NO145415B - Fremgangsmaate og innretning for identifisering av radarmaal - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en innret-

ning for identifisering av radarmål, hva enten disse er faste eller mobile. Fremgangsmåten og innretningen er sær-

lig effektive for identifisering av skip til sjøs.

For tiden kan skip til sjøs bare identifiseres ved visuell observasjon av skipets navn og registreringshavn som er malt på skroget, eller ved observasjon av flagg eller lampesignaler som indikerer fartøyets fire-bokstavers internasjonale identifikasjonskode. Disse identifikasjonsmidler er utilstrekkelige om natten eller i dårlig sikt. Det er følgelig et behov for en forbedret fremgangsmåte for identifisering av skip til sjøs, og da mange observasjoner av skip idag utføres ved hjelp av radar i stedet for visuelt, er det fordelaktig at en sådan fremgangsmåte benytter et radarutløst identifikasjonssignal.

Radaridentifikasjonssystemér har viært kjent i

mange år, idet disse oppsto under den annen verdenskrig i IFF (Ideritity Friend or Foe)-systemet. I sådanne systemer sender en spørreinnretning ut en puls.av radiobølger, (vanlig-

vis rundt radarfrekvens) som gjenkjennes av en identifiseringsinnretning (kjent som svarsender eller svarstasjon) som er anordnet på et kjøretøy eller et annet objekt innenfor spørreinnretningens rekkevidde. Ved mottagelse av pulsen sender svarstasjonen tilbake et svarsignal, vanligvis i form av et pulstog, som dekodes og fremvises på den stasjon som inneholder spørreinnretningen. Sådanne systemer, som krever anordning av en svarmottaker på kjøretøyet eller et annet ob-

jekt, er kjent som sekundærradare, til forskjell fra primær-radare som arbeider ved hjelp av passiv refleksjon av radio-bølger fra mål. Normalt er en sekundærradar knyttet til en primærradar slik at de svar som mottas fra svarstasjoner på radarmål, kan korreleres med de ekkoer som mottas av primærradaren fra selve målene. Sekundærradarsysterner er for tiden i bruk på en del navigasjonsbøyer (de såkalte "RACONS") og i ATCR-systemet (Air Traffic Control Responder System). I sistnevnte system, når føreren på et luftfartøy mottar anmod-ning fra lufttrafikkontrollen (Air Traffic Control), innstil-

ler føreren sin svarsender slik at denne gir en ønsket 16-

bits respons ved mottagelse av et passende radarsignal.

Denne 16-bits respons overføres over en periode på ca. 15 ys.

ATCR-systemet kan ikke i praksis tilpasses til anvendelse til sjøs. En flyrutepilot er trenet i bruken av systemet og står i kontinuerlig kontakt med lufttrafikkontrollen. Den minimale avstand mellom luftfartøyer er en nautisk mil (1852 meter) og er vanligvis betydelig større, slik at innretningen i høyden bare må skjelne mellom to mål som er en nautisk mil adskilt. Normalt vet lufttrafikkontrollen hvilke fartøyer som skal befinne seg i sitt luftrom, og kan be disses førere om å innstille sine svarsendere slik lufttrafikkontrollen ønsker. Dessuten bidrar forskjeller i høyde til identifiseringen av luftfartøyer.

Mannskapet på skip til sjøs er derimot ikke trenet

i bruken av sekundærradarsystemer og står ikke i kontinuerlig kontakt med landradarstasjoner. De kan nærme seg mer til hverandre enn luftfartøyer og et praktisk sekundærradarsystem bør være i stand til å skjelne mellom to mål som er 0,6 nautiske mil adskilt på samme peiling. En landstasjon kjenner vanligvis ikke til hvilke skip som er beregnet å være i den-

nes nærhet til enhver tid, og på grunn av refleksjoner fra bølger er problemet med radarbireflekser mer alvorlig i systemer som er beregnet for bruk på skip enn i systemer som er beregnet for luftfartøyer.

På grunn av at skipsmannskaper ikke er trenet i

bruken av sekundæcradarsysterner, er det i praksis viktig at svarstasjonen i et maritimt sekundærradarsystem skal være slik at så snart den er innstilt, vil den fungere automatisk i lange perioder uten tilsyn av mannskapet. Således må hvert skip medføre en svarstasjon som gir et entydig signal. For å tilveiebringe det nødvendige antall av forskjellige responser, må responsen ha form av et pulstog som inneholder et betyde-

lig antall forskjellige binærsifre (bits). For lettvint referanse bør responsen angi fartøyets fire-bokstavers internasjonale identifikasjonskodesignal (hvilket krever 24 bits), eller fortrinnsvis, da ikke alle nasjoners flåter benytter internasjonale identifikasjonskoder, det syvsifrede Lloyds tall (hvilket krever 28 bits). Tiden mellom mottagelsen på

spørresenderen av responsen fra to mål som er 0,5 nautiske mil adskilt på samme peiling, er imidlertid bare cirka 6 ps, og for å unngå forvanskning (forvrengning av signaler på grunn av at signaler fra to forskjellige mål ankommer til spørresenderen på samme tid), er det vesentlig at de to responser, slik de mottas på spørresenderen, ikke bør. over-lappe hverandre. Varigheten av det signal som frembringes av svarsenderen, bør følgelig ikke overskride cirka 6 us. Det utsende 24 eller 28 bits i løpet av 6 us og å motta og dekode med en akseptabel feilprosent på spørresenderen under mottagelsesforhold som kan være langt fra gunstige, ville stille slike store krav til båndbredden, synkroniseringen og transmisjonsytelsen for svarsenderen at denne svarsender ville bli altfor kompleks og kostbar til at systemet skulle bli praktisk brukbart.

