahlen-Multiplizierer ver­ wirklicht werden, welche die zugeführten komplexen Zahlen, die von den 0°- und 90°-Komponenten gebildet werden, mit einer komplexen Zahl A e^{j ⌀}, die der Zahl A (cos⌀+j sin⌀) gleich ist, multiplizieren. Wenn beispielsweise das zugeführte Datenwort durch ein Signal S₁₄₄ repräsentiert würde und der gewünschte Multiplikator durch die komplexe Zahl S₁₄₂, dann würde die komplexe Multiplikation eine Phasenverschiebung und eine Amplitudenänderung des ersten Signales um einen Betrag bewirken, der durch das zweite Signal gegeben ist. Diese Tatsache ist leichter zu erklären, wenn daran erinnert wird, daß das Produkt zweier komplexer Zahlen S_144I+ j S_144Q und S_142I+j S_142Q gegeben ist durch S_144IS_142/Q- S_144QS_142Q+j (S_144QS_142I+S_144IS_142Q), wenn S_144I und S_144Q die 0°- und 90°-Komponenten der komplexen Zahl S₁₄₄ und S_142I und S_142Q die 0°- und 90°-Komponenten der komplexen Zahl S₁₄₂ sind. Es sind dann S_144IS_142I-S_144QS_142Q und S_144QS_142I+S_144IS_142Q die 0°- bzw. 90°-Glieder des komplexen Produktes dieser beiden komplexen Zahlen. Diese 0°- und 90°-Glieder des Produktes können durch die in den Fig. 11 und 12 dargestellten Anordnungen 149I bzw. 149Q erzeugt werden.

Bei der in Fig. 11 dargestellten Anordnung 149I bilden Multiplizierer 146 und 148, bei denen es sich um übliche digitale Multiplikationseinrichtungen handelt, die Glieder S_144IS_142I und S_144QS_142Q und es wird das zweite Glied von dem ersten in einem Subtrahierer 50 substrahiert, um das 0°-Glied des komplexen Produktes zu bilden. In gleicher Weise bilden bei der in Fig. 12 dargestellten Anordnung 149Q die Multiplizierer 152 und 154 die Glieder S_144QS_142I bzw. S_144IS_142Q und es werden dann diese Glieder im Addierer 156 kombiniert, um das 90°-Glied des komplexen Produktes zu bilden.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die 0°- und 90°-Daten­ signale im wesentlichen parallel verarbeitet werden, und es versteht sich, wie bereits oben erwähnt, daß die in der Zeichnung dargestellten Leitungen vieladrige Leitungen sind, die eine parallele Verarbeitung der Vielzahl von Bits er­ möglichen, die mit jedem der 0°- und 90°-Signale verbunden sind. Weiterhin ist, um die Zeichnungen übersichtlich zu er­ halten, nicht dargestellt, wie den einzelnen Einheiten des Verarbeitungsgerätes 100 Synchronisationssignale zugeführt werden. Es versteht sich jedoch, daß das auf der Leitung 90 und der Steuereinheit 50 zugeführte Ausgabe-Steuersignal dazu benutzt werden kann, die notwendigen zeitlichen Abläufe in den digitalen Verarbeitungseinheiten, die in der Zeichnung dargestellt sind, zu synchronisieren.

Bei einer digitalen Verwirklichung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein gewichtiger Gesichtspunkt die Reduktion von Fehlern, die sich durch eine Ansammlung von "Rundungs­ fehlern" ergeben können. Es sei daran erinnert, daß nach N Umläufen in jedem Verarbeitungskanal Daten abgezogen werden. Es werden N Entfernungsabtastungen benutzt, um jede Teilgruppe zu bilden und es wird jeder Verarbeitungskanal fortlaufend auf den neuesten Stand gebracht, indem die ältesten Daten entfernt und neue Daten hinzugefügt werden. Beispielsweise wird im Verarbeitungskanal 112 nach N+1 Umläufen das älteste Datenwort durch Subtraktion des Signales entfernt, das auf der Leitung 119 zugeführt wird. Wegen der praktischen Begrenzung, die die Gesamtzahl der möglichen Quantisierungs­ niveaus (Bits) erfahren muß, hat die Subtraktion der ältesten Daten aus der Verarbeitungsschleife jeder Teilgruppe eine Ansammlung von Fehlern zur Folge. Dies liegt daran, daß die digitalen Summen in der Schleife des Verarbeitungskanales eine leichte Annäherung erfahren haben und daher nicht genau mit den subtrahierten Daten übereinstimmen. Aus diesem Grund sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, in jedem Verarbeitungskanal zwei Teilkanäle anzuwenden.

Eine Ausführungsform der Erfindung, die zur Reduzierung von "Rundungsfehlern" eingerichtet ist, ist in Fig. 13 bezüglich des Verarbeitungskanales 112 dargestellt. Wegen der strukturellen und funktionellen Übereinstimmung zwischen den Verarbeitungskanälen 112, 114 und 116 ist es offensicht­ lich, daß auch die Verarbeitungskanäle 114 und 116 in der gleichen Weise zur Verminderung von "Rundungsfehlern" eingerichtet werden können, wie es in Fig. 13 für den Kanal 112 dargestellt ist. Wie aus Fig. 13 ersichtlich, weist der Verarbeitungskanal 112 zwei Teilkanäle A und B auf, die zwischen einem Y-Schalter und einem X-Schalter 200 parallel geschaltet sind. Das Ausgangssignal des X-Schalters 200 wird über einen Gruppenphasenschieber 136 und einen Multiplizierer 138 dem Gruppensummierer 146 zugeführt, wie es anhand Fig. 8 beschrieben worden ist.

