DE2535345A1

DE2535345A1 - PROCEDURE AND EQUIPMENT FOR DETERMINING THE DISTANCE OF A SURVEILLANCE SECONDARY RADAR SYSTEM FROM A TRANSPONDER STATION

Info

Publication number: DE2535345A1
Application number: DE19752535345
Authority: DE
Inventors: George Barrett Litchford
Original assignee: Litchstreet Co
Current assignee: Litchstreet Co
Priority date: 1974-08-07
Filing date: 1975-08-07
Publication date: 1976-02-19
Also published as: GB1506186A

Description

9672-75/KÖ/Ro. 2539672-75 / KÖ / Ro. 253

F 21665A-I
U.S.Ser.No. 495,271
Filed: August 7, 1974F 21665A-I
USSer.No. 495.271
Filed: August 7, 1974

LITCHSTREET CO., Northport, New York (V.St.A.)LITCHSTREET CO., Northport, New York (V.St.A.)

Verfahren und Einrichtung für die Ermittlung der Entfernung einer Überwachungs-Sekundärradaranlage von einer Transponderstation.Method and device for determining the distance of a surveillance secondary radar system from a transponder station.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Ermittlung der Entfernung einer überwachungs-Sekundärradaranlage von
einer eigenen, mittels der Hauptkeule dieser Sekundärradaranlage abgefragten Transponderstation. Sie betrifft ferner
eine Einrichtung für die Ermittlung der Entfernung einer
Überwachungs-Sekundärradaranlage von einer eigenen, mittels
der Hauptkeule dieser Sekundärradaranlage abgefragten Transponderstation .The invention relates to a method for determining the distance of a surveillance secondary radar system from
its own transponder station queried using the main lobe of this secondary radar system. It also concerns
a device for determining the distance of a
Secondary surveillance radar system from its own by means of
the main lobe of this secondary radar system queried transponder station.

Größere Flughafen und Zwischenleitstationen sind derzeit mit sogenannten überwachungs-Sekundärradaranlagen (SSR) ausgerüstet, die mit Transponderbaken an Bord der Luftfahrzeuge zusammenarbeiten, um die Luftfahrzeuge von Störungen und
Bodenechos zu unterscheiden und die übertragung von Identifizierungs- und anderweiten Daten, wie Höhenangaben, vom Luftfahrzeug zur Bodenradarstation zu bewerkstelligen. Das Flugsicherungspersonal erteilt aufgrund der Radaranzeige den
Piloten der betroffenen Luftfahrzeuge über Funk, gewöhnlichLarger airports and intermediate control stations are currently equipped with so-called secondary surveillance radar systems (SSR), which work together with transponder beacons on board the aircraft to prevent the aircraft from disruptions
To distinguish between ground echoes and to transfer identification and other data, such as altitude information, from the aircraft to the ground radar station. The air traffic control staff issued the on the basis of the radar display
Pilots of the affected aircraft via radio, usually

609808/0807609808/0807

durch Funksprechverbindung, Anweisungen, um den erforderlichen Sicherheitsabstand zwischen den verschiedenen Luftfahrzeugen aufrechtzuerhalten oder wieder herzustellen. Das Leistungsvermögen derartiger Systeme ist jedoch begrenzt, da jedes Fahrzeug individuell betreut werden muß sowie einen Teil des verfügbaren Hochfrequenzspektrums in Anspruch nimmt. Bei starkem Verkehr ergeben sich daher Verzögerungen beim Start und bei der Landung sowie eine erhöhte Kollisionsgefahr.by radio communication, instructions to maintain the required safety distance between the various aircraft to maintain or restore. The performance however, such systems are limited as each vehicle must be serviced individually as well as a portion of what is available High frequency spectrum takes up. With heavy traffic there are therefore delays at the start and at the Landing as well as an increased risk of collision.