Ett spesielt IFF-system er kjent fra US patent 3 945 006. I dette system benyttes frekvenskoding på trans-ponderen eller svarstasjonen, slik at transpondersvarpulsen kan ha en vilkårlig av syv adskilte bærefrekvenser (koder) slik som bestemt av den utsendte interrogator- eller spørre-senderkode. I denne utførelse blir spørresénderens mottaker som reaksjon på den utsendte spørresenderkode automatisk av-stemt til bærefrekvensen for transponder-svarkoden. I patentskriftet finnes ingen beskrivelse av noen anordning som ville sette dette kjente system i stand til å tilveiebringe spesiell identifikasjon av et mål, og individuell identifikasjon ville ikke være mulig da alle vennlige mål vil utsende identiske identifikasjonssignaler ved hvilket som helst gitt tidspunkt.

Et annet IFF-system er kjent fra US patent

3 949 397. I dette system benyttes også et antall forskjellige transponder-svarsignaler. I dette tilfelle benyttes de forskjellige transponder-svarsignaler på en tidsavhengig måte, slik at når ett av svarsignalene er blitt benyttet

(som reaksjon på et første spørresignal) av alle de vennlige mål, kan det ikke benyttes på nytt innenfor en gitt tids-periode, og i stedet vil et annet av de mulige svarsignaler bli benyttet (av alle de vennlige mål) som reaksjon på det

neste spørresignal. Systemet er imidlertid ikke i stand til å tilveiebringe noen individuell identifikasjon mellom de forskjellige vennlige mål.

Oppfinnelsen har som formål å tilveiebringe en fremgangsmåte for individuell identifisering av radarmål,

idet svarsenderen tillates å utsende et stort antall bits angående dens identitet ved benyttelse av en akseptabel båndbredde og pulslengde, og videre å tilveiebringe en spørre-innretning og en identifiseringsinnretning for benyttelse i forbindelse med fremgangsmåten.

Oppfinnelsen tilveiebringer følgelig en fremgangs-

måte ved identifisering av radarmål, ved hvilken det fra en basisstasjon utsendes en første spørre-radarpuls, den første spørre-radarpuls mottas ved målet og tilføres til en svarsen-

der, hvorved svarsenderen bringes til å generere et første identifikasjonssignal som har en frekvens som er forskjellig fra frekvensen for den første spørre-radarpuls og inneholder en første dataporsjon angående målets identitet, det første identifikasjonssignal utsendes fra målet, og dette signal mottas på basisstasjonen, og hvor fremgangsmåten er kjenne-

tegnet ved at det fra basisstasjonen utsendes i det minste en andre spørre-radarpuls som er forskjellig fra den første spørre-radarpuls, idet hver spørrepuls, når flere enn to utsendes, følger etter den første radarpuls i en bestemt sekvens, at den i det minste andre spørre-radarpuls mottas ved målet og tilføres til svarsenderen, slik at svarsenderen bringes til å generere et andre identifikasjonssignal som har en frekvens som er forskjellig fra frekvensen for den andre spørre-radarpuls og innenholder tilleggsdata angående målets spesielle identitet, foruten dets klasse, at det i det minste andre identifikasjonssignal utsendes fra målet, at dette sig-

nal mottas på basisstasjonen og at de av basisstasjonen mot-

tatte, første og andre identifikasjonssignaler behandles og det derved frembringes et signal som inneholder alle dataene angående målets spesielle identitet.

Oppfinnelsen tilveiebringer også en spørreinnret-

ning for benyttelse ved fremgangsmåtens utførelse, og som omfatter en pulsgenerator for generering av et første spørre-

signal eller et andre spørresignal som er forskjellig fra

det første spørresignal, en senderanordning for utsendelse av det ene eller det andre av de nevnte signaler, en mottakeranordning for mottagelse av et identifikasjonssignal,

og en signalbéhandlingsanordning for behandling av identifikasjonssignaler, hvilken innretning er kjennetegnet ved at mottakeranordningen er innrettet til å motta første og andre identifikasjonssignaler fra et mål, idet hvert identifikasjonssignal inneholder en separat dataporsjon angående en forskjellig del av målets spesielle identitet, at behandlingsanordningen er innrettet til, ved mottagelse av de før-ste og andre identifikasjonssignaler, å generere et tredje signal som er inneholdt i de første <p>g andre, identifikasjonssignaler, og at innretningen også omfatter en styreanordning som er innrettet til å styre pulsgeneratoren og/eller senderanordningen slik at det andre spørresignal utsendes bare etter at mottakeranordningen har mottatt det første identifikasjonssignal.

