DE1466020B2 - Antwortsender - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antwortsender für der HF-Empfänger ein Abfragesignal erhalten hat,

ein Luftfahrzeug zum Senden codierter Informa- daß weiter eine Zähleinrichtung nach Art eines

tionen als Antwort auf Abfragesignale, die von einer Schieberegisters die Taktimpulse des getasteten

Bodenstation ausgestrahlt werden, mit einem Oszillators zählt und daß die Zähleinrichtung und

HF-Empfänger, der aus den Abfragesignalen Impulse 5 die digital darstellende Einrichtung über eine

formt, weiter mit einem auf diese Impulse an- Speichermatrix miteinander verknüpft sind, um die

sprechenden Impulsdecoder, der einzelne Signale betreffenden gleichzeitigen Binärentscheidungen in

zur Unterscheidung zwischen den unterschiedlichen einen Impulszug zu konvertieren, der eine Informa-

Abfragetypen vorsieht, mit einer die Antwort for- tion in Form einer Aufeinanderfolge von Bits des-

menden Einrichtung, die Antwortsignale in codierter io jenigen Typs enthält, der durch ein entsprechendes

Form vorsieht, und mit einem Sendeteil, das an die einzelnes Signal aus dem Impulsdecoder bestimmt ist,

die Antwort formende Einrichtung angeschlossen ist, und daß die Aufeinanderfolge der Bits von der Zähl-

um die codierten Antwortsignale zu senden. einrichtung bestimmt ist.

Antwortsender dieser Art sind normalerweise in Durch die elektronische Ausgestaltung der Ant-

Flugzeuge eingebaut, und die Abfragesignale werden 15 Worteinrichtung läßt sich im Gegensatz zur Ver-

von einer Bodenstation ausgesendet. Die Boden- wendung einer Verzögerungsleitung sehr viel Raum

station fordert beispielsweise das Flugzeug auf, sich einsparen, da sich sehr viele Schaltungsabschnitte

zu identifizieren und Flugdaten zu übermitteln, z. B. z. B. in integrierter Schaltungstechnik herstellen

die Höhe über Grund. Die Abfragesignale werden lassen.

nach ihrem Empfang im Antwortsender analysiert, 20 In vorteilhafter Weise sieht die digital darstellende und der Antwortsender sendet dann eine Antwort in Einrichtung unterschiedliche Typen einer codierten Form eines Impulses, der dann von der Bodenstation Information vor, die in Form gleichzeitiger Binärempfangen wird. _ entscheidungen erscheinen. Weiter ist eine Torschal-

Diese Impulse sind zu Impulsfolgen zusammenge- tung vorgesehen, die auf ein jeweiliges einzelnes

faßt und enthalten verschlüsselt die Identifizierung 25 Signal anspricht, um eine bestimmte Aufeinander-

des Flugzeugs und beispielsweise die Höheninfor- folge--der Bits auszuwählen.

mation. Da die Datenübermittlungsstrecke Boden- Die digital darstellende Einrichtung ist mit einer

Flugzeug-Boden nicht von reflektierten Signalen ab- Vorrichtung zur digitalen Darstellung der Höhe des

hängt, ist die Größe des Flugzeugs selbst unwichtig; Flugzeugs in Form gleichzeitiger Binärentscheidun-

die Bodenstation kann somit mit Antwortsendern 30 gen und mit einer Identifizierungsauswählschaltung

ausgestattete Flugzeuge ohne jede Verwendung von ausgestattet, wobei letztere einen Identifizierungscode

Gegensprech- oder Sprechverkehr oder Radar auf in Form von gleichzeitigen Binärentscheidungen vor-

sehr große Entfernungen erfassen. Durch die vom sieht.

Antwortsender übermittelten Informationen wird Echoeffekte und Störsignale werden erfindungs-

das Uberwachungssystem an Flugplätzen in beson- 35 gemäß sehr vorteilhaft dadurch unterdrückt und ab-

ders wirkungsvoller Weise vereinfacht; ein solches gewiesen, daß ein Impulsbreitendiskriminator vorge-

System erhöht vor allen Dingen die Sicherheit und sehen ist, der einen Durchlaßbereich entsprechend

Wirtschaftlichkeit im Flugverkehr. einer bestimmten Impulsbreite aufweist und Impulse

Es ist bereits ein Antwortsender der eingangs ge- abweist, die von dem HF-Empfänger abgegeben wernannten Art bekannt, der zur Formung des Antwort- 40 den und kürzer oder länger als dieser Durchlaßbeimpulscodes bzw. der Lagen der Impulse eine Ver- reich sind. Für diesen Zweck enthält der Impulszögerungsleitung mit mehreren Abgriffen verwendet. breiten-Diskriminator ein Tor, das ein Signal emp-Bei dem hier angesprochenen System ist eine magneto- fangen kann, das die Rückflanke jedes der von dem stricktive Verzögerungsleitung für den Zweck der HF-Empfängers abgegebenen Impulses kennzeichnet, Anordnung der Binärentscheidungen verwendet, die 45 und ebenso eine Schaltung, die auf jeden der Impulse nicht nur einen relativ großen Raum beansprucht, anspricht, um dem Tor ein dieses öffnende Signal für sondern vor ihrer Verwendung getrimmt und justiert die Dauer eines Zeitintervalls zuzuführen, der zu werden muß und darüber hinaus auch temperatur- einem bestimmten ersten Zeitpunkt nach Auftreten mäßig kompensiert werden muß. Die mit Abgriff der Vorderflanke des genannten Impulses beginnt versehene magnetostriktive Verzögerungsleitung wird 50 und zu einem zweiten bestimmten Zeitpunkt danach von einem getriggerten Impulsgenerator angesteuert endigt.

(»IRE Transactions on Aeronautical and Navigatio- Der erfindungsgemäße Antwortsender weist auch

nal Elektronics«, Vo. ANE-3, Nr. 3, S. 113 bis 116, ein Sendeteil auf, das einen elektronischen UHF-Os-

September 1956). .. zillator enthält, der entsprechend des codierten Im-

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- 55 pulszuges getastet wird. Weiter ist im Sendeteil ein

steht darin, bekannte Antwortsender der eingangs ge- Verstärker mit einer niedrigen Eingangskopplung

nannten Art weiter zu verbessern, so daß diese nicht vorgesehen, so daß dieser einen kleinen Teil der

nur sehr viel raumsparender ausgeführt werden Energie aus dem Oszillator empfangen kann, wobei

können, sondern auch wirtschaftlicher hergestellt dieser Verstärker eine Verstärkung aufweist, die so

und betrieben werden können und darüber hinaus 60 ausgelegt ist, daß der durch die geringe Kopplung

einen sicheren und zuverlässigen Betrieb aufweisen. bedingte Leistungsverlust ausgeglichen wird. Weiter

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- ist im Sendeteil auch eine Kopplungseinrichtung zum

löst, daß die die Antwort formende Einrichtung Koppeln des Verstärkers an die Antenne des Ant-

einen örtlichen Oszillator enthält, der vom Impuls- wortsenders vorgesehen.

decoder her getastet wird und Taktimpulse erzeugt, 65 Das Abfragesignal wird von der Bodenstation in

weiter eine digital darstellende Einrichtung vorge- Form eines Richtsignals abgegeben, d. h. also, die

sehen ist, die eine codierte Information in Form von Sendeantenne der Bodenstation hat die Eigenschaft

gleichzeitigen Binärentscheidungen vorsieht, wenn einer stark bündelnden Richtantenne. Wenn das

