DE102011003473B3

DE102011003473B3 - Verfahren zum Abfragen eines Transponders für ein Flugzeug oder ein Fahrzeug und Sekundärradarstation zum Abfragen eines solchen Transponders

Info

Publication number: DE102011003473B3
Application number: DE201110003473
Authority: DE
Inventors: Alexander Pawlitzki
Original assignee: Thales Air Systems and Electron Devices GmbH
Current assignee: Thales Air Systems and Electron Devices GmbH
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2012-04-26
Anticipated expiration: 2031-02-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (41) zum Abfragen mindestens eines Transponders (13) für ein Flugzeug oder ein Fahrzeug, der zum Empfangen eines Abfragesignals (33) und zum Senden eines Antwortsignals (35) für den Fall, dass das Abfragesignal (33) mindestens eine gültige Abfrage (P1, P3) enthält, eingerichtet ist. Um ein Verfahren (41) zum Abfragen eines Transponders anzugeben, bei dem eine Funkfeldlast des Rückkanals von dem Transponder (13) zu der Sekundärradarstation (11) möglichst gering ist, wird vorgeschlagen, dass von mehreren verschiedenen Sendeorten (31) aus jeweils mindestens ein Teilsignal (29) des Abfragesignals (33) gesendet wird, wobei die Teilsignale (29) derart miteinander synchronisiert (49) werden, dass durch eine gegenseitige Überlagerung der Teilsignale (29) das Abfragesignal (33) entsteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem ein Abfragegebiet vorgegeben wird und mindestens ein Transponder eines Flugzeugs oder eines Fahrzeugs abgefragt wird, der zum Empfangen eines Abfragesignals und zum Senden eines Antwortsignals für den Fall, dass das Abfragesignal mindestens eine gültige Abfrage enthält, eingerichtet ist. Dabei werden Teilsignale des Abfragesignals derart miteinander synchronisiert, dass durch eine gegenseitige Überlagerung der Teilsignale das Abfragesignal entsteht, und dass die Teilsignale von mehreren räumlich zueinander beabstandeten Sendeorten aus gesendet werden. Die Erfindung betrifft außerdem eine entsprechende Sekundärradarstation gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Ein derartiges Verfahren ist bspw. aus der DE 23 64 084 C2 bekannt. Ferner ist aus der EP 2 267 476 A1 ein Verfahren bekannt, bei dem ein Abfragegebiet vorgegeben wird und mindestens ein Transponder eines Flugzeugs oder eines Fahrzeugs abgefragt wird, der zum Empfangen eines Abfragesignals und zum Senden eines Antwortsignals für den Fall, dass das Abfragesignal mindestens eine gültige Abfrage enthält, eingerichtet ist.
Es ist bekannt, zur Ortung von Flugzeugen oder Fahrzeugen Sekundärradarverfahren zu verwenden. Bei solchen Verfahren sendet eine Sekundärradarstation beispielsweise eines Flughafens eine Abfrage aus. Diese Abfrage wird von in der Reichweite der Sekundärradarstation befindlichen Transpondern der Fugzeuge oder Fahrzeuge empfangen. Die Transponder der Flugzeuge überprüfen, ob das empfangene Signal eine gültige Abfrage enthält und senden gegebenenfalls nach einer bestimmten Verzögerungszeit eine Antwort auf die Abfrage zurück zur Sekundärradarstation. Unter einer gültigen Abfrage ist eine Abfrage zu verstehen, die bestimmten Vorgaben, insbesondere was den zeitlichen Verlauf des Abfragesignals angeht, entspricht. Die Sekundärradarstation kann dann durch Auswerten der Antwortzeit zwischen dem Absenden der Abfrage und dem Empfangen der von dem Transponder gesendeten Antwort die Entfernung zwischen der Sekundärradarstation und dem Transponder des Flugzeugs ermitteln.
Es ist allgemein bekannt, Sekundärradarstationen mit mehreren Empfängern für die Antworten der Transponder auszustatten und für jeden einzelnen Empfänger die Antwortzeit gesondert zu erfassen. Anhand der Unterschiede zwischen den Antwortzeiten für die einzelnen Empfänger kann dann die Position des Transponders des Flugzeugs ermittelt werden. Solche Verfahren zum Ermitteln der Position des Transponders durch Verwendung mehrerer Empfänger werden üblicherweise als Multilaterationsverfahren oder Verfahren zur Hyperbelnavigation bezeichnet.
Sekundärradarverfahren werden nicht nur zur Luftraumüberwachung vom Boden aus, sondern auch zum Kollisionsschutz von Flugzeugen (Airborne Collision Avoidance System, ACAS) verwendet. Somit ist sowohl am Boden als auch an Bord von Flugzeugen eine Vielzahl von Sekundärradarstationen in Betrieb. Um die Interoperabilität der verschiedenen Sekundärradarstationen mit den einzelnen Transpondern zu gewährleisten, hat die Internationale Zivilluftfahrt-Organisation (International Civil Aviation Organization, ICAO) verschiedene Protokolle zum Abfragen der Transponder standardisiert. Derzeit am weitesten verbreitet sind Abfragen gemäß dem sogenannten „Mode-A” und dem sogenannten „Mode-C”. Diese Abfragen werden von den meisten in Flugzeugen verwendeten Transpondern verstanden, das heißt innerhalb des Abfragesignals als gültige Abfragen identifiziert, und mit ebenfalls von der ICAO standardisierten Antwortsignalen beantwortet.
Bei verwendung der Mode-A-Abfragen oder der Mode-C-Abfragen ist es nicht möglich, einzelne Transponder gezielt zu adressieren. Folglich antworten sämtliche in der Umgebung der Sekundärradarstation befindlichen Transponder auf die Anfrage und senden diese Antworte in das einzige hierzu vorgesehene Frequenzband, das üblicherweise bei 1.090 MHz liegt. Folglich entsteht insbesondere in Gebieten mit hohem Flugverkehrsaufkommen, wie beispielsweise in der Nähe von Flughäfen, eine relativ hohe Funkfeldlast in diesem Frequenzband, was zu einer gegenseitigen Störung der einzelnen Antwortsignale führen kann.
Um die Funkfeldlast zu reduzieren, hat die ICAO ein neueres Abfrageformat (sogenannter „Mode S”) eingeführt, bei dem einzelne Transponder selektiv abgefragt werden können. Allerdings unterstützen die Transponder eines relativ großen Anteils der derzeit in Betrieb befindlichen Flugzeuge die Mode-S-Abfragen nicht. Diese Flugzeuge können somit nur mittels Primärradar, mit den Mode-A-Abfragen oder den Mode-C-Abfragen lokalisiert werden. Somit kann aus Sicherheitsgründen auf die Mode-A-Abfragen und die Mode-C-Abfragen nicht verzichtet werden. Folglich besteht generell ein Bedarf nach Sekundärradarverfahren, bei denen die durch Antworten auf Mode-A-Abfragen und Mode-C-Abfragen verursachte Funkfeldlast reduziert werden kann.
