DE2500210C3 - Abfrage-Antwort-Radarsystem mit Auslösung der Antwort durch ein Vorsignal - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abfrage-Antwort-Radarsystem, bei dem im Abfragesignal ein Vorsignal und ein besonderes Informationssignal enthalten sind, wobei dab besondere Informationssignal zeitlich nach dem Vorsignal folgt und das Vorsignal im Antwortgerät nach Decodierung eine sonst gesperrte Torschaltung für eine bestimmte Zeit öffnet, in der die Antwort ausgelöst wird.

Ein System der vorstehend genannten Art ist aus der DT-OS 20 51916 bekannt. Dort ist eine Anlage beschrieben, welche als Vorsignal das Abfragesignal eines Sekundärradargeräts aussendet. In einem entsprechenden Zeitabstand folgt der Sendeimpuls des zugehörigen Primärradargerätes. Beim Antwortgerät wird das Abfragesignal decodiert, wobei dann, wenn die Abfrage als zutreffend erkannt worden ist. ein Ausgangssignal zu einer Torschaltung in Form eines UND-Gatters zugeführt ist. Der nach dem Abfragesignal auftretende Primärradar-Sendeimpuls wird dem zweiten Eingang des UND-Gatters zugeführt. Das am Ausgang erhaltene Koinzidenz.signal dient der Auslösung de? Antwortsignals, welches in einem Speicher bereitgestellt ist. Das Antwortsignal selbst enthält aber keine Bestandteile aus dem Abfragesignal oder dem Primärradar-Sendesignal, sondern setzt sich allein aus der im Speicher enthaltenen Information zusammen. Damit gehen zeitliche Ungenauigkeiten (»Jitter«) sowohl vom Abfragesignal als auch vom Primärradar-Sendesignal bei der Auflösung der Antwortsignale mit ein. Nachteilig ist außerdem, daß für den Betrieb eines derartigen Antwortgerätes sowohl ein Primärradar- als auch ein Sekunclärradargerät notwendig sind, was einen entsprechend hohen Aufwand erfordert.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 18 01 850 ist ein Verfahren zur Ausschaltung von Eigenstörungen bei einem Sekundärradarsystem bekannt, bei dem in die Abfrage eines Abfragegerätes eine zusätzliche Information aufgenommen wird. Diese zusätzliche Information dient der Kennzeichnung der fragenden Station und wird vom Antwortgerät nach Decodierung in geeigneter Weise als Adressenteil in das Antwortsignal übernommen, lim Abfragegerät werden die Antwortsignale daraufhin überprüft, ob im Antwortsignal die eigene oder eine fremde Stationskennzeichnung enthalten ist. Dadurch ist es möglich, alle Antworten auszusondern, die von fremden Abfragestationen bei einem Antwortgerät ausgelöst worden sind.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 21 34 678 ist ein Sekundärradarsystem bekannt, bei dem die Antwortgeräte mittels einer besonderen Adresse im

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Abfragesignal nacheinander abgefragt werden. Ein Antwortgerät, das die im Abfragesignal enthaltene Adresse als die eigene erkennt, gibt dann ein Antwortsignal ab, wenn nachfolgend ein Radarimpuls des zugehörigen primären Raaarsystems eintrifft. Dadurch wird zwar eine selektive Entfernungsbestimmung brauchbarer Genauigkeit für die einzelnen Antwortgeräte möglich; es besteht aber der Nachteil, daß ein Primär- und ein Sekundärradargerät benötigt werden und auch die Antwortgeräte für die Verarbeitung beider Signale ausgelegt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem möglichst geringen Aufwand ein Abfrage-Antwort-System zu realisieren, bei dem trotz der zeitlichen Ungenauigkeit (»Jitter«) bei der Decodierung der Abfragen im Antwortgerät die Laufzeit der Abfrage-Antwort-Signale sehr genau eingehalten werden kann. Gemäß der Erfindung, welche sich auf tin Abfrage-Antwort-Radarsystem der eingangs genannten Art bezieht, wird dies dadurch erreicht, daß von der geöffneten Torschaltung das besondere Informationssigna! direkt durchgeschaltet und vom Antwortgerät als Antwort abgegeben wird.

Die Durchschaltung des besonderen Informationssignals aufgrund der öffnung der Torschaltung kann durch diese Maßnahmen für sich selbst genommen zeitlich ungenau sein, ohne daß dies in die Genauigkeit der Entfernungsbestimmung eingeht. Dadurch ist es möglich, für die Decodierung des Vorsignals besonders einfache Bauelemente oder eine besonders geringe Anzahl von Bauelementen zu verwenden, insbesondere solche Bauelemente, die in MOS-Technik aufgebaut sind und deren Arbeitsgeschwindigkeit gering ist. Auch lassen sich niedrige Taktfrequen/.en der Abfragen realisieren. Em störender »Jitter« tritt trotzdem nicht auf, weil das besondere Informationssignal durch die geöffnete Torschaltung direkt uncodiert durchgeschaltet und als Antwortsignal verwendet wird. Dadurch ist sichergestellt, daß die Laufzeit, beginnend mit dem Eintreffen des Abfragesignals beim Antwortgerät bis zur Abgabe des Antwortsignals ohne besonderen Aufwand sehr genau eingehalten werden kann.

Mit besonderem Vorteil ist die Erfindung dann anzuwenden, wenn die als Antwort beim Abfragegerät eintreffenden besonderen Informationssignale zur alleinigen Entfernungsbestimmung für die Lage des Antwortgerätes herangezogen werden, weil die erhaltene Antwort zeitlich besonders genau liegt und praktisch keine »Jitter« aufweist.

Die Erfindung sowie Weiterbildungen der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

F i g. 1 den Aufbau eines Abiragesignals,

F i g. 2 im Blockschallbild den Aufbau einer Abfragestation,

F i g. 3 den Aufbau eines Antwortgerätes.

Das Abfragesignal besteht aus einem zweiteiligen Vorsignal Kl, K2 und einem zeitlich sich anschließenden besonderen Informationssginal BIS. Im vorliegenden Beispiel sind für das erste Vorsignal K1 9 bit, für das zweite Vorsignal K2 15 bit und für das besondere Informationssignal 3 bit als notwendig angenommen. Das Vorsignal Kl dient der Synchronisierung, d.h. es signalisiert den Beginn einer Abfrage und kann im Antwortgerät auch für Zwecke der automatischen Empfindlichkeitsregelung herangezogen werden. Das Vorsignal V2 enthält eine selektive Adresse einschließlich der notwendigen Datensicherung für die gezielte Abfrage eines bestimmten Antwortgerätes, dem die jeweilige Adresse zugeordnet ist Das besondere Informationssignal ß/Swird direkt als Antwortsignal im Antwortgerät verwendet. Nähere Einzelheiten hierzu werden anhand von F i g. 3 erläutert

Bei der Anordnung nach F i g. 2 ist angenommen, daß eine Abfragestation über eine Leitung 1 mit einer Zentrale verbunden ist. Über diese Leitung 1 werden der Abfragestation Taktsignale zugeführt, sofern eine

ίο Synchronisation erwünscht ist. Die Taktsignde werden einer Taktschaltung 2 zugeleitet, die eine Modulator-Demodulatoreinheit 3 steuert. Diese Einheit 3 steuert die Auslösung von Abfragesignalen und bereitet die eingegangenen Antwortsignale so auf, daß sie über die Leitung 1 zur Zentrale übertragen werden können. In einer Einrichtung 4 wird die Kennung (Adresse) für die jeweils abzufragenden Antwortgeräte aufbereitet. Die so gewonnenen vorbereitenden Abfragesignale gelangen zu einem Sendespeicher 5, der von einer Takteinrichtung 6 gesteuert wird. Diese Takteinrichtung 6 gibt den Befehl zum Auslesen des Sendespeichers 5, wodurch die adressierten Abfragesignale, also die Vorsignale Kl, K2 und das besondere Informationssignal ß/Snach F i g. 1 einem Modulator 7

zugeführt werden, der einen Sender 8 aussteuert. Über eine Weiche 9 gelangen die Abfragesignale zur Antenne 10a und werden dem Antwortgerät nach F i g. 3 zugeführt.

Die Abfragesignale gelangen beim Antwortgerät über die Weiche 11 zum Empfänger 12. Dort wird das erste Vorsignal KI zur F.mpfindliehkeitsregelung und/oder zur Synchronisation benutzt, was durch die Regelschleife 13 angedeutet ist. Das Vorsignal K2 gelangt zu einem Decodierer 14, in dem die für das jeweilige Antwortgerät charakteristische Adresse gespeichert ist. Wird, z. B. durch passive Decodierung, das Adressensignal im Vorsignal K2 als die eigene Adresse erkannt, so gibt der Decodierer ein Steuersignal ab, das der Torschaltung 15 zugeführt wird. Diese Torschaltung ist mit dem Ausgang des Empfängers 12 verbunden und erhält .,omit das gesamte Abfragesignal nach Fig. 1. Der Schalter 16 der Torschaltung 15 ist normalerweise geöffnet und blockiert somit eine Weiterleitung der Abfragesignale. Erst in dem Augenblick, in dem ein die eigene Adresse enthaltendes Vorsignal K2 als Abfragesignal eingetroffen ist, wird vom Decodierer 14 über einen am Ende des Vorsignals K2 auftretenden Steuerimpuls (si in F i g. 1) die Schließung des Schalters 16 bewirkt. Dadurch gelangt nur das besondere Informationssignal BIS direkt zum Modulator 17, der den Sender 18 aussteuert und das Antwortsignal über die Weiche 11 und die Antenne ΙΟύ zum Abfragegerät nach F i g. 2 zurückgibt. Die öffnung der Torschaltung 15 durch den Steuerimpuls SI erfolgt zwar zeitlich ungenau, weil die Decodierung zeitlich nicht mit beliebig engen Toleranzen durchgeführt werden kann. Dies gilt vor allem dann, wenn besonders c'nfache Bauteile, ?.. B. MOS-Schieberegister, verwendet werden sollen. Der so entstehende Torimpuls geht jedoch in seiner Zeittoleranz nicht weiter in die Genauigkeit ein, weil das besondere Informationssignal BIS direkt zum Ausgang des Antwortgerätes durchgeschaltet und so zum Abfragegerät zurückübertragen wird. Die Zeitverzögerung welche das besondere Informationssignal 0/5 im

6s Antwortgerät erfährt, ist lediglich durch die sehr kleine Laufzeil im Antwortgerät bedingt, die zudem praktisch stets hochkonstant ist. Damit sind die Fehler bei der Entfernungsmessung besonders klein zu halten. Das

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Informationssignal BIS wird somit im Antwortgerät Bei der Auslegung des Antwortgerätes nach F i g. 3 ist

nicht decodiert, sondern direkt weiterverarbeitel darauf zu achten, daß der Sende- und Empfangsweg

(verstärkt) und wieder abgestrahlt. ausreichend voneinander entkoppelt sind, damit nicht

Der Aufbau des Antwortgerätes kann dadurch irrtümlich ein besonderes Informationssignal BIS

vereinfacht werden, daß anstelle eines Modulators und 5 wieder empfangen wird. Hierzu kann es zweckmäßig

eines Senders einfach ein Verstärker vorgesehen wird, sein, getrennte Sende- und Empfangsantennen beim

der die besonderen Informationssignale verstärkt der Antwortgerät nach Fig. 3 vorzusehen. Darüber hinaus

Antenne lOözuführt. ist auch auf eine geeignete Frequenzwahl für die

Die Torschaltung 15 ist so auszulegen, daß am Ende Abfrage- und die Antwortsignalc sowie die Überlage-

des besonderen Informationssignals BIS der Schalter 16 io rungsoszillatoren zu achten. Zur Erhöhung der Sicher-

wieder geöffnet wird. Für diesen Stcucrvorgang kann heit gegen eine unerwünschte Rückkopplung kann

beispielsweise eine monostabile Kippstufe mit entspre- zusätzlich im Modulator 17 nach F i g. 3 eine Impulsbrei-

chender Zeilkonstante verwendet werden. tenbegrenzung vorgesehen werden.

Das so das besondere Informationssignal BIS Zur Verbesserung des Geräuschabstandes kann das enthaltende Antwortsignal gelangt bei der Abfragesia- 15 besondere Informationssignal BIS einen Impulskomtion nach F i g. 2 über die Antenne 1Oy und die Weiche 9 pressionscode (Autokorrelation) darstellen, wofür der zum Empfänger 19. In einem speziellen ß/5-Decoder 20 Decoder 20 beim Abfragegerät nach Fig.2 entsprewird das eingegangene Empfangssignal daraufhin chend auszulegen wäre. In diesem Fall besteht das überprüft, ob es sich tatsächlich um ein Antwortsignal besondere Informationssignal ß/5 aus einem Raster von handelt (z. B. durch passive Decodierung). Dieses nach 20 Impulsen, aus denen im Antwortgerät mit Hilfe von der Decodierung gewonnene Ausgangssignal, /.. B. in Torimpulsen, die wiederum stark verjittert sein dürfen. Form eines Impulses ABIS, wird einem Zähler 21 die für die Bildung des Antwortcodes notwendigen zugeführt, der dadurch angehalten wird. Der Startim- Impulse original ausgeblendet werden,
puls für diesen Zähler kommt von dem Auslescsignal, Eine weitere Ausbaumöglichkeit des Gedankens welches vom Sendespeicher 5 an den Molulator 7 25 besteht darin, daß man das besondere Informationssiabgcgeben wird. Dieser Zeitpunkt legt somit den Beginn gnal ß/5 bereits hochfrequenzseitig abgreift, in seiner der Abfrage fest. Der nachfolgend aufgrund der Frequenz umsetzt, und so direkt als Antwort verwendet. Taktimpulsc vom Taktgenerator 6 bis zum Eintreffen Auf diese Weise lassen sich Bakensysteme mit des ein Antwortsignal anzeigenden Impulses ABIS Frequenzverschiebung realisieren, die sich dadurch erreichte Zählerstand stellt somit ein Maß für die 30 auszeichnen, daß jede Abfragestation auf einer unterEntfernung des Antwortgerätes nach Fig. 3 vom schiedlichen Trägerfrequenz abfragt und daß sie die Abfragegerät nach Fig.2 dar. Das so erhaltene Antworten auf ihre eigene Abfrage durch eine definierte Zählergebnis wird in einem Entfernungsspeicher 22 Frequenzverschiebung erkennt.

eingeschrieben und über die Einheit 3 an die Leitung 1 Besonders vorteilhaft ist die Anordnung des Antwortausgegeben, wo das Entfernungssignal gegebenenfalls 35 gerätes als insbesondere transportabler Transponder mit der speziellen Kennung des abgefragten Antwort- für Schiffe, die z. B. einen Kanal durchfahren, längs dem gerätes zur Zentrale übertragen wird. die Abfragen durchgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (14)

25 OO Patentansprüche:

1. Abfrage-Antwort-Radarsystem, bei dem im Abfragesignal ein Vorsignal und ein besonderes Informationssignal enthalten sind, wobei das besondere Informationssignal zeitlich nach dem Vorsignal folgt und das Vorsignal im Antwortgerät nach Decodierung eine sonst gesperrte Torschaltung für eine bestimmte Zeit öffnet, in der die Anwort ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß von der geöffneten Torschaltung (15) das besondere Informationssignal (BIS) direkt durchgeschaltet und vom Antwortgerät (11 bis 18) als Antwort abgegeben wird.

2. Abfragc-Antwort-Radarsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund des als Antwort beim Abfragegerät (2 bis 9, 19 bis 22) eintreffenden besonderen Informationssignals (BIS) die alleinige Entfernungsbestimmung (in 21) für die Lage des Antwortgerätes durchgeführt wird.

3. Abfrage-Antwort-Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Torschaltung (15) durchgelassene besondere Informationssignal (BIS) verstärkt als Antwort abgegeben wird.

4. Abfrage-Antwort-Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Torschaltung (15) durchgelassene besondere Informationssignal (BIS) zur Modulation (in 17) des Senders (18) des Antwortgerätes verwendet wird.

5. Abfrage-Antwort-Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Torschaltung (15) durchgelassene besondere Informationssignal (BIS) im Antwortgerät nicht decodiert wird.

6. Abfrage-Antwort-Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Torschaltung (15) durchgelassene besondere Informationssignal (BIS)\m Antwortgerät möglichst unverzögert übertragen wird.

7. Abfrage-Antwort-Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anwendung des Antwortgeräts auf Schiffen.

8. Abfrage-Antwort-Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsignal (VI, V2) ein Adressensignal (V2) für die Auswahl einer bestimmten Antwortstation enthält.

9. Abfrage-Antwort-Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsignal (VI, V2) einen zur Eingangspegelregelung (13) und/oder Synchronisation dienenden Signalbestandteil (Vl) aufweist.

10. Abfrage-Antwort-Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung von Bauelementen in MOS-Technik beim Antwortgerät.

11. Abfrage-Antwort-Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (lOtybeim Antwortgerät aus getrennten Sende- und Empfangsantennen besteht.

12. Abfrage-Antwort-Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Sicherheit gegen eine unerwünschte Rückkopplung beim Antwortgerät zusätzlich eine Impulsbreitenbegrenzung vorgenommen ist

13. Abfrage-Antwort-Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das besondere Informationssignal (BIS) einen Impulskompressionscode darstellt und die Impulskompression im Antwortgerät durchgeführt wird.

14. Abfrage-Antwort-Radarsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das besondere Informationssignal (BIS) beim Antwortgerät bereits hochfrequenzmäßig abgetrennt, in seiner Frequenz umgesetzt und verstärkt als Antwortsignal abgestrahlt wird.