Die Teilkanäle A und B enthalten die Elemente zur Bildung der Teilgruppen, wie es vorher in Fig. 8 beschrieben worden ist, und es sind einander entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugsziffern versehen, die von den Buchstaben A oder B gefolgt werden, um den jeweiligen Teilkanal zu identifizieren. Weiterhin ist ein W-Schalter 202 zwischen den Summierer 118A und den Akkumulator 122A geschaltet. Dieser W-Schalter 202 dient dazu, daß entweder die Daten von dem Abgriff 128 oder aber von dem Summierer 118A dem Akkumulator 122A zugeführt werden. Der Y-Schalter 204 ist zwischen den Multiplizierer 121 und die beiden Summierer 118A und 118B geschaltet. Endlich ist noch ein Z-Schalter 206 zwischen den Summierer 118B und den Akkumulator 122B geschaltet, dessen Funktion wiederum darin besteht, entweder den Abgriff 128 oder aber den Ausgang des Summierers 118B mit dem Akkumulator 122B zu verbinden.

Die Teilkanäle A und B sind in einer verschachtelten Weise benutzt, so daß, während der eine Teilkanal Bilddaten liefert, der andere Teilkanal gelöscht und erneut wieder aufgebaut wird. Auf diese Weise werden nach zwei N Verarbeitungszyklen die Rundungsfehler, die sich in einem Kanal angesammelt haben, beseitigt.

Um die Wirkungsweise der doppelkanaligen Ausführung nach Fig. 13 zu erläutern, sei zunächst angenommen, daß zu einer Zeit t der Teilkanal A gerade bis zu einem Punkt mit Daten gefüllt worden ist, daß er nach einem Löschen Teilgruppendaten liefert. Es werden dann während der nächsten N-1 Entfernungsabtastungen (Sendeimpulsperioden) die Ausgangsdaten von dem Teilkanal A geliefert, während der Teilkanal B gelöscht und erneut gefüllt wird. Dieser Vorgang ist in der Tabelle I dargelegt und wird in der folgenden Beschreibung eines 2N Abtastungen umfassenden Zyklus des Verschachtelungsvorganges beschrieben. In der Tabelle I bezeichnen die mit W, X, Y und Z überschriebenen Spalten die Verbindungen, welche die entsprechenden Schalter während der verschiedenen Verfahrensschritte herstellen. Beispielsweise verbindet zur Zeit t der Schalter W den Summierer 118A mit dem Akkumulator 122A.

Tabelle I

Arbeitsweise der Parallelverarbeitungsschleife

Unter Bezugnahme auf Fig. 13 und die Tabelle I wird zunächst angenommen, daß zur Zeit t der Kanal A gerade begonnen hat, Bilddaten zu liefern. Demnach befindet sich zu dieser Zeit der Kanal A in normalem Arbeitszustand, der anhand der Einkanal-Ausführungsform nach Fig. 8 beschrieben worden ist. Im einzelnen ist der W-Schalter 202 so eingestellt, daß der Ausgang des Summers 118A mit dem Akkumulator 122A verbunden ist, während der Y-Schalter 204 so eingestellt ist, daß das Ausgangssignal des Multiplizierers 121 dem Summierer 118A zugeführt wird, so daß die ältesten Daten vom Teilkanal A in der oben beschriebenen Weise subtrahiert werden. Während der Entfernungsabtastung t ist weiterhin der Z-Schalter 206 des Kanals B so eingestellt, daß der Akkumulator 122B das Signal vom Abgriff 128 des Schieberegisters zugeführt wird. Infolgedessen wird während der Entfernungsabtastung t der Akkumulator 122B von den vorher darin gespeicherten Daten, die durch Rundungsfehler verfälscht worden sind, befreit und es wird ein neuer Satz Entfernungsdaten über den Z-Schalter 206 zugeführt. Während der Entfernungsabtastungen t+1 bis t+(N-1) behalten die Schalter W und Y die gleiche Stellung bei wie während der Entfernungsabtastung t, jedoch wird der Z-Schalter nunmehr so eingestellt, daß das Ausgangssignal des Summierers 118B dem Akkumulator 122B zugeführt wird. Es ist zu bemerken, daß während der gerade behandelten N Entfernungsabtastungen der Kanal B während der ersten Entfernungsabtastung gelöscht und während der übrigen dieser Entfernungsabtastungen wieder gefüllt worden ist. Während dieser Zeit werden dem B-Kanal keine Daten entzogen, da bei dem Löschvorgang zur Zeit t alle alten Daten entfernt worden sind. Demnach ist am Ende der Entfernungsabtastung t+(N-1) in dem Kanal B eine Teilgruppe aufgebaut und es wird dann die Stellung des X-Schalters geändert, um das Ausgangssignal des Teilkanales B dem Gruppenphasenschieber 136 zuzuführen, während der Kanal A gelöscht und in ihm erneut eine Teilgruppe aufgebaut wird. Das Aufbauen der Teilgruppe umfaßt das Zuführen neuer Daten vom Abgriff 128 über den W-Schalter 202 und das Verbinden des Ausganges des Multiplizierers 121 mit dem Summierer 118B des Kanales B während der Entfernungsabtastung t+n. Während der Ent­ fernungsabtastungen t+(N+1) des t+N+(N-1) bleiben die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung und die Stellung der Schalter unverändert, abgesehen davon, daß der W-Schalter nach der Entfernungsabtastung t+N umgelegt wird, um den Ausgang des Summierers 118A mit dem Akkumu­ lator 122A zu verbinden. Damit ist ein Arbeitszyklus der beiden Teilkanäle vollendet und es wird beim Entfernungs­ intervall t+2N die Folge mit einem gelöschten und wieder aufgebauten Teilkanal A wiederholt, der mit dem Gruppen­ summierer 140 verbunden ist, während der Teilkanal B gelöscht und erneut aufgebaut wird.

