DE3882228T2 - Digitaler radarbildwandler. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die sichtbare Darstellung von Radarinformationen mit Hilfe eines digitalen Bildtransformators. Sie hat insbesondere ein Verfahren zur Zuordnung von Radar-Rekurrenzen zu darzustellenden Radiallinien sowie Mittel zur Durchführung dieses Verfahrens zum Gegenstand.
• Wenn man ein in Polarkoordinaten geliefertes Bild, z.B. ein Radarbild, auf einem Sichtgerät darstellen will, das im Fernsehmodus arbeitet, verwendet man im allgemeinen einen digitalen Bildtransformator (auch TDI genannt), dessen Hauptaufgabe es ist, das in Polarkoordinaten gelieferte Bild in ein Bild mit kartesischen Koordinaten umzuwandeln und es in digitaler Form zu speichern, um die Anpassung zwischen dem Rhythmus der Lieferung der Bilder und dem Bildrhythmus des Fernsehbildes zu gewährleisten.
• Ein TDI enthält üblicherweise einen Radarschnittstellenkreis, der die Videosignale des Radargeräts empfängt und sie digitalisiert, eine Untereinheit zur Koordinatenumwandlung, einen Bildspeicher, in dem die Radarinformation in digitaler Form und in dem Format gespeichert wird, in dem sie dann sichtbar gemacht wird. In Verbindung mit dem Bildspeicher enthält der TDI noch Kreise zur künstlichen Remanenz, deren Aufgabe es ist, für die Informationen des Bildspeichers, für die keine Veränderungen aufgrund der Alterung existieren, einen Remanenzeffekt zu erzeugen, der dem vergleichbar ist, der auf einer remanenten Bildröhre erzeugt wird, wo die Helligkeit eines Punkts mit dem Augenblick des Einschreibens abzunehmen beginnt. In einem solchen System ist der Einspeicherungsprozeß wie folgt:
• Das Videosignal besteht aus den Antworten (Echos) auf einen vom Radargerät ausgesandten Impuls. Er wird mit einer Frequenz geliefert, die die Wiederholfrequenz der Sendeimpulse ist und PRF genannt wird (für den englischen Begriff "Pulse Repetition Frequency"). Es sei bemerkt, daß die Frequenz PRF durch die Reichweite des Radargeräts bestimmt wird. Die mit der Frequenz PRF gelieferten Videosignale werden nachfolgend die Rekurrenz genannt.
• Die Untereinheit zur Koordinatenumwandlung empfängt für die Umwandlung "Rotationssignale", deren Aufgabe es ist in jedem Augenblick die Winkelposition des Radarstrahls anzugeben, der in regelmäßiger Weise bezüglich einer Bezugsrichtung, im allgemeinen in Nordrichtung, umläuft. Die Rotationssignale bestehen einerseits aus einem Nordsignal (N), nämlich einem schmalen Impuls bei jedem Durchlauf des Strahls durch die Nordrichtung, und andererseits aus einem schmalen Impuls des Winkelinkrements (ε), das anzeigt, daß der Strahl um den n-ten Teil einer Umdrehung bezüglich des vorangegangenen Inkrements gedreht wurde, wobei n Inkremente 360º entsprechen.
• Die Winkelinkrementimpulse ε werden im allgemeinen vom Antennenkodierer in unsychronisierter Weise bezüglich der Rekurrenzen geliefert. Es sei Θ der Gesamtwinkel, den der Radarstrahl in einem gegebenen Augenblick mit der Referenzrichtung (Nord) einschließt. Die Videoinformation, die jeder der n Richtungen des Strahls zugewiesen ist, wird nachfolgend "Radiale" genannt.
• Wenn das Radarsystem n Winkelinkremente liefert möchte man im allgemeinen n Radiale sichtbar machen. Es ist daher notwendig, die verschiedenen Rekurrenzen den verschiedenen Radialen zuzuweisen. Die verschiedenen Punkte jeder so gebildeten Radialen werden dann in den Bildspeicher an den berechneten Adressen in kartesischen Koordinaten eingeschrieben.
• Da aber die Periode der Winkelinkremente ε durch die Antenne vorgegeben wird und die Frequenz PRF durch die Reichweite des Radar, kann es passieren, daß man in gewissen Fällen Werte hat, die eine der folgenden Konfigurationen ergeben:
• - Wenn die Frequenz der Inkremente ε zu niedrig im Vergleich zur Frequenz PRF ist, dann gibt es unter den mit der Frequenz PRF erhaltenen Rekurrenzen einige, die keinem Wert von Θ entsprechen. Entweder werden sie nicht in den Speicher eingeschrieben und sind verloren, oder sie werden vorher auf eine Art zusammengefaßt, die nicht von einer Radialen zur anderen oder einer Antennenumdrehung zur anderen die gleiche ist. Daran anschließend werden sie in den Speicher eingeschrieben. Daraus ergibt sich ein Positionsfehler der Echos. Außerdem kann dieser Fehler von einer Antennenumdrehung zur anderen variieren,.
• - Wenn die Frequenz der Inkremente ε im Vergleich zur Frequenz PRF zu hoch ist, dann gibt es Winkelwerte Θ, für die keine entsprechende Radarinformation (Rekurrenz) vorliegt. Dann gibt mangels Information es keine Einspeicherung. Der Nachteil dabei ist insbesondere eine Unregelmäßigkeit des Bilds durch Fehlen einer Radiale von Zeit zu Zeit, sowie die Störung des Betriebs der Remanenz.
• Um diesen letzteren Nachteil zu vermeiden, muß man in der Praxis die Frequenz PRF in einer Richtung verändern, die dazu führt, die Reichweite des Radargeräts zu begrenzen.
• Eine andere Lösung wird in der Europäischen Patentanmeldung 0.192.562 im Namen von THOMSON-CSF beschrieben, gemäß der die Periodizität der Inkremente ε in ein Signal ε' abhängig von der Frequenz PRF des Radargeräts umgewandelt wird, um jeden Informationsverlust zu vermeiden. Die Koordinatenumwandlung und die Zuordnung der Rekurrenzen erfolgt dann gemäß dem transformierten Wert ε'. Dieses Verfahren führt zu einer Begrenzung der Anzahl von Radialen, die tatsächlich sichtbar gemacht werden, im Vergleich zur Anzahl von Winkelwerten Θ, die von der Antenne gegeben werden, d. h. zur Anzahl von Radialen, die sichtbar gemacht werden können, woraus sich eine Begrenzung in der Qualität des sichtbar gemachten Bildes ergibt.
• Die vorliegende Erfindung erlaubt es, diese letztgenannten Fehler und Beschränkungen zu vermeiden und ebenso viele Radiale sichtbar zu machen wie es von der Antenne gelieferte Winkelwerte Θ gibt. Die Erfindung ermöglicht es, die ankommenden Rekurrenzen den Radialen zuzuweisen, die sichtbar gemacht werden können, unabhängig vom Typ des Radargeräts, d.h. unabhängig vom Verhältnis zwischen der Frequenz der Inkremente ε und der Frequenz PRF, indem eine Entkopplung der empfangenen Information (Rekurrenzen mit der Frequenz PRF) und der für die Anzeige bestimmten Informationen (Radiale) erfolgt, so daß sich eine optimale Nutzung des TDI ergibt.
• Genauer gesagt, enthält der TDI, der das erfindungsgemäße Verfahren verwendet, eine Untereinheit, die das Signal ε und ein Radarsynchronisationssignal SYR empfängt, das aus schmalen Impulsen der Frequenz PRF besteht, wobei diese Untereinheit in folgender Weise eine Zusammenfassung durchführt:
• - Speicherung der ankommenden Rekurrenzen im Rhythmus ihres Auftretens (PRF) in einem Speicher einer Speichergruppe mit m Speichern, wobei m mindestens gleich 3 ist und wobei die Identifikation des Speichers im Schreibmodus mit dem ersten schmalen Impuls SYR nach dem Empfang eines Impulses ε Modulo m verändert wird;
• - gegebenenfalls Zusammenfassung einer ankommenden Rekurrenz mit einer bereits gespeicherten Rekurrenz;
• - Auslesung mindestens eines Speichers beim Empfang jedes schmalen Impulses ε, wobei die Identifizierung des zu lesenden Speichers ausgehend von der des Speichers erfolgt, der sich in diesem Augenblick gerade im Schreibmodus befindet.
• Andere Gegenstände, Besonderheiten und Ergebnisse der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen hervor, die nur als nicht begrenzendes Beispiel zu verstehen sind.
• Figur 1 und 2 enthalten erläuternde Darstellungen des Quantifizier- und Zusammenfassungsprozesses für die ankommende Radarinformation,
• - die Figuren 3a und 3b zeigen Zeitdiagramme beim Auslesen und Einspeichern der verschiedenen Rekurrenzen und Radialen in dem erfindungsgemäßen Verfahren,
• - Figur 4 zeigt ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
• - Figur 5 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahrens,
• - Figur 6 zeigt das Blockschaltbild eines TDI zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• In den verschiedenen Figuren wurden die gleichen Bezugszeichen für gleiche Elemente verwendet.
• Die Figuren 1a, 1b und 1c zeigen den Prozeß der Entfernungsquantifizierung des ankommenden Radar-Videosignals.
• Figur 1a zeigt in Abhängigkeit von der Zeit das analoge Videosignal 12 so, wie es vom Radarempfänger geliefert wird. In dieser Figur wurden auch die Radarsynchronisationsimpulse SYR eingetragen, die synchron mit der Aussendung des Radarimpulses, der das Videosignal 12 als Antwort erzeugt, ausgesendet werden. Mit Rec eine Rekurrenz bezeichnet, d. h. das Radarvideosignal zwischen zwei Synchronisationsimpulsen SYR, die mit 10 und 11 bezeichnet sind.
• Die Eingangsschnittstelle des TDI hat die Aufgabe, das analoge Videosignal zu digitalisieren. Dies ist in Figur 1b dargestellt, wo dieselben Rekurrenzen Rec wiederzufinden sind und wo eine Gruppe von Tastproben 13 der Frequenz He eingetragen sind, deren Hüllkurve das Videosignal 12 ist. Jede der Tastproben wird in digitaler Form mit b Bits ausgedrückt.
• Es ist bekannt, daß die Tastfrequenz abhängig von der Breite des Radarimpulses gewählt wird. Die Gesamtanzahl der notwendigen Tastproben zwischen zwei Impulsen SYR kann sehr groß sein und die Verarbeitungsmöglichkeiten des TDI übersteigen. Dann faßt man diese Tastproben in "Quanten" zusammen, deren Frequenz HQ kleiner oder gleich als die Tastfrequenz He ist und somit von der höchsten Verarbeitungskapazität TDI abhängt. Die Folge der Quanten 14 ist in Figur 1c zwischen des Synchronisationsimpulsen 10 und 11 dargestellt.
• Die auf zwei oder mehr Tastproben angewandte Funktion für deren Zusammenfassung in einem Quantum ist beispielsweise eine Maximumfunktion, aber selbstverständlich sind auch andere Funktionen möglich, z. B. die Mittelwertfunktion.
• Die Figuren 2a und 2b illustrieren den Begriff der Radiale.
• Figur 2a ist ein räumliches Schema in Polarkoordinaten, für eine Folge von Rekurrenzen Reci ausgehend vom Zentrum des Radargeräts CR.
• Es sei daran erinnert, daß jede Rekurrenz zeitlich einem Radarimpuls oder auch einem Synchronisationsimpuls SYR entspricht.
• Wie oben erwähnt, bilden die Impulse ε die einzige verfügbare Winkelinformation, die es erlaubt, auf einem Kontrollbildschirm das von den Quanten gebildete Video richtig anzuordnen. Es ist daher notwendig, jeder Rekurrenz einen Winkelwert zuzuweisen, der durch Zählen der Impulse ε ausgehend von einem durch den Nordimpuls gebildeten Zeitursprung erhalten wird.
• In Figur 2b ist der Fall dargestellt, bei dem die Frequenz PRF größer als die Frequenz Hε der Impulse ε ist und bei der eine Zusammenfassung der einem gemeinsamen Winkelwert zugewiesenen Rekurrenzen vorgenommen werden muß, um eine Radiale Radi zu bilden, wobei die einzelnen Radialen durch einen Winkel ε gegeneinander verschoben sind. Es ist festzustellen, daß in der vorliegenden Beschreibung mit ε sowohl der Impuls, der ein Winkelinkrement bezeichnet, als auch der Winkelwert als Bruchteil des Vollkreises bezeichnet wird.
• Jedes Quantum dieser resultierenden Radiale ist also räumlich durch seinen Abstand zum Radarzentrum CR definiert (der in Wirklichkeit durch die Nummer des Quantums gegeben ist, gezählt vom Zeitursprung aus, den der Synchronisationsimpuls definiert) und durch den Winkel Θ einer Radiale bezüglich der Nordrichtung (die durch Zählen der Impulse ε ausgehend von dem durch den Nordimpuls gebildeten Zeitursprung erhalten wird).
• Die Figuren 3a und 3b zeigen das Verfahren zur Zuweisung der ankommenden Rekurrenzen zu einer vom Radargerät definierten Anzahl von anzuzeigenden Radialen, wobei dieses Verfahren mit Hilfe einer Einheit von m Speichern erfolgt, in denen die ankommenden Rekurrenzen gemäß einer besonderen Abfolge eingeschrieben und gelesen werden. In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel wird für die Zahl m von Speichern der Wert 3 gewählt.
• Figur 3a zeigt den Fall, in dem die Frequenz PRF größer als die Frequenz der Impulse ε ist.
• Es handelt sich um ein Zeitdiagramm, das die Abfolge der Synchronisationsimpuls SYR (mit der Frequenz PRF), der Signale ε und der Lese- und Schreibphasen in jedem der drei Speicher M&sub1;, M&sub2; und M&sub3; illustriert.
• In der ersten Zeile, die die Synchronisationsimpulse SYR nämlich S&sub0; bis S&sub6; zeigt, wurde auch die Folge der Rekurrenzen eingetragen, nämlich die letzte Rekurrenz RecN, des vorhergehenden Antennenumlaufs und dann die sieben ersten Rekurrenzen 1 bis 7 eines Umlaufs.
• In der zweiten Zeile von Figur 3a wurden die Impulse ε eingetragen, wobei der erste Impuls den Durchgang des Radarstrahls durch die Nordrichtung angibt. Da die Frequenz der Impulse ε kleiner in dieser Hypothese als die Frequenz PRF sein soll, wurden nur vier Impulse ε dargestellt, nämlich ε&sub1;, ε&sub2;, ε&sub3; und ε&sub4; die während der sechs ersten Rekurrenzen geliefert werden.
• Jede der ankommenden Radialen wird bei ihrem Eintreffen (mit der Frequenz PRF) in einen der Speicher M&sub1;, M&sub2; und M&sub3; eingeschrieben, indem beispielsweise mit dem Speicher M&sub1; begonnen wird, in den die letzte Rekurrenz RecN der Antennenumdrehung eingetragen wird. Die Nummer des zu beschreibenden Speichers wird mit dem ersten Synchronisationsimpuls SYR, der auf den Empfang eines Impulses ε folgt, um eine Einheit erhöht. In der Praxis wird der Synchronisationsimpuls SYR, der zwei Rekurrenzen N und 1 (S&sub0;) voneinander trennt, kurz nach einem Impuls ε empfangen, vorliegend also des Nordsignals. Die Nummer des zu beschreibenden Speichers nimmt also um eine Einheit zu und die erste Rekurrenz Rec&sub1; wird somit in den Speicher M&sub2; eingeschrieben. In gleicher Weise wird die nächstfolgende Rekurrenz Rec&sub2; im dargestellten Beispiel, da der Impuls ε&sub1; knapp vor dem Impuls S&sub1; auftritt, in den nächsten Speicher, nämlich M&sub3;, eingeschrieben. In dem dargestellten Beispiel ist also die Periodizität der Impuls ε so, daß der Impuls ε&sub2; nicht vor, sondern nach dem Impuls S&sub2; auftritt. Daher wird die dritte Rekurrenz Rec&sub3; demselben Speicher wie die Rekurrenz Rec&sub2; zugewiesen.
• Übrigens zerstört erfindungsgemäß nicht die Information betreffend die Rekurrenz Rec&sub3; den vorherigen Inhalt des Speichers M&sub3;, nämlich die Rekurrenz Rec&sub2;, sondern sie kombiniert sich mit dieser, gemäß der Zusammenfassungsfunktion, beispielsweise einer Maximumfunktion. Der Inhalt des Speichern M&sub3; ist dann für jedes Quantum der größere der Quantenwerte entsprechend den Rekurrenzen Rec&sub2; und Rec&sub3;.
• Da der Impuls ε&sub2; vor der Rekurrenz Rec&sub4; ankommt, wird dieser in den nächsten Speicher eingeschrieben, d. h. in den Speicher M&sub1; (Modulo 3) usw.
• Betrachtet man nun den Lesevorgang, dann wird einer der Speicher jedesmal ausgelesen, wenn ein Impuls ε empfangen wird, um eine Radiale zu bilden. Die Nummer des zu lesenden Speichers ergibt sich, indem man modulo 3 die Nummer des Speichers, der in dem Augenblick, in dem der Impuls ε empfangen wird, sich gerade im Schreibmodus befindet, um 1 verringert. Beim Empfang des Nordimpulses ist im Fall der Figur 3a der Speicher M&sub1; gerade im Schreibmodus. Daher ist der auszulesende Speicher der Speicher M&sub3;.
• Mit dem Impuls ε&sub1;, der auftritt, während der Speicher M&sub2; im Schreibmodus ist, liest man den Speicher M&sub1; aus.
• Beim Auftreten des Impulses ε&sub2;, bei dem der Speicher M&sub3; im Schreibmodus ist, wird der Speicher M&sub2; ausgelesen, der somit die erste Radiale Rad&sub1; des Umlaufs bildet usw.
• Figur 3b entspricht der Figur 3a mit der einzigen Ausnahme, daß in diesem Beispiel die Frequenz der Impulse ε größer als die Frequenz PRF ist.
• Es wurden hier vier Rekurrenzen (Rec&sub1;, Rec&sub2;, Rec&sub3;, Rec&sub4;) und neun Impulse ε (ε&sub1;.....ε&sub9;) dargestellt. Wie vorher werden die Rekurrenzen, sobald sie ankommen, in den Speicher eingeschrieben, wobei die Nummer des Speichers mit jedem Synchronisationsimpuls, der unmittelbar auf einen Impuls ε folgt, um eine Einheit weitergezählt wird.
• Beim Lesen geht man ebenfalls wie vorher vor. Da die Frequenz der Impulse ε größer als die der Synchronisationsimpulse (SYR) ist, erkennt man, daß ein und derselbe Speicher mehrfach ausgelesen werden kann, um verschiedene Radiale zu bilden, d. h. Radiale, die durch ein Winkelinkrement ε voneinander getrennt sind, aber deren Videoinhalt derselbe sein wird. Dies gilt beispielsweise in der Figur für die erste Rekurrenz Rec&sub1;, die in den Speicher M&sub2; eingeschrieben wird und zweimal ausgelesen wird, nämlich mit den Impulsen ε&sub4; und ε&sub5;, um die beiden ersten Radialen Rad&sub1; und Rad&sub2; zu bilden.
• Es wurde außerdem in Figur 3b der besondere Fall eines gleichzeitigen Auftretens eines Impulses ε (ε&sub3;) und eines Impulses SYR (S&sub1;) dargestellt. So muß eine Priorität definiert werden. Man entscheidet sich beispielsweise dafür, den Impuls ε als vor dem Impuls SYR ankommend zu betrachten. Daher schreitet in diesem Augenblick das Lesen auf dem Speicher M&sub1; fort.
• Es wird klar, daß das erfindungsgemäße Verfahren sich auf ein beliebiges Verhältnis zwischen der Frequenz PRF und der Frequenz der Impulse ε anwenden läßt, ob dieses Verhältnis nun größer, kleiner oder gleich 1 ist, und selbst in dem Fall, daß dieses Verhältnis sich verändert. Dies bildet einen Vorteil, insbesondere, wenn dieses Verhältnis nahe bei 1 liegt und im Laufe des normalen Radarbetriebs größer oder kleiner als 1 wird, denn die Antenne des Radargeräts kann eine leicht unregelmäßige Drehbewegung ausführen.
• Figur 4 zeigt das Flußdiagramm zur Erzeugung der Identifizierungen (Nummern) von Speichern im Schreib- und Lesemodus, sowie zur Erzeugung von bestimmten Bestätigungssignalen in dem erfindungsgemäßen Verfahren.
• Das Flußdiagramm beginnt mit einer gewissen Anzahl von Initialisierungen, nämlich dem Schritt 40 in Figur 4. Die Adresse des Speichers im Schreibmodus wird E genannt; sie wird beispielsweise auf 1 gesetzt. Die Adresse des Speichers im Lesemodus wird L genannt und auf 3 gesetzt, wenn die Speichergruppe drei Speicher enthält. Außerdem werden zwei Indikatorbits oder Fahnen gesetzt, die später verwendet werden, nämlich eine Fahne SYR und eine Fahne ε, die beide auf 1 gesetzt werden.
• Der nächste Schritt 41 ist ein Test des Empfangs eines Synchronisationsimpulses SYR. In einem nächsten Schritt 42, überprüft man den Wert der Fahne SYR. Wenn dieser den Wert 1 anzeigt, wie dies der Fall ist nach der Initialisierung, dann folgt der nächste Schritt 43, der darin besteht, den Wert des Speichers im Schreibmodus um eine Einheit zu erhöhen (modulo 3), d. h., daß der Speicher, der die Rekurrenz empfangen soll, der Speicher M&sub2; ist. Zugleich setzt man ein Bit ITR auf den Wert 1, dessen Nutzen später erläutert wird und der Wert der Fahne SYR wird modifiziert, d.h. auf 0 gesetzt. In einem nächsten Schritt 44 setzt man die Fahne ε auf den Wert 1; falls dies nicht geschehen sein sollte, schreibt man die ankommende Rekurrenz in den Speicher M&sub2; und schleift zurück auf den Test 41 des Empfangs eines Impulses SYR.
• Bezüglich des Zeitdiagramms in Figur 3a wird nun angenommen, daß der Zeitpunkt des Empfangs eines Impulses ε&sub1; vorliegt. Die Antwort aus dem Test 41 ist also negativ und es folgt dann ein Test 45, bezüglich des Empfangs eines Impulses ε. In der vorliegenden Hypothese ist diese Antwort positiv, und man testet (Schritt 46) den Wert der Fahne ε. Wenn, wie es hier der Fall ist, die Fahne auf 1 steht, dann setzt man ein Bit VLE auf den Wert 1 (Schritt 47), wechselt den Wert der Fahne ε auf den Wert 0, und die Nummer des Speichers im Lesemodus (L) wird gleich der Nummer des Speichers im Schreibmodus (E) minus eine Einheit (modulo 3). In einem nächstfolgenden Schritt 48 wird die Fahne SYR auf 1 gesetzt, der Speicher ausgelesen, um eine Radiale zu bilden und auf den Empfangstest eines Synchronisationsimpulses zurückgeschleift. In gleicher Weise wird bei einem negativen Ausgang des Tests 45 bezüglich eines Impulses ε auf den Test 41 bezüglich eines Impulses SYR rückgeschleift.
• Das Bit ITR wird beim Einschreiben einer Rekurrenz in einen Speicher M verwendet. Wenn es sich um eine Rekurrenz handelt, die unmittelbar auf einen Impuls ε folgt, beispielsweise die Rekurrenz Rec&sub2; im Speicher M&sub3; (Figur 3a), dann muß die Rekurrenz eingeschrieben werden, indem der ursprüngliche Inhalt des Speichers M&sub3; gelöscht wird. Wenn dagegen in demselben Speicher M&sub3; eine zweite Rekurrenz Rec&sub3; eingeschrieben wird, dann darf der Inhalt (Rec&sub2;) des Speichers nicht gelöscht werden, sondern muß mit der ankommenden Rekurrenz zusammengefaßt werden. Das Bit ITR dient dazu, die diesen beiden Fällen entsprechenden Betriebsweisen zu steuern, beispielsweise die Zusammenfassungsfunktion mit ITR = 1 im ersten Fall zu blokkieren und mit ITR = 0 im zweiten Fall zuzulassen. Die Fahne SYR dient der Unterscheidung der ersten Rekurrenz nach einem Impuls ε.
• Das Bit VLE wird verwendet, wenn man eine Radiale eintragen will, deren Videobild 0 wäre. In gewissen Anwendungsfällen kann man nämlich wünschen, daß das über den TDI sichtbar gemachte Bild besser einem Bild ähnelt, wie es auf einem PPI-Bildschirm erhalten wird (PPI bedeutet in englisch "Plan Position Indicator). Es ist also günstig, nicht eine Rekurrenz einfach zu kopieren, um mehrere Radiale zu erhalten, wie dies in Figur 3b dargestellt ist. Man verwendet also das Bit VLE entsprechend wie das Bit ITR zur Identifizierung der ersten Radialen, die auf einen Impuls SYR folgt. Nur diese Radiale wird sichtbar gemacht, die nächstfolgenden werden zwangsweise auf den Wert 0 gesetzt.
• Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• Die Vorrichtung gemäß Figur 5 enthält also beispielsweise drei Speicher M&sub1;, M&sub2; und M&sub3;, denen auf dem Weg der ankommenden Rekurrenzen ein Zusammenfassungskreis 51 vorgeschaltet ist, der diese Rekurrenzen in digitaler Form zugeführt erhält. Die Vorrichtung enthält weiter einen Schreibadressengenerator 52, einen Leseadressengenerator 53, eine Folgeschaltung 54, die die Speichernummern gemäß dem oben anhand von Figur 4 beschriebenen Betrieb liefert, einen Kreis 55 zur Verwaltung der Betriebsmodi der Speicher M&sub1;, M&sub2; und M&sub3;, einen Kreis 56 zur Erzeugung des Winkel Θ ausgehend von den Impulsen ε und gegebenenfalls eine Vorrichtung 57 zur Verarbeitung der Lesesignale. Diese Vorrichtung enthält weiter die Selektionsvorrichtungen 58, 59 und 60.
• Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Beim Einschreiben einer Rekurrenz in den Speicher:
• Eine ankommende Rekurrenz wird in einen der Speicher, beispielsweise den Speicher M&sub1; nach einer eventuellen Zusammenfassung (Kreis 51) mit dem vorhergehenden Inhalt des Speichers M&sub1; eingeschrieben. Die Zusammenfassung wird vom Bit ITR gesteuert, das von der Folgeschaltung 54 geliefert wird. Der Speicher M&sub1; (ebenso wie die Speicher M&sub2; und M&sub3;) ist mit dem Zusammenfassungskreis 51 über den Selektionskreis 58 verbunden, der seinerseits über einen Bus mit dem Kreis 51 verbunden ist. Der Selektionskreis 58 ist über drei Busleitungen an die drei Speicher M&sub1;, M&sub2; und M&sub3; angeschlossen und bewirkt eine Verteilung der ankommenden Rekurrenzen abhängig von der Nummer E des Speichers, in den die Einschreibung erfolgen soll. Die Nummer E wird dem Selektionskreis 58 von der Folgeschaltung 54 mitgeteilt.
• Die Adresse, an der die an den Speicher M&sub1; gelieferte Information eingeschrieben werden soll, wird vom Schreibadressengenerator 52 angegeben, der beispielsweise aus einem Zähler besteht, welcher den Rhythmus HQ der die Rekurrenzen bildenden Quanten zugeführt erhält. Der Generator 52 wird von den Impulsen SYR auf 0 gesetzt, d.h. bei jeder Rekurrenz. Diese Adresse wird an den Speicher M&sub1; über den Selektionskreis 60 übertragen, der an die drei Speicher M&sub1;, M&sub2; und M&sub3; angeschlossen ist und die Nummer E des Speichers im Schreibmodus empfängt und die Adresse demgemäß in analoger Weise an den Selektionskreis 58 leitet.
• Schließlich erfolgt die Steuerung des Schreibmodus (W) des Speichers M&sub1; durch die Taktvorrichtung 55, die die Verwaltung der Modi der drei Speicher M&sub1;, M&sub2; und M&sub3; bei Empfang der Speichernummern E und L gewährleistet.
Beim Lesen aus einem Speicher:
• Einer der Speicher, beispielsweise der Speicher M&sub3;, wird bei Empfang eines Impulses E ausgelesen, um eine Radiale zu bilden. Dieser Speicher ist gegebenenfalls durch den Kreis 57 und unter Steuerung durch das Bit VLE zwangsweise auf den Wert 0 gesetzt worden. Der Speicher M&sub3; ist ebenso wie die Speicher M&sub1; und M&sub2; an einen Ausgangsbus des Videogeräts in Richtung auf den Kreis 57 über den Selektionskreis 59 angeschlossen. Dieser letztere Kreis ist in analoger Weise wie der Selektor 58, aber für den Lesemodus, an jeden der Speicher M&sub1;, M&sub2; und M&sub3; angeschlossen und führt eine von der Folgeschaltung 54 gelieferte Weichenstellung unter Steuerung durch die Nummer (L) des Speichers im Lesemodus durch.
• In analoger Weise zu dem, was oben für die Schreibphase beschrieben wurde, liefert der Leseadressengenerator 53 die Adressen an den Speicher M&sub3; im Rhythmus HTDI, in dem die Quanten an die nachgeschaltete Verarbeitungsvorrrichtung TDI geliefert werden sollen. Der Generator 53 wird mit jedem Impuls ε auf 0 gesetzt. Die von ihm gelieferte Adresse wird vom Selektionskreis 60 verteilt. Der Lesemodus (R) wird am Speicher M&sub3; durch die Taktvorrichtung 55 gesteuert.
• Es ist zu bemerken, daß die Folgeschaltung 54 aufgrund der mangelnden Gleichzeitigkeit der verschiedenen Signale bei einer Frequenz HS arbeiten muß, die das kleinste gemeinsame Vielfache der Taktrhythmen HQ, Hε und HTDI ist.
• Zur Vervollständigung enthält die Vorrichtung in Figur 5 noch den Kreis 56 zur Erzeugung des der gelieferten Radialen zugeordneten Winkels Θ. Dieser Kreis ist ein Zähler, der die Impulse ε und einen Nullsetzungsimpuls in Form des Nordimpulses empfängt. Der Kreis 56 kann außerdem eine Korrektur der Zeitverschiebung bewirken, die man beispielsweise in Figur 3a bemerkt, wo die Radiale Rad&sub1; entsprechend der ersten Rekurrenz Rec&sub1;, die nach dem Nordimpuls eingeschrieben wurden, nach mehreren Impulsen ε ausgelesen werden wird (in diesem Beispiel mit dem Impuls ε&sub2;).
• Das oben beschriebene Verfahren der Zuordnung der Radarrekurrenzen zu darzustellenden Radialen kann verwendet werden, um eine Homogenisierung des sichtbar zu machenden Bilds durch Auffüllen durchzuführen.
• Es sei daran erinnert, daß in einem TDI der Prozeß der Umwandlung und Sichtbarmachung quantifiziert ist und daß es vorkommt, daß das Bild dadurch einen ausgefransten Aspekt erhält. Es ist deshalb erwünscht, das Bild an dieser Stelle zu homogenisieren, indem die Löcher aufgefüllt werden, d.h. in dem ihnen eine Helligkeit abhängig von der Umgebung zugewiesen wird. Dieser Prozeß der Korrektur von Fehlern, ist unter dem Namen "pixel filling" in der englischsprachigen Literatur bekannt.
• Im Rahmen eines TDI besteht eine bekannte Lösung darin, den durch die Umwandlung nicht-adressierten Pixeln, die also dunkel sind, einen Helligkeitswert zuzuordnen, der von denen der benachbarten Pixel abhängt, beispielsweise dem der acht Pixel, die das betrachtete Pixel umgeben. Diese Lösung stößt rasch an Grenzen, die insbesondere mit der Komplexität und den Kosten verbunden sind, wenn die Verarbeitungsgeschwindigkeit hoch sein soll, wie dies oft für ein Radargerät der Fall ist.
• Eine andere Lösung ist in der französischen Patentanmeldung 86 00321 beschrieben, die darin besteht, dieses Auffüllen nicht mehr in Höhe der Pixel des Bildspeichers durchzuführen, sondern in Höhe des in Polarkoordinaten empfangenen Signals (Modul , Polwinkel Θ). Das Verfahren besteht dann darin, fiktive Radiale zwischen den Radialen zu erzeugen und ihnen je ein Videosignal zuzuweisen, das vom Videosignal der realen benachbarten Radialen abhängt. Genauer gesagt, hängt dieses Videosignal vom Wert der benachbarten Videosignale ab, die auf demselben Modulowert liegen.
• Wenn die Zuordnung der Rekurrenzen an die Radialen wie oben beschrieben abläuft, dann ist es möglich, außerdem die Homogenisierungsfunktion zu realisieren, indem der Vorrichtung ein vierter Speicher M hinzugefügt wird, um zwei Speicher gleichzeitig im Lesemodul zu haben und nicht nur einen. Auf diese Weise ist es möglich, eine zusätzliche fiktive Radiale, ausgehend von den beiden gleichzeitig gelesenen Radialen, zu erzeugen.
• Bezüglich des Ablaufs des oben beschriebenen Verfahrens bleibt die Bestimmung der Nummer des Speichers im Schreibzyklus dieselbe, aber modulo 4. Für die Bestimmung der Nummern (L&sub1;, L&sub2;) der beiden Speicher im Lesemodus gilt dann:
• L&sub1; = E - 1 (modulo 4)
• L&sub2; = E - 2 (modulo 4)
• Dies erlaubt es, eine Füllung ersten Grads vorzunehmen, d.h. entsprechend der Erzeugung einer fiktiven Radialen zwischen zwei realen Radialen.
• Es ist auch möglich, eine Füllung höheren Grads (P) zu realisieren, d.h. entsprechend der Erzeugung von mehreren fiktiven Radialen (P) zwischen zwei realen Radialen. Die fiktiven Radialen können dann parallel oder in Reihen ausgesandt werden. Falls die fiktiven Radialen in Reihen ausgesandt werden, wird die Aussendung eines realen Quantums einfach von der Aussendung von P durch einen gemeinsamen Modul charakterisierter Quanten begleitet, die aber den P fiktiven Füllradialen angehören.
• Figur 6 zeigt das Gesamtschema eines TDI, der das erfindungsgemäße Verfahren durchführt.
• Ein TDI kann in mehrere Untereinheiten zerlegt werden:
• - eine Untereinheit 1, die eine Eingangsschnittstelle bildet und die vom Radarempfänger gelieferten Signale empfängt,
• - eine Untereinheit 2, die die Umwandlung der Polarkoordinaten in kartesische Koordinaten durchführt,
• - eine Untereinheit 3, für die Speicherung und die Remanenz, in der die Radarinformation in dem Format gespeichert wird, in dem sie dann im Fernsehmodus durch eine Vorrichtung 4 sichtbar gemacht wird.
• Die Schnittstelle 1 hat hauptsächlich die Aufgabe, das Radarvideosignal zu tasten und zu digitalisieren (Kreis 10) und gegebenenfalls bestimmten Verarbeitungen zu unterwerfen (Kreis 11) sowie die Information zu speichern und Rekurrenzen den anzuzeigenden Radialen zuzuweisen. Dies bewirkt ein Kreis 12, der beispielsweise wie in Figur 5 gezeigt ausgebildet ist. Die so gebildeten und gespeicherten Radialen werden der Speichereinheit 3 über die Untereinheit 2 zur Umwandlung der Koordinaten geliefert, die die Berechnung der Speicheradresse jedes der Punkte der Radialen erlaubt. Diese verschiedenen Untereinheiten werden von einem Prozessor 5 gesteuert und initialisiert.

Claims (8)

1. Verfahren, um empfangene Rekurrenzen, die den nach Aussendung von Sendeimpulsen durch ein Radargerät empfangenen Videosignalen entsprechen, den sichtbar zu machenden Radialen zuzuweisen, wobei die Rekurrenzen mit einer ersten Frequenz geliefert werden, die die Wiederholfrequenz (PRF) des Radargeräts ist, und von einem ersten Synchronisationssignal (SYR) begleitet werden, das von einer ersten Folge von Impulsen einer ersten Frequenz gebildet wird, während die Radialen mit einer zweiten Frequenz synchron mit einem zweiten Synchronisationssignal (ε) geliefert werden, das von einer zweiten Folge von Impulsen einer zweiten Frequenz gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte enthält:

- Speicherung der Rekurrenzen im Rhythmus ihres Eintreffens durch Einschreiben in einen der Speicher eine Gruppe von in Speichern, mit m ≥ 3, wobei die Identifizierung des Speichers im Schreibmodus bei Empfang des ersten Impulses (SYR) der ersten Folge nach einem Impuls (ε) der zweiten Folge gewechselt wird;

- Zusammenfassung einer empfangenen Rekurrenz mit der vorher empfangenen und bereits gespeicherten Rekurrenz, falls die Identifizierung des Speichers nicht verändert wurde;

- Auslesen mindestens eines Speichers der Gruppe, um eine Radiale zu bilden, bei Empfang jedes Impulses (ε) der zweiten Folge, wobei die Identifizierung des Speichers im Lesemodus ausgehend von der des Speichers erhalten wird, der in diesem Augenblick im Schreibmodus ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Frequenz (ε) von den Winkelinkrementsignalen der Drehung der Radarantenne geliefert wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rekurrenz durch eine Folge von digitalen Informationen gebildet wird, die Quanten bezeichnet werden, und daß die Zusammenfassung darin besteht, die Quanten gleichen Rangs von zwei Rekurrenzen zu vergleichen und das Quantum mit dem höheren Wert zu speichern.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher von 1 bis in durchnummeriert sind, daß die Identifizierung des Speichers im Schreibzyklus durch dessen Nummer gebildet wird und daß diese Nummer um eine Einheit bei Empfang jedes Impulses (SYR) der ersten Folge nach einem Impuls (ε) der zweiten Folge modulo m inkrementiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Identifizierung des Speichers im Lesemodus von seiner Nummer gebildet wird und daß diese Nummer erhalten wird, indem man von der Nummer des Speichers im Schreibzyklus im gleichen Augenblick eine Einheit modulo m abzieht.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichergruppe 3 Speicher enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichergruppe vier Speicher enthält, wobei zwei dieser Speicher gleichzeitig im Lesemodus sind und ihre Identifizierung durch ihre Nummer gebildet wird, und daß diese Nummern erhalten werden, indem man eine bzw. zwei Einheiten modulo vier von der Nummer des in diesem Augenblick im Schreibmodus arbeitenden Speichers abzieht, wobei die beiden so erhaltenen Radialen die Bildung einer fiktiven Füllradiale erlauben.

8. Digitaler Bildtransformator, der Radarrekurrenzen zugeführt erhält und im Fernsehmodus anzeigbar Radiale liefert und enthält

- Schnittstellenmittel, die in Polarkoordinaten ausgedrückte Radarrekurrenzen empfangen,

- Mittel zur Umwandlung der Polarkoordinaten in kartesische Koordinaten,

- Mittel zur Speicherung und für die Remanenz, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittstellenmittel für die Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorherigen Ansprüche enthalten:

- eine Gruppe von m Speichern (M&sub1;, M&sub2; und M&sub3;), zum Empfang der Rekurrenzen, wobei m ≥ 3 ist,

- einen Schreibadressengenerator (52) zum Einschreiben in die Speicher,

- einen Leseadressenspeicher (53) zum Auslesen aus diesen Speichern,

- eine Folgeschaltung (54), die die Identifizierung im Schreib- und Lesemodus liefert,

- Zusammenfassungsmittel (51), die in der Strecke der empfangenen Rekurrenzen vor der Speichergruppe liegen und die Zusammenfassung einer empfangenen Rekurrenz mit einer vorher empfangenen und bereits gespeicherten Rekurrenz bewirken, falls die Identifizierung des Speichers nicht verändert wurde.