DE1591612C - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Ermittlung von Zielanfang und Zielende bei der Feststellung von Sekundär-Radarzielen - Google Patents

Description

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Um bei der Überwachung des Luftverkehrs noch auch eine Antwort kommt. Man erhält eine geringe

zusätzliche Angaben über Identität, Flughöhe usw. Zielbreite, wenn z.B. infolge der oben unter 2 oder 3

der erfaßten Ziele zu erhalten, wird Sekundärradar genannten Gründe im' Beginn der Erfassung durch die

eingesetzt. ■ ' . Abfragekeule keine auswertbaren Antworttelegramme

Beim Sekundär-Überwachungsradar werden von 5 erhalten werden. Die Zielbreite kann jedoch nicht

einer Bodenstation Abfragetelegramme in.einem der größer als die maximale Zahl der Abfrageimpulse im

festgelegten Modi ausgesandt, die von allen Flugzeugen, Bereich der Abfragekeule sein,

die im Erfassungsbereich des Radars sind und die Wenn nun in "der so' definierten Zielbreite auf

einen .»Transponder« (Empfänger und Sender) an nahezu, jede Anfrage eine auswertbare Antwort Bord haben, automatisch beantwortet werden. Befin- io kommt, so hat man eine hohe »Antwortdichte«,

den sich viele Flugzeuge im Luftraum, und werden sie Eine geringe Antwortdichte erhält man, wenn in der

von mehreren Bodenstationen gleichzeitig erfaßt, Zielbreite häufiger Antworten aus den gleichen

können Störungen auftreten, die sich bei der betref- Gründen ausfallen.

fenden abfragenden Bodenstation dadurch bemerkbar Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß

machen, daß 15 es sich nur schlecht an das tatsächliche Auftreten der

1. eine falsche Antwort (»fruit«) ankommt, die sich Antworttelegramme anpassen läßt. Es arbeitet nur . von der richtigen Antwort nicht unterscheidet; ^dan" °P^timal> ^{wenn die} Zielbreite und die Antwort-

2. überlagerte Antworten eintreffen, die ausgeschie- dichte> als konstant angenommen werden. Dieses trifft den werden, weil ihre Informationen nicht mehr J«*¹«"* ^{in der P}™^X1S. ^mchi ^zu". _r . . _r
eindeutig sind· ' 20 Stellt man beispielsweise ein Kriterium L aus N

3. überhaupt keine Antwort eintrifft,· weil der Trans- ?ⁱⁿ- was besagt, daß L Bit (binäre Einser) im Videoponder des Flugzeuges durch eine kurz zuvor ^.ⁿf^ter _u ^N. vorhanden sein müssen um mit großer eintreffende Abfrage einer anderen Bodenstation Sicherheit auf ein echtes vorliegendes Ziel schließen für eine festgelegte Zeit blockiert ist oder weil er können und ist L bezüglich N und einer festen Antdie vorgeschriebenen Toleranzen nicht einhält. ^{25 w}.°^^dici^hte *° gewählt, daß fur eine angenommene

Zielbreite die Entdeckung eines.Zieles optimal ist,

Daraus ergibt sich, daß die Zahl der auswertbaren dann kann es bei plötzlich verminderter Zielbreite

Antworten eines Zieles innerhalb der Radarkeule vorkommen, daß das Ziel gar nicht entdeckt wird,

stark schwanken kann. weil nun die Zielanfangsschwelle zu hoch liegt. Die

Da man falsche Antworten (»fruit«) von echten Ant- 30 Schwelle kann aber nicht reduziert werden, ohne die Worten nur durch ihre Häufigkeit unterscheiden kann Falschmeldewahrscheinlichkeit zu erhöhen.
— falsche Antworten (»fruit«) treten im Gegensatz zu Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verechten Antworten in einem Entfernungsbereich mit fahren zur Ermittlung von Zielanfang und Zielende bei geringer Häufigkeit und statistisch verteilt auf —, der Feststellung von Radarzielen mittels Sekundärtrifft man die Entscheidung, ob ein Ziel vorhanden ist 35 radar mit einem Schieberegister zur Speicherung der oder nicht, mittels der Zahl der Antworten, die aus von einem Ziel empfangenen Zahl "von Antworten einem bestimmten Entfernungsbereich auf eine bestim- im Takt der Abfrage und mit einer Schwellenwert-. einem bestimmten Entfernungsbereich auf eine be- schaltung, die in der geschilderten Weise in Abstimmte Zahl von Anfragen hin eintreffen. " hängigkeit von der Zahl der gespeicherten Antworten

