DE2005460A1

DE2005460A1 - Response device for query response systems

Info

Publication number: DE2005460A1
Application number: DE19702005460
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Ing Albersdorfer Otto Dipl Ing 8000 München P Bock
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-02-06
Filing date: 1970-02-06
Publication date: 1971-08-19
Also published as: DE2005460B2

Description

Antwortgerät für Abfrage-Antwortsysteme ei Abfrage-Antwortsystemen kann es vorkommen, daß gleichzeitig mehrere Abfragen bei einem Antwortgerät eintreffen, wenn die Abfragegeräte unabhängig voneinander Abfragen aussenden können. Derartige Probleme treten vor allem bei Sekundärradar- bzw. Kennsystemen aut; es ist aber auch möglicn, daß sicn bei Fernmeß- bzw. Fernwirksystemen ähnliche Schwierigkeiten ergeben.Response device for interrogation-response systems in interrogation-response systems it can happen that several inquiries arrive at one answering device at the same time, if the interrogators can send queries independently of one another. Such Problems occur primarily with secondary radar or identification systems; but it is it is also possible that similar difficulties exist in telemetry or telecontrol systems result.

im folgenden sei vorausgesetzt, daD es dem Abfragegerät möglicn ist, überlappend eintreffende Abfragen voneinander zu trennen und herauszufinden, daß zwei oder mehr getrennte Abfragen vorliegen. Eine trennung der Abfragen von verschiedenen Abfragegeräten wird z.B. durch geeignete Wahl des odierungs- bzw. Modulationsverfahrens bei den einzelnen Abfragegeräten gewährleistet. Wenn nun die Abfragen sich so weit überlappen, daß auch die abgegebenen Antwortsignale sich gegenseitig überschneiden, weil eine gewisse Mindestdauer für die Antwortsignale nicht unterschritten werden darf, kann entweder die zweite Abfrage nicht beantwortet werden oder es müßte ein großer Aufwand (z.B. zweiter Antwortsender) getrieben werden. Auch bei den Abfragegeräten wäre die eintreffende, aus zwei sich überlappenden Antwortsignalen bestehende antwort nicht ohne weiteres decodierbar bzw. auswertbar.in the following it is assumed that the interrogation device is able to to separate overlapping incoming queries from each other and to find out that there are two or more separate queries. A separation of the queries from different ones Interrogation devices is e.g. through a suitable choice of the odation or modulation method guaranteed for the individual interrogation devices. If now the queries are so far overlap so that the response signals emitted also overlap each other, because the response signals do not go below a certain minimum duration may, either the second query can not be answered or it would have to be great effort (e.g. second responder) are driven. Even with the interrogation devices would be the incoming response consisting of two overlapping response signals not easily decodable or evaluable.

Die Erfindung, welche sich auf ein Antwortgerät für Abfrage-Antwortsysteme, insbesondere für Sekundärradar, bezieht, bei denen zwei oder mehr sicn überlappende Abfragesignale eintreffen können und Mittel vorgesehen sind, die eine trennung der sich überlappenden Abfragesignale ermöglichen, vermeidet diese t;ehwierigkeiten dadurch, daß das zuerst eintreffende Abfragesignal in der gleichen Weise beantwortet wird wie bei nichtiiberlappend eintreffenden Signalen und das/die andere(n) Signal(e) um eine bestimmte Zeit mindestens so weit zusätzlich verzögert werden, daß nicht zwei oder mehr sich überlappende Antwortsignale ausgegeben werden.The invention, which relates to a response device for query-response systems, especially for secondary radar, where two or more are overlapping Interrogation signals can arrive and means are provided that a separation of the enable overlapping query signals, avoids this t; eternity in that the interrogation signal that arrives first is answered in the same way as with non-overlapping incoming signals and the other signal (s) be delayed by a certain time at least so far that not two or more overlapping response signals are output.

T)ie Erfindung und weitere Einzelheiten sowie "eiterbildungen der erfindung werden im folgenden anhand von zeicnnungen näher erl utert: s zeigen: teig. 1 ein Blockscnaltbild eines teils eines Antwortgerät nach der Erfindung Fig. 2 ein Zeitdiagramm Fig. 3 ein blockschaltbild eines vollständigen Antwortgeräts.T) he invention and further details as well as "pus formations inventions are explained in more detail below with the aid of drawings: s show: dough. 1 is a block diagram of part of a transponder according to the invention. Figure 2 is a timing diagram; Figure 3 is a block diagram of a complete transponder.