Die Anzahl von Zusammenstößen und Beinah-Zusammenstößen (gerade noch vermiedenen Zusammenstößen) in der Luft ist in verkehrsreichen Gebieten inzwischen so groß geworden, daß man eine große Anzahl von Flugzeug-Nahwarneinrichtungen entwickelt hat. Bei den wichtigsten derzeit bekannten Entwicklungen oder Erprobungen dieser Art ist ein häufiger oder praktisch ununterbrochener Austausch von Signalen zwischen allen beteiligten Luftfahrzeugen innerhalb des interessierenden Eereiches vorgesehen, während Flugzeugen, die nicht in das System einbezogen sind, keine Rechnung getragen wird. Die erforderlichen Bordanlagen sind dabei jedoch sehr sperrig und teuer, nehmen einen zunehmend größeren Teil des jetzt schon überfüllten Hochfrequenzspektrums in Anspruch und sind im allgemeinen unabhängig von anderen notwendigen und vorhandenen Bordanlagen, wie Transpondern. Ein weiterer Nachteil einiger dieser bekannten Entwicklungen besteht darin, daß die nur eine relative Lageinformation ohne Bezug auf den Boden, vielmehr in der Praxis nur in Bezug auf einen sich willkürlich änderndem Bezugsort liefern.The number of collisions and near-collisions (collisions avoided) in the air is in congested areas have become so large that a large number of aircraft close-up warning systems are being developed Has. The most important currently known developments or tests of this type are frequent or practically uninterrupted Exchange of signals between all aircraft involved within the area of interest is planned, while aircraft that are not included in the system are not taken into account. The necessary on-board systems However, they are very bulky and expensive and take up an increasingly larger part of the already overcrowded high-frequency spectrum and are generally independent of other necessary and existing on-board systems, such as transponders. Another disadvantage of some of these known developments is that the only relative position information without reference to the ground, rather in practice only in relation to an arbitrarily changing reference point.

In der DT-OS 2 216 410 (entsprechend US-PS 3 735 408) ist die Verwendung eines bordeigenen Standard-Transponders mit Zusatzgeräten, darunter einem Empfänger für Antworten von anderen Transpondern, sowie eine Einrichtung, welche die Anwesenheit eines anderen mit Transponder ausgerüsteten Luftfahrzeuges innerhalb eines überwachten Luftraumsektors oder -ausschnitts anzeigt, beschrieben.In the DT-OS 2 216 410 (corresponding to US-PS 3 735 408) the use of an on-board standard transponder with additional devices, including a receiver for replies from other transponders, as well as a facility that records the presence Another aircraft equipped with a transponder within a monitored airspace sector or section indicates, described.

B0980 8/0807B0980 8/0807

Der vorliegender Anmeldung sowie der Patentanmeldung OS 2 245 201 gemeinsame Gegenstand betrifft die Wahrnehmung einer Nahentfernungs- oder Annäherungssituation, wie im Falle der US-PS 3 735 408, und die Hinzufügung eines speziellen Nahentfernungscodesignals zur normalen Transponderantwort. Wenn ein solches Signal von einem anderen Luftfahrzeug mit gleichartiger Ausrüstung empfangen wird, so löst es einen Austausch von Abfragen und Antworten zwischen den Transpondern zweier nahentfernter oder sich annähernder Flugzeuge aus, wodurch eine Messung der direkten Schrägentfernung zwischen den beiden Flugzeugen möglich wird. Dies kann ohne Abwandlung des Standard-SSR-Transponderflugsicherungssystems sowie ohne Eingriff in dessen normalen Betrieb geschehen.The subject matter common to the present application and patent application OS 2 245 201 relates to perception a proximity or approach situation, as in the case of U.S. Patent No. 3,735,408, and the addition of a special proximity code signal to the normal transponder answer. If such a signal from another aircraft with the same Equipment is received, it triggers an exchange of queries and responses between the transponders of two distant or approaching aircraft, which provides a measurement of the direct slant distance between the two Aircraft becomes possible. This can be done without modifying the standard SSR transponder flight control system as well as without interfering with its normal operation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ermittlung der Entfernung einer Überwachungs-Sekundärradaranlage von einer eigenen Transponderstation in dem Fall, daß sich eine andere Transponderstation innerhalb eines überwachten Bereiches im Umkreis der eigenen Station befindet, zu schaffen, wobei mit Hilfe der gewonnenen Entfernungsinformation dann die Arbeits- oder Betriebsweise eines Nahentfernungsanzeigesystems an der eigenen Station modifiziert werden kann.The invention is based on the object of a method and a device for determining the distance of a Secondary surveillance radar system from its own transponder station in the event that there is another transponder station within a monitored area in the vicinity of your own Station is to create, with the help of the obtained distance information then the working or operating mode a close-range display system at your own station can be modified.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daßA method of the type mentioned at the outset is characterized according to the invention in that