Det er meget ønskelig at spørreinnretningen ifølge oppfinnelsen omfatter en avstandsport og/eller en peilingsport, idet portene er innskutt mellom mottakeranordningen og behandlingsanordningen, idet avstandsporten er slik at den bare vil tillate passering gjennom denne av signaler som mottas av mottakeranordningen i løpet av et forutbestemt intervall etter at ett av spørresignalene er blitt utsendt av senderanordningen, og peilingsporten er slik at den bare vil tillate passering gjennom denne av signaler som mottas av mottakeranordningen mellom to forutbestemte peilinger.

Oppfinnelsen tilveiebringer også en identifiseringsinnretning for benyttelse ved fremgangsmåtens utførelse, og som omfatter en mottakeranordning for mottagelse av et første og et andre spørresignal, idet det andre signal er forskjellig fra det første signal, en signaldiskriminator som er koplet til mottakeranordningen for å skjelne mellom de første og andre spørresignaler, en signalgenerator som er koplet til signaldiskriminatoren for å generere et identifikasjonssignal, og en senderanordning for utsendelse av de identifikasjonssignaler som genereres av signalgeneratoren, hvilken innretning er kjennetegnet ved at mottakeranordningen er innrettet til å motta første og andre identifikasjonssignaler fra et mål, idet hvert identifikasjonssignal inneholder en separat dataporsjon angående en forskjellig del av målets spesielle identitet, at behandlingsanordningen er innrettet til, ved mottagelse av de første og andre identifikasjonssignaler, å generere et tredje signal som inneholder alle data angående målets spesielle identitet som er inneholdt i de første og andre identifikasjonssignaler, og at innretningen også omfatter en styreanordning som er innrettet til å styre pulsgeneratoren og/eller senderanordningen slik at det andre spørre-signal utsendes bare etter at mottakeranordningen har mottatt det første identifikasjonssignal.

For å redusere feilprosenten ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, omfatter fortrinnsvis begynnelsesdelen av hvert spørre- og/eller identifikasjonssignal et antall kontrollpulser, og spørreinnretningen og/eller svarsenderen omfatter en portariordning som vil avvise et eventuelt innkommende signal som ikke begynner med de riktige kontrollpulser. Det er ønskelig at kontrollpulsene tilveiebringes ved både begynnelsen og slutten av hvert spørre- og/eller identifikasjonssignal, og at portanordningen avviser et eventuelt innkommende signal som ikke både begynner og slutter med de riktige kontrollpulser. I sistnevnte tilfelle blir de to sett av kontrollpulser tradisjonelt betegnet som "innrammingspulser".

Selv om det ved utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen teoretisk sett kunne være mulig å benytte en normal skips-søkeradar for å tilveiebringe det radarsignal som aktiverer identifiseringsinnretningen, er det av praktis-ke grunner nesten ubetinget nødvendig at det benyttes en separat radarinnretning for å tilveiebringe aktiveringssignalet. Av grunner som skal omtales senere, er det meget å foretrekke at aktiveringssignalet er i form av et pulstog i stedet for en eneste puls, og frembringelse av et slikt pulstog på utgangen av en konvensjonell radar er vanskelig om ikke umulig, og ville i hvert fall kreve omfattende modifika-sjon av søkeradarinnretningen. Da videre søkeradare benytter tallrike forskjellige frekvenser, ville identifiseringsinnretningen måtte reagere på alle mulige søkeradarfrekvenser. Bortsett fra de vanskeligheter dette ville frembringe ved konstruksjonen av identifiseringsinnretningen, ville det bety at identifiseringsinnretningen ville kunne bli utsatt for et stort antall forstyrrende signaler som kommer inn i identifiseringsinnretningen (deriblant signaler fra andre skip i nær-heten) . Dette ville i alvorlig grad vanskeliggjøre gjenkjen-nelsen og dekodingen av ekte spørresignaler.

Av liknende grunner er det meget ønskelig at antennen som mottar responsen fra identifiseringsinnretningen, er adskilt fra søkeradarantennen. Dersom det ble benyttet en kombinert søke/spørre-radar kunne responsen fra identifiseringsinnretningen fremkomme på søkeradarens• billedskjerm som en "hale" til den normale radar-blip. Denne "hale" ville ikke være lesbar av operatøren og ville bare tjene til å for-virre bildet.

Selv om den foretrukne utførelse av spørreradaren således er en enhet som er adskilt fra søkeradaren og opererer på en forskjellig frekvens med sin egen antenne, sender, mottaker, drivanordning og dekoder, er det fordelaktig at denne har sin antenne, sender og mottaker fast montert på søkeradarantennen og roterer med denne.

For å korrelere signalene fra identifiseringsinnretningen med den blip som representerer målet, er søkerada-ren med fordel forsynt med en innretning ved hjelp av hvilken operatøren kan "strobe" det mål som han ønsker å identifisere ved benyttelse av søkeradarens avstandsstrobe og peilings-skyver, og deretter anmode spørreradaren om å fremvise den dekodede respons fra det strobede mål. Denne fremvisning kunne deretter nedskrives på søkeradarens fremvisningsskjerm ved benyttelse av f.eks. en tusjpenn ("chinagraph pencil").