Im Interesse der Klarheit der Darstellung sind die Steuersignale, die den in Fig. 13 dargestellten Schaltern zugeführt werden, sowie die logischen Schaltungsanordnungen, welche diese Steuersignale liefern, nicht dargestellt. Es ist jedoch für den Durchschnittsfachmann offensichtlich, wie er die in der Tabelle I angegebene Logik verwirklichen muß, damit die Schalter in der angegebenen Weise gesteuert werden.

Beispielsweise könnte eine logische Schaltungsanordnung einen Zähler enthalten, der 2N Entfernungsabtastungen zählt und dann sich selbst zurückstellt. Diesem Zähler könnten von der Steuereinheit 50 die die Sendeimpulse auslösenden Signale als Anzeige für das Auftreten einer Entfernungsabtastung zugeführt werden. Der Stand dieses Zählers könnte dann dazu benutzt werden, individuell Flip-Flops zu stellen und zurückzustellen, die dem Schalter nach Fig. 13 zugeordnet sind, damit die Schalter in die in Tabelle I angegebenen Stellungen gebracht werden.

Die Wirkungsweise des Verarbeitungsgerätes 100 soll nunmehr nochmals zusammenfassend anhand der in Fig. 14 dargestellten Amplituden- und Phasenfunktionen beschrieben werden. In Fig. 14 gibt die Kurve 212 die Phasenkorrektur an, die für die aus fünf Teilgruppen bestehende Gesamtgruppe erwünscht ist. Wie die Kurve 212 zeigt, ist die Phase am Ende jeder Teilgruppe mit dem Buchstaben ρ bezeichnet und es gibt ein Index die zugeordnete Teilgruppe an. Beispiels­ weise ist ρ_k die Phase am Ende der kten Teilgruppe und ρ₁ die Phase am Ende der ersten Teilgruppe. Eine Kurve 214 zeigt die lineare Steigung an, die den Daten innerhalb jeder Teilgruppe erteilt worden sind. Die Phasenänderung, die in dem der kten Teilgruppe zugeordneten Verarbeitungskanal jedem vorsummierten Impuls erteilt wird, ist ϕ_k=[ρ_k- (ρ_k-1)]/N. Dabei ist N die Anzahl der zu summierenden Entfernungsabtastungen, die eine Teilgruppe bilden. Es versteht sich, daß bei dem oben beschriebenen Ausführungs­ beispiel die Phasenkorrektur innerhalb jedes Verarbeitungskanals für jede Teilgruppe beim gleichen Phasenwert beginnt, für den zur Darstellung in Fig. 14 willkürlich 0° gewählt worden ist. Weiterhin werden die Teilgruppen effektiv mittels der Gruppenphasenschieber, wie dem Gruppenphasenschieber 136 im Verarbeitungskanal 112 in Fig. 8, in eine Stellung ver­ schoben, in der sie tangential zu der Phasenkurve 212 konstanter Entfernung liegen.

Die Kurve 216 in Fig. 14 veranschaulicht eine willkürlich gewählte Amplituden-Wichtungsfunktion, die aus annähernd geradlinigen Abschnitten für jede Teilgruppe besteht. Der Relativwert am Ende der kten Teilgruppe is mit A_k be­ zeichnet, so daß der Wert am Ende der ersten Teilgruppe A₁ ist. Für eine gegebene Teilgruppe ist der Wert des Amplituden- Wichtungskoeffizienten B_k gleich der Nten Wurzel aus A_k/A_k-1. Die Amplituden-Wichtung, die in jedem Kanal erteilt wird, hat die richtige Steigung, wie sie von der zugeordneten Amplituden-Wichtungsfunktion 216 in Fig. 14 gefordert wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 erfolgt die Amplituden- Wichtung innerhalb der Teilgruppen durch die Multiplizierer, die im Rückkopplungspfad jedes Verarbeitungskanales angeordnet sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 geht jedoch die Wichtung für jede Teilgruppe von dem gleichen Anfangswert aus und es sind die Gruppenmultiplizierer, wie beispielsweise der Multiplizierer 138, erforderlich, um effektiv die Ampli­ tuden-Wichtungsfunktion zu transponieren und den gewünschten Verlauf zu erhalten.

Es sei erneut darauf hingewiesen, daß eine Kombination von Amplituden-Wichtung und Phasenverschiebung mit Hilfe eines einzigen Komplexzahlen-Multiplizierers erreicht werden kann.