a) der Winkel A zwischen den Positionslinien der eigenen und der anderen Transponderstation in Bezug auf die Sekundärradaranlage ermittelt wird;a) the angle A between the position lines of the own and the other transponder station in relation to the Secondary radar system is determined;

b) die Entfernung Z zwischen der eigenen Transponderstation und demjenigen Punkt auf der Positionslinie der anderen Transponderstation, der von der S&undärradaranlage gleichweit entfernt ist wie die eigene Transponderstation, ermittelt wird; undb) the distance Z between one's own transponder station and that point on the position line the other transponder station, which is the same distance from the S & undär radar system as your own Transponder station, is determined; and

c) die Entfernung D der Sekundärradaranlage von der eigenen Transponderstation aus den Größen A und 2 errechnet wird.c) the distance D of the secondary radar system from its own transponder station is calculated from the variables A and 2 will.

809808/0807809808/0807

25353432535343

Und zwar erfolgt die Berechnung der Entfernung D mit Hilfe der Formel:The distance D is calculated using the formula:

D =D =

sin Asin A

wobei Z die Entfernung zwischen der eigenen Transponderstation und demjenigen Punkt auf der Positionslinie der anderen Transponderstation in Bezug zur Sekundärradaranlage/ der von dieser gleichweit entfernt ist wie die eigene Transponderstation, und A der Winkel zwischen der Positionslinie der eigenen und der Positionslinie der anderen Transponderstation in Bezug auf die Sekundärradaranlage sind.where Z is the distance between your own transponder station and that point on the position line of the other transponder station in relation to / from the secondary radar system is the same distance as your own transponder station, and A is the angle between the position line of your own and the Line of position of the other transponder station in relation to the secondary radar system.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durchA device of the type mentioned is characterized according to the invention by

a) eine erste Anordnung, welche den Winkel A zwischen den Positionslinien der eigenen und einer anderen Transponderstation in Bezug auf die Sekundärradaranlage ermittelt;a) a first arrangement, which the angle A between the position lines of the own and another transponder station determined in relation to the secondary radar system;

b) eine zweite Anordnung, welche die Entfernung Z zwischen der eigenen Transponderstation und demjenigen Punkt auf der Positionslinie der anderen Transponderstation, der von der Sekundärradaranlage gleichweit entfernt ist wie die eigene Transponderstation, ermittelt; undb) a second arrangement which determines the distance Z between the own transponder station and that point on the position line of the other transponder station that is the same distance from the secondary radar system as its own transponder station, determined; and

c) eine mit der ersten und der zweiten Anordnung verbundene dritte Anordnung, welche die Entfernung D der Sekundärradaranlage von der eigenen Transponderstation aus den Größen A und Z erreirchnet.c) a third assembly connected to the first and second assemblies, the distance D of the Secondary radar system from the own transponder station calculated from the sizes A and Z.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention is explained in detail below with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltschema, das die allgemeine Ausbildung einer Einrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;Fig. 1 is a block diagram showing the general design of a device according to a preferred embodiment of the Invention Illustrates;

0 9 8 0 8/08070 9 8 0 8/0807

25 3 525 3 5

Fig. 2 ein geometrisches Schema, das der Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 1 dient;Fig. 2 is a geometric scheme that the explanation of the Operation of the device according to FIG. 1 is used;

Fig. 3 ein detailliertes Blockschaltschema einer speziellen Ausbildung der Einrichtung nach Fig. 1;3 shows a detailed block diagram of a special embodiment of the device according to FIG. 1;

Fig. 4 das Blockschaltschema eines für die Anlage nach Fig. 3 geeigneten IFF-Wählers;FIG. 4 shows the block diagram of an IFF selector suitable for the system according to FIG. 3; FIG.