Heht man zunächst davon aus, daß die Verzögerungszeit für die Trennung zweier Antwortsignale # ist, die Dauer eines ntwortsignals T beträgt und der Zeitabstand #t zwischen den eintreffenden Abfragen betragt, so gilt die Beziehung # ~ (T - #t) Eine besonders einiacne Ausfuhrungsform der Erfindung bestent darin, daß die Verzögerungszeit konstant gewählt wird, und zwar gerade so groß, daß für alle denkbaren betriebefälle bei den Abfragesignalen eine Uberlappung der Antwortsignale mit Sicherheit vermieden ist. Dies hat auch zur Polige, daß die Information über die Verzögerungszeit, welche zweckmäßig dem ntwortsignal hinzugefügt wird, besonders einfacn gehalten werden kann, da nicht die große der Verzögerungszeit, sondern lediglich deren Vorhandensein festgehalten werden muß. Dabei ist zweckmäßig innerhalb eines Abfragesystems für alle ntwortgeräte die gleiche Verzögerungszeit festgelegt und diene Verzögerungszeit in den Abfragegeräten bekannt. Bei Sekundärradar-Abfragesystemen hat die Anwendung konstanter Verzögerungszeiten jedoch den Nacnteil, datS alle verzögert eintreffenden Antworten mit einem konstanten Fehler behaftet sind.Assume first that the delay time for the separation of two response signals is #, the duration of a response signal is T and the time interval #t is between the incoming queries, the relationship # ~ (T - #t) applies A particularly einiacne embodiment of the invention consists in the fact that the delay time is chosen to be constant, just so large that for all conceivable operational cases In the case of the interrogation signals, an overlapping of the response signals is definitely avoided is. This also has to do with the information about the delay time, which is expediently added to the reply signal, are kept particularly simple can, since not the length of the delay time, but only its presence must be held. It is useful within a query system for all answering devices set the same delay time and serve Delay time known in the interrogators. With secondary radar interrogation systems however, the application of constant delay times has delayed the negative part that has all been delayed incoming responses are subject to a constant error.

Tn der Fig. 1 ist im Blockschaltbild eine Auswerteschaltung dargestellt, welcne die bei überlapsend eintreffenden Abfragesignalen notwendige Zeitverscniebung bewirkt. Dabei ist von einer konstanten Verzögerungszeitt ausgegangen. In Fig. 2 ist das zugehörige Impuls-Zeitdiagramm gezeichnet, wobei mit den Buchstaben A bis F die Signalzustande bei den mit den gleichen Buctlstaben bezeichneten Punkten der schaltung festgelegt sind.In FIG. 1, an evaluation circuit is shown in the block diagram, what the time shift necessary for interrogating signals that arrive overlapping causes. A constant delay time t is assumed. In Fig. 2 the associated pulse-time diagram is drawn, with the letters A to F the signal states at the points marked with the same letters circuit are set.

treffen zwei Abfragen Q1 und Q2 ein, die sich gegenseitig überlappen, wie in der ersten zeile der Fig. 2 dargestellt ist, so können durch die Rückflanke dieser Abfragesignale, die eine hier nicht näher dargestellte Codierung oder Modulation aufweisen, Impulse q1 und q2 gebildet werden. Wenn der Abstand wischen den Impulsen ql und q2 kleiner ist als der Abstand zwisehen den Punkten t1-tl' bzw. t2-t2', so liegt bei den Abfragesignalen eine Überlappung vor. Es ist jedoch für die Ausgabe der Antwort nicht darauf abzustellen, ob eine Überlappung der Abfragesignale, sondern eine mögliche Überlappung der Antwortsignale auftreten kann. Deshalb sind besondere Maßnehmen zur nennung der Antwortsignale erforderlich, wenn der Abstand zwischen q1 und q2 kleiner ist als die zeitdauer £, welche für die Aussendung des Antwortsignals mindestens benötigt wird. Die Signale q1 und q2 werden zwei Monaflops, d.h.if two queries Q1 and Q2 arrive, which overlap each other, As shown in the first line of FIG. 2, the trailing edge these interrogation signals that have a coding or modulation not shown here have, pulses q1 and q2 are formed. When the distance wipe the pulses ql and q2 is smaller than the distance between the points t1-tl 'and t2-t2', see above there is an overlap in the interrogation signals. However, it is for output the answer does not depend on whether there is an overlap of the interrogation signals, but rather a possible overlap of the response signals can occur. Therefore are special Measures are required to identify the response signals when the distance between q1 and q2 is less than the duration £, which is required for the transmission of the response signal at least is required. The signals q1 and q2 become two monaflops, i.e.

