DE1929042C3 - Verfahren und Einrichtung zur Berücksichtigung der Laufzeiten in der Antwortstation eines Impulsabfrage-Entfernungsmeßsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berücksichtigling der Laufzeiten im Empfänger und Sender der Antwortstation eines Impulsabfragesystems zur Entfernungsmessung, bei dem in der Antwortstation nach einer vorbestimmten Zeit nach Empfang eine Impulses ein Sendeimpuls abgegeben wird, bei dein. mittels eines Meßimpulses die Laufzeit im Sender und im Empfänger gemessen wird und in Abhängigkeit von diesem Meßergebnis diese Laufzeil auf den vorgegebenen Wen eingestellt wird, insbesondere u, der~ Bodenstation des TACAN-Funknavigationssystems, sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Das Verfahren wird beispielsweise für das TA-CAN-Verfahren beschrieben; es ist jedoch nicht auf dieses beschränkt, sondern allgemein bei allen Impuls-Abfrageverfahren anwendbar.

»TACAN* ist bekanntlich ein Polarkoordinaten-Verfahren für die Kurzstreckennavigation, das boden- und bordseitig mit Transpondern arbeitet. Vom Flugzeug werden Impulse einer bestimmten Fr. quenz ausgesendet, die von der Bodenstation aufgenommen und nach einer vorbestimmten Zeit am einer anderen bestimmten Frequenz beantworte, werden. Die Laufzeit der Impulse Bordsender — Bodenempfänger — Bodensender — Bordempfänger ist das Maß für die Entfernung des Flugzeuges von der Bodenstation. Hierbei ist es aus naheliegenden Gründen erforderlich, daß die vorbestimmte Zeit zwischen dem Eintreffen des Abfrageimpulses und der Abgabe des Antwortirnpulses genau eingehalten wird.

Die Abfrage- und Antwortimpulse bestehen bekanntlich aus Doppelinipulsen bestimmter Breite und bestimmten Abstandes, die mit Hilfe einer Entschiiüilerschaltung erkannt werden. Diese Entschlüßlerschaltung. sowie andere HF- und NF-Stufen des Senders und Empfängers haben gewisse Laufzeiten, die bei der vorbestimmten Zeit zwischen Abfrage und Antwort berücksichtigt werden müssen.

Bei den bekannten TACAN-Geräten und ähnlichen Impulsabfragegeräten wird die Laufzeit vom Auslösen des Sendeimpulses bis zum Eintreffen dieses direkt von der Empfangsantenne aufgenommenen Impulses am Empfängerausgang gemessen und bei einer vorgegebenen Temperatur, z. B. der Raumtemperatur, einmalig vor der Inbetriebnahme durch Veränderung einer Verzögerungsleitung auf die vorbestimmte Zeit eingestellt (USA.-Patentschriften 2 604 622, 2 634410). Es werden hierzu zusätzliche Meßimpulse erzeugt.

Diese Geräte haben den Nachteil, daß, unabhängig von z. B. temperaturbedingten Änderungen und Alterungserscheinungen der Bauteile, immer eine konstante Zeit in der Meßschleife berücksichtigt wird. Präzisionsentfernungsmessungen sind mit den bekannten Geräten daher nicht oder nur schwer möglich.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 247 035 ist ein »C\V«-Radargerät bekannt, bei dem Sende- und Meßzeiten abwechseln. Abgesehen davon, daß es sich hierbei um eine andere Technik handelt, werden auch bei der Anordnung nach dieser Auslegeschrift getrennte Meßsignale erzeugt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, anzugeben, wie bei Impulsabfrageverfahren die Gerätelaufzeiten für jede Abfrage-Antwort-Impulsfolge automatisch ermittelt und berücksichtigt werden können, ohne daß getrennte Meßimpulse benötigt werden. Eine Änderung der grundsätzlichen Gerätekonzeption, z. B. des TACAN-Transponders, ist hierbei nicht notwendig, da die Abschaltung des Empfängers während des Sendens weiterhin möglich ist.

D,L· Erfindund ist daaurch gekennzeichnet, daß zum Erzielen der höchstmöglichen Entfernunj-smeB-genauigkeit zur Laufzeitmessung jeder Sendeimpuls Verwendet wird, daß Auslösen des Sendeimpulses und Beginn der Messung gleichzeitig erfolgen und daü das Meßergebnis jeweils nur ^s zum Eintreffen des nächsten Empfangsimpulses gespeichert wird und beim nächsten Empfangs/Scnde-Vcrgang von der vorbestimmten Zeit subtrahiert wird.

Dieses für die Bodenstation angegebene Verfahren läßt sich sinngemäß auch bei Bordstationen anwenden, wobei an Stelle des Ringzählers ein Entfer-„unesmesser tritt.