Fig. 5 das Blockschaltschema eines für die Anlage nach Fig. 3 verwendbaren phasenstarren IFF-Generators;FIG. 5 shows the block diagram of a phase-locked IFF generator which can be used for the system according to FIG. 3; FIG.

Fig. 6 das Blockschaltschema einer für die Anlage nach Fig. 3 verwendbaren Intervallmeßanordnung;FIG. 6 shows the block diagram of an interval measuring arrangement which can be used for the system according to FIG. 3; FIG.

Fig. 7 das Blockschaltschema eines für die Anlage nach Fig. 3 verwendbaren Voreilungs-Nacheilungs-Schaltkreises; und7 shows the block diagram of a lead-lag circuit which can be used for the system according to FIG. 3; and

Fig. 8 ein Blockschaltschema, das die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung im einzelnen veranschaulicht.8 is a block diagram showing the preferred embodiment of the device according to the invention in detail illustrated.

In Fig. 1 ist ein Transponder 60 gezeigt, der die üblichen 1030-MHz-Abfragen von Überwachungs-Sekundärradaranlagen empfängt und als Antwort darauf 1090-MHz-Antworten aussendet. Viele Transponder sind mit Anschlüssen versehen, an denen der P2- oder SLS-Impuls der Abfrage sowie der erste Bildeinstelloder Rahmenimpuls Fl der Antwort verfügbar sind; andere Transponder können ohne weiteres so modifiziert werden, daß diese Impulse von außen zugänglich sind. Ein speziell codiertes Nord-Bezugssignal, z.B. ein PO-Impuls, der dem üblichen Pl-Abfrageimpuls vorangeht, während die SSR-Hauptkeule nach Norden weist, wird durch eine geringfügige Abwandlung des Transponderdecodierers oder durch Hinzufügung eines einfachen Spezialdecodierers verfügbar gemacht.In Fig. 1, a transponder 60 is shown, which the usual 1030 MHz interrogation of surveillance secondary radar systems receives and sends out 1090 MHz responses in response. Many transponders are provided with connections to which the P2 or SLS pulse of the query as well as the first image setting or Frame pulse F1 of the response are available; other transponders can easily be modified so that these External impulses are accessible. A specially coded north reference signal, e.g. a PO pulse, which corresponds to the usual PI interrogation pulse while the SSR main lobe points north is indicated by a slight modification of the Transponder decoder or made available by the addition of a simple special decoder.

Alle Transponder enthalten Antwortcodierer, die entweder manuell oder durch elektrische Eingangssignale eingestellt werden können, um eine beliebige von 4096 codierten Nachrichten dem Antwortsignal hinzuzufügen. Einige der verfügbarenAll transponders contain response encoders that do either Can be set manually or by electrical input signals to any of 4096 encoded messages to add to the response signal. Some of the available

8/08078/0807

Codegruppen werden dazu benutzt, Nachrichten über die Identität, die barometrische Höhe sowie verschiedene Dringlichkeits- und Situationsmeldungen zu übermitteln; viele werden derzeit nicht benutzt. Der Transponder 60 hat eine Eingangsleitung 61,über die bei Aktivierung, beispielsweise durch Wahrnehmung der Annäherung des Transponders eines anderen Flugzeuges, den Antworten eine spezielle Entfernungsbefehlsnachricht eincodiert wird. Eine weitere Eingangsleitung 62 ist an einen Punkt im Transponder angeschlossen, wo gewöhnlich der Antwortauslöseimpuls erscheint. Bei Beaufschlagung der Eingangsleitung 62 mit einem Impuls wird der Transponder veranlaßt, eine Antwort in der gleichen Weise zu senden, als wenn er durch eine SSR-Anlage abgefragt worden wäre, obwohl eine solche Abfrage nicht empfangen wird.Code groups are used to send messages about identity, barometric altitude and various urgency and To transmit situation reports; many currently will not used. The transponder 60 has an input line 61, over when activated, for example by perceiving the approach of the transponder of another aircraft, the responses are encoded with a special distance command message will. Another input line 62 is connected to a point in the transponder where usually the response trigger pulse appears. When the input line 62 with a pulse, the transponder is caused to send a response in the same way as when it was passed through an SSR system would have been queried even though such a query is not received.