monostabilen Kippstufe mit wählbarer Rückkippzeit, zugeführt, wotei dem Monoflop Ml zusätzlicn eine Negationsstufe h nachgeschaltet ist. Die Rückkippzeit der Monoflops Ml und M2 entspricht, wie bei n angedeutet, der Zeit , d.h. der Dauer eines Antwortsignals Al bzw. A2. Den Monoflops Ml und M2 sind Verzögerungseinrichtungen VM1 bzw. VM2 vorgescnaltet. Die Verzögerungseinrichtungen VM1 und Vm2 bewirken eine Verzögerung um eine Zeit, die der Dauer des Impulses ql entspricht. Wenn die Monoflops ohnehin mit Anzugsverzögerung arbeiten, können VN1 und VM2 entfallen. Beide Monoflops sind zusätzlich durch eine Leitung überbrückt, und die Ausgänge der Monoflop sind zusammen mit dieser tiberbruckungsleitung jeweils UND;Gattern UG1 und Uw2 zugeführt. Durcn den Einfluß der Verzögerungseinrichtung VM1, des Monoflops M1 und der Negationsstufe N tritt bei C nur noch der Impuls qi auf, während der Impuls q2 durch den Einfluß der Verzögerungseinrichtung VM2, des Monoflops M2 und des UND-Gatters uG2 nach D gelangt. Hier erfährt dieser Impuls q2 eine Verzögerung um die Zeit 1 und tritt als Impuls q2' bei E auf.monostable tipping stage with selectable tilting back time, fed, wotei the monoflop Ml is additionally followed by a negation stage h. The tilt back time the monoflop Ml and M2 corresponds, as indicated at n, to the time, i.e. the duration a response signal A1 or A2. The monoflops Ml and M2 are delay devices VM1 or VM2 preconnected. The delay devices VM1 and Vm2 cause one Delay around a time which corresponds to the duration of the pulse ql. If the monoflops work with a delay anyway, VN1 and VM2 can be omitted. Both monoflops are also bridged by a line, and the outputs the monoflop, together with this bridging line, are each AND gates UG1 and Uw2 supplied. Due to the influence of the delay device VM1, the monoflop M1 and the negation stage N only the pulse qi occurs at C, during the Pulse q2 due to the influence of the delay device VM2, the monoflop M2 and of the AND gate uG2 to D arrives. Here this pulse q2 experiences a delay around time 1 and occurs as pulse q2 'at E.

Am Ausgang AV wird durch das auftreten des Impulses q2' eine Verzögerungsinformation bereitgestellt, welche dem Antwortsignal auf das Abfragesignal Q2 hinzugefügt werden muß. Jeder der Impulse ql und q2' steuert das ODER-atter OG an und löst auf der Leitung A die triggerung des Antwortsenders und damit die Aussendung des codierten Antwortsignals aus. Da die Zeitverzögerung T der Verzögerungsleitung VL eo groß gewählt ist wie die Dauer des Antwortsignals , ist sichergestellt, daß auch bei gleichzeitig eintreffenden Abfragesignalen Q1 und Q2 die Antwortsignala Al und A2 nocn getrennt ausgesandt werden. Alle Antwortsignale Al, A2 sind zweckmäßig gleich lang gewählt.Delay information is provided at the output AV due to the occurrence of the pulse q2 ' provided, which are added to the response signal to the interrogation signal Q2 got to. Each of the pulses ql and q2 'controls the OR atter OG and triggers on the Line A the triggering of the responder and thus the transmission of the coded Response signal off. Since the time delay T of the delay line VL eo is large is chosen like the duration of the response signal, it is ensured that also with simultaneously arriving query signals Q1 and Q2 the response signals A1 and A2 can now be sent separately. All response signals A1, A2 are expediently the same long elected.

Soll auch der Fall ausgeschieden werden, daß mehr als zwei überlappende Antwortsignale vermieden werden sollen, eo sind entsprecnend mehrere der in Fig. 1 dargestellten Uberwachungseinrichtungen vorzusehen.Should also be eliminated the case that more than two overlapping Response signals are to be avoided, eo are accordingly several of the in Fig. 1 to be provided monitoring devices.