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Flugzeug jedoch schon relativ nahe bei der Bodenstation ist, dann können auch die Seitenkeulen der Richtantenne vom Antwortsender im Flugzeug aufgenommen werden: Eine Antwort auf eine Abfrage über die Seitenkeule ist jedoch unerwünscht. Wenn ein Abfragesignal, z. B. ein Abfragesignal nach der Identifizierung des Flugzeuges über die Hauptkeule aufgenommen wird, dann wird in einem ersten Kanal ein Signal erzeugt, um eine Antwort auf diese Abfrage einzuleiten und zu steuern. Wenn ein anderer Code empfangen wird, dann wird ein anderes Signal in einem zweiten Kanal erzeugt, um eine Antwort auf dieses Signal, z. B. ein Abfragesignal hinsichtlich der Flughöhe über Grund zu erzeugen bzw. zu steuern. Jedes solches Signal triggert also den örtlichen Oszillator, wodurch die Schwingungen eine bestimmte und genau eingehaltene Phasenbeziehung zum empfangenen Abfragesignal haben. Der örtliche Oszillator erzeugt Taktimpulse, die der Impulszähleinrichtung dann zugeführt werden. Diese Impulszähleinrichtung besorgt dann ein aufeinanderfolgendes Abrufen von digitalen Ausgangskanälen, die die zu sendende Information in binärer oder anders verschlüsselter Form gleichzeitiger Binärentscheidungen, d. h. Bits, liefern. Diese Information kann dann entweder die verschlüsselte Identifizierung sein oder'das Ergebnis einer Höhenmessung in digitaler Form. Die Taktimpulse werden also letzten Endes dazu verwendet, diese verschlüsselten Informationen in einen Impulszug zu verwandeln, welcher seinerseits dazu verwendet wird, den Oszillator des Senders zu tasten. ■

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen

Fig. IA und 1B Abfrageimpulszüge, auf welche der Antwortsender nach der Erfindung antworten soll;

F i g. 2 die horizontale Richtcharakteristik der Abfragestation am Boden und

F i g. 3 das Blockschaltbild des beschriebenen Ausf ührungsbeispiels.

Zunächst wird vor einer ausführlichen Beschreibung des Antwortsenders auf die Fig. IA und 1B Bezug genommen. Der Antwortsender soll auf von der Bodenstation gesendete Abfragesignale antworten, die von der Antwortsender-Antenne des Flugzeuges aufgenommen werden. Grundsätzlich sind zwei verschiedene Arten von Abfragesignalen von Wichtigkeit; diese verschiedenen Signale folgen normalerweise aufeinander.

Die F i g. 1A und 1B zeigen die verschlüsselten Abfragesignale, deren eines (F i g. 1 A) die Abfrage hinsichtlich der Identifizierung des Flugzeuges darstellt und deren anderes (F i g. 1 B) das Flugzeug auffordert, seine Höhe der Bodenstation mitzuteilen. Jedes dieser beiden Signale wird von dem Antwortsender im Flugzeug empfangen und dazu verwendet, die Erzeugung und das Senden von entsprechend verschlüsselten Antwortsignalen zu triggern. Das die Identität abfragende Signal der Fig. IA besteht aus einem Impuls P1 von 0,8 Mikrosekunden Dauer, welchem nach 8 Mikrosekunden ein Impuls P 3 folgt. Ein die Höhe abfragendes Signal nach Fig. IB weist ebenfalls einen Impuls Pl auf, dem nach 21 Mikrosekunden ein Impuls P 3 folgt.

Die Bodenstation sendet normalerweise diese Arten von Abfragesignalen mittels einer Richtantenne, deren horizontale Richtcharakteristik in F i g. 2 dargestellt ist. Das wesentliche an der Richtcharakteristik ist eine Hauptkeule M und die Seitenkeulen 5. Die Abfrageantenne dreht sich und überstreicht den Raum um die Bodenstation; es ist jedoch nur eine von der Hauptkeule M empfangene Antwort erwünscht, während Antworten, die den Seitenkeulen S entsprechen, unterdrückt werden sollen. Zu diesem Zweck sendet die Bodenstation auch mittels einer Antenne ohne Richtcharakteristik Signale aus, und zwar die Impulse P 2, welche 2 Mikrosekunden hinter den Impulsen P1 erscheinen, welche ihrerseits von der Richtantenne gesendet werden.

Wie weiter unten im einzelnen beschrieben werden wird weist das Antwortsendersystem Mittel auf, um zwischen den Signalen aus Haupt- und Nebenkeulen zu unterscheiden, indem ein Impuls Pl beim Empfang mit einem darauf empfangenen Impuls P 2 verglichen wird.

Im folgenden wird auf F i g. 3 Bezug genommen. Die am Flugzeug angebrachte Antenne 10 ist vorzugsweise eine vertikal polarisierte Stichleitung für das L-Band. Die Richtcharakteristik dieser Antenne

10 ist einseitig gerichtet, und das Stehwellenverhältnis ist kleiner als 1,3 :1 in dem interessanten Bereich von etwa 1030 bis 1090 MHz.

Die Antenne 10 ist an eine Frequenzweiche 11 gekoppelt. Die WirÜmgHer Frequenzweiche 11 besteht im wesentlichen aus einer Signaltrennung zwischen dem Empfänger des Antwortsenders und dem Sender desselben, da eine einzige Antenne für beide verwendet wird. Im einzelnen dient die Frequenzweiche

11 zur Trennung des Senders 12 von der Empfängerschaltung, und zwar insbesondere von deren Eingangsstufe 13. Zwischen der Frequenzweiche selbst und der Antenne 10 kann zur Begrenzung von Senderharmonischen ein Tiefpaß-Bandleitungsfilter vorgesehen sein.

Frequenzmäßig ausgedrückt trennt die Frequenzweiche die Senderfrequenz von 1090 MHz von der Empfängersignalfrequenz, d. h. 1030 MHz. Die Antenne 10, die Eingangsstufe 13 und der Sender 12 sind durch ein T-Verbindungsstück verbunden. Die Ausgangskoppelschleife des Senderhohlraums ist auf 1090 MHz abgestimmt, und zwar in Verbindung mit dessen Plattenkreis, worauf weiter unten noch im einzelnen eingegangen wird. Für die Frequenz des Empfängers, d. h. für 1030 MHz erscheint diese Ausgangskoppelschleife als Kurzschluß und wird als hoher Widerstand am T-Verbindungsstück vermittels dessen Drei - Viertel - Wellenlängen - Übertragungsleitung reflektiert. Mit 1030MHz einlaufende Signale werden somit mit geringer Dämpfung durch die Eingangsstufe 13 geleitet.

Die Eingangsstufe hat eine Eingangskopplungsschlaufe, die auf 1030MHz auf Resonanz abgestimmt ist, welche eine hohe Impedanz für Sendersignale von 1090 MHz reflektiert. Damit werden 1090-MHz-Signale vom Sender 12 ebenso mit geringer Dämpfung zur Antenne 10 geleitet, und es fließt nur sehr wenig Energie vom Sender in den Empfänger zurück.

Die Eingangsstufe besteht aus einem bekannten doppelt abgestimmten Kreis mit einer Eingangsschleife und einer Ausgangsschaltung, welche über eine Übertragungsleitung mit dem Hochfrequenzverstärker 14 ausgangsgemäß verbunden ist. Der Verstärker 14 weist einen Resonanz-Plattenhohlraum auf, der auf 1030 MHz abgestimmt ist. Signale von

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der Plattenleitung des Hochfrequenzverstärkers 14 Entfernen von Hauptkeule M und Flugzeug ent-

werden über eine Irisblende mit dem Hohlraum einer stehen.