(Selv om det ville være mulig å innbygge kretser i innretningen som ville bringe den dekodede respons til å fremvises ved siden av den blip som representerer målet, og å følge blip'en tvers over skjermen, er et slikt raffinement i praksis unødvendig under hensyntagen til den forholdsvis langsom-me bevegelse av skip tvers over en skipsradarskjerm).

Selv om fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen benytter minst to forskjellige spørresignaler og minst to identifikasjonssignaler, kan det selvsagt benyttes mer enn to av hver signaltype. For å holde lengden av hvert identifikasjonssignal nede på 6 us og overføringshastigheten nede på 1 bit/us for at fremgangsmåtens båndbreddekrav ikke skal bli for stort (se nedenfor), er det i praksis bekvemt at hvert iden-tif ikas jonssignal inneholder bare to bits angående målets identitet flankert av to bitpar av innrammingspulser. Dersom det ønskes at et skip skal være i stand til å identifisere seg selv ved hjelp av sin fire-bokstavers internasjonale identifikasjonskode, vil dette kreve 24 bits og således tolv forskjellige spørresignaler og tolv identifikasjonssignaler. Dersom det på den annen side ønskes at et skip skal være i stand til å identifisere seg selv ved hjelp av sitt syvsifrede Lloyds tall (kodet i digital-binærform), vil dette kreve 28 bits og således fjorten forskjellige spørresignaler og fjorten identifikasjonssignaler.

Da den totale varighet av identifikasjonssignalet fortrinnsvis ikke overskrider 6 us, bør den tid det tar å overføre hver bit i signalet ikke være mye større enn 1 us, slik at den mottagende stasjon må ha en båndbredde på ca.

1 MHz. For i praksis å redusere feilprosenter, bør det benyttes cirka det doble av denne båndbredde, slik at en konvensjonell dobbeltsidebandsmottaker vil kreve en båndbredde på ca. 5 MHz. For å tillate frekvensdrift, i det minste i identifiseringsinnretningen, vil den totale båndbredde som kreves i praksis, være ca. 6 MHz. Det er åpenbart umulig å benytte denne båndbredde i VHF- eller UHF-båndene, slik at identifiseringssignalet fortrinnsvis moduleres på en bærebøl-ge med en frekvens som ligger i eller noe over det eksiste-rende X-bånd rundt 10 GHz for skipsradaren. Dette bånd har den fordel at det kan benyttes noenlunde små antenner (slik at en identifiseringsinnretning kan være anordnet i maritime luftfartøyer eller helikoptere, og en liten spørreinnretning kan være anordnet i losbåter eller andre små fartøyer) sam-tidig som dempning på grunn av regn kan holdes på et aksep-tabelt lavt nivå. Ganske kraftig regn med 10 mm pr. time

vil bare redusere rekkevidden med ca. 30 %.

Det vil innses at da frekvensene for det signal som tilføres til målet, og for identifikasjonssignalet ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er forskjellige fra hverandre, vil refleksjoner av det tilførte signal fra sjøen eller fra regndråper ikke påvirke fremgangsmåtens effektivi-tet.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i tilknytning til utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser formene på det signal som til-føres til målet (heretter kalt "spørresignalet"), og på iden-tif ikas jonssignalet, fig. 2 viser et blokkdiagram av den innretning som benyttes til å utsende spørresignalet hvis form er vist på fig. 1, og til å motta og dekode identifikasjonssignalet som er vist i denne figur, og fig. 3 viser et blokkdiagram av identifiseringsinnretningen som frembringer det på fig. 1 viste identifikasjonssignal.

Det på fig. 1 viste spørresignal A omfatter åtte ; 1 us delinger som hver er enten 0 eller 1. De første to delinger er et 10-innrammingspar mens de siste to er et 01-innrammingspar. De resterende fire delinger kan hver være enten 0 eller 1, og således kan seksten forskjellige spørre-signaler benyttes om det ønskes.

Det på fig. 1 viste respons- eller svarsignal B omfatter seks 1 us delinger som hver er enten 0 eller 1. De første to og de siste to delinger er henholdsvis et 10- og et 01-innrammingspar, slik som i spørresignalet A. De resterende to delinger kan hver være enten 0 eller 1 og således omfatter svarsignalet B to databits angående identiteten av enheten og ved hjelp av hvilke den overføres.

En land- elle kyststasjon for sporing eller følging av skip er forsynt med en primærsøkeradar som opererer i X-båndet rundt 10 GHz og som avsøker hele sjøområdet innenfor en avstand av 15 nautiske mil fra kyststasjonen, og som pre-senterer resultatene på en katodestrålerør-skjerm på konvensjonell måte. Kyststasjonen er også utstyrt med spørreinn-retningen som er vist skjematisk på fig. 2. Denne innretning omfatter en magnetron 1 med en frekvens i skipsradar-X-båndet på ca. 10 GHz, idet denne frekvens er forskjellig fra frekvensen for primærsøkeradaren. Utgangssignalet fra magnetronen 1 moduleres ved hjelp av en modulator 2 som er under styring av et skiftregister 3. Det modulerte utgangssignal fra magnetronen 1, som har en pulsutgangseffekt på 5 kw, over-føres til en fordeler eller sirkulator 4 og deretter til en antenne 5. Denne antenne 5 er en bølgeledermatet segment-antenne.

Eventuelle signaler som mottas av antennen 5 over-føres via sirkulatoren 4 til en frontendeforsterker 6 og deretter til en blander 7 hvor signalene blandes med utgangssignalet fra en lokaloscillator 8 hvis frekvens er ca. 60 MHz forskjellig fra frekvensen for bærebølgen for de iden-tif ikas jonssignaler som frembringes av svarsenderen som er vist skjematisk på fig. 3. Det blandede signal fra blanderen 7 overføres til en mellomfrekvensforsterker 9 som forsterker bare svevningsfrekvensen på 60 MHz som frembringes i blanderen 7, idet den eliminerer bærebølgen på 10 GHz. (Det er vanskelig å forsterke 10 GHz signaler og således er det i praksis lettere å frembringe et VHF-signal og deretter forsterke dette). Utgangssignalet fra mellomfrekvensforsterkeren 9 til-føres til en detektor/videoforsterker 10 som forsterker og demodulerer signalet. Det demodulerte signal overføres til en terskeldetektor 11 som undertrykker alle signaler som er svakere enn det som ville bli frembrakt ved mottagelse på antennen 5 av et identifikasjonssignal fra svarsenderen som er vist på fig. 3 og er montert i et mål på den maksimale avstand av 15 nautiske mil. Terskeldetektoren 11 styres av en nivåinnstillingskontroll 12 som automatisk innstiller detek-torens 11 terskelnivå i forhold til mottakerstøy og som selv styres av en sveipstyrt forsterkningskontroll 13. Den sveip-styrte forsterkningskontroll 13 mates med synkroniseringssignaler fra primærradaren og virker slik at terskeldetektoren 11 bare vil tillate sådanne signaler å passere hvis mottagel-sestidspunkt ved antennen indikerer utstråling fra mål som er mindre enn 1 nautisk mil fra kyststasjonen, og dersom deres styrke svarer til et signal fra en svarsender på denne avstand. Dette gjør det mulig for innretningen å avvise res ponser som er blitt utløst av sidesløyfeutstråling fra antennen 5. I en typisk antenne ligger den første sidesløyfe ca. 25 dB under hovedsløyfen, slik at for en innretning som har en maksimal rekkevidde på 15 nautiske•mil, vil sidesløyfeut-løsning ikke være av betydning over 1 nautisk mil.

Utgangssignalet fra terskeldetektoren 11 tilføres til en pulsdiskriminator og -former 14 som også mates med klokkepulser fra en 1 MHz firkantbølgegenerator 15. De for-mede eller skjerpede pulser overføres deretter til en av^ stands- og peilingsport 16 som mates med synkroniseringssignaler fra primærradarinnretningen og undertrykker alle andre signaler enn de som utstråles fra mål innenfor spesifiserte avstander med en avstand og en peiling som innstilles manuelt av en operatør. De portstyrte signaler overføres til et skiftregister 17 som mottar klokkepulser fra generatoren 15 bg som mater de ytre to pulser fra hver ende av signalet til en innrammingspuls-kontrollanordning 18, méns de sentrale to pulser mates til et buffersperreminne 19. Dersom innrammingspulsene i det mottatte signal har den riktige 10-01-sekvens, vil kontrollanordningen 18 sende et signal til en mikropro-sessor 20, men dersom innrammingspulsene ikke danner denne sekvens, sender kontrollanordningen 18 ikke noe signal. Ved mottagelse av et signal fra kontrollanordningen 18 forårsaker mikroprosessoren 20 at de bits som er lagret i minnet 19, overføres til et minne i mikroprosessoren 20.

Den på fig. 3 viste svarstasjon eller svarsender omfatter en temperaturkompensert hulromsoscillator 22 som moduleres av en modulator 2 3 som står under kontroll av et skiftregister 35. Utgangssignalet fra oscillatoren 22 til-føres til en sirkulator 24 og utsendes ved hjelp av en rundt-strålende antenne 25.

Signaler som mottas av antennen 25, overføres av sirkulatoren 24 til en krystall-videomottaker 26 som demodulerer og forsterker signalene. De resulterende signaler til-føres til en terskeldetektor 28 som styres av en nivåinnstillingskontroll 27, og deretter til en pulsdiskriminator og

-former 29 som mates med 1 MHz klokkepulser av en oscillator 30, og deretter til et skiftregister 31. Blokkene 27, 28, 2 9 og 30 i svarsenderen virker på samme måte som de respek-tive blokker 12, 11, 14, 15 og 17 i spørreinnretningen bortsett fra at det av åpenbare grunner ikke er tilkoplet noen sveipstyrt forsterkningskontroll eller noen avstands- og peilingsport.

Skiftregisteret 31 mates med klokkepulser fra generatoren 30 og tilfører de ytre to bitpar fra det mottatte signal til en logisk krets 32 som kontrollerer at disse to bitpar har den fordrede 10-01-rekkefølge. Forutsatt at de bits som tilføres til den logiske krets 32, virkelig har den riktige rekkefølge, sender kretsen 32 et nullstillingssignal til en frekvensdeler 33 som mates med klokkepulser fra generatoren 30 og som deler frekvensen for disse klokkepulser med seks. Ved mottagelse av et nullstillingssignal fra den logiske krets 32 sender frekvensdeleren 33 et sperresignal med en varighet av 6 us til videomottakeren 26, og hindrer derved at videomottakeren arbeider i denne periode. Dette hindrer at eventuelle ytterligere signaler mottas pg behandles av svarsenderen før den har fullført sendingen av sin respons på det første mottatte signal.