Der Eingang des Antwortgeräts ist so auszulegen, daß er gleichzeitig zwei oder mehr Abfragesignale empfangen kann, wobei sichergestellt sein muß, daß die einzelnen Abfragen durch geeignete MaMnahmen voneinander getrennt werden können.The input of the transponder is to be interpreted in such a way that it simultaneously can receive two or more interrogation signals, whereby it must be ensured that the individual queries can be separated from one another by suitable measures.

In Fig. 3 ist die Antenne des ntwortgeräts mit R bezeichnet, die zu ihr gelangenden bzw. von ihr kommenden Signale laufen über einen Zirkulator oder Weicne z zu zwei Filtern F1 bzw. 2.In Fig. 3, the antenna of the answering device is denoted by R, which to signals coming from it or coming from it about a Circulator or Weicne z to two filters F1 or 2.

Dabei ist vorausgesetzt, daß Abfrage- und Antwortsignale mit verschiedenen irägerfrequenzen eintreffen. Die Antwortsignale gelingen über das Filter F1 zu einer Empfangsschaltung E, in weleher die Auswertung, d.h. Abwärtsmischung, Demodulierung und Decodierung, vorgenommen wird. In einer weiteren Stufe EV wird ierprüft, ob eine Verzögerung eines Antwortsignals erforderlic ist, und die Information über diese Verzögerung sowie jiber das Antwortsignal gelangt zu der Senderstufe 5, in welcher die Codierung, Modulierung und Aufwärtsmischung vorgenommen wird, so daß das Antwortsignal über das Filter F2 zum Zirku-Labor al und von hier aus zur Antenne R gelangt.It is assumed that query and response signals with different hunter frequencies arrive. The response signals pass through the filter F1 to a Receiving circuit E, in which the evaluation, i.e. downmixing, demodulation and decoding. In a further stage EV it is checked whether a delay of a response signal is required, and the information about this delay as well as the response signal reaches the transmitter stage 5, in which does the coding, modulation and upconversion so that the response signal through the filter F2 to the circu laboratory and from here to the antenna R arrives.

Für die Wahl der Verzögerungszeit # ergibt sich eine weitere Möglichkeit, die darin besteht, daß das Maß der Uberlappung der Abfragesignale im einzelnen festgestellt und daraus die Verzögerungszeit individuell für jede größe der Ünerlappung festgestellt wird. Eine einfache Lösung zur Bestimmung dieser Zeit bestent darin, daß beim Eintreffen einer ersten Abfrage ein Zählvorgang anläuft, der durch eine weitere, der ersten Abfrage sich überlappende zweite Abfrage gestoppt wird. Aus dem Zählergebnis ist dann bekannt, wie weit der Beginn der ersten Abfrage und der Beginn der zweiten überlappenden Abfrage auseinanderliegen und wie groß deshalb die Verzögerung des Antwortsignals gewählt werden muß. Dauert z.B. eine erste Abfrage insgesamt 4/us und beginnt die zweite Abfrage 1 µs nach der ersten Abfrage, so ist bei einer Zeitdauer des Antwortsignals von 2/us eine Verzögerungszeit # von mindestens l1us notwendig. Wenn der für die Bestimmung von # vorgesehene Zähler rückwirts, d.h. in Richtung aui kleinere Werte zählt, so kann das Zählergebnis unmittelbar als Maß für die Zeitverzögerung l verwendet werden. Von einem gewissen Zählwert an ist eine Verzöerdung nicht mehr erforderlich. Die Genauigkeit der Fntfernunbsbestimmung ist hierbei für Sekundärradar-Abfragesysteme nicht mehr mit einem konstanten, sondern mit einem von der Größe der Überlappung abhängigen Fehler belastet.There is another possibility for the choice of the delay time #, which consists in determining the degree of overlap of the interrogation signals in detail and from this the delay time is determined individually for each size of the overlap will. A simple solution to determining this time is that when it arrives a first query starts a counting process that is followed by a further, the first Query overlapping second query is stopped. From the count result is then known how far the beginning of the first query and the beginning of the second overlapping query and how big the delay of the Response signal must be selected. For example, if a first query takes a total of 4 / us and if the second query begins 1 µs after the first query, then there is a duration of the response signal of 2 / us a delay time # of at least l1us is necessary. When the counter provided for determining # counts backwards, i.e. in the direction If smaller values are counted, the counting result can be used directly as a measure of the time delay l can be used. From a certain count on, there is no longer any delay necessary. The accuracy of the distance determination is here for secondary radar interrogation systems no longer with a constant, but with one of the size of the overlap dependent error.