Es ist beispielsweise aus der US 6,483,453 B2 bekannt, mittels des sogenannten „Whisper-Shout-Verfahrens” die Anzahl der auf eine Mode-A-Abfrage oder eine Mode-C-Abfrage antwortenden Transponder zu begrenzen. Gemäß diesem Verfahren werden mehrere Abfragen mit sukzessiv steigender Sendeleistung ausgesendet. Eine gemäß dem Whisper-Shout-Verfahren gesendete Abfrage enthält außer Abfrageimpulsen, die die eigentliche von der ICAO standardisierte Abfrage bilden, zusätzliche Unterdrückungsimpulse (suppression pulses), die nicht zu einer standardkonformen Abfrage gehören. Die Unterdrückungsimpulse werden mit einer geringeren Sendeleistung gesendet als die Abfrageimpulse. Folglich erkennen nur solche Transponder eine zulässige, standardkonforme und somit gültige Abfrage, die hinreichend weit von der Sekundärradarstation entfernt sind, so dass sie die Unterdrückungsimpulse nicht empfangen können, jedoch so nahe an der Sekundärradarstation liegen, dass sie die Abfrageimpulse noch empfangen können. Durch eine geeignete Festlegung der Sendeleistung der Abfrageimpulse und der Unterdrückungsimpulse kann somit ein kreisringförmiger Bereich, der die Sekundärradarstation umgibt, definiert werden, in welchem die Transponder ein gültiges Abfragesignal empfangen und somit ein Antwortsignal senden. Durch das sukzessive Anheben der Sendeleistung sowohl der Abfrageimpulse als auch der Unterdrückungsimpulse bei zeitlich aufeinanderfolgenden Abfragen werden nacheinander Transponder innerhalb verschiedener kreisringförmiger Bereiche abgefragt, wobei die kreisringförmige Bereiche im Wesentlichen konzentrisch sind und ihr gemeinsamer Mittelpunkt am Ort der Sekundärradarstation oder in der Nähe davon liegt.
Nachteilig an dem Whisper-Shout-Verfahren ist, dass der kreisringförmige Bereich relativ groß ist, so dass auf eine einzelne Abfrage immer noch relativ viele Transponder antworten können. Zudem müssen beim Whisper-Shout-Verfahren mehrere Abfragen mit unterschiedlichen Sendeleistungen generiert werden, was zu entsprechend vielen Antworten der einzelnen Transponder und somit zu einer hohen Funkfeldlast im Kanal von den Transpondern zu der Sekundärradarstation führt. Dieses Verfahren ist deshalb für eine Luftraumüberwachung etwa im Bereich eines stark frequentierten Flughafens nicht oder nur unter großen Schwierigkeiten anwendbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine entsprechende Sekundärradarstation anzugeben, mit dem innerhalb eines Abfragegebiets befindliche Transponder auf einfache Weise selektiv abgefragt werden können, so dass das Verfahren bzw. die Sekundärradarstation einfach und kostengünstig realisiert werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zum Abfragen mindestens eines Transponders der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Teilsignale in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Abfragegebiet derart miteinander synchronisiert werden, dass unter Ausnutzung einer ortsabhängigen Signallaufzeitdifferenz das Abfragesignal ortsabhängig ist und ausschließlich in dem Abfragegebiet mindestens eine gültige Abfrage aufweist.
Durch die Überlagerung der Teilsignale miteinander wird erreicht, dass das Abfragesignal ortsabhängig ist. Auf diese Weise können Transponder, die sich in einem bestimmten räumlichen Bereich befinden mit einem bestimmten Abfragesignal angesprochen werden, wohingegen sich Transponder, die sich in einem anderen Gebiet innerhalb der Reichweite einer Sekundärradarstation befinden ein Abfragesignal erhalten, das sich von dem Abfragesignal innerhalb des erstgenannten Bereichs unterscheidet. Somit können die Transponder, die sich in verschiedenen räumlichen Bereichen befinden, auf verschiedene Weise angesprochen werden. Insbesondere kann für ein spezielles vorgegebenes Gebiet ein bestimmtes Abfragesignal erzeugt werden. Da die verschiedenen innerhalb der Reichweite der Sekundärradarstation verteilten Transponder unterschiedliche Abfragesignale erhalten, erzeugen sie in Abhängigkeit von dem bestimmten empfangenen Abfragesignals entweder kein Antwortsignal oder ein Antwortsignal, das von dem empfangenen Abfragesignals, insbesondere von dessen zeitlichen Verlauf, abhängt. Hierdurch wird ein selektives Abfragen der Transponder und/oder ein selektives Auswerten von Antwortsignalen, die von den Transpondern, die sich in verschiedenen räumlichen Bereichen befinden, durch die Sekundärradarstation erheblich erleichtert. Bei Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein zuverlässiger Betrieb der Sekundärradarstation auch in der Umgebung eines stark frequentierten Flughafens sichergestellt. Es ist auch denkbar, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens die Position einzelner mit den Transpondern ausgestatteten Flugzeuge, die sich am Boden – beispielsweise in der Nähe eines Flughafengebäudes – befinden, zu ermitteln.
Diejenigen Transponder, die sich zwar innerhalb der Reichweite der Sekundärradarstation jedoch außerhalb des Abfragegebiets befinden, empfangen das durch die Überlagerung der Teilsignale entstandene Abfragesignal. Jedoch enthält das von diesen Transpondern empfangene Abfragesignal keine gültige Abfrage. Denn die Teilsignale überlagern sich außerhalb des Abfragegebiets auf andere Weise als innerhalb des Abfragegebiets. Deshalb senden diese Transponder keine Antwort. Dahingegen identifizieren die innerhalb des Abfragegebiets befindlichen Transponder mindestens eine gültige Abfrage im Abfragesignal und senden deshalb ein oder mehrere Antwortsignale, welche dann von der Sekundärradarstation empfangen werden können. Das Abfragesignal wird also durch Senden mehrerer Teilsignale des Abfragesignals von verschiedenen Orten derart erzeugt, dass sich in mindestens einem ersten Gebiet ein gültiges Abfragesignal und in mindestens einem zweiten Gebiet ein ungültiges Abfragesignal ergibt. Das Verfahren ermöglicht somit ein selektives Abfragen derjenigen Transponder, die sich im Abfragegebiet befinden.
Da nur im Abfragegebiet befindlichen Transponder ein Antwortsignal senden, wird die Funkfeldlast im Rückkanal von den Transpondern zu der Sekundärradarstation erheblich verringert. Es ist denkbar, dass kritische Gebiete, wie beispielsweise eine Einflugschneise oder der Bereich an einer Landebahn oder Startbahn eines Flughafens besonders intensiv überwacht werden, in dem diese Gebiete besonders häufig als Abfragegebiete vorgegeben werden und die Teilsignale entsprechend miteinander synchronisiert gesendet werden.