Mischstufe 15 gekoppelt. Außerdem werden dem Die Ausgangsgröße des Zwischenfrequenzverstär-Mischer 15 Schwingungen eines Oszillators 16 ein- kers 17 wird einem Videoverstärker eingegeben, d. h. gegeben, der vorzugsweise eine bei 970 MHz arbei- 5 einem Breitbandverstärker 18 mit zwei Stufen linearer tende »Nuvistortriode« aufweist und ferner einzeln Charakteristik, die eine Spannungsverstärkung von abstimmbare Platten- und Gitterhohlräume. Kopp- etwa zehn bewirken. Die erste Stufe bewirkt die notlung über Irisblende wird zusammen mit der Kapa- wendige Verstärkung, die durch eine erhebliche zität zwischen den Elektroden verwendet, um die Rückkopplung stabilisiert ist, und die zweite Stufe Schwingung aufrechtzuerhalten. Die vom Oszilla- to ist ein Emitterfolger mit relativ niedriger Ausgangstor 16 kommenden Signale sind ebenfalls über Iris- impedanz zu Anpassungszwecken. Dem Videoverblende mit dem Hohlraum der Mischstufe 15 ge- stärker 18 werden auch Torsignale eingegeben, die koppelt. von einer Stufe 19 zur Steuerung der Unterdrückung

Der Hohlraum der Mischstufe ist auf 1030 MHz kommen. Das heißt, daß sobald die im folgenden zu

abgestimmt. Bei den richtigen Signalamplituden vom 15 beschreibende Schaltung ein verschlüsseltes Signal

Hochfrequenzverstärker 14 und vom Oszillator 16 erhält, auf welches der Antwortsender antworten

erscheint eine so hohe Vorspannung, daß die Dioden- soll, der Videoverstärker 18 unmittelbar danach

Mischstufe 15 ein Ausgangssignal von 60 MHz er- durch die Schaltung 19 abgeschaltet wird, weil so

zeugen kann, welches etwa 2 db über dem einlaufen- lange, wie der Antwortsender antwortet, d. h. als

den Signal von 1030 MHz liegt. 20 Sender arbeitet, keinerlei Abfragesignal, welches

Der Ausgang der Mischstufe 15 wird einem Zwi- dann empfangen werden könnte, von Interesse ist,

schenfrequenzverstärker eingegeben, der beispiels- weil auf solche Signale keine Antwort möglich ist,

weise vier Transistorverstärkerstufen aufweist, die bis die abzugebende Antwort abgeschlossen ist. Dies

über 80 db Verstärkung bei 60 MHz liefern, und ist der Grund, warum Signale, während des Betrie-

zwar mit einer Gesamtbreite bei 3 db von 7 MHz. 25 bes des Antwortsenders als Sender, unterdrückt wer-

Durch diese vier abgestimmten Transistorstufen ist den sollen.

eine selektive und richtige Signalzurückweisung ge- Die vom Videoverstärker 18 gelieferten Ausgangsgeben. Der Zwischenfrequenzverstärker 17 liefert ein signale werden einem impuls-Amplituden-Diskrimilogarithmisches Verhältnis zwischen Eingangs- und nator20 nach Art einer Wellenfalle eingegeben. Ausgangssignalen. Ein großer dynamischer Bereich 30 Dieser Diskriminator 20 dient der Unterdrückung der von etwa 50 db bei den Eingangssignalen kann, auf Seitenkeulen.

diese Weise in einen kleineren Bereich von Aus- Es sind nur diejenigen Abfragesignale von Inter-

gangssignalen, d. h. zum Beispiel 10 db, zusammen- esse, die das Flugzeug dann emptängt, wenn es durch

gedrückt werden, ohne daß dabei die relative Ampli- die momentane Stellung der Hauptkeule M fliegt.

tuden-Information der empfangenen Impulse zer- 35 Aus einem kurzen Blick auf die Fig. IA und IB

stört wird. Diese Zusammendrückung ohne Verlust und 2 sieht man, daß die Impulse Fl und ?2 dann

der relativen Amplitudenwerte gestattet es, daß die verschiedene Amplitudenverhältnisse haben, wenn

nachfolgenden Schaltungselemente eine Amplituden- das Flugzeug entweder durch die Hauptkeule oder

diskriminierung über einen großen dynamischen Ein- durch eine Seitenkeule fliegt. Wenn die Abfrage von

gangsbereich durchführen, um einen richtigen Be- 40 der Hauptkeule stammt, dann sollte der Impuls P1,

reich zur Unterdrückung von Echos und Seitenkeu- der immer der erste Impuls des Abfrage-Wellenzuges

lensignalen zu erzielen. Auf diesbezügliche Einzel- ist, zumindest gleich oder größer in der Amplitude

heiten wird weiter unten eingegangen. sein als der Impuls P2, der durch eine nicht gerich-

Dem Zwischenfrequenzverstärker 17 wird weiter tete Antenne mit einer Verzögerung von 2 Mikroein Signal zur automatischen Verstärkungsregelung 45 Sekunden von der Bodenstation ausgesendet wird. von einer Signalquelle eingegeben, die ebenfalls Wenn andererseits der Impuls P 2 im wesentlichen weiter unten zu beschreiben sein wird. Dies geschieht gleich oder sogar größer ist als der vom Antwortzu dem Zweck, das Ansprechen des Empfängers im sender empfangene Impuls P1, dann ist dies ein An-Antwortsender auf eine begrenzte Anzahl von Ab- zeichen dafür, daß das Flugzeug beim Empfang fragen zu beschränken. Wegen des relativ langsamen 50 durch eine Seitenkeule S fliegt. Um nun ein An-Abtastens durch die Bodenstation erhält ein Flug- sprechen auf von Seitenkeulen kommende Abfragezeug normalerweise eine große Anzahl von gleichen signale zu verhindern, weist der Diskriminator 29 Abfragesignalen. Es werden nur einige von diesen als Hauptelement einen Kondensator 21 auf, der dazu benötigt, ein richtiges Ansprechen, d. h. eine schnell von einem Ausgangssignal des Videoverrichtige Antwort sicherzustellen, und man will im all- 55 stärkers 18 durch einen Strompfad niedrigen Widergemeinen kein System haben, welches fortgesetzt auf Standes geladen wird, der vom ersten Transistor eines Signale mit demselben Abfragezyklus antwortet. Um Schmitt-Triggers 22 gebildet wird. Dieser Schmittalso jegliches überflüssiges Ansprechen und damit Trigger 22 erzeugt einen Ausgangsimpuls von Stan-Antworten, d. h. also einen überflüssigen Betrieb des dardamplitude beim Ansprechen auf jede Umhül-Antwortsenders zu verhindern, wird der Zwischen- 60 lende, die einen Abfrageimpuls darstellt. Die Dauer frequenzverstärker 17 durch die automatische Ver- eines vom Schmitt-Trigger 22 gelieferten Impulses Stärkungskopplung effektiv so von der übrigen entspricht genau derjenigen des ersten Impulses oder Schaltung entkoppelt, daß am Ausgang des Zwi- jedes folgenden, vom System empfangenen Impulses schenfrequenzverstärkers 17 nur verwertbare Signale (0,8 Mikrosekunden). Die Amplitude eines jeden erscheinen. Das Absenken des Wertes der automati- 65 solchen Impulses ist konstant. Auf diese Weise elischen Verstärkungsregelung ist deswegen zweck- miniert. der Schmitt-Trigger 22 jegliche Amplitudenmäßig, weil dadurch schwächere Abfragesignale Schwankungen, die durcn Veränderung des Abstandes unterdrückt werden, die aus dem wechselseitigen sich des Flugzeuges von der Bodenstation bedingt sind.

