DE2808302A1 - Verfahren und einrichtung zur einstellung eines zielortungsgeraets in abhaengigkeit von ausgewaehlten, gegen stoersignale unterscheidbaren antwortsignalen - Google Patents

Description

General Signal Corp.

CA-30 -R MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

BESCHREIBUNG

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Unterscheidung bestimmter Rückantworten und zur Unterdrückung von Stör-Antwortsignalen in einem Zielortungsgerät, insbesondere in einem Interrogator-Transponder-Ortungssystem, bei dem also ein Abfragesender mit Rückantwort in einem bestimmten Target vorgesehen ist.

Mit zunehmender Luftverkehrsdichte wurde die überwachung der Flughöhe, des Steuerkurses und der Geschwindigkeit von Flugzeugen, insbesondere in Flughafenbereichen immer schwieriger. Um einem bestimmten Flugzeug richtige Anweisungen und/oder Steuerbefehle übermitteln zu können, muß die zuständige Überwachungsstelle selbstverständlich Kenntnisse über andere Flugzeugs im Nachbarbereich des jeweils überwachten Flugzeugs haben. Um diese Kenntnis zu vermitteln, gibt es bereits eine Reihe von Zielortungssystemen. Ein solches System, das wahrscheinlich am weitesten verbreitet ist und im folgenden in der üblichen Weise als "Interrogator-Transponder-System" bezeichnet ist, sieht die Abstrahlung eines Abfragesignals in periodischen Intervallen vor. Jedes zu ortende Target (insbesondere Luftfahrzeug) ist mit einem Transponder oder Antwortsender ausgerüstet, der auf den Abfrageimpuls mit einem speziell identifizierbaren Antwortsignal reagiert. An der Überwachungsstelle, also beispielsweise im Bereich des Towers eines Flughafens, befindet sich ein Targetortungssystem mit einer Antenne, die einen bestimmten Azimutbereich rundum, also mit 360° abtastet. Wird eine Antwort empfangen, so wird die Position des antwortenden Flugzeugs aus zwei Größen be-

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stimmt: Dem Azimut in Bezug auf das empfangene Antwortsignal und der Verzögerungszeit zwischen dem Abfrage- und dem Antwortsignal. Diese weit verbreiteten Systeme arbeiten unter ungestörten Verhältnissen sehr zufriedenstellend. 5

Es zeigte sich jedoch, daß der Betrieb solcher Geräte, insbesondere im urbanen Bereich leicht gestört wird durch falsche oder fehlgeleitete Antwortsignale, also Antwortsignale , die sich nicht auf das tatsächliche Vorhandensein eines Flugzeugs beziehen oder zumindest Antwortsignale, die keine wahie Targetposition angeben. Diese falschen Antwortsignale werden allgemein auf unterschiedliche Laufwegeffekte aufgrund von Signalreflexionen an künstlich aufgerichteten und/oder natürlichen Objekten zurückgeführt. Liegen beispielsweise η Reflektoren vor, so kann ein einziges Flugzeug im Prinzip die Anzeige von η Flugzeugen vortäuschen. Befinden sich nun tatsächlich zwei Flugzeuge in der Nähe (wiederum bei der Betrachtung von η Reflektoren), so kann die Anzahl der sich einer Uberwachungsperson darstellenden Flugzeuge in Abhängigkeit von der Reflektorgeometrie irgendwo im Bereich

von 2n bis 2n liegen. Sind aber, wie es in der Praxis tatsächlich auftritt, nicht nur zwei, sondern beispielsweise 100 Flugzeuge in einem Bereich mit nur drei großen Reflektoren, so zeigt die Anlage das Vorhandensein von beispielsweise 300 bis 900 Flugzeugen an. Obgleich der obere Grenzwert sehr unwahrscheinlich ist, liegen gleichwohl mehrere hundert falsche Antwortsignale vor, die eine wirksame Überwachung vom Boden aus unter Umständen stark beeinträchtigen können.

Die schematische Darstellung der Fig. 1 zeigt eine typische Problemsituation, bei der mittels eines Zielortungssystems mit einer Antenne 5 die Position eines Flugzeugs 10

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im Nahbereich bei Anwesenheit eines Reflektors 11 bestimmt werden soll. Die Anlage erzeugt Abfragesignale, die typischerweise ein pulscodiertes Signal mit mindestens einem Impulspaar von annähernd 800 Nanosekunden Dauer einschließt. Mindestens einer dieser Impulse wird rundum abgestrahlt und mindestens ein weiterer Impuls, der vom ersten Impuls um etwa 3 bis 20 Mikrosekunden getrennt ist, wird gerichtet abgestrahlt. Der Transponder an Bord des Flugzeugs ist so eingerichtet, daß die Abstrahlung einer Antwort bei Eintreffen nur eines einzigen der beiden Impulse für etwa 35 Mikrosekunden unterdrückt wird. Sobald beim Transponder beide Impulse eintreffen, wird eine Antwort abgestrahlt; sodann erfolgt eine Sperr- oder Unterdrückungspause für etwa 100 Mikrosekunden. Das Zielortungsgerät 5 "nimmt an", daß das die Antwort abstrahlende Target im gleichen Azimut liegt, von dem aus die Antwort empfangen wurde. Die Zielentfernung wird aus der Zeitverzögerung zwischen dem Abfragesignal und dem Empfang der Antwort bestimmt. Eine Transponderunterdrückung bzw. kurzzeitige Sperrung verhindert eine Antwort, wenn der gerichtet abgestrahlte Impuls die Strecke c-b in weniger als 35 Mikrosekunden durchläuft. Andererseits wird eine Antwort erzeugt, wenn der Impuls für diese Strecke eine längere Zeitdauer benötigt. Die Antwort wird entweder im Falle der Reflexion über den Hauptempfangsstrahl der Antenne und bei Nichtreflexion über eine seitliche oder gar rückseitig liegende Empfangskeule der Antenne empfangen. Ist der Reflektor ausreichend wirksam oder ist die Leistung des Antwortsignals ausreichend stark, um die Leistungsschwelle über die Hinter- oder Nebenkeulen der Antennenempfangscharakteristik zu überschreiten, so wird eine gestreute, also fehlerhafte Antwort empfangen.

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Obgleich es offensichtlich ist, daß Streuantworten durch Vielfach-Laufwegeffekte erzeugt werden (wie anhand eines Beispiels soeben beschrieben), sind die Mechanismen und physikalischen Vorgänge, die zu Störant-Worten dieser Art führen, noch nicht genau bekannt.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, Zielortungssysteme der hier inrede stehenden Art so zu verbessern, daß Einflüsse von Stör- und Streuantworten der beschriebenen Art auf ein Minimum gedrückt oder ganz beseitigt werden. Ein besonderes Ziel soll dabei die einfache Integrationsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Verbesserung in bereits vorhandene Gerätesysteme unterschiedlicher Art sein, etwa mit der Möglichkeit des nachträglichen Einbaus in vorhandene Interrogator-Transponder-Systerne.

Ein mit der Erfindung zu lösendes Problem besteht, wie oben geschildert, bei Zielortungsgeräten der hier inrede stehenden Gattung insbesondere in der Nähe von künstliehen oder natürlichen Reflektoren, gegen deren Reflexionssignale ein geeignetes Unterscheidungskriterium entwickelt werden soll.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe gibt der Verfahrenshauptanspruch in kurzer Zusammenfassung an. Eine erfindungsgemäße Einrichtung, mit der sich die gewünschte Diskriminierung zwischen Nutz- und StörSignalen erreichen läßt, ist Gegenstand des Patentanspruchs 4. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der Erfindungsgegenstand ist in erster Linie für Zielortungssysteme bestimmt, bei denen ein Transponder-

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gerät sich an Bord eines Targets (im allgemeinen ein Flugzeug) befindet, das auf Abfragesignale mit Antwortsignalen reagiert, um daraus die Position des Targets zu bestimmen. Wie bereits erwähnt, wird bei solchen Zielortungsgeräten im allgemeinen ein Paar von Abfrageimpulsen, nämlich ein rundum abgestrahlter Impuls und ein zweiter Impuls verwendet,

auf

der gerichtet abgestrahlt wird, so daß nur Targets im Nahbereich des Azimutwinkels, in dem der zweite Impuls ausgesendet wird, für eine entsprechende Antwort getriggert wird. Um mögliche Falschantworten auf ein Minimum zu reduzieren, werden solche Transponder auch für eine festgelegte Zeitperiode nach einem Abfragesignal gesperrt; bei einem typischen Gerät dieser Art beträgt diese Zeitperiode 100 Mikrosekunden. Gemäß der Erfindung ist ein steuerbares Dämpfungsglied zwischen die Empfangsantenne und das bekannte Zielortungssystem eingeschaltet. Die Steuerung des Dämpfungsglieds erfolgt in Abhängigkeit vom Antennenazimut und der Zeit, um selektiv für einzelne Bereichsoder Entfernungsabschnitte unterscheiden zu können.

20

Die Einrichtung zur Steuerung des Dämpfungsglieds umfaßt bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine digitale Speicheranordnung mit Speicherplätzen für jede identifizierbare Bereichs- oder Entfernungseinheit im Antennendiagramm. In jedem Speicherplatz ist ein Wert abgespeichert, der einer bestimmten Dämpfung entspricht, so daß gegenüber den AntwortSignalen für die einzelnen Entfernungsraster eine selektive Diskriminierung möglich ist.

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Im Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung bestimmt beispielsweise ein Zählerpaar in jedem Augenblick den speziellen Azimut sowie den jeweiligen Bereich, aus dem

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eine Antwort erwartet werden kann. Ist während des Überwachungsvorgangs vor der Einschaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ein spezieller Teilbereich ermittelt worden, aus dem möglicherweise Streu- und Störantworten zu erwarten sind, so sind am betreffenden Speicherplatz einzelne Kennwerte gespeichert, die einer ausreichenden Dämpfung in Anpassung auf die Empfängercharakteristik entsprechen, um eine ausreichende Unterscheidung oder Abgrenzung gegen Storantwortsignale zu ermöglichen. 10

Damit werden Störantworten von dem Gesamtsystem nicht mehr erkannt, während gleichzeitig zutreffende Antworten gut empfangen werden können.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer bereits erläuterten schematischen Darstellung räumliche Gegebenheiten,unter denen

Streu- und Störantworten auftreten können;

Fig. 2A und 2B relative örtliche Zuordnungen einer Sendeantenne und eines Reflektors sowie von abgestrahlten Signalen, die ebenfalls zu Störantworten Anlaß geben können und

Fig. 3 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Verhinderung von Stör- und Streusignalen der hier erläuterten Art.

Bevor die Einzelheiten der Erfindung beschrieben werden, mag es für den Leser nützlich sein, zunächst in Einzelheiten zu erläutern, aufgrund welcher Gegebenheiten Streu- und Störantworten entstehen können:

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Wie die Fig. 1 zeigt, soll durch ein Zielortungsgerät ein Target 10 lokalisiert werden. Ein Reflektor 11 steht so, daß das Target bei 10 ein Abfragesignal empfängt und damit eine Antwort erzeugt, wenn die Antenne 5 in Richtung des Reflektors 11 weist. Um eine Falsch- oder Störantwort zu erzeugen, muß der Empfänger jedoch ein Antwortsignal empfangen. Dies ist entweder über den direkten Weg a, in welchem Fall die Antwort über eine Seiten- oder Hinterkeule des Antennendiagramms empfangen würde, oder über den Reflexionsweg b-c möglich; in letzterem Fall würde die Antwort mit dem Hauptstrahl oder der Hauptkeule des Antennendiagramms übereinstimmen.

Wegen der zeitweiligen Unterdrückung im Transponder wird das gerichtete Signal über den reflektierten Weg (b-c) geringfügig langer verzögert, als es der Unterdrückung oder Ausschaltpause des Transponders entspricht. Beträgt beispielsweise a = 12 Meilen, b = 3 Meilen und der Winkel a-b wird zu 170° angenommen, so gilt für c = 15 Meilen. Wird weiterhin angenommen, daß das abgestrahlte Signal eine Distanz von einer Meile in 6 Mikrosekunden durchdringt, so trifft der gerichtete Impuls am Transponder 36 Mikrosekunden nach dem Empfang des rundum abgestrahlten Impulses ein, d.h., 1 Mikrosekunde nach Ablauf der Unterdrückungspause, so daß ein Antwortsignal durch den Transponder abgegeben wird.

Diese Antwort wird nicht als Streu- oder Falschantwort interpretiert, solange sie am Interrogator wirksam empfangen wird, d.h., solange der Antwortempfangspegel am Interrogator oberhalb des Interrogator-Schwellenwerts liegt. Eine Antwort kann entweder über den Reflexionsweg (b—c) oder über den direkten Weg (a) empfangen werden. Im letzteren

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Fall würde das Antwortsignal über die Hinterkeule des Antennendiagramms empfangen werden, während die Antwort im ersteren Fall wiederum durch den Reflektor 11 reflektiert worden sein müßte. Berechnungen führen zu dem Ergebnis, daß die Signalstärke des Antwortsignals ausreichen würde, um den Interrogator auf eine auf beiden Wegen eintreffende Antwort ansprechen zu lassen.

Um das Problem praxisnäher zu beleuchten, veranschaulicht die nachfolgende Tabelle I fünf gemeldete wahre und fünf gemeldete falsche Ortsangaben für ein Flugzeug während 38 Sekunden im Anflug auf den Kennedy-Airport in New York City.

15

TABELLE

Wahrer Momentanort

Falscher Momentanort

20

25

Bereich (Meilen)

12,6 12,1 11 ,8 11,4 11,1

Azimut ( ) Bereich (Meilen) Azimut ( )

358,9 357,3 355,4 354,8 350,9

12,6 15,0 11,8 11,4 15,6

325,9 169,4 347,8 023,6 198,4

Die nachfolgende Tabelle II zeigt ähnliche, und zwar fünf Minuten später für ein anderes Flugzeug aufgenommene Daten mit drei wahren und drei falschen registrierten Orten für dieses zweite Flugzeug. Eine Inaugenscheinnahme des Umgebungsbereichs am Kennedy-Airport zeigt als infrage

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- 12 kommende wesentliche künstliche Aufbauten Reflektoren bei

169°, 263° und 325	O • TABELLE	Azimut ( )	II	Falscher Momentanort	(Meilen)	Azimut	(°)	4 0 4
5 Wahrer Momentanort	O1 357, 354,		Bereich	co cn ο	168, 263, 23,
Bereich (Meilen)	,4 r3 r4		15 27 11
0 12,9 12,5 11 ,8

Für Reflektoren, die so stehen, daß der reflektierte Signalweg mindestens 35 Mikrosekunden langer ist als der direkte Signalweg, führen zu falschen Antwortsignalen. Es gibt jedoch noch andere mögliche Ursachen zur Erzeugung von falschen AntwortSignalen, die nicht notwendigerweise Reflektoren in einem wie oben angegebenen Umkreis von der Antenne voraussetzen. Bei einem Interrogator-System wird beispielsweise ein gerichteter Impuls p1, gefolgt von einem 3 Mikrosekunden später rundum abgestrahlten Impuls p2 verwendet. Die Sperrung des Transponders erfolgt, wenn ein Sperrimpuls 2 Mikrosekunden nach dem Empfang des ersten Impulses eintrifft. Die Unterdrückung einer Falschantwort tritt nicht ein, wenn der Sperrimpuls nicht empfangen wird. Als Beispiel sei die in Fig. 2A dargestellte Situation betrachtet, bei der eine rundum abstrahlende Antenne 6 einen Abstand von ca. 305 m von einem Reflektor, etwa einem Gebäude 7 aufweist. Die Fig. 2B zeigt, daß das direkte Signal die Impulse pl , und p2, umfaßt, die einen Zeitabstand von 2 Mikrosekunden aufweisen. Das vom Gebäude 7 reflektierte

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Signal ist ein Impulspaar p1 und p2 , dessen Impulse um 2 Mikrosekunder versetzt eintreffen. Das reflektierte Signal ist in der zweiten Zeile von Fig. 2B dargestellt als ein entsprechendes, durch die Reflexion um 2 Mikrosekunden verzögertes

Impulspaar. Die dritte Zeile von Fig. 2B zeigt das resultierende Signal, wie es durch ein Flugzeug empfangen werden könnte. Wie dargestellt, wird der Sperrimpuls durch das reflektierte Signal unterdrückt mit der Folge, daß der Transponder möglicherweise nicht gesperrt wird und damit ein falsches Antwortsignal abgibt. Diese Impulsauslöschung entsteht durch die Wechselwirkung zwischen p2, und p1 aufgrund einer zufälligen, möglicherweise entgegengesetzten Phasenlage in den rf-Signalen.

Es gibt mindestens vier potentielle Lösungen für solche Fehlantwortsignale:

1. Target-Eliminierung durch Software-Programmierung;

2. Empfänger-Seitenkeulenunterdrückung;

3. mitübertragene Interrogator-Leistungsprogrammierung; 4. Empfindlichkeitsprogrammierung für den Interrogatorempfanger.

Die ersterwähnte Lösung hat mindestens zwei Nachteile, die die potentiellen Vorteile überwiegen: Zum einen würde die Systemleistung durch die erforderlichen zusätzlichen Verarbeitungsvorgänge erheblich reduzierte und außerdem wäre diese Lösung in Anbetracht der bereits vorhandenen Software äußerst teuer, die durchweg verändert werden müßte.

Der Hauptnachteil bei der Empfänger-Seitenkeulenunterdrückung sind ebenfalls die erheblichen zusätzlichen Kosten, * dargestellt BO 9 836/0672

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die durch Änderungen am Antennensystem und bei den Empfängern als auch bei den erforderlichen Sockelaufbauten entstehen. Insgesamt wäre diese Lösung äußerst teuer, da beträchtliche Systemveränderungen erforderlich würden. 5

Die dritte Lösung beruht darauf, die Interrogatorabgabeleistung bei solchen Azimutwinkeln zu vermindern, bei denen nennenswerte Reflektoren vorhanden sind. Da jedoch starke Reflektoren sehr wirkungsvoll sind, ist das reflektierte Signal fast genauso stark wie das über den direkten Weg laufende Signal. Wird eine so ausreichende Dämpfung vorgesehen, daß Streuantworten sicher eliminiert werden, so wird gleichzeitig der Erfassungsbereich bei diesen Azimutwinkeln stark vermindert. Außerdem befinden sich Dämpfungsglieder, die in der Lage sind, Leistungsspitzen in der Größenordnung von 2 bis 3 Kilowatt zu verarbeiten, wie sie im vorliegenden Fall erforderlich wären, noch im Entwicklungsstadium.

Die erfindungsgemäße Lösung wendet sich der Programmierung der Empfängerempfindlichkeit zu, d.h., einer selektiven Verminderung der Empfängerempfindlichkeit, um eine Diskriminierung gegen ausgewählte Entfernungsabschnitte oder Entfernungsbereicle zu erreichen.

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung. Berechnungen hinsichtlich des Leistungsüberschußbedarfs haben ergeben, daß bei der Annahme des Empfangs der Streu- oder Falschantworten über die Antennenseiten- oder -hinterkeulen ein beträchtlicher Leistungsabstand zwischen den wahren Antworten (empfangen über die Hauptkeule) und den Streu- oder Falschantworten besteht. Zweck und Ziel der Einrichtung ist es, die Emp-

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fängerempfindlichkeit selektiv durch selektive Zuschaltung von Dämpfung zu vermindern, so daß die wahren Antworten die geänderte Empfindlichkeit überschreiten, nicht jedoch die Falschantworten.

Nachfolgend wird der Aufbau des Blockschaltbilds erläutert:

Ein Taktimpulsgenerator 20 beaufschlagt einen Zähler mit einer Mehrzahl von Ausgängen, die unterschiedlichen Bereichsgrenzen zugeordnet sind. Mittels eines Schalters 21 läßt sich der gewünschte Bereich wählen; dieser Schalter verbindet den jeweils zugeordneten Ausgang des Zählers 22 mit einem Entfernungs- oder Bereichszähler 23. Ein weiterer Eingang des Bereichzählers 23 wird über einen Puffer 24 und eine Verriegelung 25 mit einem Abfragesignal beaufschlagt (das in der Zeichnung als "SIF-Trigger bezeichnet ist). Ein Ausgang des Bereichzählers ist mit einem Digitalspeicher verbunden. Dieser Speicher 26 ist als ein Mehrwortspeicher (beispielsweise für 4096 Worte) mit 6 Bits oder Ziffernstellen pro Wort aufgebaut. Ein Azimut-Zähler 27 mit zwei Eingängen ist über Pufferverstärker 28 bzw. 29 beaufschlagt. Über den Pufferverstärker 28 wird ein ARP-Signal und über den Pufferverstärker 29 ein ACP-Signal eingegeben. Das Antennensystem erzeugt einen Bezugsimpuls jedesmal dann, wenn die Antenne bei der Azimutbewegung eine Bezugsposition durchläuft; dieser Impuls ist als Azimut-Referenzimpuls (ARP-Impuls) bezeichnet. Gleichzeitig werden die Azimutwinkel in eine geeignete Anzahl von Azimut-Teilwinkel . im folgenden "Azimut-Keile" unterteilt. Jedesmal, wenn die Antenne sich über einen solchen Azimutkeil bewegt hat, wird ein mit "ACP-Impuls" bezeichneter Azimutänderungsimpuls erzeugt. Die Kombination der Impulse ARP und ACP bestimmt damit die augenblickliche Antennenposition. Sind bei-

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zähler 23 auf den Zähianfang zurücksetzt. Der Taktimpulsgenerafcor 2O und der Zähler 22 erzemgen kontinuierlich bereichäquivalente Impulse. Zu jedem beliebigen nachfolgenden Zeitpunkt, also für jeden beliebigen,, im Azimutzähler 27 uiid im Bereichzähler 23 enthaltenen Zählwert wird ein vorgewählter Entfernungsbereich bei einem bestimmten Azimutwinkel identifiziert und das entsprechende Wort wird aus dem Speicher 26 ausgelesen,, in der Verriegelung 3O zwischengespeiehert, ober den D/Ä-Wandler 31 umgesetzt und führt über den Verstärker 32 zu einem Stromwert, der einer gewünschten Dämpfung für diesen speziellen Entfernungsbe— reich bei dem betreffenden Azimutwinkel entspricht. Das steuerbare Dämpfungsglied 33, das auf d.en durch den Verstärker 32 abgegebenen Strom anspricht^ beaufschlagt damit das zurückkehrende Signal {soweit vorhandenl mit einer gewünschten Dämpfung* bevor es auf den Empfanger gelangt. Falls notwendig oder erwünscht, kann jedem unterschiedlichem Entferriungsbereich für jeden unterschiedlichen Azimut der Antenne ein verschiedener Bämpfungspegel zugeordnet werden, so daß mit der erfindungsgentäSen Einrichtung eine selektive Diskriminierung von Antwortsignalen als Funktion der Bereichsabschnitte und der Äzimutkeile möglich ist.

Obgleich verschiedene Verfahren zur Bestimmung der geeigneten Dämpfuragspege! für unterschiedliche Entfernungsabschnitte denkbar sind, sieht eine geeignete Methode zur Bestimmung der gewünschten Dämpfung für einen speziellen EntfernuHgsbereich. bei einem ausgewähltem Azimutwinkel ein Öberwachungsdiagramm vor, das dadurch gewonnen wird, daß ein Flugzeug bestimmte Kursmuster abfliegt, um die dabei auftretendem Antworten zu bestimmen!. Da der jeweilige Kurs des Flugzeugs bekannt ist, lassen sich die wahren Änt-

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spielsweise 64 Azimutkeile vorgesehen, so hat jeder eine Winkelbreite von 5,625° und der momentane Azimutwinkel könnte durch Multiplikation der Anzahl von empfangenen ACP-Impulsen nach dem ARP-Impuls mit 5,625° bestimmt werden. Der Ausgang des Azimut-Zählers 27 speist einen zweiten Adressierungseingang für den Speicher 26. Jedes Speicherwort ist damit für einen bestimmten wählbaren Azimutkeil einem bestimmten Entfernungsbereich zugeordnet. Der Speicher 26 ist so eingerichtet, daß die darin gespeicherten Worte entsprechend den durch den Bereichzähler 23 und den Azimutzähler 27 festgelegten Adressen ausgelesen werden. Dieses Ausgangswort gelangt auf eine Sperr- oder Verriegelungsschaltung 30, die ausgangsseitig an einen D/A-Wandler 31 angeschlossen ist. Die Ausgangssignale des D/A-Wandlers 31 beaufschlagen den Eingang eines Stromverstärkers Der in der Verriegelung 30 zwischengespeicherte Speicherausgang entspricht einem bestimmten Dämpfungspegel in digitaler Darstellung. Der D/A-Wandler 31 setzt diesen Pegelwert in eine analoge Spannung um, die über den Stromverstärker 32 zu einem einer gewünschten Dämpfung entsprechenden Strompegel führt. Dieser Stromwert beaufschlagt das steuerbare Dämpfungsglied 33, das zwischen der Empfangsantenne und dem Empfänger angeordnet ist und eine gewünschte Dämpfung bewirkt. Das steuerbare Dämpfungsglied 33 kann beispielsweise eine PIN-Diode enthalten oder auch eine

andere, dem Fachmann für solche Anwendungszwecke geeignete Baueinheit oder ein BauelementS&ik.·

Das in Fig. 3 in Blockschaltbildform veranschaulichte Gerät arbeitet wie folgt:

Für jeden vorgegebenen Azimutwinkel strahlt der Sender 34 ein Abfragesignal ab, das gleichzeitig über den Pufferverstärker 24 und die Verriegelung 25 den Bereich-

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Worten leicht bestimmen und können damit von den Falsch— antworten getrennt werden. Damit läßt sich die selektive Dämpfung für jeden Entfernungsbereich,aus dem falsche Antworten zu erwarten sind, angeben. Im allgemeinen wird es auch möglich sein, die gewünschte Dämpfung abzuschätzen, obgleich es auch möglich ist, die Empfangsenergie in einer Falschantworfc zu messen, um damit eine ausreichende Dämpfung vorzusehen _r so daß das Empfangssignal am Ausgang des Dämpfungsglieds unterhalb der Empfängerempfindlichkeit liegt.

Bei der räumlichen Zuordnung der Fig. 1 mit dem Target bei IO und einem Reflektor bei 11 antwortet der Transponder an Bord des Flugzeugs mit Leistungspegeln im Bereich von etwa 5OO Watt (+ 57 dBm). Das durch die Bodenantenne aufgefangene Signal wird durch einen Streckenverlust von 118*6 dB gedämpft. Wird angenommen, daß die Richtantenne einen Antennengewinn von 23 dB mit einer Rückdämpfung von 27 dB. aufweist, so beträgt die Signalstärke am Abfragesignaleingang -62,6 dBm. Bei dem Interrogator am Kennedy-Äirport beträgt die STC-Dämpfung bei 15 Meilen ( 1/2 des gesamten Echobereichs) 13 dB. Entsprechend beträgt der äquivalente Leistungseingangpegel des Interrogators -79 dBm. Die Empfängerempfindlichkeit liegt typischerweise bei -86 dBm; das Empfangssignal wird also sicher aufgefangen, auch dann, wenn es über die Antennenhinterkeule auftrifft. Ein Target Htit Steuerfairs 0 im Entfernungsbereich von 12 Meilen wird also auch für einen Steuerkurs von 17O° für den Bereich von 15 Meilen als unmittelbare Folge des Reflektors 11 "gemeldet". Wird weiterhin angenommen, daß der Reflektor bei 263 und 12 Meilen Entfernung liegt, so wird das gleiche Flugzeug 1O außerdem noch für die Position 253° und 21,4 Meilen "gemeldet".

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Wird das oben beschriebene Beispiel eines aufgrund des Reflektors 11 mit falscher Position gemeldeten Targets zugrundegelegt, so lassen sich typische Parameter zur Bestimmung des Leistungsbereichs am Empfänger sowohl für die direkten als auch die aufgrund von Reflexion gemeldeten Targets festlegen. Die Ergebnisse einer solchen typischen Berechnung sind in der nachfolgenden Tabelle III zusammengestellt:

10	Transponderleistung	TABELLE III	Direkte	Targets
	Streckenverlust	Reflektiertes	12 Meilen	15 Meilen
	Antennengewinn	Target - 12 Meilen	+ 57	+ 57
	Bewertungsfaktor	+ 57 DBm	- 119	- 121
15	Rückdämpfung	- 119 dB	+ 23	+ 23
	STC-Kurve	+ 23	2	2
	- 27
	- 13	- 16	13

20 äquivalente Eingangsleistung

Empfängerempfindlichkext Leistungsbereich

79 dBm 87 dBm

57 dBm 87 dBm -

8 dB

30 dB

56 dBm

87 dBm 31 dB

25

Bewirkt das Dämpfungsglied für den Entfernungsbereich des in Spalte 1 der Tabelle III angegebenen reflektierenden Targets eine Dämpfung von 1OdB, so liegt das reflektierte Targetsignal unterhalb der Empfindlichkeitsschwelle und wird damit eliminiert. Die direkten Targets sowohl bei 12 als auch bei 15 Meilen besitzen jedoch ausreichende Energiebandbreiten, so daß die Antworten leicht und sicher ermittelt werden können. Natürlich sollte dieser Dämpfungspegel für diesen

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speziellen Entfernungsbereich und diesen Azimutwinkel festgelegt werden. Ähnliche Berechnungen lassen sich für geringfügig unterschiedliche Dämpfungspegel· für andere Entfernungsbereiche beim gleichen Azimutwinkel festlegen. 5

Obgleich eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in digitaler Schaltkreistechnik unter Verwendung eines Speichers oder einer Speichervorrichtung beschrieben wurde, die geeignete vorgebbare Dämpfungsparameter für einzelne Entfernungsbereiche enthält, sind dem Fachmann im Rahmen des Erfindungsgedankens zahlreiche Abwandlungen möglich, beispielsweise in der Richtung, daß die Schaltung in anderer Digitaltechnik oder in weitergehendem Umfang mit analogen Schaltkreisen ausgeführt wird.

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Claims (6)

1. PATENTANWÄLTE

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   D-8QOO München 22 D-4BOO Bielefeld

   Triftstraße 4 Siekerwall 7

   CA-30 27. Februar 1978

   General Signal Corporation

   High Ridge Park, Stamford Connecticut 06094

   V. St. A.

   Verfahren und Einrichtung zur Einstellung eines Zielortungsgeräts in Abhängigkeit von ausgewählten, gegen Störsignale unterscheidbaren Antwortsignalen

   Priorität: 2. März 1977, V. St. A., Ser.Nr. 773 624

   PATENTANSPRÜCHE

   Λ J Verfahren zur Unterscheidung bestimmter Rückantworten und zur Unterdrückung von Stör-Antwortsignalen in einem Interrogator-Transponder-Ortungssystem, gekennzeichnet durch

   - die gerichtete Abstrahlung eines Abfragesignals und

   - auswahlweise gesteuerte Dämpfung der Antwortsignale zwischen einer Empfangsantenne und einer die Ant-

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   ORIGINAL IMSPECTED

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   wortsignale abfragenden Einrichtung zur Verhinderung der Weiterverarbeitung von Störanteilen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß zur auswahlweisen Dämpfungssteuerung bestimmte Dämpfungswerte vorprogrammierbar gespeichert und in Abhängigkeit von bestimmten Signalwerten abgerufen werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine Mehrzahl von Azimut keilwinkelwerten und eine Mehrzahl von Bereichswerten für
   jeden Keilwinkel gespeichert werden, und daß das Abrufen der Dämpfungswerte selektiv für jeden Bereichswert jedes Azimutkeilwinkels erfolgt.
4. 4. Einrichtung zur Änderung der Einstellung eines Zielortungsgeräts in Abhängigkeit von ausgewählten, gegen Störsignale unterscheidbaren Antwortsignalen, bei der das Zielortungsgerät ein Abfragesignal zur Triggerung eines dem
   Bezugsziel zugeordneten Antwortsenders abstrahlt und das Ziel aufgrund der durch eine Antenne aufgefangenen Azimutangaben und der auf die Abstrahlung des Abfragesignals folgenden Zeitverzögerung ermittelt und eine Schwellenempfindlichkeit besitzt, unterhalb der die Empfangssignale unwirksam sind,
   gekennzeichnet durch

   - eine zwischen die Antenne und das Zielortungsgerät geschaltete steuerbare Dämpfungsschaltung (33) und

   - eine Steuerschaltung (20 bis 32) zur Einstellung der Dämpfungsschaltung in Abhängigkeit von Unterscheidungswerten, die bestimmten Antennen-Azimut-WinkeIn bei bestimmten auswählbaren Bereichseinheiten zugeordnet sind.

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   TETP MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung einen Speicher (26) mit einer Mehrzahl von Speicherplätzen, die einer Mehrzahl von Bereichseinheiten zugeordnet sind, und eine Zugriffschaltung (20 bis 27 iVm 26, 30) umfaßt, durch die ein Zugriff zu bestimmten Speicherplätzen in Abhängigkeit vom Azimut der Empfangsantenne und der auf das Triggersignal folgenden Zeitverzögerung ermöglicht ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch

   - einen ersten Zähler (27), der in Abhängigkeit von Änderungen der Antennenrichtung schrittweise fortschaltbar ist und durch

   - einen zweiten Zähler (23), dessen Zählschritte festgelegt sind und der in Abhängigkeit von jedem Weiterschalten des ersten Zählers (27) rücksetzbar ist.

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