Es ist besonders bevorzugt, dass die Abfrage eine Impulsfolge aufweist, vorzugsweise durch eine Impulsfolge gebildet ist. Hierbei können die von der ICAO spezifizierten Impulsfolgen, insbesondere eine Mode-A-Abfrage oder eine Mode-C-Abfrage verwendet werden. Hierdurch wird erreicht, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gängige und standardisierte Transponder abgefragt werden können. Zur Realisierung des Verfahrens sind somit lediglich Erweiterungen an einer Abfrageeinrichtung, wie beispielsweise der Sekundärradarstation erforderlich, wohingegen die üblicherweise in Flugzeugen verwendeten Transponder beibehalten werden können.
Weiter ist bevorzugt, dass jeder Impuls von genau einem Sendeort gesendet wird und dass die gesamte Impulsfolge von mehreren Sendeorten gesendet wird. Hierdurch ergibt sich ein vom Ort des Transponders abhängiger zeitlicher Abstand zwischen den einzelnen Impulsen der Impulsfolge. Diese Ortsabhängigkeit ergibt sich aus Signallaufzeitunterschieden zwischen den einzelnen Sendeorten und dem Transponder. Dementsprechend befinden sich Orte, an denen die zeitlichen Abstände zwischen den Impulsen konstant sind, auf jeweils einer Hyperbel, deren Brennpunkte den Sendeorten zumindest im wesentlichen entsprechen. Da der Transponder eine Abfrage nur dann als gültig erkennt, wenn die zeitlichen Abstände zwischen den einzelnen Impulsen den Angaben des entsprechenden Standards entsprechen, kann durch geeignetes Festlegen der Teilsignale dafür gesorgt werden, dass nur diejenigen Empfänger, die sich im Bereich einer Hyperbel befinden, eine gültige Abfrage empfangen und somit ein Antwortsignal senden. Da der Transponder gewisse Abweichungen der zeitlichen Abstände zwischen den Impulse akzeptiert, ergibt sich als Abfragegebiet nicht nur die Hyperbel selbst sondern auch ein die Hyperbel umgebender Bereich.
Darüber hinaus ist es denkbar, weitere Sendeorte vorzusehen, um das Abfragegebiet noch schärfer eingrenzen zu können. Bevorzugt ist jedoch, dass zwei Sendeorte vorhanden sind, sodass das Verfahren mit relativ geringem Aufwand realisiert werden kann.
Es kann vorgesehen werden, dass die Impulsfolge mindestens einen Abfrageimpuls und/oder mindestens einen Unterdrückungsimpuls aufweist. Der Abfrageimpuls ist ein Teil einer gültigen Abfrage, und der Unterdrückungsimpuls gehört nicht zu der gültigen Abfrage. Bei bestimmten zeitlichen Abständen zwischen dem Unterdrückungsimpuls und dem Abfrageimpuls erkennt der Transponder die Impulsfolge als eine ungültige Abfrage und sendet somit kein Antwortsignal. Bei anderen zeitlichen Abständen akzeptiert der Transponder die Impulsfolge trotz des Unterdrückungsimpulses als eine gültige Abfrage und sendet eine Antwort zurück zur Sekundärradarstation.
Es kann vorgesehen werden, dass der Abfrageimpuls und der Unterdrückungsimpuls von verschiedenen Sendeorten ausgesendet werden. Falls genau zwei Sendeorte vorgesehen sind, werden die Abfrageimpulse von dem einen Sendeort und die Unterdrückungsimpulse von dem anderen Sendeort gesendet. Die zeitliche Lage des Unterdrückungsimpulses relativ zu dem Abfrageimpuls hängt dadurch vom Ort des Transponders ab. Durch die ortsabhängige zeitliche Lage des Unterdrückungsimpulses wird erreicht, dass Antworten von Transpondern, die außerhalb des Abfragegebiets liegen, vermieden werden.
Weiter kann vorgesehen werden, dass die Abfrage mehrere Abfrageimpulse aufweist, die von verschiedenen Sendeorten aus gesendet werden. Hierbei kann der Unterdrückungsimpuls von einem Sendeort ausgesendet werden, der auch einen der Abfrageimpulse sendet oder von einem weiteren Sendeort ausgesendet werden, Es ist auch denkbar, überhaupt keine Unterdrückungsimpulse und nur die Abfrageimpulse zu senden.
Darüber hinaus kann in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen verfahren zusätzlich das Whisper-Shout-Verfahren angewendet werden. Hierbei werden mehrere Impulsfolgen gesendet, wobei sich Amplituden der Unterdrückungsimpulse und/oder der Abfrageimpulse innerhalb der einzelnen Impulsfolgen und/oder zwischen den einzelnen Impulsfolgen unterscheiden. Hierdurch wird zusätzlich zu der hyperbelartigen Eingrenzung der angesprochenen Transponder eine ringförmige räumliche Eingrenzung derjenigen Transponder vorgenommen, die ein Antwortsignal senden. Hierdurch wird die Anzahl der Antworten auf eine Abfrage und somit die Funkfeldlast im Rückkanal weiter reduziert.
Es kann vorgesehen werden, dass die einzelnen Abfragen in bestimmten, vorzugsweise unregelmäßigen, Abständen voneinander gesendet werden, so dass der Transponder in diesen zeitlichen Abständen Antwortsignale sendet, und dass die Antwortsignale auf diese Abfragen anhand der vorzugsweise unregelmäßigen zeitlichen Abstände detektiert werden. Die Abfragen werden also in einem bestimmten zeitlichen Muster ausgesendet, so dass das zeitliche Muster der Antwortsignale von dem zeitlichen Muster der Abfragen abhängt. Auf diese Weise können die Antwortsignale, die der Transponder aufgrund der Abfragen der betrachteten Sekundärradarstation sendet unterschieden werden von Antwortsignalen, die der Transponder aufgrund einer von einer anderen Sekundärradarstation gesendeten Abfrage erzeugt hat.
Hierbei ist bevorzugt, dass die einzelnen Abfragen von verschiedenen Sendeorten gesendet werden und dass ein Aufenthaltsgebiet des Transponders anhand von den unregelmäßigen zeitlichen Abständen der Antwortsignale ermittelt wird. Durch das Senden der einzelnen Abfragen von verschiedenen Sendeorten aus entsteht bei dem Transponder in Abhängigkeit von dessen Aufenthaltsort ein bestimmtes zeitliches Muster der Abfragen. Das zeitliche Muster der Antwortsignale entspricht zumindest im Wesentlichen dem zeitlichen Muster der von dem betrachteten Transponder empfangenen Abfragen. Anhand des Musters der empfangenen Antwortsignale kann deshalb auf ein Gebiet, auf dem sich der Transponder befindet, geschlossen werden.
Es ist denkbar, dass die bestimmte vorzugsweise unregelmäßigen Abstände der von den verschiedenen Sendeorten gesendeten Abfragen so gewählt werden, dass sich im Abfragegebiet – das nicht zusammenhängend sein muss – eine oder mehrere gültige Abfragen ergeben und außerhalb des Abfragegebiets sich die einzelnen Abfragen derart gegenseitig überlagern, dass sich dort keine gültigen Abfragen ergeben.
Ferner kann vorgesehen werden, dass das Antwortsignal des Transponders an mehreren Empfangsorten empfangen wird und durch Multilateration der Ort des Transponders ermittelt wird. Die Anwendung der Multilateration in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erweist sich als besonders vorteilhaft, weil sowohl zum synchronisierten Senden an verschiedenen Sendeorten als auch zum Empfangen an verschiedenen Empfangsorten Sende- und/oder Empfangseinrichtungen an den verschiedenen Orten miteinander synchronisiert werden müssen. Diese Synchronisation kann zum Senden der Teilsignale und zur Multilateration gleichermaßen genutzt werden.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Abfragesignal und/oder bei dem Antwortsignal um ein elektromagnetisches Hochfrequenzsignal, vorzugsweise um ein Sekundärradarsignal. Das Abfragesignal kann eine Frequenz von beispielsweise 1.030 MHz, und das Antwortsignal kann eine Frequenz von beispielsweise 1.090 MHz aufweisen.
Ferner wird eine Sekundärradarstation zum Abfragen eines Transponders eines Flugzeugs oder eines Fahrzeugs der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Synchronisationseinrichtung so ausgebildet ist, dass die Teilsignale in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Abfragegebiet derart miteinander synchronisiert werden, dass unter Ausnutzung einer ortsabhängigen Signallaufzeitdifferenz das Abfragesignal ortsabhängig ist und ausschließlich in dem Abfragegebiet mindestens eine gültige Abfrage aufweist.
Um sämtliche Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens realisieren zu können, wird vorgeschlagen, dass die Sekundärradarstation zum Ausführen des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
Hierbei ist besonders bevorzugt, dass die Sekundärradarstation mehrere Empfangseinrichtungen zum Empfangen des Antwortsignals an verschiedenen Empfangsorten aufweist und dass die Synchronisationseinrichtung zum Synchronisieren der Empfangseinrichtungen miteinander eingerichtet ist. Hierdurch kann die Sekundärradarstation den Ort des Transponders mittels Multilateration ermitteln. Zum synchronsierten Senden der Teilsignale und für die Multilateration ist lediglich eine gemeinsame Synchronisationseinrichtung erforderlich. Hierdurch lässt sich die Sekundärradarstation kostengünstig realisieren. Insbesondere kann eine bestehende Sekundärradarstation, die die Transponders durch Multilateration ortet, relativ einfach durch eine oder mehrere Sendeeinrichtungen erweitert werden, sodass das erfindungsgemäße Verfahren mittels der erweiterten Sekundärradarstation ausgeführt werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher exemplarische Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dabei zeigen:
1 Eine Primärradarstation gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie einen von der Primärradarstation abfragbaren Transponder;
2 Orte konstanter Signallaufzeitdifferenzen von Signallaufzeiten zwischen zwei verschiedenen Sendestationen der Primärradarstation und dem Transponder;
3 Abfragesignale, die von einem Verfahren gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden;
4 Flussdiagramm eines Verfahrens zum Abfragen eines Transponders;
5 eine Darstellung der Abfragesignale ähnlich 3, wobei die Abfragesignale jedoch von einem Verfahren gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erzeugt werden; und
6 eine Darstellung der Abfragesignale ähnlich 3, wobei die Abfragesignale jedoch von einem Verfahren gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erzeugt werden.
In 1 sind eine Sekundärradarstation 11 sowie ein Transponder 13, der von der Sekundärradarstation 11 mittels Funksignalen abgefragt werden kann, schematisch dargestellt. Die Sekundärradarstation 11 weist eine Zentralstation 15 auf, an die mehrere periphere Stationen 17 angeschlossen sind. Ein Teil der peripheren Stationen 17 sind als Sende- und Empfangsstationen ausgebildet und weisen dementsprechend jeweils eine Sendeeinrichtung 19 sowie eine Empfangseinrichtung 21 auf. Ein anderer Teil der peripheren Stationen 17 umfasst Empfangsstationen, die die Empfangseinrichtung 21, jedoch nicht die Sendeeinrichtung 19 aufweisen. In der gezeigten Ausführungsform sind insgesamt vier periphere Stationen 17 vorgesehen, von denen zwei als Sende- und Empfangsstationen ausgebildet sind. Abweichend hiervon können jedoch auch mehr Sende- und Empfangsstationen vorgesehen werden. Es ist denkbar, dass jede periphere Station 17 eine Sende- und Empfangsstation ist. Abweichend von der gezeigten Ausführungsform kann die Sekundärradarstation 11 eine von vier abweichende Anzahl an peripheren Stationen 17 aufweisen.
Ein Abstand d zwischen den peripheren Stationen 17 kann in Abhängigkeit von den konkreten Anforderungen an die Sekundärradarstation 11 in weiten Grenzen beliebig gewählt werden. Günstige Werte für den Abstand d liegen im Bereich von einigen Hundert Metern bis zu etwa 50 km. Vorzugsweise beträgt der Abstand d zwischen den peripheren Stationen 17 etwa 2,5 km bis 4 km.
Die Zentralstation 15, an die die peripheren Stationen 17 angeschlossen sind, weist eine Synchronisationseinrichtung 23 zum Synchronisieren der einzelnen peripheren Stationen 17, insbesondere deren Sendeeinrichtungen 19 und Empfangseinrichtungen 21, miteinander auf. Zudem kann in der Zentralstation 15 eine Steuereinrichtung 25 zum Steuern der Sekundärradarstation 11 und/oder eine Visualisierungseinrichtung 27 zum Anzeigen einer ermittelten Position des Transponders 13 und/oder von Informationen über den Betriebszustand der Sekundärradarstation 11 vorgesehen werden. In einer nicht gezeigten Ausführungsform sind zumindest einzelne Funktionen der Zentralstation 15, beispielsweise die Funktion der Synchronisationseinrichtung 23 und der Steuereinrichtung 25 auf die peripheren Stationen 17 verteilt. In diesem Fall kann die Zentralstation 15 vereinfacht werden, im Extremfall sogar ganz entfallen.
Die Anzahl der Sende- und Empfangsstationen (das heißt der peripheren Stationen 17, die die Sendeeinrichtung 19 aufweisen) hängt insbesondere von einem von der Sekundärradarstation 11 zu überwachenden Bereich ab. Ist beispielsweise nur ein Nahbereich auf einem Flugplatz zu überwachen, so reicht eine geringe Anzahl an Sende- und Empfangsstationen aus. Hier können beispielsweise lediglich zwei Sende- und Empfangsstationen vorgesehen werden. Denn jede Sendeeinrichtung 19 kann den gesamten zu überwachenden Bereich abdecken. Soll jedoch ein relativ großer Bereich von der Sekundärradarstation 11 überwacht werden, ist es oftmals sinnvoll, eine größere Anzahl an Sende- und Empfangsstationen vorzusehen. Bei einem relativ großen zu überwachenden Bereich kann sogar es sinnvoll sein jede periphere Station 17 oder fast jede periphere Station 17 mit einer Sendeeinrichtung 19 auszurüsten. Denn bei einem großen zu überwachenden Bereich liegen die einzelnen peripheren Stationen 17 typischerweise relativ weit auseinander (großer Abstand d), so dass eine entsprechend große Anzahl an Sendeeinrichtungen 19 erforderlich ist, um alle Transponder 13 innerhalb des zu überwachenden Bereichs zu erreichen. Die Anzahl der peripheren Stationen 17 mit Empfangseinrichtung 21 beträgt vorzugsweise mindestens vier, so dass eine Ortung des Transponders 13 mittels eines Multilaterationsverfahrens möglich ist.
Beim Betrieb der Sekundärradarstation 11 erzeugen die beiden Sendeeinrichtungen 19 der peripheren Stationen 17 jeweils ein Teilsignal 29 und senden es von ihren Sendeorten 31, an denen die beiden Sende- und Empfangsstationen 17 installiert sind, aus. Die beiden Teilsignale 29 überlagern sich innerhalb der Reichweite der beiden Sendeeinrichtungen 19, das heißt zumindest in demjenigen Bereich der Umgebung der Sekundärradarstation 11, der von der Sekundärradarstation 11 überwacht werden soll. Durch die Überlagerung der beiden Teilsignale 29 miteinander entsteht ein Abfragesignal 33, dessen zeitlicher Verlauf aufgrund von Signallaufzeitdifferenzen der Teilsignale 29 an einem Ort in der Reichweite der beiden Sendeeinrichtungen 19, an dem das Abfragesignal 33 empfangen werden kann, abhängt.
Um den vom Ort innerhalb der Reichweite der Sendeeinrichtungen 19 abhängigen zeitlichen Verlauf des Abfragesignals 33 gezielt festlegen zu können, synchronisiert die Synchronisationseinrichtung 23 die beiden Sendeeinrichtungen 19, so dass die beiden Teilsignale 29 einen vorgegebenen zeitlichen Bezug zueinander haben.
Das durch die Überlagerung der miteinander synchronisierten Teilsignale 29 entstehende Abfragesignal 33 wird vom Transponder 13, der sich beispielsweise an Bord eines Flugzeugs oder Fahrzeugs befinden kann, empfangen. Der Transponder 13 überprüft das empfangene Abfragesignal 33 und analysiert hierbei insbesondere den zeitlichen Verlauf des Abfragesignals 33. Erkennt der Transponder 13 innerhalb des zeitlichen Verlaufs des Abfragesignals 33 eine gültige Abfrage wie beispielsweise eine Mode-A-Abfrage oder eine Mode-C-Abfrage, dann sendet der Transponder 13 ein Antwortsignal 35 zurück zu den einzelnen Empfangseinrichtungen 21 der Sekundärradarstation 11. Das Antwortsignal 35 kann ein von der ICAO standardisiertes Antworttelegramm auf die Mode-A-Abfrage beziehungsweise die Mode-C-Abfrage sein oder ein solches umfassen.
Das Antwortsignal 35 wird von den einzelnen Empfangseinrichtungen 21 der peripheren Stationen 17 empfangen. Die Empfangseinrichtungen 21 sind mittels der Synchronisationseinrichtungen 23 miteinander synchronisiert, und die Empfangseinrichtungen 21 erfassen nicht nur das Antwortsignal 35 als solches, sondern auch einen Laufzeitunterschied des Antwortsignals 35 zwischen dem Transponder 13 und den einzelnen Empfangseinrichtungen 21. Informationen über das Antwortsignal 35 und die Laufzeitunterschiede werden an die Steuereinrichtung 25 übertragen. Diese wertet die Informationen aus und berechnet beispielsweise mittels eines bekannten Multilaterationsverfahrens den Ort desjenigen Transponders 13, der das Antwortsignal gesendet hat.
Die Sekundärradarstation 11 erzeugt also durch Aussenden der verschiedenen Teilsignale 29 von unterschiedlichen Sendeorten 31 das ortsabhängige Abfragesignal 33. Die Ortsabhängigkeit des Abfragesignals 33 beruht auf einer Signallaufzeitdifferenz der Teilsignale 29 von den einzelnen Sendeeinrichtungen 19 zu einem Empfangsort, wie beispielsweise dem Ort, an dem sich der Transponder 13 befindet. Diejenigen Orte innerhalb der Reichweite der beide Sendeeinrichtungen 19, bei denen diese Signallaufzeitdifferenz konstant ist, sind die durch die in 2 eingezeichneten Hyperbeln 37 definiert, wobei die beiden Sendeorte 31 Brennpunkte der Hyperbeln 37 bilden. Die Orte, an denen die Signallaufzeitdifferenz Null ist, liegen auf einer Gerade 39 zwischen den beiden Sendeorten 31. Es handelt sich hierbei um eine Mittelsenkrechte einer Verbindungslinie zwischen den beiden Sendeorten 31.
Als Signallaufzeitdifferenz 6 soll hier die Differenz zwischen einer Signallaufzeit von dem in 2 links eingezeichneten Sendeort 31 und einem Punkt der Zeichenebene in 2 und einer Signallaufzeit zwischen dem in 2 rechts eingezeichneten Sendeort 31 und diesem Punkt in der Zeichenebene der 2 betrachtet werden. Auf der Geraden 39 ist die Signallaufzeitdifferenz δ = 0, links davon ist die Signallaufzeitdifferenz δ < 0, und rechts von der Geraden 39 ist die Signallaufzeitdifferenz δ > 0.
Im Folgenden wird anhand der in 3 dargestellten Zeitdiagramme der Teilsignale 29 sowie der Abfragesignale 33 an verschiedenen Orten und anhand des in 4 dargestellten Flussdiagramms eine erste Ausführungsform eines Verfahrens 41 zum Abfragen des Transponders 13 näher erläutert. Nach einem Start (Schritt 43) des Verfahrens 41 wird beispielsweise von der Steuereinrichtung 25 ein Abfragegebiet 47 (siehe 2) vorgegeben, wobei der Transponder 13 auf eine von der Sekundärradarstation 11 ausgesendeten Abfrage antworten soll, falls er sich innerhalb dieses Abfragegebiets 47 befindet. Da das Verfahren 41 auf der Ortsabhängigkeit der Signallaufzeitdifferenz δ beruht, kann als Abfragegebiet 47 entweder eine der Hyperbeln 37 oder die Gerade 39 definiert werden.
Wie im oberen Bereich der 3 dargestellt, bestehen die beiden Teilsignale 29 jeweils aus einem einzigen Impuls P1 beziehungsweise P3. Hierbei wird der Impuls P1 von dem in 2 links eingezeichneten Sendeort 31 und der Impuls P3 von dem in 2 rechts eingezeichneten Sendeort 31 gesendet. Das Abfragegebiet 47 wird durch eine geeignete Wahl eines zeitlichen Versatzes zwischen den Teilsignalen 29, das heißt eines Intervalls Δt_p zwischen den Impulse P1 und P3 festgelegt (Schritt 45). Im in 3 gezeigten Beispiel umfasst das Abfragegebiet 47 einen Bereich, der diejenige Hyperbel 37 umgibt, auf der ein Punkt B liegt. Anschließend synchronisiert die Synchronisationseinrichtung 23 in einem Schritt 49 die beiden Sendeeinrichtungen 19 derart, dass das Intervall Δt_p zwischen Impulsen P1 und P3 der Vorgabe aus Schritt 45 entspricht.
In einem Schritt 51 werden die beiden Teilsignale 29 von den verschiedenen Sendeorten 31 abgesendet. Das Synchronisieren im Schritt 49 und das Senden im Schritt 51 können simultan ausgeführt werden; die beiden Schritte 49 und 51 können abweichend von der gezeigten Ausführungsform auch zu einem gemeinsamen Schritt zusammengefasst werden.
Die in den unteren drei Diagrammen der 3 für unterschiedliche Empfangsorte (dargestellt in 2 als Punkte A, B und C) dargestellten Abfragesignale 33 ergeben sich aus der Überlagerung der beiden Teilsignale 29 miteinander, das heißt der beiden Impulse P1 und P3. Aufgrund der Ortsabhängigkeit der Laufzeitdifferenz δ ergeben sich an den verschiedenen Punkten A, B und C unterschiedliche Intervalle zwischen den beiden Impulsen P1, P3 des an den Punkten A, B beziehungsweise C vorhandenen Abfragesignals 33. Der Punkt A liegt auf der Geraden 39, wo die Signallaufzeitdifferenz δ = 0 beträgt. Somit entspricht dort das Intervall zwischen den beiden Impulsen des Abfragesignals 33 dem Intervall Δt_p zwischen den beiden Impulsen P1 und P3 der beiden Teilsignale 29. Am Punkt B, der näher an in 2 links eingezeichneten Sendeort 31 liegt, wird der Impuls P1 relativ geringfügig verzögert, wohingegen der Impuls P3 relativ stark verzögert wird (Signallaufzeitdifferenz δ < 0). Folglich ergibt sich dort ein Intervall Δt_p' zwischen den Impulsen des Abfragesignals 33, das größer ist als das Intervall Δt_p. Schließlich ergibt sich am Punkt C, an dem die Signallaufzeitdifferenz δ > 0 ist, ein Intervall Δt_p'', das kleiner ist als das Intervall Δt_p'. Denn der Impuls P1 wird relativ stark verzögert, wohingegen der Impuls P3 relativ geringfügig verzögert wird.
Der Transponder 13 erkennt eine Impulsfolge innerhalb des Abfragesignals 33 nur dann als eine gültige Abfrage, wenn das Intervall zwischen den einzelnen Impulsen einem vorgegebenen Wert T entspricht, wobei der Transponder 13 geringfügige Abweichungen dieses Intervalls von dem Wert T toleriert. Nur dann, wenn der Transponder 13 eine gültige Abfrage erkennt, sendet er ein Antwortsignal. Im in 3 gezeigten Beispiel entspricht das Intervall Δt_p' diesem vorgegebenen Intervall T. Dadurch ergibt sich – unter Berücksichtung der vom Transponder tolerierten Abweichungen – als Abfragegebiet, in dem der Transponder 13 ein Antwortsignal sendet, der in 2 gezeigte Bereich 47, der die Hyperbel 37 durch den Punkt B umgibt. Befindet sich der Transponder 13 beispielsweise am Punkt A oder am Punkt C empfängt er ein Abfragesignal 33, mit einer Abfrage, bei der das Intervall Δt_p beziehungsweise Δt_p'' zwischen den beiden Impulsen P1 und P2 zu stark von dem vorgegebenen Wert T abweicht, so dass der Transponder 13 innerhalb des Abfragsignals 33 keine gültige Abfrage erkennt und die im Abfragesignal 33 enthaltene Impulsfolge P1, P3 als eine ungültige Abfrage betrachtet. Deshalb sendet der Transponder 13 in diesem Fall kein Antwortsignal 35.
Befinden sich in der Reichweite der Sekundärradarstation 11 mehrere Transponder 13, so kann durch Vorgeben des Abfragegebiets 47 die Anzahl der Transponder 13, die auf die Abfrage antworten, eingeschränkt werden. Es werden also diejenigen Transponder 13 selektiv angesprochen, welche in dem Abfragegebiet 47 liegen. Durch die wegen dieser Einschränkung der Anzahl der antwortenden Transponder relativ geringe Anzahl an Antworten auf eine Abfrage wird eine Funkfeldlast auf einem Funkkanal, über den das Antwortsignal 35 vom Transponder 13 zu den Empfangseinrichtungen 21 übertragen wird (Rückkanal), relativ gering gehalten.
Nach dem Senden der Teilsignale 29 wird das Antwortsignal 35 des Transponders 13 von den einzelnen Empfangseinrichtungen 21 empfangen (Schritt 53). Hierbei werden die Empfangseinrichtungen 21 mittels der Synchronisationseinrichtung 23 derart synchronisiert, dass Laufzeitunterschiede des Antwortsignals 35 an den einzelnen Empfangseinrichtungen ermittelt werden können. Unter Verwendung dieser Laufzeitunterschiede wird dann in einem Multilateriationsschritt 55 die Position des oder der antwortenden Transponder 13 berechnet.
5 zeigt den zeitlichen Verlauf der Teilsignale 29 sowie des durch die Überlagerung der Teilsignale 29 entstehenden Abfragesignals 33 für eine weitere Ausführungsform des Verfahrens 41, bei dem die beiden Impulse P1 und P3 von dem in 2 rechts eingezeichneten Sendeort 31 ausgesendet werden und vom in 2 links eingezeichneten Sendeort 31 ein Unterdrückungsimpuls S (auch als ”Suppression Pulse” bezeichnet) gesendet wird. Ein Teilsignal 29 entspricht somit dem Unterdrückungsimpuls S, und ein anderes Teilsignal 29 entspricht den beiden Impulsen P1 und P3.
Befindet sich innerhalb des Abfragesignals 33 an einem bestimmten Empfangsort der Unterdrückungsimpuls S zeitlich hinreichend nahe an den beiden Impulsen P1 und P3, dann erkennt der Transponder 13 keine gültige Abfrage im Abfragesignal 33 und sendet deshalb kein Antwortsignal 35. Ist ein zeitlicher Abstand zwischen dem Unterdrückungsimpuls S und den beiden Impulsen P1 und P3 hinreichend groß, dann erkennt der Transponder 13 die beiden Impulse P1 und P3 trotz des Unterdrückungsimpulses S als eine gültige Abfrage und sendet das Antwortsignal 35.
Wie aus den unteren drei Diagrammen der 5 ersichtlich ist, befindet sich den Punkten A und C der Unterdrückungsimpuls S ziemlich nahe am Impuls P1 des Abfragesignals 33. Transponder, die sich an den Hyperbeln 37 durch die Punkte A oder C befinden, erkennen deshalb keine gültige Abfrage. Dahingegen ist an der Hyperbel 37 durch den Punkt B der Abstand zwischen dem Unterdrückungsimpuls S und den beiden Impulsen P1 und P3 ziemlich groß, so dass Transponder 13, die sich im Bereich der Hperbel durch den Punkt B befinden, eine gültige Abfrage innerhalb des Abfragesignals 33 erkennen und das Antwortsignal 35 senden. Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform des Verfahrens 41 wird also als Intervall Δt_p ein zeitlicher Abstand zwischen einer dem Unterdrückungsimpuls S und dem Impuls P1 vorgegeben, um Transponder 13 innerhalb des vorgegebenen Abfragegebiets 47 selektiv anzusprechen. Ein zeitlicher Abstand zwischen den beiden Impulsen P1 und P3 ist an jedem Ort gleich, da die beiden Impulse P1 und P3 vom selben Sendeort 31 gesendet werden und zusammen ein einziges Teilsignal 29 bilden. Dieser zeitliche Abstand entspricht dem für eine gültige Abfrage vorgegebenen Intervall T.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform des Verfahrens 41 kann der in 3 gestrichelt eingezeichnete Unterdrückungsimpuls S vorgesehen werden, der beispielsweise von derselben Sendeeinrichtung 19 wie der Impuls P1 gesendet wird. In diesem Fall bilden der Unterdrückungsimpuls S und der Impuls P1 ein Teilsignal 29, und der Impuls P3 bildet ein anderes Teilsignal 29. Bei dieser Ausführungsform wird ein Whisper-Shout-Verfahren angewendet, das heißt eine Amplitude x_S des Unterdrückungsimpulses S und eine Amplitude x_P der Impulse P1 und P3 werden für aufeinanderfolgende Abfragen sukzessive erhöht. Auf diese Weise wird der Abfragebereich 47 für eine einzelne Abfrage weiter eingeschränkt. Denn auf eine Abfrage, umfassen den Unterdrückungsimpuls S und die Impulse P1 und P3 antworten nur solche Transponder 13, die hinreichend weit von der entsprechenden Sendeeinrichtung 19 entfernt sind, so dass sie den Unterdrückungsimpuls S nicht empfangen, sich jedoch hinreichend nahe an den Sendeeinrichtungen 19 befinden, so dass sie die Impulse P1 und P3 empfangen können.
Die zur Ausführung des Whisper-Shout-Verfahrens notwendigen Schritte sind in 4 gestrichelt eingezeichnet. In der Verzweigung 57 wird überprüft, ob eine Abbruchbedingung erfüllt ist. Ist dies der Fall (Y) wird das Verfahren 41 beendet. Andernfalls N wird ein Schritt 59 ausgeführt. Die Abbruchbedingung kann darin bestehen, dass überprüft wird, ob die Amplitude x_S des Unterdrückungssignals S und/oder die Amplitude x_P der Impulse P1 und P3 einen vorgegebenen maximalen Wert erreicht haben.
Im Schritt 59 werden die Amplituden x_S und/oder x_P für den nächsten Sendevorgang im Schritt 51 erhöht. Hierbei werden die Amplituden so gewählt, dass x_P > x_S gilt. Danach wird zum Schritt 49 zurückgekehrt, so dass die Teilsignale 29 mit den erhöhten Werten für die Amplituden x_S und x_P erneut gesendet werden können.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform des Verfahrens 41 erzeugt jede der beiden Sendeeinrichtungen 19 sämtliche Impulse P1, P3 einer Abfrage. Hierbei können die beiden Sendeeinrichtungen 19 die Abfragen umfassend die Impulse P1 und P3 nach unterschiedlichen Mustern erzeugen. In 6 sind im oberen Diagramm Abfragen dargestellt, die von dem in 2 links dargestellten Sendeort 31 abgesendet werden. Die im zweiten Diagramm von oben dargestellten beiden Abfragen werden von dem in 2 rechts dargestellten Sendeort 31 abgesendet. Die beiden oberen Diagramme in der 6 stellen somit den zeitlichen Verlauf jeweils eines Teilsignals 29 dar. Vorzugsweise variieren zeitliche Abstände zwischen den von einem Sendeort 31 abgesendeten Abfragen nach einem vorgegebenen unregelmäßigen Muster, sodass die Transponder Abfragen in einem unregelmäßigen zeitlichen Muster, das heißt mit unregelmäßigen zeitlichen Abständen, empfangen.
Die unteren drei Diagramme zeigen die im Abfragesignal 33 enthaltenen Impulse P1 und P3 an den verschiedenen Punkten A, B und C. Man erkennt, dass sich an jedem Ort A, B beziehungsweise C ein anderes Muster an Abfragen P1, P3 ergibt. Durch die sich am Punkt B ergebende Signallaufzeitdifferenz kommt es zu einer Überlappung der von den einzelnen Sendeeinrichtungen 19 gesendeten Abfragen. Am Punkt B fällt ein Impuls P3, der vom linken Sendeort 31 abgesendet worden ist mit einem Impuls P1 vom rechten Sendeort 31 zeitlich zusammen. Somit entsteht eine Impulsfolge 61 aus drei Impulsen, die eine ungültige Abfrage darstellt und vom Transponder 13 nicht beantwortet wird. Befinden sich mehrere Transponder 13 an unterschiedlichen Orten innerhalb der Reichweite der Sekundärradarstation 11, dann empfangen die Empfangseinrichtungen 21 von den Transpondern 13 Antwortsignale 35, deren zeitlichen Abständen zueinander dem an den einzelnen Orten A, B beziehungsweise C entstehenden Muster von gültigen Abfragen entspricht. Durch eine statistische Analyse der Zeitpunkte, zu denen die einzelnen Impulse P1, P3 empfangen werden, können die einzelnen Impulse P1, P3 den Transpondern 13, die sie abgesendet haben, zugeordnet werden.
Darüber hinaus kann durch eine geeignete Wahl der Muster der Abfragen innerhalb der Teilsignale 29 bewirkt werden, dass an bestimmten Orten sich die Teilsignale 29 derart überlagern, dass dort überhaupt keine gültigen Abfragen entstehen und die sich dort befindlichen Transponder 13 keine Antwortsignale senden.
Zusammenfassend schlägt die vorliegende Erfindung vor, mehrere Sender, die an den verschiedenen Sendeorten 31 installiert werden können, zum Erzeugen eines Abfragesignals 33 für den Transponder 13 zu verwenden. Unter Ausnutzung der ortsabhängigen Signallaufzeitdifferenz δ ergibt sich dadurch ein ortsabhängiges Abfragesignal 33. Hierdurch können verschiedene Gebiete innerhalb der Reichweite der Sekundärradarstation 11 mit unterschiedlichen Abfragesignalen 33 versorgt werden. Dadurch können die Transponder 13 selektiv angesprochen werden. Alternativ oder ergänzend hierzu können die Transponder 13 mit ortsabhängigen Abfragemustern angesprochen werden, so dass durch die statistische Analyse die von den verschiedenen Transpondern 13 gesendeten Antwortsignale 35 voneinander getrennt werden können. Insgesamt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, mit dem Gebiete zuverlässig überwacht werden können, innerhalb denen sich sehr viele Transponder befinden.

Claims

Verfahren (41), bei dem ein Abfragegebiet (47) vorgegeben wird und mindestens ein Transponder (13) eines Flugzeugs oder eines Fahrzeugs abgefragt wird, der zum Empfangen eines Abfragesignals (33) und zum Senden eines Antwortsignals (35) für den Fall, dass das Abfragesignal (33) mindestens eine gültige Abfrage (P1, P3) enthält, eingerichtet ist, wobei Teilsignale (29) des Abfragesignals (33) derart miteinander synchronisiert (49) werden, dass durch eine gegenseitige Überlagerung der Teilsignale (29) das Abfragesignal (33) entsteht, und dass die Teilsignale (29) von mehreren räumlich zueinander beabstandeten Sendeorten (31) aus gesendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilsignale (29) in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Abfragegebiet (47) derart miteinander synchronisiert werden, dass unter Ausnutzung einer ortsabhängigen Signallaufzeitdifferenz (6) das Abfragesignal (33) ortsabhängig ist und ausschließlich in dem Abfragegebiet (47) mindestens eine gültige Abfrage (P1, P3) aufweist.
Verfahren (41) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfrage eine Impulsfolge (P1, P3, S) aufweist, vorzugsweise durch die Impulsfolge (P1, P3, S) gebildet ist.
Verfahren (41) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Impuls (P1, P3, S) von genau einem Sendeort (31) gesendet (51) wird und dass die gesamte Impulsfolge (P1, P3, S) von mehreren Sendeorten (31) gesendet wird.
Verfahren (41) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsfolge mindestens einen Abfrageimpuls (P1, P3) und mindestens einen Unterdrückungsimpuls (5) aufweist.
Verfahren (41) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfrageimpuls (P1, P3) und der Unterdrückungsimpuls (S) von verschiedenen Sendeorten (31) ausgesendet werden.
Verfahren (41) nach einem der Ansprüche 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Abfrage mehrere Abfrageimpulse (P1, P3) aufweist, die von verschiedenen Sendeorten (31) ausgesendet werden.
Verfahren (41) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Impulsfolgen gesendet (51) werden, wobei sich Amplituden (x_S, x_P) des Unterdrückungsimpulses (S) und/oder des Abfrageimpulses (P1, P3) innerhalb der einzelnen Impulsfolgen und/oder zwischen den einzelnen Impulsfolgen unterscheiden.
Verfahren (41) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Abfragen (P1, P3, S) in bestimmten, unregelmäßigen zeitlichen Abständen voneinander gesendet werden, sodass der Transponder (13) in diesen zeitlichen Abständen das Antwortsignal (35) sendet, und dass das Antwortsignal auf mindestens eine dieser Abfragen (P1, P3, S) anhand der unregelmäßigen zeitlichen Abstände detektiert wird.
Verfahren (41) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Abfragen (P1, P3) an verschiedenen Sendeorten (31) gesendet werden und dass ein Ort des Transponders (13) anhand von den unregelmäßigen zeitlichen Abständen der Antwortsignale ermittelt wird.
Verfahren (41) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antwortsignal (35) des Transponders (13) an mehreren Empfangsorten empfangen wird und durch Multilateration (55) der Ort des Transponders (13) ermittelt wird.
Verfahren (41) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Abfragesignal (33) und/oder bei dem Antwortsignal (35) um ein elektromagnetisches Hochfrequenzsignal, vorzugsweise um ein Sekundärradarsignal handelt.
Sekundärradarstation (11) zum Abfragen eines Transponders (13) eines Flugzeugs oder eines Fahrzeugs, der zum Empfangen eines Abfragesignals (33) und zum Senden eines Antwortsignals (35) für den Fall, dass das Abfragesignal (33) mindestens eine gültige Abfrage (P1, P3) enthält, eingerichtet ist, wobei die Sekundärradarstation (11) eine Synchronisationseinrichtung (23) zum Synchronisieren (49) von mehreren Teilsignale (29) des Abfragesignals (33) miteinander aufweist, so dass durch eine gegenseitige Überlagerung der Teilsignale (29) das Abfragesignal (33) entsteht, und dass die Sekundärradarstation (11) mehrere zur Anordnung in einem Abstand (d) zueinander vorgesehene Sendeeinrichtungen (19) aufweist, die jeweils zum Senden (51) mindestens eines Teilsignals (29) des Abfragesignals (33) eingerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisationseinrichtung (23) so ausgebildet ist, dass die Teilsignale (29) in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Abfragegebiet (47) derart miteinander synchronisiert werden, dass unter Ausnutzung einer ortsabhängigen Signallaufzeitdifferenz (δ) das Abfragesignal (33) ortsabhängig ist und ausschließlich in dem Abfragegebiet (47) mindestens eine gültige Abfrage (P1, P3) aufweist.
Sekundärradarstation (11) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärradarstation (11) zum Ausführen des Verfahrens (41) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 eingerichtet ist.
Sekundärradarstation (11) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärradarstation (11) mehrere Empfangseinrichtungen (21) zum Empfangen des Antwortsignals (35) an verschiedenen Empfangsorten aufweist und dass die Synchronisationseinrichtung (23) zum Synchronisieren der Empfangseinrichtungen (21) miteinander eingerichtet ist.