DE2345710C3

DE2345710C3 - Filter for smoothing digitally processed radar target coordinates when targeting arithmetically

Info

Publication number: DE2345710C3
Application number: DE19732345710
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 7900 Ulm Henneberger; Albert 7907 Niederstotzingen Schondelmaier
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1973-09-11
Filing date: 1973-09-11
Publication date: 1978-12-21
Also published as: DE2345710A1; DE2345710B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Filter zur Glättung der von einer Rundsuch-Impuls-Radaranlage von bewegtenThe invention relates to a filter for smoothing the movement of a circular search pulse radar system

M) Zielen gelieferten und digital aufbereiteten Zielkoordinaten, die als mindestens zweidimensionale Datenfelder vorliegen und die bei der rechnerischen Zielverfolgung mit Hilfe von Winkel- und Entfernungsschaltungen (z. B. Rechenwerken und Registern) zur Erstellung vonM) Target delivered and digitally processed target coordinates as at least two-dimensional data fields are available and which are used in the computational target tracking with the help of angle and distance switches (e.g. Arithmetic units and registers) for the creation of

'<"> Bahnkurven auf Sichtgeräten und/oder zur Lösung von Zuordnungsproblemen in Zielrechnem beim Verfolgen dicht zueinander benachbarter Ziele auswertbar sind. In der Radartechnik enthalten bekanntlich die für die'<"> Trajectories on display devices and / or for solving Allocation problems in target computers can be evaluated when tracking targets that are close to one another. It is well known that radar technology includes those for

synthetische Darstellung und die automatische Zielverfolgung verwendeten digitalisierten, extrahierten Radarinformationen sowohl echte als auch falsche Zielmeldungen, wobei auf Grund des jeweils vorhandenen S/A/-Verhältnisses (S = Signalleistung, /V-Störleistung) mehr oder weniger starke Zielsprünge in azimutaler und/oder Entfernungsrichtung auftreten, die, sofern sie auf statistischen Meßfehlern beruhen, möglichst verschwinden sollen, um z. B. ein 'Zielspringen auf dem Sichtgerät zu verhindern; in diesem Fall strebt man eine hohe Fehlerdämpfung an. Beruhen die Zielsprünge dagegen auf globalen Schwankungen, ist es jedoch erwünscht, sie möglichst exakt wiederzugeben; in letztgenanntem Fall wird eine hohe Folgsamkeit des Systems zu erreichen versucht Weiterhin ist es erwünscht, ausgefallene Echomeldungen durch Extrapolation der Zielspurdaten zu überbrücken, den eigentlichen Verfolgungsprozeß gegenüber Falschmeldungen unanfälliger zu gestalten und das Verfolgen bzw. Führen benachbarter Ziele durch Minderung der Zuordnungsprobleme zu erleichtern.digitized used synthetic representation and the automatic target tracking, extracted radar information both real and false target reports, wherein on the basis of the respectively existing S / A / -Verhältnisses (S = signal power, / V-interference power) more or less strong target jumps in the azimuthal and / or Distance direction occur which, if they are based on statistical measurement errors, should disappear as possible in order to z. B. to prevent target jumping on the display device; in this case, the aim is to achieve a high level of error attenuation. If, on the other hand, the target jumps are based on global fluctuations, it is desirable to reproduce them as precisely as possible; In the latter case, an attempt is made to achieve a high degree of compliance of the system. Furthermore, it is desirable to bridge failed echo messages by extrapolating the target track data, to make the actual tracking process less susceptible to false reports and to facilitate the tracking or guiding of neighboring targets by reducing the allocation problems.

Unter allen Umständen muß bei der Rar>ar-Zieiverfolgung auch sichergestellt sein, daß das Ziel nach der jeweils nächsten Antennenumdrehung tatsächlich in ein durch einen Rahmen gebildetes Erwartungsgebiet zu liegen kommt, was bedeutet, daß eine bestimmte topographische Wahrscheinlichkeit nicht unterschritten werden darf.Under all circumstances must in the rare> ar target pursuit also ensure that the target is actually in a An expectation area formed by a frame comes to lie, which means that a certain topographical probability must not be fallen below.