Ein 1090-MHz-Empfanger und Decodierer 63 dient zum Empfang und zur Decodierung der Transponderantworten von anderen Flugzeugen in der näheren Umgebung. Der Decodiererteil dieser Anordnung liefert in der Leitung 64 einen Ausgangsimpuls bei Empfang beider Antwort-Rahmenimpulse Fl und F2 vom Transponder eines anderen Flugzeugs sowie einen Ausgangsimpuls in der Leitung 65 bei Empfang einer Entfernungsbefehlsnachricht.A 1090 MHz receiver and decoder 63 is used for Reception and decoding of transponder responses from other aircraft in the vicinity. The decoder part this arrangement provides an output pulse on line 64 upon receipt of both response frame pulses F1 and F2 from the transponder of another aircraft and an output pulse in line 65 upon receipt of a removal command message.

Ein mit erweitertem gemeinsamen Azimutsektor arbeitender Nahentferungsdetektor 66, der von der gleichen Art sein kann wie der in der obengenannten Patentanmeldung OS 2 216 410 beschriebene Detektor, empfängt über die Leitung 64 den Antwort-Rahmendecodierimpuls sowie über die Leitungen 67 und 6 8 den Fl-Impuls und den P2-Decodierimpuls des eigenen Transponders. Das Ausgangssignal des Nahentfernungsdetektors 66 aktiviert über die Leitung 61 den Nahentfernungscodiereingang des Transponders sowie einen Nahentfernungsanzeiger 53.A close range detector 66 operating with extended common azimuth sector, which may be of the same type like the detector described in the above-mentioned patent application OS 2 216 410, receives the response frame decoding pulse via line 64 as well as the F1 pulse and the P2 decoding pulse of your own transponder via lines 67 and 6 8. The output signal of the short range detector 66 activates the short range coding input of the transponder via the line 61 and a near distance indicator 53.

Unter bestimmten Voraussetzungen wird ein alternatives Fl-Eingangssignal für den Nahentfernungsdetektor 66 durch einen phasenstarren IFF-Impulsgenerator 69 bereitgestellt, derUnder certain conditions, an alternative F1 input signal for the short range detector 66 is passed through a phase locked IFF pulse generator 69 is provided which

609808/0807609808/0807

25353Δ825353Δ8

mit der Impulsfolgefrequenz einer ausgewählten Radarstation entweder durch die periodischen Bursts von Fl-Impulsen, die aus von dieser Radarstation empfangenen Antworten resultieren, oder durch die kontinuierliche Folge von decodierten P2-Impulsen, die von dieser Radarstation innerhalb des SLS-Bereiches empfangen werden, synchronisiert sein kann. Das Ausgangssignal des IFF-Impulsgenerators 69 ist ein "synthetischer" Fl-Impuls, der zeitlich mit dem tatsächlichen Fl-Impuls bei dessen Anwesenheit zusammenfällt und der den tatsächlichen Fl-Impuls bei dessen Abwesenheit als Zeitbezugsgröße ersetzt.with the pulse repetition rate of a selected radar station either by the periodic bursts of Fl pulses resulting from responses received from this radar station, or by the continuous sequence of decoded P2 pulses emitted by this radar station within the SLS range can be received, synchronized. The output of the IFF pulse generator 69 is a "synthetic" F1 pulse, the time with the actual Fl-pulse at its Presence coincides and which replaces the actual F1 pulse in its absence as a time reference variable.