Um diese Entscheidung treffen zu können, durch- 40 Zielanfang und -ende festlegt, zu schaffen, das die

laufen alle eintreffenden /Telegramme ein Laufzeit- obengenannten Nachteile nicht aufweist, indem es

glied, dessen Verzögerung dem Abstand der Rahmen- sowohl Ziele mit großer Zielbreite und geringer Ant-

impulse der Antworttelegramme mit 20,3 μβ entspricht. wortdichte als auch Ziele mit kleiner Zielbreite und

Ein- und Ausgang dieses Laufzeitgliedes liegen an hoher Antwortdichte festzustellen gestattet,

einer UND-Schaltung, die für jedes Telegramm, un- 45 Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß

abhängig von dessen Inhalt, ein Kriterium (Rahmen- die Prüfung der ZaHI der gespeicherten Antworten

koinzidenzimpuls) abgibt. Die Zahl der empfangenen derart auf mehrere Prüfgänge aufgeteilt ist, daß im

Rahmenkoinzidenzimpulse eines Entfernungsbereiches ersten Prüfgang nur die in einem Teil des Schiebe-

A R wird nun zur Zahl der Abfrageimpulse in Beziehung registers eingespeicherte Zahl mit einem relativ hierzu

gebracht. ■ .5° hohen Schwellenwert ausgewertet wird und daß bei

Zu diesem Zweck werden die empfangenen Rahmen- den nachfolgenden Prüfgängen der auszuwertende koinzidenzimpulse im Takt der Abfrageimpulse in Teil des Schieberegisters vergrößert und der Schwellenein Schieberegister (Videofenster) fester Bitlänge N wert derart geändert wird, daß das Verhältnis von eingeschoben. Weiterhin gibt man sich ein Zielan- Schwellenwert zu auszuwertendem Teil des Schiebefangs- und Zielendkriterium L und T vor und prüft, 55 registers verkleinert wird.

ob die Zahl der Impulse im Schieberegister kleiner oder Weitere Ausbildungen der Erfindung bestehen in größer als die Zahl L bzw. T ist. Jeder Impuls wird im Schaltungsanordnungen zur Durchführung des VerSchieberegister durch ein Bit markiert. Ist die Zahl fahrens. .

der Impulse im Schieberegister zum erstenmal gleich L, Die Erfindung wird nun an Hand der in den

wird ein Zielanfang festgestellt, und es wird die weitere 60 Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher

Telegrammverarbeitung ausgelöst; erreicht die Zahl beschrieben. Es zeigt

der Antworten von oben her zum erstenmal die F i g. 1 ein Blockschaltbild für eine Ausführung der

Schwelle T, wird damit das Zielende angezeigt. unterschiedlichen Auswertung und

In diesem Zusammenhang sollen noch zwei anschlie- F i g. 2 ein Blockschaltbild einer weiteren Aus-

ßend häufiger gebrauchte Ausdrücke erläutert werden. 65 führung.

Unter »Zielbreite« wird der Bereich zwischen dem Bevor die Blockschaltbilder erläutert werden, soll

ersten und letzten auswertbaren Antworttelegramm zuerst das Verfahren allgemein erläutert werden. Bei

verstanden, unabhängig davon, ob auf jede Anfrage dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Schärfe

Claims (4)

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   der Zielanfangs- und Zielendekriterien automatisch in nicht dargestellter Weise die Auswertung des empgeändert, dabei wird immer vom schärferen zum fangenen Antworttelegramms, das damit als von einem schwächeren Kriterium geschaltet. echten Ziel stammend gekennzeichnet ist. Gleichzeitig Mit dem scharfen Kriterium werden Ziele geringer wird dieses Kriterium gespeichert und verhindert dann, Zielbreite festgestellt, bei denen die Antworten dicht 5 daß beim eventuellen Ansprechen des Vergleichers mit aufeinanderfolgen. Bei dem scharfen Kriterium wird den anderen Kriterien oder beim nächsten Antwortein kleines Videofenster (z. B. 3 oder 4 Bit) und eine ' telegramm ein neues Ziel gemeldet wird. Danach werim Vergleich dazu hohe Schwelle (z. B. 3'oder 4 Bit) den über die Steuereinrichtung weitere Stellen des eingeschaltet. Scharfe Kriterien sind so z. B. 3 aus 3, Schieberegisters SR und über die UND-Schaltung Ul 3 aus 4, 4 aus 4. Erfüllt ein Ziel mit geringer Ziel- io die nächste Schwellwerteinrichtung SE2 an den Verbreite dieses Kriterium nicht, wird es als falsches Ziel, gleicher angelegt, bis"schließlich mit dem Freigeben der d. h. die Antworten als »fruit« angesehen. UND-Schaltungen US und t/8 der gesamte Inhalt Beim schwächeren Zielentdeckungskriterium hat des Schieberegisters und die Schwellwerteinrichtung man eine größere Videofensterlänge als beim starken SE3 mit dem niedrigsten Kriterium (z. B. 6 aus 12) am Kriterium und eine im Vergleich zur Fensterlänge 15 Vergleicher anliegt. In den gleichen Prüfgängen wird niedrige Schwelle für die Zielanfangserkennung. Bei- auch auf das Zielendekriterium geprüft. Wird eine vorspiele dafür sind Kriterien wie 5 aus 10, 5 aus 11, gegebene Schwelle zum erstenmal unterschritten, 6 aus 10, 6 aus 12 usw. . wird das dieses Ziel kennzeichnende gespeicherte