Aus der Literatur sind viele Schaltungen bekannt, die sich mit der Zielkoordinatenextraktion aus analogen Radarvideosignalen mit Hilfe von Digitaldetektoren befassen, und für die Auswahl der dabei verwendbaren Zielverfolgungsfilter steht ebenfalls ein breites Spektrum (Kaiman-Filter, Kalman-Bucy-Filter, «-^-Filter, Wiener-Filter usw.) zur Verfugung, wobei je nach Filtertyp die Verfolgungsgenauigkeit und die Rechneranforderungen hinsichtlich Rechenzeit und Speicherkapazität beträchtlich schwanken, aber im allgemeinen meist zu recht umfangreichen Schaltungen führen. Die Qualität ein^s als Digitaldetektor arbeitenden Wanderfensters wird generell vor allem durch seine Entdekkungswahrscheinlichkeit und Falschalarmrate bestimmt, wohingegen seine Fähigkeiten, die Zielpositionen abzuschätzen, einerseits in der Entfernung über das Optimalfilterkriterium: Sendeimpulslänge = Entfernungsinkrernent und andererseits in azimutaler Richtung durch das Verhältnis S/N, die Zielfluktuationen, Quantisierungsgeräusche usw. recht begrenzt sind. Das Einführen von Hilfsschaltungen, die jedes Entfernungsinkrement nochmals in Potenzen von zwei »fein« unterteilen, bringt für die Genauigkeit der Zielpositionsbestimmung wenig; im Gegenteil, zusammenhängende Trefferiolgen werden aufgerissen und das Ergebnis bilden Doppelziele (Zielsplittung) mit stark schwankender Zielmitte bzw. Ziele gehen überhaupt völ'ig verloren. Diese Art der Signalverarbeitung und -darstellung ist natürlich für Verfolgungs- und Führungsaufgaben ungeeignet, da sie einerseits im Verfolgungsfalle zu unnötig großen Erwartungsgebieten führt, um auch noch die Zielbewegungen in derjenigen Zeit zu erfassen, in der keine Zielmeldungen erfolgten, was im Widerspruch zu dem Wunsche steht, möglichst kleine Gebiete zu bekommen, damit auch die Meßfehler minimal bleiben, und andererseits im Führungsfalle das starke Springen dtr Zielmitten der synthetischen Ziele auf dem Sichtgerät eine genaue Zielführung unmöglich macht. Die Darstellung einer glatten Bahnkurve auf den Lenkkontrollgeräten aus einer Reihe von Meßpunkten ist ohne Hilfsschaltungen unmöglich, und es besteht die absolute Notwendigkeit, das aus Wanderfensterdetektor und Zielrechner angelieferte Datenmaterial so zu glätten, daß lokale Zielsprünge verschwinden, aber globale Zielschwankungen möglichst exakt dargestellt werden.Many circuits are known from the literature which deal with the extraction of target coordinates from analog radar video signals with the aid of digital detectors, and there is also a broad spectrum for the selection of target tracking filters that can be used (Kalman-Bucy filter, «- ^ - Filters, Wiener filters, etc.) are available, whereby, depending on the filter type, the tracking accuracy and the computer requirements in terms of computing time and storage capacity vary considerably, but generally lead to quite extensive circuits. The quality of a wandering window working as a digital detector is generally determined primarily by its detection probability and false alarm rate, whereas its ability to estimate the target positions, on the one hand, in the distance using the optimal filter criterion: transmission pulse length = distance increment and, on the other hand, in the azimuthal direction by the ratio S / N , the target fluctuations, quantization noise, etc. are quite limited. The introduction of auxiliary circuits that subdivide each increment of distance into powers of two "fine" does little for the accuracy of the target position determination; On the contrary, contiguous series of hits are torn open and the result is double goals (goal splitting) with a strongly fluctuating target center or goals are completely lost. This type of signal processing and display is of course unsuitable for tracking and management tasks, as on the one hand it leads to unnecessarily large areas of expectation in the case of persecution, in order to also record the target movements in the time in which no target reports were made, which contradicts the wish is to get the smallest possible areas so that the measurement errors remain minimal, and on the other hand, in the case of guidance, the strong jumping dtr the target centers of the synthetic targets on the viewing device makes precise target guidance impossible. The display of a smooth trajectory on the steering control devices from a series of measuring points is impossible without auxiliary circuits, and there is an absolute necessity to smooth the data material supplied from the moving window detector and the target computer so that local target jumps disappear, but global target fluctuations are displayed as precisely as possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter der einleitend genannten Art mit großem Wirkungsgrad bezüglich Aufwand und Effektivität anzugeben, das sich dadurch auszeichnet, daß die Glättung der Meßdaten möglichst keinerlei negativen Einfluß auf deren Gewinnung durch Digitaldetektor und Rechner ausübt. Weiterhin soll das erfindungsgemäße Filter auch nachträglich ohne größere Eingriffe an digital arbeitende Zielextraktoren adaptierbar sein, wobei im Prinzip jedem zu verfolgenden bzw. zu führenden Ziel ein solches Filter — oder dessen Abbild im Zeitmultiplex — zuzuordnen ist.The invention is based on the object of providing a filter of the type mentioned in the introduction with a high degree of efficiency to specify in terms of effort and effectiveness, which is characterized by the fact that the smoothing of the measurement data as far as possible does not exert any negative influence on their extraction by digital detectors and computers. Furthermore, the filter according to the invention should also be used subsequently without major interventions in digitally working Target extractors be adaptable, in principle each target to be pursued or guided such a filter - or its image in time division multiplex - is to be assigned.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1.