De sentrale fire bits i utgangssignalet fra skiftregisteret 31 overføres til et leseminne (ROM) 34 i hvilket skipets identifikasjonssignal er lagret. Når et skiftregister 35 mottar et signal fra den logiske krets 32 som indikerer at de riktige innrammingspulser er til stede, sender minnet 34 to bits av den i dette lagrede identifikasjonskode til skiftregisteret 35, idet disse to bits bestemmes av de fire bits i det mottatte spørresignal som mates inn i minnet 34 av skiftregisteret 31. Skiftregisteret 35 virker deretter på oscillatoren 22 og bringer denne til å overføre til sirkulatoren 24 et identifikasjonssignal som omfatter suksessivt et 10-innrammingsbitpar, de to bits av identifikasjonskoden som tilføres av minnet 34, og et avsluttende 01-innrammingsbitpar. Det resulterende signal overføres fra sirkulatoren 24 via antennen 25, idet anordningens utgangseffekt er 500 mW.

De på fig. 2 og 3 viste innretninger benyttes på følgende måte: En operatør som ønsker å identifisere et skip som fremkommer på søkeradarskjermen, innstiller manuelt avstands- og peilingskontroller slik at bare det skip som skal identifiseres, ligger i det felt som er avgrenset av den innstilte avstand og de innstilte peilinger. Operatøren trykker deretter inn en "spørre"-knapp som sender et signal til mikroprosessoren 20. ved mottagelse av dette signal plas-serer mikroprosessoren 20 de fire bits 0000 i skiftregisteret 3. Skiftregisteret mates med synkroniseringssignaler som indikerer peilingen for søkeradarantennen (som alltid vender i samme retning som antennen 5), og overføringstidspunktet for søkeradarpulsene. Når disse synkroniseringssignaler indikerer at søkeradaren har en peiling innenfor den bue som er innstilt av operatøren, og at en primærradarpuls skal til å bli sendt, tilfører skiftregisteret 3 til effektforsterkeren/ modulatoren 2 et signal som omfatter de fire bits som ble tilført av mikroprosessoren 20 og er omgitt av innrammings-bitparene 10-01. Det signal som mottas av forsterkeren/ modulatoren 2, er således 10,0000,01, hvilket utgjør det før-ste spørresignal. Forsterkeren/modulatoren 2 modulerer den av magnetronen 1 frembrakte bærebølge i overensstemmelse med dette signal og overfører dette fra antennen 5 via sirkulatoren 4 i synkronisme med søkeradarpulsen.

Dersom ikke noe passende svar på det utgående signal mottas av kontrollanordningen 18 i løpet av en periode som er bestemt av avstands- og peilingsporten 16, vil spørre-innretningen fortsette å sende det første spørresignal i synkronisme med den neste søkeradarpuls.

Når svarsenderens antenne 25 mottar det første spørresignal, overfører sirkulatoren 24 dette til videomottakeren 26, og deretter blir signalet behandlet av terskeldetektoren 28 og pulsformeren 29, idet det til slutt overfø-res til skiftregisteret 31. Registeret 31 overfører innram-mingsbitene i signalet til den logiske krets 32 som bekrefter at innrammingspulsene er korrekte (og således at riktig spørresignal er blitt mottatt), og bevirker at frekvensdeleren 33 sperrer videomottakeren 26 i de neste 6 us. De fire sentrale bits (0000) i det første spørresignal overføres til minnet 34, og etter mottagelse av et kommandosignal fra logikkretsen 32 innlaster skiftregisteret 35 de første to bits av skipets identifikasjonssignal. Registeret 35 bringer straks effektforsterkeren/modulatoren 23 til å modulere utgangssignalet fra hulromsoscillatoren 22, for å frembringe et første identifikasjonssignal som omfatter de første to bits av skipets identifikasjonssignal innrammet av innram-mingsbitparene 10-01, og dette første identifikasjonssignal utsendes fra antennen 25 via sirkulatoren 24.

Etter mottagelse av det første identifikasjonssignal av antennen 5 i spørreinnretningen, blir dette signal forsterket, blandet, forsterket på nytt, demodulert og overført gjennom terskeldetektoren 11, pulsformeren 14 og porten 16

på den tidligere beskrevne måte. Signalet overføres deretter til skiftregisteret 17 som overfører signalets innrammings-bits til kontrollanordningen 18 som selv bekrefter at innrammingspulsene er korrekte (og således at et riktig identifikasjonssignal er blitt mottatt). De to sentrale bits i signalet tilføres av registeret 17 til bufferminnet 19 og lagres i dette etter at mikroprosessoren 20 har mottatt signalet fra kontrollanordningen 18 som indikerer at et riktig identifikasjonssignal er blitt mottatt. Mikroprosessoren 20 sender nå bitene 0001 til skiftregisteret 3 som på sin side bringer effektforsterkeren/modulatoren 2 til å overføre et andre spørresignal 10000101 i synkronisme med søkeradarpulsen.