   Damit ist folgendes sichergestellt: Im Falle einer Kriterium wieder gelöscht.

   hohen Antwortdichte erfolgt unabhängig von der 20 Die Kriterien sind mit der zugehörigen Fensterbreite Zielbreite eine Auswertung beim schärferen Kriterium. in den Schwellwerteinrichtungen SE wahlweise ein-Damit ist gewährleistet, daß es sich um ein echtes stellbar und beeinflussen entsprechend auch die Ziel handelt. Bei einer geringeren Antwortdichte kön- Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung steuert auch nen mit dem schwächeren Kriterium noch Ziele mit die notwendigen Umspeicherungen von und zum großer Zielbreite entdeckt werden. Ziele geringer Ziel- 25 Zielauffassungsspeicher für die verschiedenen Entbreite und Antwortdichte, lassen sich jedoch von fernungselemente.

   »fruit« nicht mehr unterscheiden. Eine weitere Schaltungsvariante zur Auswertung Man kann also im Gegensatz zum bekannten Ver- mit verschiedenen Kriterien ist in den F i g. 2 dargefahren noch Ziele mit geringer Zielbreite und großer stellt. In dieser Figur sind der Anordnung nach Antwortdichte feststellen. Weiterhin ist es möglich, 30 F i g. 1 entsprechende Einheiten mit dem gleichen Bebei (^Μ/*) verschiedenen Kriterien bei der Fenster- zugszeichen versehen.

   länge M insgesamt bis zu M Kriterien gleichzeitig für Die von der UND-Schaltung i/l abgegebenen Im-Zielanfang und Zielende einzustellen, während bei dem pulse, die ein Antworttelegramm aus einem bestimmten alten Verfahren gleichzeitig nur 1 Kriterium möglich Entfernungsbereich kennzeichnen, dessen Rahmenist. Hierbei ist M die Zahl der Bits, die im Schiebe- 35 impulse den vorgeschriebenen zeitlichen Abstand register maximal gespeichert werden kann. haben, werden wiederum mit dem Takt der Abfragein den Ausführungsbeispielen ist zur Vereinfachung impulse Tl in das Schieberegister eingeschrieben, der Darstellung und Beschreibung nur die Anordnung Nach der nicht dargestellten Übertragung des Wertes für die Auswertung für ein Entfernungselement dar- in den Zielauffassungsspeicher wird der Inhalt des gestellt. Die Einspeicherung der im Zielauffassungs- 40 Schieberegisters SR mit einem von der Steuereinrichspeicher gespeicherten Informationen in das Schiebe- tung ST abgegebenen schnelleren Takt Γ2 in einen die register zum richtigen Zeitpunkt und die Rückspei- Impulse zählenden Zähler Zl ausgespeichert, d. h., cherung erfolgen wie bei den bekannten Verfahren. die zuletzt eingespeicherte Information wird zuerst Die ankommenden Äntworttelegramme werden gezählt. Durch den gleichen TaktT2 wird auch ein über den Eingang E (F i g. 1) an ein Laufzeitglied LZ 45 Zähler Z2 gesteuert, der damit die Fensterbreite festangelegt. Die Verzögerungszeit dieses Laufzeitgliedes stellt. Wenn dieser Zähler Z2 z. B. drei Ausleseimpulse entspricht dem Abstand der beiden Rahmenimpulse gezählt hat (entsprechend dem vorhergehenden Beieines Antworttelegramms mit 20,3 μ8. Bei einem spiel), gibt er die UND-Schaltung i/6 frei, über die Antworttelegramm liegen dann die beiden Rahmen- jetzt der in der Schwellwerteinrichtung SEI für das impulse zur gleichen Zeit am Ein- bzw. Ausgang des so erste Kriterium gespeicherte Wert an den Vergleicher V Laufzeitgliedes und betätigen eine logische UND- angelegt wird und dort mit der Stellung des Zählers Zl Schaltung Ul. Das Ausgangssignal dieser UND-Schal- verglichen wird.