Der Einsatz seriell arbeitender Rechenwerke erlaubt einen sehr einfachen Aufbau, solange die Entfernungsbzw. Winkel-Wortfolgefrequenz nicht systembedingt sehr hoch ausfällt. Ebenso gestattet es die freie Programmierung der sich selbst an die Störgegebenheiten anpassenden Zuordner, einen der Aufgabenstellung entsprechenden günstigen Kompromiß zwischen Größe und Häufigkeit der Zielsprünge zu wählen, so daß der Glättungsgrad des Filters optimal gemäß den vorhande-The use of serially working arithmetic units allows a very simple structure as long as the distance or Angular word repetition rate is not system-related turns out to be very high. It also allows the free programming of itself to the disturbance conditions matching allocator, a favorable compromise between size corresponding to the task at hand and frequency of the target jumps, so that the degree of smoothing of the filter is optimal according to the existing

jo nen zweidimensionalen Datenfeldern eingestellt werden kann. Sollen z. B. mehrere Ziele gleichzeitig verfolgt bzw. geführt werden, so liefert ein Multiplexbetrieb mit einigen zusätzlichen Pufferspeichern eine sehr preiswerte Schaltungsrealisierung. Dieser Multiplexbetrieb läßt sich auch auf die Verarbeitung dreidimensionaler Datenfelder übertragen, so daß der Schaltungsaufwand auf den Teil beschränkt bleibt, der z. B. für die Winkelwort-Verarbeitung notwendig ist, d. h. für die Verarbeitung einer einzigen Koordinate.jo nen two-dimensional data fields can be set can. Should z. If, for example, several goals are pursued or managed at the same time, a multiplex operation also provides some additional buffer stores a very inexpensive circuit implementation. This multiplex operation can also be transferred to the processing of three-dimensional data fields, so that the circuit complexity remains limited to the part that z. B. is necessary for the angle word processing, i. H. for the Processing of a single coordinate.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen ve··· allem darin, daß mehrdimensionale, statistischen Schwankungen unterworfene Datenfelder von mehreren Zielen (Meßwertgeber) so durch das digitale, störadaptive Filter geglättet werden können, daß einerseits lokale Schwankungen minimiert, andererseits globale Schwankungen der Meßwerte möglichst exakt wiedergegeben werden; d. h., es wird ein glatter Kurvenzug der Meßdaten von Zielen zu Anzeige- bzw. Verfolgungszwecken geliefert, wobei durch den Einsatz von Multiplexern große Schaltungsvereinfachungen erzielt werden können, da mehrdimensionale Datenfelder auf ein eindimensionales Datenfeld und die Vernfbsitung mehrerer Zielkoordinaten auf die eines Zieles reduziert werden können.The advantages that can be achieved with the invention consist mainly in the fact that multidimensional, statistical Data fields subject to fluctuations from several targets (transducers) so through the digital, Interference adaptive filters can be smoothed that on the one hand minimizes local fluctuations, on the other hand global fluctuations in the measured values are reproduced as precisely as possible; d. i.e., it will be a smoother one Curve of the measurement data from targets for display or tracking purposes supplied, whereby through the use large circuit simplifications can be achieved by multiplexers, since multi-dimensional data fields on a one-dimensional data field and the linking of several target coordinates to one Target can be reduced.

Die die WeiterSildungen bzw. Ausgestaltungen der Erfindung kennzeichnenden Merkmaie sind in den Unteransprüchen dargelegt. Die Erfindung selbst wird bezüglich ihres Aufbaues, ihrer Funktion und ihrer besonderen Vorteile an Hand folgender BeschreibungThe further training and development of the Features that characterize the invention are set out in the subclaims. The invention itself will regarding their structure, their function and their special advantages on the basis of the following description

ho in Verbindung mit den Zeichnungen erklärt, Es zeigt
Fig. 1 ein Anwendungsbeispiel,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem quantisierten Bedeckungsbereich einer Radaranlage,
F i g. 3 die analoge bzw. synthetische (digitale)ho explained in conjunction with the drawings, It shows
1 shows an application example,
2 shows a section from the quantized coverage area of a radar system,
F i g. 3 the analog or synthetic (digital)

h-, Zieldarstellung auf einem Sichtgerät (PPI), h-, target display on a display device (PPI),

Fig.4 die Sichtgerätedarstellung mit und ohne digitalem, störadaptiven Glättungsfilter,4 shows the display device with and without a digital, interference-adaptive smoothing filter,

F i g. 5 im Blockschaltbild ein AusführunesbeisDiel desF i g. 5 in the block diagram shows an embodiment example of the

crfmdungsgeinäßen Filters.according to the filter.

Ein Ausführungs- und Anwendungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Schaltung zur Spurglättung von Radarzielen, die digital verarbeitet und auf einem Sichtgerät in synthetischer Form dargestellt werden, aufgezeigt. Gemäß Fig. I wird das von einem Radargerät gelieferte analoge Rohvideosignal von einem Digitaldetektor in bekannter Weise aufbereitet und einem Digital-Rechner zugeführt, der nach Ablauf besnmmter Rechenzyklen die Positionen von erkannten Zielen in Koordinatenform. /.. B. als Polarkoordinaten R und </<, ungeglättet an die Ausgabe weiterleitet. Diese Koordinaten unterliegen nun je nach dem vorhandenen Verhältnis von S/N und den .Störverhältnissen in den /lelumgebungen statistischen Schwankungen, die. soweit sie lokaler Natur sind, durch ein erfindungsgemäßes digitales, störadaptives Glättungsfilter — hier/, kurz Glättungsfilter genannt — eliminiert werden und die aber, sofern sie globale Schwankungen sind, möglichst exakt wiedergegeben werden, so daß am Ausgang des Glättungsfilter die in F.ntfcrnungsrichtung {= R) und im Azimut (= φ) geglättetelen Koordinaten R?, r/_A. von einem Umschalter Sabgerufen werden können.An embodiment and application example of the invention is shown on the basis of the circuit for smoothing the track of radar targets, which are digitally processed and displayed in synthetic form on a display device. According to FIG. I, the analog raw video signal supplied by a radar device is processed by a digital detector in a known manner and fed to a digital computer which, after certain computing cycles have elapsed, the positions of recognized targets in coordinate form. / .. B. as polar coordinates R and </ <, unsmoothed forwards to the output. These coordinates are now subject to statistical fluctuations, depending on the existing ratio of S / N and the disturbance conditions in the / lelumgebungen. as far as they are local in nature, are eliminated by a digital, interference-adaptive smoothing filter according to the invention - here /, in short, smoothing filter - and which, however, if they are global fluctuations, are reproduced as precisely as possible, so that at the output of the smoothing filter the values in the direction of extension { = R) and in azimuth (= φ) smoothed coordinates R ?, r / _A. can be called by a switch Sab.

Zum leichteren Verständnis zeigt F ι g. 2 einen Ausschnitt aus dem vom Digitaldetektor (Fig. 1) quantisierten Bedeckungsbereich einer Radaranlage mit einer Trefferfolge ( = korrelierte Anzahl von Treffern ([.) in azimutaler Richtung), die ein Zn.1 m.i den Polarkoordinaten R, r/ darstellt. Die Zielspurdarstellung auf einem Panorama-Sichtgerät (»PPI») in analoger bzw. digitaler Form zeigt F i g. 1. aus der auch klar hervorgeht, wie schwierig es für einen Operateur ist. ein Ziel auf einem beliebig im Bcdeckungsbcreich der Radaranlage liegenden Kurszeiger /u führen, wenn die vom Ziel reflektierten Radarechos nur in analoger Form vorliegen, und welche Erleichterungen eine alphanumerische Darstellung am /V/bringt.For easier understanding, FIG. 2 shows a section from the coverage area of a radar system quantized by the digital detector (FIG. 1) with a hit sequence (= correlated number of hits ([.) In azimuthal direction), which represents a Zn.1 with the polar coordinates R, r /. The target lane display on a panorama viewing device ("PPI") in analog or digital form is shown in FIG. 1. Which clearly shows how difficult it is for a surgeon. guide a target on any course pointer / u located in the coverage area of the radar system if the radar echoes reflected from the target are only available in analog form, and what a relief an alphanumeric display on / V / brings.

Quantisierung. 5. ,V-Verhalinis und diverse weitere sinchasiische Größen, die von der Radaranlage und der Natur und Umgebung des Zieles abhängen, bewirken -mn aber, daß die Zielpositionen gemäß F i g. 4 statistisch stark springen und. sollen sie als Führungsgroßen für irgendwelche Regelvorgänge mit oder ohne Mensch dienen, unbedingt geglättet werden müssen. Die Bahnkurve eines geglätteten /weidimensionalen Datenfeldes sergleicht F i g. 4 mit der einer ungeglätteten. Der eigentliche störadaptive Glättungsvorgang gemäß der Erfindung läuft nun nach F ι g. 5 folgendermaßen ab: Pro Antennenumlauf werden der digitalisierte Azimut q in Form eines r-stelligen Winkelwortes HH (x Bit) in ein Register REl und der ebenfalls digitalisierte Entfernungswert R des Zieles von der Radarantenne — in Form eines y-stelligen Entfernungswortes EW (y Bit) — in ein Register RE3 eingelesen. Da nun der Algorithmus zur Verarbeitung eines Winkel- mit demjenigen eines Entfernungswortes bis auf später erläuterte, wahlweise einsetzbare Modifikationen identisch ist, wird im folgenden zur Vereinfachung lediglich die Winkelwortverarbeiiung detailliert beschrieben.Quantization. 5., V-Verhalinis and various other Sinchasi variables, which depend on the radar system and the nature and surroundings of the target, have the effect, however, that the target positions according to FIG. 4 statistically strong jump and. if they should serve as guide variables for any control processes with or without a person, they must be smoothed out. The trajectory of a smoothed / white-dimensional data field ser equals F i g. 4 with that of an unsmoothed one. The actual interference-adaptive smoothing process according to the invention now runs according to FIG. 5 as follows: For each antenna revolution, the digitized azimuth q in the form of an r-digit angle word HH (x bit) in a register REl and the likewise digitized distance value R of the target from the radar antenna - in the form of a y-digit distance word EW (y bit ) - read into a register RE3. Since the algorithm for processing an angle word is identical to that of a distance word except for modifications that can be used optionally, which are explained later, only the angle word processing is described in detail below for the sake of simplification.

Das im Register REi stehende WWbildet den einen Operanden eines Rechenwerkes (Addierer bzw. Subtrahierer) RWZ den anderen Operanden liefert ein Register REZ Der Inhalt des Registers RE2 wird dabei je nach der vorliegenden Betriebssituation auf eine der zwei Arten erzeugt: The WW in register REi forms one operand of an arithmetic unit (adder or subtracter) RWZ the other operand is supplied by a register REZ.The content of register RE2 is generated in one of two ways, depending on the operating situation:

1) Liegt ein Filtereinschwingvorgang vor, z. B. nach dem Einschalten des Filters, oder das Filter hat das Ziel verloren und rastet mit Hilfe einer in einem Zuordner ZU 1 untergebrachten sogenannten Fangschaltung erst wieder neu auf das Ziel ein, so bewirkt ein direkter Datentransfer (Datenübergang) des Inhaltes vom Register REi (<REi>) zum Register RE2 über eine vom Zuordner ZUi gesteuerte Konjunktion Ui und eine Disjunktion O I — unter Umgehungeines Rechenwerkes RWl 1) Is there a filter settling process, e.g. B. after switching on the filter, or the filter has lost the target and with the help of a so-called catch circuit housed in an assigner ZU 1 only engages again on the target, this results in a direct data transfer (data transition) of the content of register REi ( <REi>) to register RE2 via a conjunction Ui controlled by the allocator ZUi and a disjunction O I - bypassing an arithmetic unit RWl

— ein Laden des Registers RE2 (<RE2>) mit dem Winkelwort, das dem momentan im Prozeß befindlichen Antennenumlauf U zugeordnet ist. wobei beide Registcrübernalimen durch einen extern angelieferten Übernahmetakt ÜTveranlaßt werden. Gleichzeitig erfolgt die Ausgabe des <.RE2> über einen Umschalter SI, der das geglättete (GWW) bzw. das ungeglättctc (UWW) Winkelwort zur Ausgabe durchschaltet, da das Rechenwerk RW2 Identität von <REl> und <RE2s feststellt den Zuc<Jn>.i ZUi entsprechend ansteuert und dieser wiederum einen programmierbaren Teiler PT so einstellt, daß dessci. .usgabetakt AT identisch mit ÜT ist — sieht man von einer Signalverzögerung auf Grund endlicher Laufgeschwinri'gkeitcn der Signale durch d^:r inzelncn Funktionsgruppen ab. Beim nächsten Antcnnenumlauf (/ 4 I wird nun ebenfalls das nächste WinkHwpn WW_n+1 in das Register REl ₆eladen. das Rechenwerk stellt Vorzeichen V der Abweichung und Betrag öder Winkelwörter WW_n und WW_n^ fest (WW_n = < RE2>. WW_n, ι = < Rf- 1 > ) und steuert nun einerseits den Zuordner ZlIl und andererseits tine vorzeichenverknüpfungslogik VVI. an. |e nach Rcchcnergeb nis und seiner Programmierung entscheidet dann der Zuordner ZlI 1, ob der Vorgang wie zuvor unter I) beschrieben oder ob der nachfolgend unter 2) beschriebene Vorgang ablaufen soll.- A loading of the register RE2 (<RE2>) with the angle word which is assigned to the antenna circuit U currently in the process. whereby both register scrub internal measures are initiated by an externally delivered transfer clock ÜT . At the same time, the <.RE2> is output via a switch SI, which switches the smoothed (GWW) or the unsmoothed (UWW) angle word through for output, since the arithmetic unit RW2 determines the identity of <REl> and <RE2s the Zuc <Jn> .i ZUi controls accordingly and this in turn sets a programmable divider PT so that dessci. .usgabetakt AT is identical to ÜT - apart from a signal delay on the basis of the signals by finite Laufgeschwinri'gkeitcn ^d: r inzelncn functional groups. The next time Antcnnenumlauf (/ 4 I will now also be the next WinkHwpn WW _{n +} Eladen in the register REI ₁ _6. The calculator provides sign V _n of the deviation and amount barren angle words WW and WW _n ^ fixed (WW _n = <RE2>. WW _n , ι = < Rf- 1>) and now controls on the one hand the allocator ZlIl and on the other hand tine sign linking logic VVI. | E After the result and its programming, the allocator ZlI 1 then decides whether the process is as previously described under I) or whether the process described below under 2) should take place.

2) Die VVL erhält die Vorzeichen der Rechenergebnisse von R W2 und RIV4, verknüpft beide und gibt die Richtung der Zielbewegung bezüglich der Radarantenne über die Ausgabe: Bewegungsrichtung BR weiter, gleichzeitig werden die Vorzeichen aus /?IV2 und RW4 separat in der VVI. abgespeichert zu dem Zweck, die Eingriffe der Ausgänge des RW I auf RE2 bzw. des RWZ auf RE4 — wiederum programmiert — in den F'ällcn zu blockieren, wo ein Vorzeichenwechsel, verbunden mit einem vorhandenen Betrag aus <REl> 2) The VVL receives the signs of the calculation results from R W2 and R IV4, combines both and transmits the direction of the target movement with respect to the radar antenna via the output: Movement direction BR , at the same time the signs /? IV2 and RW4 are shown separately in the VVI. stored for the purpose of blocking the interventions of the outputs of the RW I on RE2 or the RWZ on RE4 - again programmed - in cases where a change in sign, connected with an existing amount from <RE1>

— <RE2>. von Antennenumlauf zu Antennenumlauf festgestellt wird. d. h. keine kontinuierliche Bewegung des Zieles mehr vorliegt. - <RE2>. is determined from antenna circuit to antenna circuit. ie there is no longer any continuous movement of the target.

Liegt dagegen eine kontinuierliche Zielbewegung vor und ist der Differenzbetrag des Rechenwerkes RW2. der an ZU 1 weiterläuft, kleiner als eine vorprogrammierte Größe, so wird vom Zuordner ZU 1 der Ablauf 2). d. h. die eigentliche Koordinatenglättung eingeleitet. A.US der Größe des vom Rechenwerk RW2 gelieferten Betrages von (<REl - < RE2>) leitet jetzt der ZUi entsprechend seiner Programmierung eine Größe k-Δ φ ab {Δ φ stellt ein Winkelinkrement des Vollkreises dar und wird durch die Bitzahl des Antennenwinkel-Kodierers bestimmt), die dem Rechenwerk R W i als der erste Operand zugeführt wird, während der zweite Operand den Inhalt des Registers RE2 aus dem Antennenumlauf U darstellt. Der programmierbare Teiler /Tsteüi nun das Steuerwerk für die Kombination RWi - RE2 in der Weise dar, daß er pro angeliefertem externen ÜT entsprechend der Eingabe vom ZUi und der /T-Programmierung beliebig vieleIf, on the other hand, there is a continuous target movement and this is the difference in the arithmetic unit RW2. which continues to run at ZU 1 is smaller than a preprogrammed size, then sequence 2) from allocator ZU 1 becomes. ie the actual coordinate smoothing initiated. A.US the size of the amount of (<REl - <RE2>) supplied by the arithmetic unit RW2 , the ZUi now derives a variable k-Δ φ according to its programming {Δ φ represents an angle increment of the full circle and is determined by the number of bits of the antenna angle -Coder determined), which is fed to the arithmetic unit RW i as the first operand, while the second operand represents the content of the register RE2 from the antenna circuit U. The programmable divider / Tsteüi now represents the control unit for the combination RWi - RE2 in such a way that it can have as many as required for each external ÜT delivered according to the input from the ZUi and the / T programming

Recheii/yklen — wobei nach jedem Rechen/yklus der neue Inhalt des Rl: 2 über .SI ausgegeben wird siarlen kann, die c st dann über ///1 gestoppt werden, wenn das RW2 Identität von < Rl: I ;> und <RI'2> meldel. In der Praxis inilierl der /'7Je riiich der eirolle tier /iclsprünge /wischen I und 4 Rechen/yklen pro Anteil.¹', oumdrehung und schwankt der vom /A' I an das RWI gelieferte Operand /wischen I · ,!</ und i Atf, so el a 13 /. B. eine maximale Winkelriachführting von 12 Ali pro Antennemimdrehung in diesem beispielhaften IaM möglich wareRecheii / yklen - whereby after each calculation / cycle the new content of Rl: 2 can be output via .SI, the c st can then be stopped via /// 1 if the RW2 identity of < Rl: I ;> and <RI'2> report. In practice, the / '7depending on the role of the animal / icljumps / between 1 and 4 arithmetic / cycles per share. ¹ ', o revolution and if the operand supplied by / A ' I to RW I fluctuates / between I ·,! </ And i Atf, so el a 13 /. B. a maximum Winkelriachführunging of 12 Ali per antenna rotation in this exemplary IaM would be possible

Wie schon erwähnt, lauft die Verarbeitung der I.nlfeinungsu .η'·"' pnn/ipiell nach dem gleichen Algorithmus wie bei der W inkelworiverarbeitung ab. Kinc .Schallungsvereinfachung lallt sich aber /. II. in einem besonderen Anwendungsfalle erzielen, wenn pro Aiisji.ibetakt A J nur jeweils konstant tier Inhalt desAs already mentioned, the processing of the refinement u .ibetakt AJ only constant tier content of the

Registers um I .Ir (.Ir - Scdeimpiiislange) erhohl werden soll und deshalb im RW 5 ein serielles Rechenwerk eingesetzt uerden kann. Weiterhin ist /u beachten. d.iH die Stellen/alil von Ri: 1 und R! 2 identisch sein kann, wohingegen die Stellen/alil \on Rl 4 immer um log.> /»großer ist als die von Rl "i. Aenn /ulic Λΐι/ahl tier I einentfernungsschritte .Irdai stellt, m die man einen (irobentfei nungsschritt . 1 Wfsiehc I i g. 2. /. II. 4·.1λ - I I R) unterteilen möchte. Meist ist hier eine WinkeHeinunterteilimg wenig sinnvoll, sie konnte aber prin/ipiell ebenfalls eingesel/l u erden, wobei das R· 7'. ist ei Rl 2 da η η entsprechend zu erweitern ist.Register by I .Ir (.Ir - Scdeimpiiislange) should be increased and therefore a serial arithmetic unit can be used in RW 5. Also note / u. i.e. the places / alil of Ri: 1 and R! 2 can be identical, whereas the digits / alil \ on Rl 4 is always log.> / » Larger than that of Rl" i. Aenn / ulic Λΐι / ahl tier I a distance step . 1 Wfsiehc I i g. 2. /. II. 4 · .1λ - II R) . In most cases, a corner-bottom part makes little sense here, but it could principally also be isolated, whereby the R · 7 ' is ei Rl 2 since η η has to be expanded accordingly.