Ovenstående hendelsessyklus repeteres inntil at

bufferminnet 19, etter sending av fjorten forskjellige spørre-signaler og mottagelse av fjorten identifikasjonssignaler, inneholder 28 bits som representerer skipets syvsifrede Lloyds tall i digitalkodet binærform. Mikroprosessoren 20 leser deretter disse 28 bits, omformer disse til digital form og bevirker at resultatet fremvises på en belyst skjerm 21 foran operatøren. Operatøren kan deretter, om det ønskes, overføre dette resul-tat til søkeradarskjermen ved hjelp av en tusjpenn eller et annet utviskbart medium.

Dersom et riktig identifikasjonssignal ikke skulle bli mottatt som svar på utsendelsen av ett eller annet gitt spørresignal, vil spørreinnretningen fortsette å sende dette spørresi nal i synkronisme med søkeradarpulsene inntil et riktig identifikasjonssignal mottas.

Anvendelsen av en 500 mW svarstasjon på den maksimale avstand av 15 nautiske mil og benyttelse av en spørre-innretning med en strålebredde på 1,5° og en antenneforsterk-ning på 32 dB medfører at mottakertapet og støyfaktoren for spørreinnretningen må holdes nede på ca. 10 dB for å oppnå det signal/støy-forhold på 16 dB som tidligere arbeider indikerer er nødvendig for pålitelig detektering og en akseptabel feilprosent. Et sådant mottakertap og en sådan støyfaktor kan oppnås ved benyttelse av for tiden tilgjengelige para-metriske frontende-forsterkere.

Alle komponenter i den på fig. 2 og 3 viste spørre-innretning og svarsender er velkjente for fagfolk på området, og det antas derfor at produksjonen av de detaljerte kretser og programmeringen av mikroprosessoren 20 og den logiske krets 32 ikke vil by på problemer for fagfolk på området.

De på fig. 2 og 3 viste innretninger kan modifiseres på forskjellige måter. Således kan magnetronen 1 og/eller hulromsoscillatoren 22 erstattes av en krystalloscillator som arbeider på ca. 10 MHz, sammen med en frekvensmultiplikator etterfulgt av en effektforsterker som multipliserer krystall-oscillatorens frekvens opp til det nødvendige 10 GHz-bånd.

Selv om fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er særlig beregnet for bruk ved identifisering av skip, kan den også benyttes for kontroll av luftfartøyer og landkjøretøyer (f.eks. under militærmanøvrer).

Claims (17)

1. Fremgangsmåte for identifisering av et radarmål, ved hvilken det fra en basisstasjon utsendes en første spørre-radarpuls, den første spørre-radarpuls mottas ved målet og tilføres til en svarsender, hvorved svarsenderen bringes til å generere et første identifikasjonssignal som har en f re-v kvens som er forskjellig fra frekvensen for den første spørre-radarpuls og inneholder en første dataporsjon angående målets identitet, det første identifikasjonssignal utsendes fra målet, og dette signal mottas på basisstasjonen, karakterisert ved at det fra basisstasjonen utsendes i det minste en andre spørre-radarpuls som er forskjellig fra den første spørre-radarpuls, idet hver spørrepuls, nar flere enn to utsendes, følger etter den første radarpuls i en bestemt sekvens, at den i det minste andre spørre-radarpuls mottas ved målet og tilføres til svarsenderen, slik at svarsenderen bringes til å generere et andre identifikasjonssignal som har en frekvens som er forskjellig fra frekvensen for den andre spørre-radarpuls og inneholder tilleggsdata angående målets spesielle identitet, foruten dets klasse, at det i det minste andre identifikasjonssignal utsendes fra målet, at dette signal mottas på basisstasjonen og at de av basisstasjonen mottatte, første og andre identifikasjonssignaler behandles og det derved frembringes et signal som inneholder alle dataene angående målets spesielle identitet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at begynnelsesdelen av hvert spørre- og/eller identifikasjonssignal omfatter et antall kontrollpulser, og at spørreinnretningen og/eller svarsenderen omfatter en portanordning som vil avvise et eventuelt innkommende signal som ikke begynner med de riktige kontrollpulser.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at kontrollpulsene tilveiebringes ved både begynnelsen og slutten av hvert spørre- og/eller identifikasjonssignal, og at portanordningen avviser et eventuelt innkommende signal som ikke både begynner og slutter med de riktige kontrollpulser.

4. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at varigheten av hvert identifikasjonssignal ikke er vesentlig større enn 6 us.

5. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert ved at basisstasjonen er forsynt med manuelt forinnstillbare avstands- og peilingskontroller, og med en avstands- og peilingsport som bare vil tillate pas-seringer gjennom denne av responser som skriver seg fra mål med avstander og peilinger som ligger innenfor grenser som er bestemt ved innstillingen av avstands- og peilingskontrol-lene.

6. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-5, karakterisert ved at basisstasjonen utsender hver spørrepuls med mellomrom inntil et identifikasjonssignal mottas, og deretter utsender den etterfølgende spørrepuls.

7. Spørreinnretning for benyttelse ved en fremgangsmåte for identifisering av et radarmål i overensstemmelse med krav 1, omfattende en pulsgenerator (2) for generering av et første spørresignal eller et andre spørresignal som er forskjellig fra det første spørresignal, en senderanordning (4, 5) for utsendelse av det ene eller det andre av de nevnte signaler, en mottakeranordning (5) for mottagelse av et iden-tif ikas jonssignal, og en signalbehandlingsanordning (20) for behandling av identifikasjonssignaler, karakterisert ved at mottakeranordningen (5) er innrettet til å motta første og andre identifikasjonssignaler fra et mål, idet hvert identifikasjonssignal inneholder en separat dataporsjon angående en forskjellig del av målets spesielle identitet, at behandlingsanordningen (20) er innrettet til, ved mottagelse av de første og andre identifikasjonssignaler, å generere et tredje signal som inneholder alle data angående målets spesielle identitet som er inneholdt i de første og andre identifikasjonssignaler, og at innretningen også omfatter en styreanordning (3) som er innrettet til å styre pulsgeneratoren '(2) og/eller senderanordningen (4, 5) slik at det andre spørresignal utsendes bare etter at mottakeranordningen (5) har mottatt det første identifikasjonssignal.

8. Spørreinnretning ifølge krav 7, karakterisert ved at den omfatter en portanordning som er innskutt mellom mottakeranordningen og behandlingsanordningen, idet portanordningen bare tillater passering gjennom denne av et , innkommende signal som begynner med en forutbestemt rekke kontrollpulser.

9. Spørreinnretning ifølge krav 8, karakterisert ved at portanordningen bare vil tillate passering gjennom denne av et innkommende signal som både begynner og ) slutter med en forutbestemt rekke kontrollpulser.

10. Spørreinnretning ifølge ett av kravene 7-9, karakterisert ved at den omfatter en avstandsport og/eller en peilingsport, idet portene er innskutt mellom mottakeranordningen og behandlingsanordningen, idet avstandsporten > er slik at den bare vil tillate passering gjennom denne av signaler som mottas av mottakeranordningen i løpet av et forutbestemt intervall etter at ett av spørresignalene er blitt utsendt av senderanordningen, og peilingsporten er slik at den bare vil tillate passering gjennom denne av signaler som mot- ) tas av mottakeranordningen mellom to forutbestemte peilinger.

11. Spørreinnretning ifølge ett av kravene 7-10, karakterisert ved at pulsgeneratoren genererer, og senderanordningen sender, hvert spørresignal med mellomrom inntil et identifikasjonssignal mottas av mottakeranordningen, og deretter sender det etterfølgende spørresignal.

12. Spørreinnretning ifølge ett av kravene 7-11, karakterisert ved at mottakeranordningen omfatter en sveipstyrt forsterkningskontroll hvis forsterkning reduse-res i et forutbestemt intervall etter utsendelsen av et spørre-l signal av senderanordningen.

13. Identifiseringsinnretning for benyttelse ved en fremgangsmåte for identifisering av et radarmål i overensstemmelse med krav 1, omfattende en mottakeranordning (24, 25) for mottagelse av et første og et andre spørresignal, idet det andre signal er forskjellig fra det første signal, en signal diskriminator (32) som er koplet til mottakeranordningen (24, 25) for å skjelne mellom de første og andre spørresignaler, en signalgenerator (34) som er koplet til signaldiskriminatoren (32) for å generere et identifikasjonssignal, og en senderanordning (24, 25) for utsendelse av de identifikasjonssignaler som genereres av signalgeneratoren, karakterisert ved at signalgeneratoren (34) er innrettet til å generere første og andre identifikasjonssignaler som inneholder forskjellige dataporsjoner angående den spesielle identitet av et mål som er knyttet til identifiseringsinnretningen, og hvilke identifikasjonssignaler har forskjellig frekvens i forhold til de tilsvarende spørresignaler, og at signalgeneratoren (34) er innrettet til å generere det første identifikasjonssignal når signaldiskriminatoren (32) indikerer mottagelsen av et første spørresignal av mottakeranordningen (25), og til å generere det andre identifikasjonssignal når signaldiskriminatoren (32) indikerer mottagelse av det andre spørresig-nal av mottakeranordningen (25).

14. Identifikseringsinnretning ifølge krav 13, karakterisert ved at signaldiskriminatoren bare vil bringe signalgeneratoren til å generere et identifikasjonssignal når et innkommende signal begynner med en forutbestemt rekke kontrollpulser.

15. Identifiseringsinnretning ifølge krav 14, karakterisert ved at signaldiskriminatoren bare vil bringe signalgeneratoren til å generere et identifikasjonssignal når det innkommende signal både begynner og slutter med forutbestemte rekker av kontrollpulser.

16. Identifiseringsinnretning ifølge ett av kravene 13-15, karakterisert ved at varigheten av hvert identifikasjonssignal ikke er vesentlig større enn 6 us.

17. Identifiseringsinnretning ifølge ett av kravene 13-16, karakterisert ved at en forsterker med variabel forsterkning er innskutt mellom mottakeranordningen og signaldiskriminatoren, og at forsterkningen for den nevnte forsterker, ved mottagelse av et spørresignal av signaldiskriminatoren, sperres i den periode under hvilken senderanordningen utsender det tilsvarende identifikasjonssignal.