Da in den meisten l1lallen keine überlappenden Abfragen eintreffen werden, wird die Zählung automatisch beendet, wenn während der Zeit T nach dem Eintreffen seiner ersten Abfrage keine weitere Abfrage ankommt. Anstelle eines Zählers können selbstverstindlicn auch andere Einricntungen, z.B. angezapfte Verzögerungsleitungen oder Schieberegister, verwendet werden.Since in most cases there are no overlapping queries the counting is automatically ended if during the time T after the arrival no further query arrives after his first query. Instead of a counter you can Of course, other facilities, e.g. tapped delay lines or shift registers, can be used.

Der zählwert wird, sofern eine verzögerung erfolgt, zusammen mit dem Antwortsignal codiert zur Abfragestation übertragen.If there is a delay, the count value is displayed together with the Encoded response signal transmitted to the interrogation station.

7 Figuren 8 Patentansprüche7 figures 8 claims

Claims

P a t e n t an 5 p r ü c h e) Response device for query-response systems, especially for 1. o answers secondary radar, where two or more overlap Interrogation signals can arrive and means are provided that a separation of the enable overlapping interrogation signals, that is to say This means that the interrogation signal that arrives first answers in the same way is as with non-overlapping incoming signals and the other signal (s) be delayed by a certain time at least so far that not two or more overlapping response signals are output.

2. Answer device for query-response systems according to claim 1, d a d u R e k e k e n n nz e i n e t that the additional delay of the duration of the Overlap of the interrogation signals is proportional.

3. Response device for query-response systems according to one of the preceding Claims that the with additional Delay radiated, preferably coded, response signals information to the effect that they are response signals with additional delay acts.

4. Response device for query-response systems according to claim 3, d a d u r c h e k e n n n zi e i c h n e t that also the information about the duration the additional delay is added to the response signal.

5. Response device for query-response systems according to one of the preceding Claims that the duration of the additional Delay in response signals regardless of the actual Duration of the overlap is chosen to be the same for all delayed response signals.

6. Response device for query-response systems according to one of the preceding Claims, d u r h e k e n n n z e ic h -n e t, that the duration of time for all Answer signals is chosen to be the same.

7. Response device for query-response systems according to one of the preceding Claims that the transponder does not have two contains bridged monoflops (Mi, M2), of which the first (M1) is a negation stage (N), the second (M2) directly on the output side together with the bypass an AND gate (UG1, Zug2) is connected, the second monoflop (M2) belonging AND-Watter (UG2) a delay device (VL) upstream and the output of the delay device (VL) together with the output of the -uNb gate8 (UG1) of the first monoflop (M1) is fed to an OR atter (OG), of which Output (A) the transmission of the response signal is triggered.

8. Response device for query-response systems according to claim 7, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the monoflops (M1, M2) have a delay device (VM1, VM2) is connected upstream, which causes a delay by a time which the duration of the pulses used to trigger the monitoring circuit (ql, q2) is equivalent to.

Claims 1. Response device for query-response systems, in particular for secondary radar, where two or more overlapping interrogation signals arrive can and means are provided that a separation of the overlapping interrogation signals enable the first to arrive Interrogation signal is answered in the same way as with non-overlapping one-ureffenden Signals and the other signal (s) by a certain time at least so far are additionally delayed so that not two or more overlapping response signals are issued.

2. Answer device for query-response systems according to claims 1, d a d u R e k e k e n n nz e i n e t that the additional delay of the duration of the Overlap of the interrogation signals is proportional.

3. Response device for query-response systems according to one of the preceding Claims that the with additional Delay radiated, preferably coded, response signals information it is attached to the effect that these are response signals with an additional delay acts.

4. Response device for query-response systems according to claim 3, d a d It is noted that the information about the duration of the additional delay is added to the response signal.

f-. Answer device for query-answer systems according to one of the preceding Claims, that the time is right for all Answer signal is selected the same.

7. Response device for interrogation-response systems according to one of the preceding Allegations that it is not shown that the transponder has two contains bridged monoflop (M1, M2), of which the first (M1) is a negation stage (N), the second (M2) directly on the output side together with the bypass connected to an AND gate (UG1, U (.2), the second monoflop (IYI2) belonging AND-full (UG2) a delay device (VL) upstream and the output of the delay device (VL) together with the output of the AND gate (UG1) of the first monoflop (M1) is fed to an OR gate (OG), of which Output (A) the transmission of the response signal is triggered.