Beispielsweise kann die Funktion B_ke^{j ϕ}k, die gemäß Fig. 8 durch die Kombination eines Rückkopplungs-Verstärkers und eines Phasenschiebers gebildet wird, in der Praxis von einem einzigen Komplexzahlenverstärker gebildet werden, der die gleichen Funktionen ausführt.

Der Ausgangs-Phasenschieber eines jeden Verarbeitungskanals, wie beispielsweise der Gruppenphasenschieber 136, wurde so beschrieben, daß er im kten Kanal die erforderliche Phasen­ verschiebung ⌀_k-1 erzeugt, so daß die durch die Kurve 212 angegebene Phasenverschiebung erreicht wird, indem die Kurvenabschnitte 214 so verschoben werden, daß sie der Phasenfront der Kurve 212 folgen. ⌀_k ist als N X_k definiert. In gleicher Weise bewirken die Ausgangsmultiplizierer eines jeden Verarbeitungskanales, wie beispielsweise der Multipli­ zierer 138, die Anwendung eines Multiplikators A_k-1 auf die Daten des kten Verarbeitungskanals, wodurch die Kurven­ abschnitte 218 der Wichtungsfunktion derart verschoben werden, daß sie der gewünschten Kurve 216 folgen.

Die Ausführungsform nach Fig. 15 ermöglicht eine Korrektur der Gruppenamplitude und Gruppenphase bereits an der Eingangs­ seite der Verarbeitungskanäle. Bei Anwendungen wie bei der Kartenaufzeichnung, wo die Phasen- und Ampli­ tudenfunktionen durch aneinander angrenzende Linieabschnitte gebildet werden können, können durch die Ausführungsform nach Fig. 15 gewisse Einsparungen erzielt werden.

Fig. 15 zeigt wiederum ein Verarbeitungsgerät, das im Hinblick auf die Klarheit der Darstellung nur drei Ver­ arbeitungskanäle aufweist. Es versteht sich jedoch, daß jede beliebige Anzahl von Verarbeitungskanälen vorgesehen werden kann, indem lediglich den dargestellten Verarbeitungs­ kanälen gleiche hinzugefügt und deren Ausgänge mit dem Gruppensummierer 140 verbunden werden.

Die Bauteile, die in den den Teilgruppen 1, 2 und 3 in Fig. 5 entsprechenden Verarbeitungskanälen 113, 115 und 117 einander entsprechen, sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen, die jedoch bei den Bauteilen für den Kanal 115 durch den Buchstaben a und für den Kanal 117 durch den Buch­ staben b ergänzt sind. Weiterhin ist bei einem Vergleich der Ausführungsform nach Fig. 15 mit derjenigen nach Fig. 8 ersichtlich, daß in Fig. 15 die Kombinationen aus Multi­ plizierer und Phasenschieber, wie beispielsweise den Elementen 124 und 126 in Fig. 8, in Fig. 15 als einziger Komplex­ zahlen-Multiplizierer dargestellt sind, weil diese Funktionen in der Praxis von Komplexzahlen-Multiplizierern vorgenommen werden. In Fig. 8 wurden diese Bauteile nur deshalb getrennt dargestellt, um die Amplituden- und Phasenänderungen, die nach der Erfindung stattfinden, besser erläutern zu können.

Im Verarbeitungskanal 113 der Vorrichtung nach Fig. 15 werden die digitalen Datenwörter vom Abgriff 128 des Schieberegisters 110 dem einen Eingang des Summierers 118 zugeführt. Das Ausgangssignal des Summierers 118 gelangt zu einem Akkumulator 122, dessen Ausgang wiederum mit dem Gruppensummierer 140 verbunden ist. Weiterhin werden die vom Akkumulator 122 gelieferten Ausgangssignale von einem Komplexzahlen-Multiplizierer 125 verarbeitet, indem bei jedem Umlauf die inkrementale Amplitudenwichtung mit dem Faktor B₁ und die inkrementale Phasenverschiebung ϕ₁ erfolgt. Weiterhin ist mit dem Summierer 118 der Ausgang eines Komplexzahlen-Multiplizierers 127 verbunden, der dazu dient, die ältesten Daten aus der Umlaufschleife des Verar­ beitungskanales 113 zu entfernen. Es sei daran erinnert, daß die Amplitudenfunktion A₁, welche auf die vom Ausgang 130 des Schieberegisters 100 abgenommenen Daten angewendet wird, gleich der (N+1)ten Potenz von B₁ ist, während die Phasen­ funktion ⌀₁ den Wert (N+1)ϕ₁ hat. Daher werden ebenso wie in der früher behandelten Ausführungsform die ältesten Daten aus der Umlaufschleife in dem Maße entfernt, wie neue Daten eingegeben werden.

Bei einem Vergleich der Fig. 15 und 8 fällt auf, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 15 die Eingangsdaten für den zweiten Verarbeitungskanal 115 nicht unmittelbar von dem zweiten Ausgang 130 des Schieberegisters zugeführt werden, sondern vielmehr vom Ausgang des Komplexzahlen- Multiplizierers 127. Wie oben anhand Fig. 14 erläutert, hat diese Änderung in Amplitude und Phase der Daten, die den auf­ einanderfolgenden Kanälen erteilt werden, zur Folge, daß das Eingangssignal für den kten Verarbeitungskanal bereits die Amplituden- und Phasengeschichte der vorhergehenden Stufe aufweist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 15 werden tat­ sächlich die Gruppen-Amplitudenkorrekturen und Gruppen-Phasen­ korrekturen am Eingang jedes Verarbeitungskanales anstatt, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 8, an dessen Ausgang vorgenommen.