   tung wird im Takt Tl in das Schieberegister SR ein- Die übrigen Kriterien werden in Abhängigkeit von geschoben, in dem auch die vorhergehenden Impulse der Stellung des-Zählers Z2 in entsprechender Weise des gleichen Entfernungselementes gespeichert sind. 55 ausgewertet. Die Abgabe der Kriterien erfolgt wie bei Aus der Steuereinrichtung ST wird jetzt ein Kri- der in F i g. 1 dargestellten Anordnung. Die nach terium an z. B. drei UND-Schaltungen U2, t/3, UA jedem Zählvorgang erforderliche Rückstellung der angelegt, über die jetzt der Inhalt der ersten drei Stel- Zähler wird in nicht dargestellter Weise gesteuert,
   len des Schieberegisters SÄ über eine Addiereinrichtung AD dem Vergleicher F angelegt wird. Gleich- 60 Patentansprüche:
   zeitig wird auch die UND-Schaltung i/6 freigegeben,

   über die das für diese Fenstergröße in der Schwell- 1. Verfahren zur Ermittlung von Zielanfang Werteinrichtung SE eingestellte Kriterium für Zielan- und Zielende bei der Feststellung von Sekundärfang mit z. B. 3 Bits bzw. für Zielende ebenfalls an den Radarzielen mit einem Schieberegister zur Speiche-Vergleicher angelegt wird. Sind für diesen Fall in den 65 rung der von einem Ziel empfangenen Zahl von ersten drei Stellen des Schieberegisters je ein Impuls Antworten im Takt der Abfrage und mit einer gespeichert, so wird vom Vergleicher ein Kriterium Schwellenwertschaltung, die in Abhängigkeit von für Zielanfang abgegeben. Dieses Kriterium steuert der Zahl der gespeicherten Antworten Zielanfang

   und -ende festlegt, indem sie beim Überschreiten eines Schwellenwertes durch die steigende Zahl der gespeicherten Antworten einen Impuls als Kriterium für den Zielanfang und beim Unterschreiten eines Schwellenwertes durch die fallende Zahl der gespeicherten Antworten einen Impuls als Kriterium für das Zielende abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung der Zahl der gespeicherten Antworten derart auf mehrere Prüfgänge aufgeteilt ist, daß im ersten Prüfgang nur die in einem Teil des Schieberegisters eingespeicherte Zahl mit einem relativ hierzu hohen Schwellenwert ausgewertet wird und daß bei den nachfolgenden Prüfgängen der auszuwertende Teil des Schieberegisters vergrößert und der Schwellenwert derart geändert wird, daß das Verhältnis von Schwellenwert zu auszuwertendem Teil des Schieberegisters verkleinert wird.
2. 2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge des Schieberegisters (SR) über logische Schaltungen (U2 ... i/5) an einen Vergleicher (V) angelegt sind, ari den auch die Schwellenwerteinrichtungen (SEI ... SE3) zur .Abgabe des vorgegebenen . Schwellenwertes über weitere logische Schaltungen (U6 ... US) angelegt sind, und daß eine Steuereinrichtung (57") die Freigabe der logischen Schaltungen steuert.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die logischen Schaltungen (t/2 ... US) des Schieberegisters (SR) und den Vergleicher (V) eine Addierstufe (AD) eingeschaltet ist.
4. 4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberegister (SR) ein vor- und rückwärts steuerbares Schieberegister ist, daß eine Steuereinrichtung (ST) außer dem Abfragetakt (Tl) einen Steuertakt (Tl) abgibt, mit dem das Schieberegister (SR) nach rückwärts zwischen zwei Abfrageimpulsen (7Ί) ausgelesen wird, daß ein erster Zähler (Zl) die vom Schieberegister ausgelesenen Antwortimpulse und ein zweiter Zähler (Z2) die Steuerimpulse (Tl) zählt, daß die Ausgänge des ersten Zählers (Zl) an einen Vergleicher (V) angelegt sind, an den auch die Schwellenwerteinrichtungen (SEI ... SE3) zur Abgabe des vorgegebenen Schwellenwertes über logische Schaltungen (U6 ... US) angelegt sind, und daß die logischen Schaltungen in Abhängigkeit von der Stellung des zweiten Zählers (Z2) freigegeben werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen