РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ ИНДИКАТОР Российский патент 1995 года по МПК G01S7/04 

Изобретение относится к радиолокационной технике, в частности - индикаторным устройствам, и может быть применено для формирования радиолокационного изображения обстановки на морской поверхности на растровом видеоконтрольном устройстве телевизионного типа.

Известны радиолокационные индикаторные устройства [1] , а.с. СССР N 1245097, кл. G 01 S 7/04, 1983 "Радиолокационный индикатор", содержащие в своем составе блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, видеоконтрольное устройство, устройство управления и синхронизации, а также схемы, обеспечивающие решение задачи выделения следов движущихся объектов. При этом блок памяти запоминает, сохраняет информацию о текущем и предыдущих положениях объекта.

Недостатком известных радиолокационных индикаторных устpойств является возможность накопления помимо полезной радиолокационной информации различных помеховых отражений, что приводит к снижению контрастности наблюдаемых следов отметок, а в некоторых случаях (например, при отражениях от взволнованной морской поверхности) к полной потери полезной информации.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является радиолокационный индикатор, содержащий последовательно соединенные одну матрицу памяти, устройство считывания, видеоконтрольное устройство и генератор адресов стирания. При этом информационный вход матрицы памяти является сигнальным входом индикатора, а первый и второй ее управляющие входы - с соответствующими входами генератора адресов стирания. Информационный выход генератора адресов стирания соединен с адресным входом матрицы памяти, второй управляющий вход которой соединен с другим выходом генератора адресов стирания [2].

Данный индикатор решает задачу формирования следов движущихся отметок путем накопления принимаемой информации в одноразрядной матрице памяти (оперативного запоминающего устройства ОЗУ). Следы формируются методом псевдослучайного стирания записанной в ОЗУ информации. Это позволяет одновременно и снизить яркость фона изображения, состоящего из шумов и помеховых отражений, на экране ВКУ.

Однако изображение, формируемое на одноразрядной матрице ОЗУ, не имеет полутонов. Вследствие этого сохраняется вероятность при псевдослучайном стирании потери полезной информации, так как частично разрушенные следы отметок и остаточный фон помех будут иметь на экране ВКУ одинаковую яркость, что затрудняет наблюдение движущихся объектов и оценку направления их движения. При этом формирование следов (модификация данных в матрице памяти) происходит асинхронно с циклами записи-считывания ОЗУ, что приводит к необходимости третьего цикла модификации.

Поэтому стоит задача технической реализации устройства формирования следов (предистории) движущихся объектов, повышение их контрастности (различимости) на фоне мешающих отражений и модификация данных ОЗУ во время цикла считывания.

Это достигается тем, что в радиолокационный индикатор, содержащий последовательно соединенные первое ОЗУ, информационный вход которого является сигнальным входом индикатора, устройство считывания и видеоконтрольное устройство, а также генератор адресов стирания, дополнительно введены второе и третье ОЗУ памяти, элемент И, коммутатор адресов и синхронизатор, при этом информационные входы второго и третьего ОЗУ памяти соединены с сигнальным входом индикатора, а информационные выходы - с устройством считывания, первый дополнительный выход которого соединен с входом генератора адресов стирания, а второй дополнительный выход - с первыми управляющими входами второго и третьего РЗУ и с первым информационным входом коммутатора адресов, выход которого соединен с первым управляющим входом первого ОЗУ, второй информационный вход коммутатора адресов соединен с выходом генератора адресов стирания, а третий управляющий вход коммутатора адресов и третий управляющий вход первого ОЗУ соединены с первым выходом синхронизатора, вторые управляющие входы первого и третьего ОЗУ соединены с выходом элемента И, один вход которого соединен с сигнальным входом индикатора, а другой - со вторым выходом синхронизатора, который соединен с вторым управляющим входом второго ОЗУ.

Генератор адресов стирания при этом формирует псевдослучайный код адресов стирания во время цикла считывания на ВКУ.

На чертеже представлена структурная электрическая схема индикатора.

Радиолокационный индикатор содержит три ОЗУ 1, 2, 3, устройство считывания 4, видеоконтрольное устройство 5, генератор адресов стирания 6, элемент И 7, коммутатор адресов 8 и синхронизатор 9.

Индикатор работает следующим образом.

Радиолокационные данные в виде последовательного бинарного кода, содержащего информацию о наличии (отсутствии) отметки на текущем азимуте и дальности, поступают на сигнальный вход индикатора и далее на информационные входы матриц памяти ОЗУ 1, 2, 3, а также на первый вход элемента И 7. Три параллельно соединенные относительно сигнального входа индикатора матрицы ОЗУ 1, 2, 3 представляют собой эквивалент одной прямоугольной матрицы, образованной 3-разрядными ячейками памяти индикатора, хранящими код яркости элемента изображения, формируемого на экране ВКУ. При этом ОЗУ 2 хранит информацию о старшем разряде кода, ОЗУ 3 - о младшем.

В цикле записи последовательного бинарного кода синхронизатор 9 формирует импульсы разрешения записи, которые поступают на второй управляющий вход элемента И 7. В момент поступления на сигнальный вход индикатора нулевой информации (нет отметки на текущих азимуте и дальности) на выходе элемента И 7 блокируется сигнал разрешения записи, поступающий на вторые управляющие входы матриц ОЗУ 1 и 3. В матрицу ОЗУ 2 вся информация записывается без изменения.

Таким образом, в ОЗУ 1 и 3 происходит накопление только единичной информации, т.е. данных о всех предыдущих положениях отметки. При этом положению отметки в текущий момент согласно приведенному алгоритму записи информации соответствует код 111 -максимальная яркость изображения, положению отметки в предыдущий момент - код 011 - средняя яркость и после стирания предлагаемым способом информации, накопленной в ОЗУ 1 - код 001 - нижний уровень яркости изображения.

В цикле считывания происходит построчное считывание данных, записанных в матрицах ОЗУ, для формирования синтезированного телевизионного сигнала. Эту задачу решает устройство считывания 4, которое выполнено по известной схеме, содержащей в своем составе телевизионное строчное 3-х разрядное буферное запоминающее устройство, формирователь телевизионных синхроимпульсов, генератор строчной развертки, цифроаналоговый преобразователь и схему управления считыванием (см., например, патент ЕПВ N 0032836). Устройство считывания 4 выставляет адрес данных, необходимых для формирования изображения телевизионной строки. Этот адрес поступает на первые управляющие входы матриц ОЗУ 2 и 3, а также через коммутатор адресов 8, представляющий собой набор мультиплексоров, на первый управляющий вход матрицы ОЗУ 1. Считанные 3-х разрядные данные, преобразованные в устройстве считывания 4 в аналоговый видеосигнал, поступают на видеоконтрольное устройство (ВКУ) 5, представляющее собой стандартный телевизионный монитор.

Задача ослабления накопленного фона мешающих отражений и формирования контрастного следа движущегося объекта решается путем стирания данных, накопленных в матрице ОЗУ 1, на псевдослучайной основе. При этом "след" отметки, соответствующий записанному в ОЗУ коду 011, представлен на экране ВКУ 5 в затухающем виде и имеет яркую головную часть (код 111). После длительного разрушения (стирания) информации в ОЗУ 1 на экране ВКУ 5 остается траектория движения объекта (код 001), обеспечивающая его обнаружение и наблюдение даже при полном разрушении "следа".

Частота, с которой обеспечивается стирание данных в ОЗУ 1, задается синхронизатором 9, с первого выхода которого на управляющий вход коммутатора 8 поступает сигнал, переключающий последний в режим пропускания адресов, сформированных генератором адресов стирания 6 на псевдослучайной основе. Синхронизатор 9 построен по известной схеме синтезатора частот.

Процесс стирания происходит в момент, соответствующий циклу считывания. Генератор адресов стирания 6, выполненный по известной схеме на базе сдвигающего регистра с обратными связями на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, синхронизируется не внутренним задающим генератором, в отличие от прототипа, а выходным сигналом с первого дополнительного выхода устройства считывания 4. При этом адреса псевдослучайного стирания формируются одновременно с адресами считывания для матриц ОЗУ 2 и 3.

Сформированные адреса стирания с выхода генератора адресов стирания 6 поступают на второй информационный вход коммутатора адресов 8 и далее на первый управляющий вход матрицы ОЗУ 1, которая переводится сигналом, поступившим на ее третий управляющий вход, в режим записи. При этом по данным адресам записывается нулевая информация.

Использование новых признаков выгодно отличает радиолокационное индикаторное устройство от указанного прототипа, так как позволяет одновременно решать задачи формирования "следов" и траекторий движущихся объектов и снижение уровня помехового фона. При этом выделение "головы", "следа" и траектории движения объекта снижает психофизическую нагрузку на оператора при обнаружении и наблюдении движущихся объектов на экране ВКУ.

Стирание информации в цикл считывания упрощает построение аппаратуры, так как в ней не требуется дополнительный цикл модификации формируемого изображения.

Использование: радиолокация. Сущность изобретения: радиолокационный индикатор содержит три оперативных запоминающих устройства 1, 2, 3, одно устройство считывания 4, одно видеоконтрольное устройство 5, один генератор стирания 6, один элемент И 7, один коммутатор адресов 8, один синхронизатор 9. 1 ил.

РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ ИНДИКАТОР, содержащий последовательно соединенные первое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), устройство считывания и видеоконтрольное устройство, генератор адресов стирания, информационный вход первого ОЗУ является сигнальным входом индикатора, отличающийся тем, что в него введены второе и третье ОЗУ, элемент И, коммутатор адресов и синхронизатор, информационные входы второго и третьего ОЗУ объединены с информационным входом первого ОЗУ, а информационные выходы всех ОЗУ объединены и подключены к входу устройства считывания, первый дополнительный выход которого соединен с входом генератора адресов считывания, а второй дополнительный выход - с первыми управляющими входами второго и третьего ОЗУ и первым информационным входом коммутатора адресов, выход которого соединен с первым управляющим входом первого ОЗУ, второй информационный вход коммутатора адресов соединен с выходом генератора адресов стирания, управляющий вход коммутатора адресов и третий управляющий вход первого ОЗУ соединены с первым выходом синхронизатора, вторые управляющие входы первого и третьего ОЗУ соединены с выходом элемента И, первый вход которого соединен с сигнальным входом индикатора, а второй вход объединен с вторым управляющим входом второго ОЗУ и подключен к второму выходу синхронизатора.