Es sei erwähnt, daß der Komplexzahlen-Multiplizierer, der den kten Ausgang des Schieberegisters mit den Verarbeitungs­ kanälen verbindet, sein Ausgangssignal dem kten Verarbeitungs­ kanal so zuführt, daß das Zeichenbit umgekehrt ist und die ältesten Daten von der Umlaufschleife subtrahiert werden. Dagegen wird das Ausgangssignal des kten Komplexzahlen-Multi­ plizierers dem Summierer des (k+1)ten Verarbeitungskanales derart zugeführt, daß die neuen Daten mit der richtigen An­ fangsamplitude- und Phase in die Umlaufschleife eingegeben werden. Bei Anwendungen wie bei der Erzeugung künstlicher Strahlungsdiagramme, bei denen die benötigten Amplituden- und Phasenfunktionen einen kontinuierlichen Verlauf haben, können die Komplexzahlen-Multiplizierer der Eingangs­ stufe in der aus Fig. 15 ersichtlichen Form vorliegen. Für eine allgemeine Datenverarbeitung, bei der es erforderlich sein kann, sich sprunghaft ändernde Funktionen zu verwirk­ lichen, müssen zwischen den Kanälen parallele Multiplizierer verwendet werden. Einer dieser Multiplizierer würde dann dazu benutzt werden, Daten aus einer Umlaufschleife zu subtrahieren, während der andere dazu dient, Amplitude und Phase der Daten zu verändern, die der nächsten Umlaufschleife zugeführt werden sollen. Der Vorteil der Ausführungsform nach Fig. 15 besteht darin, daß für jede Teilgruppe nur zwei Multiplizierer be­ nötigt werden, wogegen bei der Vorrichtung nach Fig. 8 drei solcher Multiplizierer vorhanden sein müssen. In beiden Fällen ist ein zusätzlicher Multiplizierer pro Teilgruppe erforder­ lich, wenn die Schaltungsanordnung zur Verminderung von Rundungs­ fehlern nach Fig. 13 einbezogen wird.

Die bisherigen Erläuterungen haben sich vornehmlich mit An­ wendungen beschäftigt, die zu einer Kartenaufnahme quer zum Flugweg dienten, so daß Probleme, die mit einer Entfernungs­ variation zusammenhängen, nicht auftraten. Wenn jedoch unter einem Schielwinkel gearbeitet wird, der im wesentlichen von der Querrichtung (90°) abweicht, müssen Phasenkorrekturen vorgenommen werden, wenn die zeitliche Änderung der Entfernung einen merklichen Bruchteil der Wellen­ länge des Radarsignales ausmacht. Entfernungsschluß-Korrekturen sind erforderlich, wenn die Entfernungsänderungen einen er­ heblichen Bruchteil eines Auflösungselementes in der Entfernung ausmachen. Diese Betrachtungen sind in Fig. 16 veranschaulicht, in der der Entfernungsbereich ΔR, der zur Aufnahme einer Karte der Breite S erfaßt werden muß, sich aus dem Weg S cosec R über den Streifen der Breite S und der Strecke L cos R/2 wegen dem Näherrücken der Punkte P₁ und P₂ für die Grenzen der Gruppen ergibt. Demnach ist ΔR=S cos R+ L cos R, wenn L die Länge des Weges, auf dem die Daten für eine synthetische Gruppe gesammelt werden und R der Schiel­ winkel in Bezug auf den Flugweg ist. Außer der Entfernungs­ änderung muß noch ein weiterer Faktor bei großen Werten der Streifenbreite S unter jedem Schielwinkel berücksichtigt werden. Es handelt sich dabei um die Fokustiefe, d. h. den Be­ reich, in dem ein einziges Phasenprogramm (Kurve 24 nach Fig. 4) benutzt werden kann. In Fig. 4 hängt die Form der Kurve 24 von der Entfernung eines gegebenen Streupunktes ab. Es kann gezeigt werden, daß es einen Bereich der Größenordnung M=d²/λ zu beiden Seiten eines Streupunktes 22 gibt, in dem noch die gleiche Phasenfunktion akzeptable Werte von Azimut- Nebenzipfeln liefert. Hierbei ist d die Azimutauflösung und λ die Wellenlänge des Radarsignales.

Die Ausführungsform nach Fig. 17 macht von programmierbaren Phasenverschiebungs- und Amplitudenwichtungs-Funktionen Gebrauch, um die phasendefokussierende Wirkung der beiden oben behandelten Effekte zu überwinden. So wird eine programmier­ bare Datenverzögerung, wie beispielsweise mittels wählbarer Ausgänge des Schieberegisters 110, dazu benutzt, die zeitlichen Änderungen der Radarsignale, die von Entfernungsvar 07346 00070 552 001000280000000200012000285910723500040 0002002226163 00004 07227iationen bei einer Kartenaufnahme unter einem Schielwinkel herrühren, zu kompensieren.

Es sei bemerkt, daß auch die Ausführungsform nach Fig. 17 die Verwendung doppelter Verarbeitungskanäle gestattet, wie sie in Fig. 13 veranschaulicht ist, um die Reduktion digitaler Rundungsfehler zu ermöglichen. Diese Ausführung mit doppelten Kanälen wurde in Fig. 17 nicht dargestellt, um die Zeichnung übersichtlich zu erhalten. Es versteht sich jedoch, daß parallele Teilkanäle ohne weiteres vorgesehen werden können.

In Fig. 17 ist der kte Verarbeitungskanal eines Verarbeitungs­ gerätes dargestellt, das dazu ausgebildet ist, eine Fokussierung über die Streifenbreite, also in Richtung der Entfernung, zu bewirken und die Zeitverzögerungen bei der Verarbeitung als Funktion der Entfernungsänderung längs der synthetischen Gruppe zu variieren. In Fig. 17 sind Teile des Schieberegisters 110, die den Teilgruppen k-1 und k zugeordnet sind, dargestellt. Wenn der Schalter 230 vorübergehend unbeachtet bleibt, ist ersichtlich, daß die Arbeitsweise des Komplexzahlen-Multi­ plizierers 127 (k-1), des Summierers 118k, des Akkumula­ tors 122k und des Komplexzahlen-Multiplizierers 125k die gleiche ist, wie sie anhand Fig. 15 beschrieben worden ist.

Ein Register 238, bei dem es sich um ein zehnstufiges Umlauf­ register handeln kann, dient zur Lösung des Problems, das mit der begrenzten Fokustiefe verbunden ist. Ist beispiels­ weise d=1,5 m und λ=0,03 m, so liegt die gewünschte Phasen­ toleranz im Verarbeitungsgerät in Intervallen von 150 m Breite längs der Streifenbreite. Bei einem aufzunehmenden Streifen von 1500 m Breite müßten dann in dem Register 238 zehn Koeffizienten gespeichert und periodisch dem Komplexzahlen- Multiplizierer 125k in Intervallen während jeder Verarbeitungs­ periode zwischen zwei Sendeimpulsen, also während jeder Ent­ fernungsabtastung, zugeführt werden. Auf diese Weise wird die Ampli­ tude und die Phase des Komplexzahlen-Multiplizierers 125k als Funktion der Entfernung variiert, um die gewünschte Auf­ lösung bei der Kartenaufnahme zu erhalten. Eine Variation der Amplitude B_k der Wichtungsfunktion ermöglicht eine Erhöhung oder eine Verminderung der Auflösung. Demnach kann eine konstante Auflösung über die Streifenbreite erzielt werden, indem die Amplitude und Phase des Komplexzahlen-Multiplizierers programmiert werden. Der Koeffizient des Komplexzahlen-Multiplizierers 127k ist so programmiert, daß er dem Koeffizienten des Komplex­ zahlen-Multiplizierers 125k gemäß der oben behandelten Be­ ziehung zwischen A_k und B_k sowie zwischen ⌀_k und ϕ_k folgt.

Bei von 90° abweichenden Schielwinkeln und selbst bei quer zum Flugweg verlaufender Blickrichtung am Ende sehr langer Gruppen bildet die Entfernungsänderung, die auf der Relativ­ stellung des Streupunktes zur Antenne beruht, wenn sich das Flugzeug längs des Flugweges bewegt, ein Problem. Die Änderungen der Entfernung können durch programmierbare Schalter 230, 234 und 236 kompensiert werden. Der Schalter 230 ist so ausgebildet, daß er nacheinander eine Anzahl von Ausgängen des Schiebere­ gisters 110 als Funktion der Signallaufzeit zwischen einem speziellen Streupunkt am Boden und einem speziellen Segment der Gruppe mit dem Komplexzahlen-Multiplizierer 127 (k-1) verbindet. Der Schalter 230 wirkt in Verbindung mit der Vielzahl von Ausgängen als ein Entfernungsinterpolator, der zwischen der Vielzahl von Ausgängen in Abhängigkeit von einem Steuer­ signal Nτ_k-1 umschaltet. Das Steuersignal Nτ_k-1 ist eine Funktion der Änderung der Entfernung eines Zieles zur Mitte der entsprechenden Teilgruppe über die ganze Länge der Gesamt­ gruppe.

In gleicher Weise bildet der Schalter 236 einen Entfernungs­ interpolator für die kte Stufe, der in identischer Weise wie der Interpolator der (k-1)ten Stufe arbeitet.

Damit die Daten, die innerhalb jedes Verarbeitungskanales Umläufe ausführen, als Funktion der Entfernungsänderung synchronisiert werden, weist jeder Verarbeitungskanal einen Rückkopplungs-Interpolator auf, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von dem Schieberegister 232 und dem Schalter 234 gebildet wird. Das Schieberegister 232 kann beispielsweise eine Länge von zwei Stufen haben und der Schalter 134 als Funktion der Entfernungsvariation pro Entfernungsabtastung (τ_k) programmiert sein.

Es sei ferner erwähnt, daß die Erfindung eine Änderung der Lage des aufzunehmenden Bandes, d. h. des Abstandes des für die Aufnahme interessierenden Entfernungsbereiches von dem Flugweg, der Breite dieses Bandes und/oder des Schielwinkels erlaubt, weil die die Amplitudenwichtung, die Phasenkorrektur und die Entfernungsvariation ausführenden bzw. kompensierenden Schaltungsanordnungen als Funktion von Änderungen der Bandbreite oder des Schielwinkels dynamisch programmiert werden können.

Es wurde demnach eine verbesserte Vorrichtung zur Erzeugung eines synthetischen Strahlungsdiagrammes beschrieben, die eine linienweise Bilderzeugung mit hoher Auflösung in großen Entfernungen ermöglicht. Diese Vorrichtung ist für eine digitale Verwirklichung geeignet, ohne daß damit eine merkliche Qualitätsverminderung infolge der Ansammlung von Rundungs­ fehlern verbunden wäre. Die Vorrichtung ermöglicht ferner eine Fokussierung in allen Entfernungen und einen Betrieb unter verschiedenen Schielwinkeln. Es versteht sich für den Fachmann, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch leicht durch Anwendung der Analogtechnik oder eine Kombination von Analog- und Digitaltechnik ausgeführt werden kann, obwohl die be­ schriebenen Beispiele von der Digitaltechnik Gebrauch machen. Obwohl alle beschriebenen Ausführungsbeispiele von einer Amplitudenwichtung zur Reduktion von Azimut-Nebenzipfeln Gebrauch machen, versteht es sich weiterhin, daß auf eine Amplitudenwichtung verzichtet werden kann, wenn weniger voll­ kommene Ausführungsformen der Erfindung ausreichen. Weiterhin ist zu bemerken, daß im Hinblick auf eine möglichst klare Erläuterung der Grundprinzipien der Erfindung stets davon die Rede war, daß durch die Phasenkorrektur der Signale, welche jede Teilgruppe bilden, jede Teilgruppe in die Tangential­ stellung zu dem zugeordneten Abschnitt des Bogens konstanter Entfernung verschoben wird. Es versteht sich jedoch, daß für einen minimalen mittleren Phasenfehler die Werte der Phasen­ verschiebung, die jeder Teilgruppe erteilt werden, leicht modifiziert werden können, um eine bestmögliche Annäherung an den Bogen konstanter Entfernung zu erhalten. Demnach soll die Aussage, daß die Teilgruppensignale tangential zu der Phasen­ kurve verlaufen, diese Modifikation der besten Annäherung einschließen.

Claims (18)

1. Verfahren zur Verarbeitung der Videosignale, die von einem an Bord eines Flugzeuges angeordneten kohärenten Impuls- Radargerät mit einer seitwärts zum Flugweg gerichteten festen Antenne während aufeinanderfolgenden Entfernungs­ abtastungen geliefert werden, zu Bilddatensignalen, die ein linienweise aufgebautes Bild ergeben, unter Einführung strahlfokussierender Phasenkorrekturen ("synthetische" Antenne), dadurch gekennzeichnet, daß aus mehreren auf­ einanderfolgenden Entfernungsabtastungen stammende, jeweils einem Entfernungsintervall zugeordnete Videosignale zu Teilgruppensignalen zusammengefaßt und die Teilgruppen­ signale bei jeder Entfernungsabtastung durch Hinzufügen eines neuen Videosignales und Abstoßen des ältesten Videosignales auf den neuesten Stand gebracht und, nachdem ihnen zum Ausgleich des Unterschiedes zwischen der mittleren Radialentfernung der eine Teilgruppe bildenden Entfernungs­ intervalle von der Antenne (14) und ihrem Abstand (R) vom Flugweg (12) eine Phasenverschiebung (27; Δ₃) erteilt worden ist, mehrere Teilgruppensignale zu einem Gruppen­ signal summiert werden, das für einen dem Entfernungs­ intervall zugeordneten Punkt auf einer Linie des Bildes charakteristisch ist, und zusätzlich innerhalb jeder Teilgruppe Phasenkorrekturen vorgenommen werden, indem während jedes Entfernungsintervalles dem Teilgruppensignal, das dem gleichen Entfernungsintervall der vorhergehenden Entfernungsabtastung zugeordnet ist, eine der mittleren Änderung der Radialentfernung gleicher Entfernungs­ intervalle aufeinanderfolgender Entfernungsabtastungen entsprechende inkrementale Phasenverschiebung erteilt wird, bevor das Teilgruppensignal auf den neuesten Stand gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes gebildete Teilgruppensignal durch die inkrementale Phasenverschiebung in eine zur Tangente (34) an den Bogen­ abschnitt (24) konstanter Entfernung der entsprechenden Teilgruppe parallele Lage und durch die den Teilgruppen­ signalen vor der Summierung erteilte Phasenverschiebung (Δ₃) in eine effektiv mit der Tangente an den Bogenabschnitt konstanter Entfernung zusammenfallende Lage gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das neueste Videosignal vor der Addition zu dem Teil­ gruppensignal einer Phaseneinstellung unterworfen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Vereinigung der Teilgruppensignale die Vektorsumme aus den Teilgruppen­ signalen gebildet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung der Teil­ gruppensignale die Teilgruppensignale des vorhergehenden Verarbeitungszyklus für die Dauer von M×N×K Verarbeitungsintervallen gespeichert werden, wobei M die Anzahl der darzustellenden Entfernungsintervalle, N die Anzahl der eine Gruppe bildenden Teilgruppen und K die Anzahl der zur Bildung einer Teilgruppe verwendeten Entfernungsabtastungen durch die Radar­ anlage ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der inkrementalen Phasenverschiebung, wie er den Teilgruppensignalen erteilt wird, als Funktion der Ordnungszahl des Verarbeitungsintervalles innerhalb jedes Verarbeitungs­ zyklus variiert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung der Teilgruppensignale dem aus dem entsprechenden Ver­ arbeitungsintervall des vorhergehenden Verarbeitungs­ zyklus stammenden Teilgruppensignal eine inkrementale Amplitudenkorrektur (216) erteilt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Bildung der Teilgruppensignale er­ teilten Phasenverschiebungen und Amplitudenkorrekturen den angesammelten Summen des jedes Teilgruppensignal bildenden Videosignales eine annäherend lineare Änderung erteilen und auch bei der Vereinigung der Teilgruppensignale jedes Teilgruppensignal vor der Summierung eine Phasen- und Amplitudeneinstellung erfährt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 unter Rückbeziehung auf Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Phasenverschiebung auch die Amplitudenkorrektur (216), die den Teilgruppensignalen erteilt wird, als Funktion der Ordnungszahl des Verarbeitungsintervalls innerhalb des Verarbeitungszyklus variiert wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Modifizieren des resultierenden Signals die Beziehung zwischen der Zeit, zu der die Videosignale eintreffen, und dem Verarbeitungs­ intervall innerhalb des Verarbeitungszyklus, in dem die Videosignale verarbeitet werden, variiert wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie für die Bildung eines jeden Teilgruppensignales mindestens einen besonderen Verarbeitungskanal (z. B. 112; 113) mit je einer Einrichtung (124, 126; 125), die dem Teilgruppensignal des entsprechenden Verar­ beitungsintervalls des vorhergehenden Verarbeitungs­ zyklus die inkrementale Phasenverschiebung erteilt, und einer Einrichtung (118, 122) zur Modifizierung des resultierenden Signals in Abhängigkeit von den Video­ signalen sowie eine Einrichtung (136, 140) zur Ver­ einigung der Teilgruppensignale aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (124, 126) zur inkrementalen Phasenverschiebung einen Rückführung mit einem Phasen­ schieber (126) aufweist und die Einrichtung zur Ver­ einigung der Teilgruppensignale am Ausgang eines jeden Verarbeitungskanals einen besonderen Gruppen­ phasenschieber (136) und eine Einrichtung (140) zur Summierung der Ausgangssignale der Gruppenphasen­ schieber umfaßt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verarbeitungskanal einen Akkumulator (122) zum Speichern der Teilgruppensignal des vorhergehenden Verarbeitungszyklus, einen Summierer (118) und einen Phasenschieber (126), der zwischen den Ausgang des Akkumulators (122) und einen Eingang des Summierers (118) geschaltet ist, umfaßt, und die Einrichtung zur Modifi­ zierung des resultierenden Signales dem Summierer (118) sowohl die der neuesten Teilgruppe zugeordneten Video­ signale als auch die in der Teilgruppe vorhandenen ältesten Daten, die aus dem entsprechenden Teilgruppensignal des vorhergehenden Verarbeitungszyklus bestehen, derart zuführt, daß die neuesten Daten zum Ausgangssignal des Phasen­ schiebers (126) addiert und die ältesten Daten von diesem Ausgangssignal abgezogen werden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignale in einem Schieberegister (110) mit M×N×K Stufen und N+1 Ausgängen gespeichert sind, wobei die Anzahl der darzustellenden Entfernungsinter­ valle, N die Anzahl der eine Gruppe bildenden Teilgruppen und K die Anzahl der zur Bildung einer Teilgruppe verwendeten Ent­ fernungsabtastungen durch das Radargerät ist, und der Summierer (118) mit zwei aufeinanderfolgenden Ausgängen des Schieberegisters (110) verbunden ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Summierer (118) entweder mit dem die ältesten oder mit dem die neuesten Daten liefernden Ausgang des Schieberegisters (110) über einen Phasenschieber (120 bzw. 127) verbunden ist, dessen Phasenverschiebung das Nfache der in den Rückweg von dem Zwischenakkumulator (122) zu dem Summierer (118) geschalteten Phasenschieber (126) bewirkten Phasenverschiebung beträgt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erteilung der inkrementalen Phasenverschiebung einen Rückführweg mit einem Komplex­ zahlen-Multiplizierer (125) enthält, der dem Teil­ gruppensignal außer einer sich linear ändernden Phasen­ lage auch eine sich linear ändernde Amplitude erteilt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verarbeitungskanal eine Einrichtung (238) zur Variation des Multiplikationswertes des Komplex­ zahlen-Multiplizierers (125) als Funktion der Ordnungs­ zahl des Verarbeitungsintervalls innerhalb des Ver­ arbeitungszyklus enthält.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bildung eines jeden Teil­ gruppensignales zwei im wesentlichen identische Ver­ arbeitungskanäle (A und B) vorhanden sind und mit jedem Paar einem Teilgruppensignal zugeordneten Verarbeitungs­ kanäle eine von der Einrichtung zur Modifizierung des resultierenden Signales gesteuerte Schalteinrichtung (200, 202, 204, 206) gekoppelt ist, die bewirkt, daß die beiden Verarbeitungskanäle während aufeinander­ folgender Verarbeitungszyklen abwechselnd das Teil­ gruppensignal bilden bzw. gelöscht und für den nächsten Verarbeitungszyklus vorbereitet werden.