Gemäß einer besonders günstigen Weiterbildung des Verfahrens durchläuft in der Einrichtung zur Durchführuno des Verfahrens der Meßimpuls den Empfänger in umgekehrter Reihenfolge (Entschluß-IcrschaUung vor ZF-Teil) wie der eigentliche Empfanesimpulf; hierdurch wird es möglich, den Empfänger während des Sendens abzuschaben. ⁸ Für den Erfindungsgedanken wird rum ein Ausführungsbcispiei an Hand der Figur näher erläutert. Weitere Ausführungsbeispiele sind denkbar.

Die Figur zeigt ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels, und zwar die mit der Erfindung er-,veiterte, an sich bekannte Bodenstation einer TA-CAN-Anlagc. Diese empfängt bzw. sendet über An-,enne /I Doppelimpulse von 3,5 us Dauer und 12 „s Abstand. Die Empfangs- und Sendefrequenzen Heger. bei unecfähr 1000 MHz und haben einen Frequenzabstand von 63 MHz. In der Figur sind die Empfangsimpu.se oben bzw. rechts von den Leitungen und die Sendeimpulse unten bzw. Imks von den Le₁-tungen eingezeichnet.

E^Pin ankommender (Abfrage-) Doppclimpuls ge-Ia, it über die Antenne A. einen abgestimmten Eingan^egskre« EK auf eine Mischstufe MS. deren Oszillator auf die Sendefrequenz fs abgestimmt ist Die sich ergebende Zwischenfrequen.- /_z/ (63 MHz) gelangt über eine analoge ODER-Schaltung Ol auf einen Zwischenfrequenzverstärker KZF und einen Demodulator DM. Dieser liefert in Videolage den Doppelimpuls. Der Doppelimpuls gelangt nun über eine UND-Schaltung Ul auf eine Entschlüßlcrschalwähler alle 50 us seine Nullstellung J"^rchl|^iul'"^i:
ist die vorbestimnue Zen zwischen Aniray-

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Taktfrequenz /_T des Ringzahlcrs betragt 80 MHz. EJt und der W se _vcmachlässigbar sind.

Bei dauernd angeschaltetem Takt wurde der Ring- gen UNU icnauungu

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Piuentansprüdic:

1. Verfahren zur Berücksichtigung der Laufzeiten im Empfänger und Sender der Antwortstation eines Impulsabfragesysiems zur Entfernungsmessung, bei dem in der Antwortstation nach einer vorbestimmten Zeit nach Empfang eines Impulses ein Sendeimpuls abgegeben wird, bei dem mittels eines Meßimpulses die Laufzeit im Sender und im Empfänger gemessen wird und :n Abhängigkeil von diesem Meßergebnis diese Laufzeit auf den vorgegebenen Wert eingestellt wird, insbesondere in der Bodenstation des TA-CAN-Funknavigationssystcms, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzielen der höchstn/jglichen Entfernungsmeßgenauigkeit zur Laufzeitmessung jeder Ser.deimpuls verwendet wird, daß das Auslösen des Sendeimpulses und der Beginn der Messung gleichzeitig erfolgen und daß das Meßergebnis jeweils nur bis zum Eintreffen des nächsten Empfangsimpulses gespeichert wird und beim nächsten Empfangs/Sendc-Vorgang von der vorbestimmten Zeit subtrahiert wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens na^h Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein geringer Teil der Sendeenergic als Meßimpuls ausgekoppelt wir¹ (in SL) und daß der Meßimpuls verzögc^rt wird (in VG) und anschließend mindestens eiiren feil (VZF; DM) der Empfängerstufen durchläuft, und daß der Meßimpuls einen die vorbestimmte Zeit definierenden Ringzähler (RZ), der jeweils bei seinem Nulldurchgang einen Sendeimpuls auslöst, anhält, und daß der nächste Empfangsimpuls bewirkt, daß der Ringzähler von diesem voreingestcllten Wert weiterzählt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der als Empfangsimpuls der erste Impuls eines Impulspaares mit definiertem Impulsabstand gewertet wird und bei der die Prüfung auf Vorhandensein dieses Doppelimpulses mittels eines Schieberegisters und eines diesem parallelgeschalteten Verzögerungsglicdcs erfolgt, und bei der der Sender gleichartige Doppelimpulsc abstrahlt, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßdoppelimpuls demoduliert (MDM), der zweite Impuls des Impulspaares unterdrückt (U4) und der erste Impuls dem Verzögerungsglied (VG) zugeführt wird, daß so dessen Ausgangssignal einen auf der ZF schwingenden Oszillator (MM) auftastet, daß die modulierte ZF mit einem Dämpfungsglied (DG) auf die Amplitude der Empfangsimpulse eingestellt wird, daß das ZF-Signal dem ZF-Verstärker (VZF) und dem Demodulator (DM) des Empfängers und das WF-Signal unmittelbar einer Triggerschaltung (7") zum Anhalten des Ringzählers (RZ) zugeführt wird.

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