Her geschilderte zweidimensional¹ Atm eiulungslall kann ohne erfinderisches /uliiii am Ii aiii mehr als /w ei dimensionale Datenfelder, mtl. der I cmiintertcilung, erweitert werden.Described two-dimensional ¹ breath eiulungslall can without inventive / uliiii am Ii aiii more than / w ei dimensional data fields, monthly. of the division, can be expanded.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

Patentansprüche:Patent claims:

1, Filter zur Glättimg der von einer Rundsuch-ImpuIs-Radaranlage von bewegten Zielen gelieferten und digital aufbereiteten Zielkoordinaten, die als mindestens zweidimensional Datenfelder vorliegen und die bei der rechnerischen Zielverfolgung mit Hilfe von Winkel- und Entfernungsschaltungen (z. B. Rechenwerken und Registern) zur Erstellung von Bahnkurven auf Sichtgeräten und/oder zur Lösung von Zuordnungsproblemen in Zielrechnem beim Verfolgen dicht zueinander benachbarter Ziele auswertbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das die azimutale Zielmitte (φ) eines verfolgten Zieles während einer Radar-Antennenumdrehung (U) darstellende digitale Winkelwort (WW) pro Antennenumdrehung in ein erstes, und zwar Jt-stelliges Register (RE 1) als der erste Operand eines ersten Rechenwerkes (RW2) eingelesen und bei Ansprechen des Ausganges (A) eines Zuordners (ZUi) über eine Konjunktion (Ui) und eine Disjunktion (Oi) in ein zweites, und zwar (k+\ogil)-stelliges Register (RE2) stellenrichtig übertragen wird, wobei / die Anzahl der Feinwinkelquanten darstellt, in die der Grobwinkelquant (Δφ), der von einem ebenfalls Ar-stelligen Antennen-Winkelwert-Kodierer (»Shaftencoder«) für die Quantisierung des azimutalen Vollkreises geliefert wird, unterteilt ist, und daß der Inhalt des zweiten Registers (RE2) den zweiten Operanden des ersten Rechenwerkes (RW2) darstellt, wohingegen bei Nichtansprechen des Ausganges (A) cies Zuordners (ZUi) kein direkter Datentransfer νοΊ dem ersten Register (REi) nach dem zweiten Regisl·.; (RE2) stattfindet, sondern jetzt von einem zweiten Rechenwerk (RWi) mit den beiden Operanden entsprechend dem Inhalt (< RE2>)des zweiten Registers und des Zuordners (ZU 1) solange in den extern gelieferten Rechentakten (£/77 arithmetische Operationen nach Maßgabe einer in dem Zuordner befindlichen Programmierung durchgeführt werden — wobei nach jeder Operation das Ergebnis in das zweite Register (REl) zurückgeschrieben und von hier über einen Umschalter (S i) zur Ausgabe gelangt —, bis während der Antennenumdrehung (U) vom ersten Rechenwerk (RE2) die Identität der Registerinhalte der beiden Register (REi und RE 2) gemeldet wird, daß »ich der geschilderte Arbeitsablauf für die nächste Antennenumdrehung (U + 1) und alle folgenden wiederholt, daß für die entfernungsmäßige Zielverfolgung der weitere Schaltungsaufbau (RE3, RE4, O 2, U2, R W3, ZU2 und RWA) ebenso wie der Rechenablauf für die Entfernungsnachführting prinzipiell identisch mit dom der digitalen Wirikelwortverarbeitung gehalten ist, daß die Stellenzahl y des digitalen Entfernungswortes (EW), das den Betrag des Radiusvektors Radarantenne-Ziel darstellt, entsprechend einem Entfernungsbereich (2'— \)Δ R gewählt ist, wobei AR den an die Sendeimpulsiänge angepaßten Grobentfernungsschritt darstellt, der in ρ Feinentfernungsschritte (/Ir^ unterteilt ist, so daß die Stellenzahl des dem ersten Winkel wert-Register (REi) entsprechenden Entfernungsregisters (REJ) y-sie\\\g, diejenige des dem zweiten Winkelwert-Register (RE2) entsprechenden Entfernungsregisters (RE4) dagegen (y + log₂ /)>stellig zu wählen ist, und daß1, filter for smoothing the target coordinates supplied by a Rundsuch-ImpuIs radar system of moving targets and digitally processed, which are available as at least two-dimensional data fields and which are used in the computational target tracking with the help of angle and distance circuits (e.g. arithmetic units and registers) can be evaluated for creating web curves on devices and / or to the solution of assignment problems in Zielrechnem when following close to each other neighboring objects, characterized in that the azimuthal target center (φ) of a tracked target for a radar antenna rotation (U) representing digital angle word ( WW) is read into a first, Jt-digit register (RE 1) as the first operand of a first arithmetic unit (RW2 ) per antenna revolution and, when the output (A) of an allocator (ZUi) responds, via a conjunction (Ui) and a Transfer disjunction (Oi) into a second (k + \ ogil) - digit register (RE2) in the correct place en, where / represents the number of fine angle quanta into which the coarse angle quantum (Δφ), which is also supplied by an Ar-digit antenna angle value encoder ("shaft encoder") for the quantization of the azimuthal full circle, is subdivided, and that the content of the second register (RE2) represents the second operand of the first arithmetic unit (RW2) , whereas if the output (A) does not respond to the assigner (ZUi) no direct data transfer νοΊ the first register (REi) after the second register · .; (RE2) takes place, but now from a second arithmetic unit (RWi) with the two operands corresponding to the content (<RE2>) of the second register and the assigner (ZU 1) as long as in the externally supplied arithmetic clocks (£ / 77 arithmetic operations according to the a programming located in the allocator be performed - whereby after each operation written back to the result in the second register (REL) and passes from here via a changeover switch (S i) for output - until during antenna rotation (U) from the first arithmetic unit (RE2 ) the identity of the register contents of the two registers (REi and RE 2) is reported, that »I repeat the described workflow for the next antenna revolution (U + 1) and all following, that the further circuit structure (RE 3, RE 4, O 2, U 2, R W3, ZU2 and RWA) as well as the computation process for the distance tracking is basically identical to that of the digital word processing th is that the number of digits y of the digital range word (EW), which represents the amount of the radius vector radar antenna target, is selected according to a range (2'- \) Δ R , where AR represents the coarse range step adapted to the transmission pulse length, which in ρ fine removal steps (/ Ir ^ is divided so that the number of digits of the first angle value register (REI) corresponding distance register (REJ) y it \\\ g, that of the corresponding to the second angle value register (RE2) distance register (RE4 ) on the other hand (y + log ₂ /)> has to be chosen with digits, and that weiterhin eine programmierbare Vorzeichenverknüpfungslogik (WL) vorgesehen ist, die zum einen die Bewegungsrichtung des Zieles relativ zur Radarantenne feststellt und ausgibt, zum anderen bei Fehlen einer kontinuierlichen Zielbewegung von Antsnnenumdrehung zu Antennenumdrehung nach Maßgabe einer Differenzmeldung aus den Rechenwerken (RW2 bzw, RWi) die Rechenwerksausgaben (von R W1 bzw. R W3) sperrtFurthermore, a programmable sign linking logic (WL) is provided which, on the one hand, determines and outputs the direction of movement of the target relative to the radar antenna, and, on the other hand, in the absence of a continuous target movement from antenna revolution to antenna revolution based on a difference message from the arithmetic units (RW2 or RWi), the arithmetic unit outputs (from RW 1 or R W3) blocks