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Der Kondensator 21 weist am Ende eines Impulses die hinsichtlich ihrer Impulsbreite nicht innerhalb eine bestimmte Ladung auf, die der Amplitude des eines vorherbestimmten Toleranzbereiches liegen. Im-Impulses proportional ist. Da der Ladepfad einen pulse, deren Breite nicht innerhalb dieses Bereiches geringen Widerstand hat, ist die Ladung im wesent- liegen, sollen die Entschlüsselungsschaltung nicht liehen unabhängig von der Dauer des Impulses. Die 5 erreichen, da sie eine falsche Antwort auslösen könn-Ladespannung wird an eine Wandlerstufe mit hoher ten und eine unerwünschte und unnötige UnterImpedanz gelegt, die ihrerseits eine hohe Gegenvor- drückung des Empfanges richtiger Signale während spannung für den Schmitt-Trigger 22 erzeugt, die einer solchen Antwort bewirken könnten. Statistisch ihrem Wert nach proportional der Ladung des Kon- einfallende Impulse mit einer Breite von weniger als densators 21 ist. Die Wandlerstufe 23 ist so ausge- io 4 Mikrosekunden sollen ebenso eliminiert werden, bildet, daß die Vorspannung, die sie zuerst, d. h. un- wie Impulse mit einer Breite von mehr als 1,2 Mikromittelbar nach Beendigung eines Impulses, wie z. B. Sekunden. Solche Impulse können von überlagerten Pl, anlegt, tatsächlich den Eingangskreis des Schmitt- Impulsen oder Echos od. dgl. herkommen. Es ist Triggers für jeden Impuls vergleichbarer Amplitude auch möglich, daß das Abfrageband von anderen unempfindlich macht (Echounterdrückung). Die La- 15 Sendern benützt wird.

dung des Kondensators 21 fließt beispielsweise mit Somit hat die Entschlüsselungsschaltung für die

3 bis 4 db pro Mikrosekunde ab, so daß nach etwa Impulsbreite die Aufgabe, die verbleibende Schal-

2 Mikrosekunden, gemessen von der Anstiegsflanke tung nur für solche Impulse aufnahmebereit zu

des Impulses Pl, die Gegenvorspannung auf einen machen, die zwischen 0,4 und 1,2 Mikrosekunden

solchen Wert gestiegen ist, daß ein Impuls mit glei- 20 Breite haben; kürzere oder längere Impulse sollen

eher oder größerer Amplitude als der Impuls Pl unterdrückt werden.

diese Gegenspannung überwinden kann, um den Zu diesem Zweck werden die Ausgangsimpulse P'

Schmitt-Trigger 21 zu triggern. des Schmitt-Triggers 22 zuerst einer Differenzier-

Wenn der nächste Impuls mit Nachrichteninhalt, schaltung 26 eingegeben, welche die Ausgangsimd. h. also der Impuls P 2, "groß genug ist, um diese 25 pulse differenziert und insbesondere Signale erzeugt, Gegenvorspannung zu überwinden, dann^ spricht der die der entsprechenden Abfallflanke der Ausgangs-Schmitt-Trigger 22 wieder an. Ein solcher Impuls P 2 impulse des TnggeTs:22 entsprechen. Weiter wird erzeugt auch einen Impuls mit konstanter Amplitude. der Impuls P' des Schmitt-Triggers 22 unmittelbar Der Diskriminator 20 eliminiert also jeden Impuls, an den Signaleingang einer Torschaltung von Art wenn dessen Amplitude kleiner ist, als die des kurz 30 eines »nand« Tores angelegt. Als drittes wird der vorher eingegangenen Impulses. Der Diskriminator Ausgang des Schmitt-Triggers 22 einer Schaltstufe 20 eliminiert auch Impulse, die zu schnell auf einen 28 eingegeben, welche Rauschen und Überschwingvorhergehenden Impuls folgen. Impulse, welche ihrer spitzen unterdrückt und Signale von weniger als Amplitude nach nicht kleiner sind als ein vorher- 4 Mikrosekunden Breite eliminiert. Signale, die eine gehender Impuls, bewirken so die Erzeugung zweier 35 größere Breite haben als 0,4 Mikrosekunden, werden Impulse ähnlicher Amplitude, die dann einem Im- als verzögerte Triggersignale einem Univibrator 29 pulsbreitenentschlüssler zugeführt werden, welcher zugeführt, um diesen zu triggern. Dieser monostabile weiter unten beschrieben wird. Multivibrator 29 erzeugt während einer Zeitdauer

Diejenige Zeit, die die Schaltung braucht, um ihre von 0,8 Mikrosekunden ein Ausgangssignal und leitet Gesamtempfindlichkeit für kleine Impulse wieder zu 40 dieses als Sperrsignal an das Tor 27, um dasselbe zu erhalten, nachdem ein großer Impuls empfangen schließen bzw. zu sperren. Jede Ausgangsgröße der wurde (Echounterdrückung) wird bestimmt von der Torschaltung 27 wird der Eingangsseite der Sperr-Entladegeschwindigkeit des Kondensators 21. Der schaltung eines »nand«-Tores 30 zugeführt. Der Si-Diskriminator 20 wird während der Entladung des gnaleingang des »nand«-Tores 30 steht in Verbin-Kondensators wieder empfindlich; jedoch ist es mög- 45 dung mit dem Ausgang der Differenzierstufe 26. Dalich, daß er hoch nicht wieder auf der höchsten mit ist das Tor 30 nur während der astabilen Periode Empfindlichkeit ist, wenn der nächste Impuls, z. B. des monostabilen Multivibrators 29 zum Durchlassen ein Nachrichten enthaltender Impuls P 3 empfangen der differenzierten Abfallflanke des Schmitt-Triggers wird. Dies ist jedoch nicht kritisch, weil die Ampli- "offen. Das heißt also: Wenn der Schmitt-Trigger 22 tude des Impulses P 3 derjenigen des Impulses Pl 50 ein Ausgangssignal P' von weniger als 0,4 Mikrovergleichbar ist und somit auf jeden Fall die von Sekunden Dauer erzeugt, dann wird dieser Impuls der Wandlerstufe 23 erzeugte Gegenvorspannung für natürlich als Signal der Torschaltung 27 zugeführt; den Schmitt-Trigger überwindet. Damit wird ein da der Univibrator 25 sich im stabilen Zustand be-ImpulspaarPl und P 2 durch den Schmitt-Trigger findet, ist der Sperreingang des »nand«-Tores 27 22 als Impuls P' konstanter Amplitude mit 2 Mikro- 55 offen und der Impuls P' wird durch das Tor 27 als Sekunden Abstand durchgelassen, wobei jeder Im- Sperreingang für das »nand«-Tpr 30 geleitet. Damit puls P' hinsichtlich seiner Breite der Breite der diesen ist das »nand«-Tor 30 für die Abfallflanke des aus Impuls erzeugenden Impulse Pl oder P 2 entspricht. dem Schmitt-Trigger kommenden Impulses P' ge-Dies tritt ein, wenn das Flugzeug durch eine Seiten- sperrt, wenn sie der Anstiegsflanke des Impulses nach keule und nicht durch die Hauptkeule des Abfrage- 60 einer kürzeren Zeit als 0,4 Mikrosekunden folgt. Strahles geflogen ist. Wenn das Flugzeug durch die Demnach wird der Ausgang der Differenzierstufe 26 Hauptkeule geflogen ist, wird nur der Impuls Pl durch das geschlossene »nand«-Tor 30 unterdrückt, durchgelassen; der relativ schwächere Impuls P 2 Wenn der Schmitt-Trigger 22 einen Ausgangsimwird dann durch den Diskriminator 20 unterdrückt. puls P' von richtiger Breite, d. h. 0,8 Mikrosekunden,

Im folgenden soll die Decodier- oder Entschlüsse- 65 oder mit einer entsprechenden Abweichung innerhalb lungsschaltung für die Impulsbreite beschrieben wer- der Toleranz von weniger als ± 0,4 Mikrosekunden, den. Der Hauptzweck dieser Schaltung ist der, ein liefert, dann kann der Impuls P' durch die Unterweiteres Durchlassen von Impulsen zu verhindern, drückerstuf e 28 hindurch treten und den Univibrator

29 triggern. Der Univibrator 29 gibt nun sein Ausgangssignal an den Sperreingang des »nand«- Tores 27.

Am Ende der 0,4 Mikrosekunden, gerechnet von der Anstiegsflanke des Impulses P1, hört das »nand«- Tor 27 auf, diesen Impuls weiterzuleiten, und aus diesem Grund wird der Sperrimpuls des »nand«- Tores 30 entfernt. Wenn die Abfallflanke des Schmitt-Trigger-Impulses von der Stufe 26 innerhalb des Toleranzintervalls differenziert wird, dann kann es durch das offene »nand«-Tor in einen Monovibrator 31 eintreten, um diesen zu einem unten zu beschreibenden Zweck zu triggern.

Ein Impuls P' von mehr als 1,2 Mikrosekunden Dauer tritt durch die Stufe 28 hindurch und triggert dann den Univibrator 29; nach 1,2 Mikrosekunden, gerechnet von der Anstiegsflanke dieses Impulses, kehrt der Univibrator 29 in seinen stabilen Zustand zurück, unnd das Tor 27 liefert wieder ein Sperrsignal für das Tor 30, so daß endlich bei der Differenzierung der Abfallflanke das »nand«-Tor 30 wieder geschlossen ist.

Der Univibrator 31 dient dazu, einen Impuls von gleichförmiger Dauer und konstanter Amplitude ansprechend auf einen Ausgangsimpuls von der Differenzierschaltung zu erzeugen, welcher von dem Impuls Pl, P 2 oder P 3 herrührte, welcher seinerseits in verarbeitetem Zustand aus dem Amplituden- und dem Impulsbreitendiskriminator kam. Der Ausgangsimpuls des Univibrators 31 steht in fester Phasenbeziehung zu einem der einlaufenden P1-, P 2- oder P3-Impulse. Da die Ausgangsgröße des »nand«- Tores 30 im wesentlichen mit der abfallenden Flanke eines jeden richtigen vom Empfänger empfangenen Impulses zusammenfällt, wird der Univibrator 31 tatsächlich an der Abfallflanke eines jeden solchen Eingangsimpulses getriggert. Auf diese Weise entsteht eine feste Phasenbeziehung. Mit Hilfe des Univibrators 31 werden die empfangenen Impulse endlich so weit weiterverarbeitet, daß sie nur noch hinsichtlich der Zeit-Phasen-Beziehung unterschiedlich sind und damit ein Entschlüsseln hinsichtlich der Lage der Impulse gestatten.

Die Ausgangsgröße des Monovibrators, d. h. des monostabilen Multivibrators 31 wird zunächst einer Verzögerungsleitung 32 eingegeben. Die Verzögerungsleitung hat Abgriffe bei 2 und 8 Mikrosekunden und gestattet eine maximale Verzögerung von 21 Mikrosekunden.

Die erste Aufgabe des Impuls-Positions-Diskriminators besteht in der Unterdrückung von Seitenkeulensignalen. Es wird daran erinnert, daß ein Impuls P 2 mit gleicher oder größerer Amplitude als der des Impulses P1 durch das System nur hindurchtreten kann, wenn das Flugzeug durch eine Seitenkeule fliegt. Eine Antwort auf eine solche Abfrage ist jedoch nicht erwünscht, so daß die Antwortschaltung gesperrt werden muß. Eine Abfrage wird durch ein aus den Impulsen Pl und P 3 bestehendes Paar von Impulsen identifiziert, wobei der Abstand der Impulse voneinander die Art der Abfrage bestimmt. Damit, kann eine Antwort erst beginnen, nachdem ein Impuls P 3 tatsächlich empfangen wurde. Ein eventuell erscheinender Impuls P 2 wird zur Steuerung der Unterdrückung des folgenden Impulses P 3 verwendet, so daß eine Antwort nicht möglich ist, d. h. gesperrt ist. Ein Impulspaar, bestehend aus Impulsen Pl und P 2 einer Seitenkeulenabfrage, kann den Multivibrator 31 zweimal zur richtigen Zeit und in richtiger Phasenbeziehung triggern. Der Univibrator 31 gibt ein erstes Eingangssignal an die Verzögerungsleitung 32 (entspricht Pl), und über den 2-Mikrosekunden-Abgriff wird dieses verzögerte Signal an einen Eingang einer »Und«-Schaltung 33 gelegt. Der zweite Eingang des »Und«-Tores 33 spricht unmittelbar auf jeden Ausgang des Univibrators 31 an.
Das »Und«-Tor33 spricht auf eine Koinzidenz

ίο eines unverzögerten, P 2 darstellenden Impulses mit einem Pl darstellenden verzögerten Impuls an, wobei die Verzögerung 2 Mikrosekunden beträgt; dies entspricht zugleich der Zeitdifferenz zwischen den Impulsen Pl und P 2. Das Erfassen dieser Impulse Pl und P 2 ist einer Toleranz unterworfen, die durch die Impulsbreite des Ausgangssignals des Univibrators 31 gegeben ist. Die Impulse P1 und P 2 können eine Phasenverschiebungsabweichung bezüglich der 2-Mikrosekunden-Verzögerung der Verzögerungsleitung haben, wobei diese Abweichung durch die Impulsbreite des Univibrators 31 gegeben ist und somit den Toleranzbereich des »Und«-Tores 33 bestimmt. Da normalerweise ein Toleranzbereich von etwa 1 Mikrosekunde erwünscht ist, beträgt die Impulsbreite des Univibrators 31 1 Mikrosekunde.

Ein Impuls_P_2, jier durch den Amplitudendiskriminator 20 hiridwchtritt und dem Impuls P1 mit 2 + 1 Mikrosekunde folgt, läßt das »Und«-Tor 33 ansprechen, und dieses »Und«-Tor 33 triggert einen Multivibrator 34, der seinerseits ein Signal abgibt, d. h., er ist während einer Zeit im unstabilen Zustand, die etwas größer ist als das maximale Abfrageintervall. Das maximale Abfrageintervall beträgt etwa 23 Mikrosekunden, gemessen von der Anstiegsflanke des Impulses P1 bis zur Abfallflanke des Impulses P 3; dies entspricht einem die Höhe abfragenden Impuls von der längsten Toleranz für P 3. Der früheste Zeitpunkt, an welchem der Univibrator 34 getriggert werden kann, ist 2 Mikrosekunden nach der Anstiegsflanke von P1, so daß die maximale Zeit, bei der ein Impuls P 3 im ungünstigsten Toleranzfalle wahrgenommen wird, 21 Mikrosekunden, beginnend vom Triggern des Univibrators 34, beträgt.

Das Ausgangssignal des Univibrators 34 steuert die Unterdrückung der Erfassung von P 3. Zu diesem Zweck ist der Univibrator 34 mit den Sperreingängen der »nand«-Tore 35 und 36 verbunden. Diese »nand«-Tore sind gesperrt, während der astabilen Periode des Univibrators 34, was der Zeit entspricht, in welcher P 3 erscheint.

Die Antwort oder genauer der Beginn der Antwort des Antwortsenders wird durch das Ausgangssignal des Tores 35 oder des Tores 36 gesteuert, wenn der Impuls P 2 zwischen zwei Abfrageimpulsen Pl und P 3 am Trigger 22 unterdrückt war. Ein in seiner Amplitude zu hoher Impuls P 2 blockiert letztlich die Tore 35 und 36 und verhindert, daß diese Tore auf die P3-Impulse ansprechen; der Senderteil des Antwortsenders wird dann nicht getriggert.

Wie bereits oben angedeutet wurde, hat die Verzögerungsleitung 32 einen Abgriff bei 8 Mikrosekunden, dessen Ausgang einem zweiten Eingang des »nannd«-Tores 36 eingegeben wird, während der um 21 Mikrosekunden verzögerte Ausgang der Verzögerungsleitung 32 einem zweiten Eingang des Tores 35 zugeführt ist. Weiterhin wird den »nand«-Toren 35

und 36 unmittelbar der Ausgang des Univibrators 31 eingegeben.

Der Univibrator 31 erzeugt auch ein Ausgangssignal, wenn ein P3-Impuls in richtiger Weise empfangen wurde. Auf diese Weise erhalten die zwei Eingänge des Tores 35 zusammenfallende Signale, deren eines einem um 21 Mikrosekunden verzögerten Pl-Impuls entspricht und deren zweites einem Impuls P3 entspricht, der 21 Mikrosekunden hinter P1 hereilt (unter der Voraussetzung, daß die Anfrage die Höhe des Flugzeuges betraf). Wenn ein Impuls P 3 8 Mikrosekunden hinter einem Impuls Pl herläuft, dann sprechen die zwei Signaleigänge des Tores 36 einerseits auf ein unverzögertes P3-Signal und andererseits auf ein um 8 Mikrosekunden verzögertes Pl-Signal an. Koinzidenz am Tor 36 ist ein Zeichen dafür, daß die Bodenstation das Flugzeug nach seiner Identifizierung fragt. Selbstverständlich sprechen die Tore 35 und 36 nur an, wenn kein P2-Impuls vorlag, so daß keiner der Sperreingänge eines jeden der Tore diese sperrt.

Jedes der beiden »nand«-Tore 35 bzw. 36 steuert beim Erzeugen einer Ausgangsgröße den Beginn der Antwort des Antwortsenders entsprechend der Art der Anfrage. Um im folgenden die Beschreibung zu erleichtern, wird das Ausgangssignäl -des »nand«- Tores 35 im folgenden als Höhenabfragesignal bezeichnet und der Ausgang des »nand«-Tores 36 wird Identifizierungsabi ragesignal bezeichnet.

Die Ausgangssignale der »nand«-Tore 35 bzw. 36 triggern Univibratoren 37 bzw. 38. Die astabilen Perioden von Univibrator 37 und 38 sind so gewählt, daß jeweils diejenige Zeit überdeckt ist, die dazu notwendig ist, ein die Höhe bzw. die Identifizierung in verschlüsselter Form darstellendes Signal entsprechend den für diesen Zweck gesetzten Normen durchzugeben. Die Ausgangsimpulse von »nand«-Tor 35 und »nand«-Tor 36 werden weiter in einem »Oder«-Tor 39 kombiniert, dessen Ausgangsseite mit dem Eingang eines Univibrators 40 verbunden ist.

Der monostabile Multivibrator 40 erzeugt einen Impuls, dessen Dauer langer ist als die Antwort-Code-Zeit für entweder eine Höheninformation oder eine Identifizierungsinformation. Das Ausgangssignal des Univibrators 40 wird dazu verwendet, einen Oszillator 41 im Sinne des Arbeitens anzusteuern. Aus Gründen der diesbezüglichen Normung schwingt der Oszillator mit 689 655 kHz, so daß die Schwingungen dieses Oszillators einander mit 1,45 Mikrosekunden folgen.

Wie bereits oben beschrieben wurde, werden die »nand«-Tore 35 und 36 entsprechend den Abfallflanken eines Impulses P 3 aktiviert, wenn er in der oben beschriebenen Weise von dem Hochfrequenzteil der Schaltung weiterverarbeitet wurde. Wegen der sehr schnellen Ansprechzeit der verwendeten elektronischen Bauelemente kann man also sagen, daß diese abfallende Flanke praktisch mit dem Beginn des Schwingens des Oszillators 41 zusammenfällt, so daß jede Schwingung, welche der Oszillator aussendet, in Zeit und Phase zusammenhängt mit dem jeweiligen triggernden P3-Impulse, so daß also die beim Senden mit Hilfe dieser Schaltung gesteuerte Antwort eine bekannte Zeit- und Phasenbeziehung zu diesem P3-Impuls hat.

Der vom Oszillator 41 erzeugte Sinuswellenzug wird zu einem Impulsformer 42, wie z. B. einem Schmitt-Trigger weitergeleitet. Die Ausgangsgröße dieses Schmitt-Triggers dient als örtliche Quelle für Taktimpulse, die dann einem geeigneten Zähler 43 eingegeben werden. Dieser Zähler weist in der üblichen Weise eine Vielzahl von miteinander verbundenen, bistabilen Flip-Flops, entweder zur Bildung eines binären Zählers oder eines Schieberegisters auf. Vorzugsweise wird ein Binärzähler verwendet, der grundsätzliche Aufbau dieses Zählers ist

ίο aber weniger wichtig, da es nur darauf ankommt, daß die Stufen (Flip-Flops) des Zählers 43 verschiedene Kombinationen von Einstell- und Rückstellzuständen synchron mit den vom Impulsformer 42 kommenden Impulsen annehmen. Der Zähler 43 kann beispielsweise fünf zur Bildung eines binären Zählers verbundene bistabile Flip-Flops aufweisen und somit zweiunddreißig verschiedene Zählzustände annehmen. Somit haben die insgesamt zehn Ausgangsanschlüsse dieses Zählers 43 jederzeit fünf Ausgänge, die richtig sind, und fünf, die falsch sind; dabei gibt es 32 Kombinationen von fünf richtigen Ausgängen, und jede solche Kombination bestimmt einen Zählzustand. Nur einer ist dabei zu jeder Zeit richtig.
Der Zähler wird als Anrufeinrichtung zum nacheinander Öffnen von Torschaltungen verwendet, z.B. solcher »Und«jTore_wie 44-1, 44-2, 44-3 usw.; dabei sind so viele »Uird<c-Tore vorgesehen, wie verschiedene Zählzustände zum Entschlüsseln erforderlich sind. Die Anzahl der notwendigen Zählzustände hängt von der Art des Informationscodes ab, der gesendet werden soll. In anderen Worten heißt dies, daß so viele Zählzustände zur Verarbeitung erforderlich sind, wie Bits notwendig sind, um die Codes für Höhe und Identifizierung zu senden.

Somit weist eine Speichermatrix 44 »Und«-Tore, z. B. die Tore 44-1, 44-2, 44-3 und weitere Tore auf, die je fünf Eingangsanschlüsse haben, die jeweils mit fünf Ausgangsanschlüssen des Zählers 43 verbunden sind, wobei nur eines dieser »Und«-Tore im Leitzustand ist und damit die jeweilige binäre Stellung innerhalb des zu sendenden Codes bestimmt.

Die »Und«-Tore 44-1, 44-2 usw. werden dazu verwendet, Öffnungssignale für eine Anzahl von »Und«- Toren 45-1, 45-2, 45-3 usw. zu liefern, deren Signaleingänge mit den digitalen Ausgangsleitungen 45' einer Einrichtung 45 zur digitalen Darstellung der Höhe verbunden sind. Diese Einrichtung 45 weist einen Höhenmesser auf und einen Konverter zum Umwandeln analoger in digitalen Daten auf, der Ausgangssignale erzeugt, welche ihrerseits in einem bestimmten Code kennzeichnend sind für die Höhe des Flugzeuges. Der Höhenmesser und die Einrichtung 45 arbeiten vorzugsweise durchgehend, so daß die Ausgangsleitungen 45' ständig der jeweiligen Höhe des Flugzeuges entsprechende Daten empfangen.

Die Ausgangsleitungen 45' sind mit »Und«-Toren 45-1, 45-2 usw. verbunden; damit werden die verschiedenen binären Kombinationen des Ausgangs der Einrichtung 45 während des Betriebes des Zählers 43 nacheinander abgerufen. Die Ausgangssignale der Tore 45-1, 45-2, 45-3 usw. werden in eine gemeinsame Sammelschiene 47 gespeist, die also die verschlüsselte Darstellung in einer Reihe von Bits empfängt, wobei also die verschlüsselte Darstellung kennzeichnend für die Höhe des Flugzeuges ist.

In ähnlicher Weise sind ferner Tore 46-1, 46-2, 46-3 usw. vorgesehen, die ebenfalls Öffnungssignale

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von den den Zählzustand erfassenden Toren 44-1, der Antwortsender geantwortet hat. Dieses Gleich-44-2, 44-3 usw. erhalten, um nacheinander die ver- Spannungssignal wird verstärkt und dem Zwischenschiedenen binären Angaben abzurufen, die von den frequenzverstärker 17 eingegeben, um dessen auto-Ausgangsleitungen 46' eines Identitätswählers 46 matische Verstärkungsregelung zu steuern, wodurch definiert werden. Dieses Schaltteil 46 wird normaler- 5 nur die stärksten Abfragen durch das System geweise vom Piloten von Hand eingestellt, um den langen. Nachdem einige Abfragen vom Antwort-Code einzustellen, der der Identifizierung des Flug- sender beantwortet wurden, bewirkt der Begrenzer 46 zeuges entspricht. Die Tore 46-1, 46-2, 46-3 usw. ein Blockieren bzw. Sperren des Zwischenfrequenzspeisen eine Sammelschiene 48, welche aufeinander- Verstärkers 17, so daß die schwächer werdenden Abfolgend verschlüsselt in »Bit«-Form die Identifizie- xo frageimpulse, die dann empfangen werden, wenn das rung des Flugzeuges erhält, wenn die Tore 46-1 usw. Flugzeug sich aus der Hauptkeule entfernt, als übervom Zähler 43 abgerufen werden. flüssige Wiederholungen gesperrt bzw. unterdrückt

Es kann natürlich nur eine der Sammelschienen 47 werden.

bzw. 48 jeweils im Wirkzustande sein, auch dann, Endlich wird der Ausgang des »Oder«-Tores 57, wenn sie ständig mit Signalen versorgt werden; ob 15 welcher ein Gleichspannungsimpuls entweder vom sie ihren Signalgehalt weitergeben, hängt von dem Univibrator 37 oder vom Univibrator 38 ist, dazu Zustand von Steuertoren 49 bzw. 51 ab, die mit den verwendet, unmittelbar die Unterdrückerstufe 19 zu Schienen 47 bzw. 48 verbunden sind. Das »Und«- triggern, die ein Gleichspannungsverstärker ist, um Tor 49 empfängt einen Öffnungsimpuls vom Uni- so eine Art Sperrsignal für den Videoverstärker zu vibrator 37. Dieser Univibrator wurde von einem 20 erzeugen. Die Antwortdauer wird immer durch die Höhenabfrageimpuls getriggert, der in der oben be- Dauer der astabilen Zustände der Univibratoren 37 schriebenen Weise ,vom Tor 35 kam. Damit wird das bzw. 38 bestimmt. Auf diese Weise wird also wäh-Tor 49 geöffnet, um ein verschlüsseltes Signal von rend der Zeitdauer, in welcher diese Univibratoren der Matrix 44 über die Leitung 47 abzugeben, wenn Ausgangssignale abgeben, das Entschlüsseln irgendeine Höhenabfrage vorgelegen hat. In ähnlicher 25 eines während einer Antwort empfangenen Signals Weise wird das Tor 51 durch einen Ausgangsimpuls verhindert.

des Univibrators 38 geöffnet, der dann "getriggert Im-folgenden "wir.d.-der. Sender beschrieben, wobei wird, wenn eine Identifizierungsabfrage vorliegt. Das zunächst noch einmal auf den Univibrator 52 Bezug Ausgangssignal von den »Und«-Toren 49 und 51 genommen wird, der auf die einzelnen Ausgangswird in einem »ODER«-Schaltkreis 50 kombiniert, 30 impulse anspricht, die nacheinander von der Matrix um einen Univibrator 52 zu triggern. Der Univibrator 44 geliefert werden. Der dem Univibrator 52 ein-52 braucht nur einen Eingang, weil die Tore 49 und gegebene Impulszug ist das Codesignal, welches ge-

51 niemals gleichzeitig offen sind. Der Univibrator sendet werden soll, und diese Impulse kommen mit

52 ist ein Impulsformer, insbesondere um die Länge Zeitintervallen an, die 1,45 Mikrosekunden oder eines jeden zu sendenden Bits zu bestimmen. 35 ganzzahlige Vielfache davon betragen. Der Uni-

Bevor der Sender des Antwortsenders beschrieben vibrator 52 selbst erzeugt Impulse von 0,45 Mikrowird, muß noch einmal auf die Wirkungsweise der Sekunden Dauer. Diese Impulse werden einem VerTore 35 und 36 sowie der Univibratoren 37 und 38 stärker 58 eingegeben, der die Treiberstufe für den eingegangen werden. Wie oben beschrieben wurde, Sender 12 darstellt.

decken die astabilen Perioden der Univibratoren 37 40 Die aus der Treiberstufe 58 kommenden Impulse bzw. 38 diejenige Zeit, die zum Senden einer ver- werden dem Transistor 59 zugeführt, die somit denschlüsselten Höhen- bzw. Identifizierungsangabe er- selben für die Zeitdauer je eines Impulses (0,45 Miforderlich ist. Die Ausgangsimpulse der Univibratoren krosekunden) leitend machen und damit das Katho-37 bzw. 38 werden Differenzierstufen 53 bzw. 54 zu- denpotential einer Bleistiftröhre (Triode) 60 steuern, geführt, die auf die Abfallflanken der Ausgangs- 45 welche mit geerdetem Gitter in einem koaxialen impulse der Univibratoren ansprechen, so daß am Hohlraum betrieben wird. Die Rückkopplung vom Ende desjenigen Zeitintervalls, welcher vom ent- Kathodenhohlraum zum Anodenhohlraum bewirkt sprechenden Univibrator-Ausgangsimpuls bestimmt eine kapazitive Kopplung, die symbolisch mit dem wird, an der Eingangsseite eines »ODER«-Tores 55 Kondensator 61 in F i g. 3 dargestellt ist, um eine ein Triggersignal erscheint. Dieses »Oder«-Tor 55 50 Schwingung aufrechtzuerhalten. Die Abstimmung des dient zum Zurückstellen des Zählers 43 auf den Anodenkreises bestimmt die Frequenz des gepulsten Zählzustand Null oder in den Ausgangszustand am Oszillators. Der Oszillator mit der Triode 60 ist Ende der für eine Antwort erforderlichen Zeit, so natürlich auf 1090 MHz abgestimmt, und die Modudaß der Zähler 43 dann für die nächste Antwort vor- lation ist praktisch ein Impulsbetrieb, bei welchem bereitet ist. 55 der Transistor 59 den Oszillator nach Maßgabe der

Die Ausgangsimpulse der monostabilen Vibratoren zu sendenden Signale an- bzw. abstellt. Der Ausgang 37 oder 38 werden außerdem einer Begrenzerschal- wird von einer Schleifenkopplung an den Anodentung 56 durch ein »Oder«-Tor 57 zum Zweck einer hohlraum bewirkt. Diese Schleifenkopplung weist Integration eingegeben. Dieser Begrenzer 56 ist ein einen Transformator auf, dessen Primärkreis in Reihe Integrator, der auf die von den Univibratoren 37 60 mit der Anode der Röhre 60 liegt und der eine Ausbzw. 38 gelieferten Gleichspannungssignale anspricht, gangskopplung 62 aufweist. Die Kopplung selbst ist um dieselben zu zählen bzw. zu integrieren, so daß sehr schwach. Der Oszillatorausgang erzeugt beidamit die Anzahl von unmittelbar aufeinanderfolgen- spielsweise 450 Watt, es werden aber durch die den Abfrageantworten durch das System gesteuert Kopplungsschleife 62 nur etwa 75 Watt aus dem wird. 65 Oszillator gezogen.

Das Ausgangssignal des Begrenzers 56 ist deshalb Im Betrieb spannt also jeder Impuls der Treibereine Gleichspannung, die proportional der Anzahl stufe 58 den Transistor 59 leitend während der Dauer von. aufeinanderfolgenden Abfragen ist, auf welche eines solchen Impulses vor und entfernt dabei zeit-

weilig die Sperrspannung von der Kathode der Bleistifttriode 60 und läßt damit den Kreis schwingen. Die über die Kopplungsschleife 62 abgenommene Ausgangsenergie beträgt nur etwa ein Sechstel der Oszillator-Energie, und zwar wegen der geringen Kopplung zwischen dem Schwingkreis selbst und der Ausgangsschleife. Auf diese Weise wird Reflexion durch das Signal von der Antennenschaltung und die ' Frequenzweiche in den Schwingkreis zurück vermieden; solche Reflexionen würden Frequenzänderungen nach sich ziehen.

Die Ausgangsschleife 52 steuert die Kathodenvorspannung einer weiteren Bleistifttriode 63, die ebenfalls mit geerdetem Gitter betrieben wird und am Ausgang einen Transformator 64 hat. Die Triode 63 dient als Verstärker mit beispielsweise einem Verstärkungsfaktor 10. Die Kopplung von Eingangs- und Ausgangskreis des Transformators 64 ist stark, da irgendwelche in diesen Verstärker reflektierte Signale nicht die Frequenz des zu sendenden Signals stören würden. Damit ist der Verstärker mit geringem Wirkungsgrad an den Oszillatorkreis gekoppelt, aber man kann eine starke Kopplung zwischen dem Frequenzweicheneingang und dem Verstärkerausgang vorsehen, um den Verstärkungsfaktor des Verstärkers voll ausnützen zu können. Die Antenne nimmt etwa 500 bis 700 Watt in den-Impulsspitzen auf. Die Verwendung eines Verstärkers als Koppelelement zwischen Frequenzweiche und Sender gestattet ein geringeres Betriebspotential .für den Schwingkreis, und außerdem wird der gesamte Energieverbrauch verringert. Außerdem gestattet die Verwendung eines Verstärkers im Ausgangskreis des Oszillators einen besseren Wirkungsgrad des Systems. Der Wirkungsgrad dieses Oszillatorverstärkers ist etwa 55 °/o; dieser Wert ist eine erhebliche Verbesserung gegenüber bekannten Sendern in Antwortsendern.

Die Treiberstufe 58 kann außerdem einen Kreis mit einer Lampe steuern, der nur angestellt ist, wenn eine Antwort beginnt; die Lampe flackert dabei während der Zeit einer Antwort als Anzeige an den Piloten, daß das Flugzeug ein Abfragesignal empfangen hat und daß eine Antwort gesendet wird.

Claims (7)

45 Patentansprüche:

1. Antwortsender für ein Luftfahrzeug zum Senden codierter Informationen als Antwort auf Abfragesignale, die von einer Bodenstation ausgestrahlt werden, mit einem HF-Empfänger, der aus den Abfragesignalen Impulse formt, weiter mit einem auf diese Impulse ansprechenden Impulsdecoder, der einzelne Signale zur Unterscheidung zwischen den unterschiedlichen Abfragetypen vorsieht, mit einer die Antwort formenden Einrichtung, die Antwortsignale in codierter Form vorsieht, und mit einem Sendeteil, das an die die Antwort formende Einrichtung angeschlossen ist, um die codierten Antwortsignale zu senden, dadurch gekennzeichnet, daß die die Antwort formende Einrichtung einen örtlichen Oszillator (41) enthält, der vom Impulsdecoder (32,39) her getastet wird und Taktimpulse erzeugt, weiter eine digital darstellende Einrichtung (45, 46) vorgesehen ist, die eine codierte Information in Form von gleichzeitigen Binärentscheidungen vorsieht, wenn der HF-Empfänger (11 bis 20) ein Abfragesignal erhalten hat, daß weiter eine Zähleinrichtung (43) nach Art eines Schieberegisters die Taktimpulse des getasteten Oszillators zählt, und daß die Zähleinrichtung (43) und die digital darstellende Einrichtung (45, 46) über eine Speichermatrix (44) miteinander verknüpft sind, um die betreffenden gleichzeitigen Binärentscheidungen in einen Impulszug zu konvertieren, der eine Information in Form einer Aufeinanderfolge von Bits desjenigen Typs enthält, der durch ein entsprechendes einzelnes Signal aus dem Impulsdecoder (32,39) bestimmt ist, und daß die Aufeinanderfolge der Bits von der Zähleinrichtung (43) bestimmt ist.

2. Antwortsender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die digital darstellende Einrichtung (45,46) unterschiedliche Typen einer codierten Information vorsieht, die in Form gleichzeitiger Binärentscheidungen erscheinen.

3. Antwortsender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Torschaltung (29, 51) vorgesehen ist, die auf ein jeweiliges einzelnes Signal anspricht, um eine bestimmte Aufeinanderfolge der Bits auszuwählen.

4. Antwortsender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die digital darstellende Einrichtung _£45, 46) aus einer Einrichtung (45) zur digitalen Darstellung der Höhe des Flugzeugs in Form gleichzeitiger Binärentscheidungen und aus einer Identifizierungsauswählschaltung (46) besteht, wobei letztere einen Identifizierungscode in Form von gleichzeitigen Binärentscheidungen vorsieht.

5. Antwortsender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulsbreitendiskriminator (26 bis 30) vorgesehen ist, der einen Durchlaßbereich entsprechend einer bestimmten Impulsbreite aufweist und Impulse abweist, die von dem HF-Empfänger (11 bis 20) abgegeben werden und kurzer oder langer als dieser Durchlaßbereich sind.

6. Antwortsender nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsbreitendiskriminator (26 bis 30) ein Tor (30) enthält, das ein Signal empfangen kann, das die Rückflanke jedes der von dem HF-Empfänger (11 bis 20) abgegebenen Impulse kennzeichnet, und eine Schaltung (27, 28, 29), die auf jeden der Impulse anspricht, um dem Tor (30) ein dieses öffnende Signal für die Dauer des Zeitintervalls zuzuführen, der zu einem ersten bestimmten Zeitpunkt nach Auftreten der Vorderflanke dieses Impulses beginnt und /u einem zweiten bestimmten Zeitpunkt danach endigt.

7. Antwortsender flach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sendeteil (12) einen elektronischen UHF-Oszillator (60) enthält, der entsprechend dem codierten Pulszug getastet ist, weiter einen Verstärker (63) mit einer niedrigen Eingangskopplung (62), so daß dieser einen kleinen Teil der Energie aus dem Oszillator (60) empfängt, wobei dieser Verstärker eine Verstärkung aufweist, die so ausgelegt ist, daß der Leistungsverlust durch die geringe Kopplung (62) ausgeglichen wird, und daß eine Kopplungseinrichtung (64) zum Koppeln des Verstärkers an die Antenne (10) des Antwortsenders vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 009 582/13^r