ίο 2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung der zweidimensionalen Datenfelder (φ, R) durch einen Multiplexbetrieb schaltungsmäßig so vereinfacht ist, wie sie zur Verarbeitung eines eindimensionalen Datenfeldesίο 2. Filter according to claim 1, characterized in that the processing of the two-dimensional data fields (φ, R) is simplified in terms of circuitry by multiplexing as it is for processing a one-dimensional data field notwendig wäre.would be necessary.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Filtererweiterung auf dreidimensionale Datenfelder zusätzlich die Elevation verarbeitbar ist3. Filter according to claim 1 or 2, characterized in that the elevation can also be processed by appropriate filter expansion to three-dimensional data fields

4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,4. Filter according to one of claims 1 to 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung einer Verfolgung und/oder Führung mehrerer Ziele im Bedeckungsbereich einer Radaranlage diese Ziele im Multiplexbetrieb verarbeitet werden, undcharacterized in that to enable tracking and / or guiding multiple targets in the coverage area of a radar system Targets are processed in multiplex operation, and zwar mit Hilfe von Zwischenspeicherung in Pufferspeichern.with the help of intermediate storage in buffers.

5. Filter nacfc einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch seine Anpassung an beliebige Koordinatensysteme für die Zielkoordinaten.5. Filter according to one of claims 1 to 4, characterized by its adaptation to any coordinate system for the target coordinates.

6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5,6. Filter according to one of claims 1 to 5, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend der Programmierung der Zuordner (ZU i und ZU2) und der extern gelieferten Rechentakte je nach den in den Zielumgebungen herrschenden Störverhältnis-characterized in that according to the programming of the allocators (ZU i and ZU2) and the externally supplied computing clocks, depending on the interference ratio prevailing in the target environment

-15 sen die Größe und Häufigkeit der Zielsprünge pro Antennenumdrehung frei wählbar ist.-15 sen the size and frequency of target jumps per Antenna rotation is freely selectable.

7. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die systembedingte Auflösung der Radaranlage zu D j-stellungszwecken7. Filter according to one of claims 1 to 6, characterized in that the system-related Dissolution of the radar system for D j position purposes

■to durch Feinunterteilung aller Koordinaten verbesserbar ist, ohne daß ein Eingriff in den eigentlichen Signalverarbeitungsteil der Radaranlage erforderlich wird.■ to can be improved by finely subdividing all coordinates without interfering with the actual coordinates Signal processing part of the radar system is required.

8. Filter nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch interne oder8. Filter according to one of claims I to 7, characterized in that a by internal or externe Störeinwirkung beim Verfolgen dem Filter verlorengegangenes Ziel automatisch wieder eingefangen wird.external interference when chasing the filter lost target is automatically caught again.

9. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß über die Vorzeichenverknüpfungslogik (VVL) Kursmanöver des Zieles festgestellt und Filtereinschwingvorgänge programmierbar eliminiert werden.9. Filter according to one of claims 1 to 8, characterized in that course maneuvers of the target are determined via the sign linking logic (VVL) and filter settling processes are eliminated in a programmable manner.