Der tatsächliche und der synthetische Fl-Impuls werden einem Entfernungsrechner 70 zugeleitet, der außerdem über die Leitung 64 den Antwort-Rahmendecodierimpuls sowie über die Leitung 65 den Nahentfernungsdecodierimpuls als Eingangsgrößen empfängt. Der Entfernungsrechner 70 ermittelt, wie im einzelnen anhand von Fig. 3 noch erläutert v/erden wird, durch Messung des Zeitintervalls zwischen den Fl- und Nahentfernungsdecodierimpulsen, wenn diese Impulse anwesend sind, die direkte Schrägentfernung Y zwischen den beiden nahentfernten oder sich annähernden Flugzeugen. Außerdem ermittelt der Entfernungsrechner durch Messen des Intervalls zwischen den synthetischen Fl-Im pulsen und den nächstfolgenden Antwort-Rahmendecodierimpulsen die Differenz X zwischen den Entfernungen der beiden Flugzeuge von einer gewählten SSR-Anlage.The actual and the synthetic F1 pulse are fed to a distance calculator 70, which also has the Line 64 the response frame decoding pulse as well as via the Line 65 the near-range decoding pulse as input variables receives. The distance computer 70 determines, as will be explained in detail with reference to FIG. 3, by measuring the Time interval between the F1 and near range decoding pulses, if these pulses are present, the direct slope distance Y between the two near-distant or approaching ones Aircraft. In addition, the distance calculator determines by measuring the interval between the synthetic F1 pulses and the next following response frame decoding pulses the difference X between the distances of the two aircraft from a selected SSR system.

In Fig. 2 befindet sich die gewählte SSR-Anlage an einem Punkt 71, während sich das "eigene" Flugzeug an einem Punkt 72 und das andere Flugzeug an einem Punkt 73 befinden. Die Schrägentfernung Y ist derjenigen Zeit proportional, die ein Funkoder Radiosignal braucht, um die Strecke vom einen zum anderen Flugzeug und zurück zu durchlaufen, abzüglich systemeigenen Verzögerungen. Die Entfernungsdifferenz X von der Radarstation aus ist dem Zeitintervall zwischen dem Empfang einer Abfrage von der SSR-Anlage durch das eigene Flugzeug bei 72 und dem Empfang derselben Abfrage durch das andere Flugzeug bei 73 proportional.In Fig. 2, the selected SSR system is on one Point 71, while the "own" aircraft is at a point 72 and the other aircraft is at a point 73. The slope distance Y is proportional to the time it takes a radio signal to travel from one to the other Traversing aircraft and back, minus any native delays. The distance difference X from the radar station off is the time interval between the receipt of a query from the SSR system by the own aircraft at 72 and the Receipt of the same query by the other aircraft at 73 proportionally.

6098 CJ 8/08076098 CJ 8/0807

Die errechnete Schrägentfernung Y wird (Fig. 1) auf einem Meßgerät oder einer anderen quantitativen Anzeigevorrichtung angezeigt. Darstellungen der Werte X und Y vrerden einem Richtungsrechner 75 für den Peil- oder Richtungswinkel des anderen Flugzeugs zugeleitet, der aus diesen Darstellungen und der Ausgangsgröße eines weiteren Richtungsrechners 76 für den eigenen SSR-Peilwinkel den Peil- oder Richtungswinkel des anderen Flugzeugs in Bezug auf das eigene Flugzeug ermittelt.The calculated slope distance Y is (Fig. 1) on a Meter or other quantitative display device. Representations of the values X and Y are presented to a direction computer 75 for the bearing or direction angle of the other aircraft, which is derived from these representations and the output variable a further direction computer 76 for the own SSR bearing angle the bearing or direction angle of the other Aircraft determined in relation to its own aircraft.

Der Richtungsrechner 76 für den eigenen SSR-Peilwinkel ermittelt, wie noch erläutert werden wird, durch Messungen der Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden decodierten Nord-Bezugssignalen sowie zwischen Nord-Bezugssignalen und nächstfolgenden Fl-Bursts den eigenen magnetischen Peilwinkel φ in Bezug auf die gewählte SSR-Anlage. Der ebenfalls später zu beschreibende Richtungsrechner 75 für den Peilwinkel des anderen Flugzeugs ermittelt den Winkel θ zwischen der eigenen Radar-Positionslinie als θ = cos X/Y, addiert dazu den eigenen SSR-Peilwinkel φ und subtrahiert den eigenen magnetischen Steuerkurs H, um den Peilwinkel B des anderen Flugzeugs relativ zum eigenen Steuerkurs zu bestimmen. Die Winkelgrößen φ und B werden auf Anzeigeinstrumenten 77 bzw. 78 angezeigt.The direction computer 76 determines its own SSR bearing angle, as will be explained below, by means of measurements the time intervals between successive decoded north reference signals and between north reference signals and the next following Fl bursts its own magnetic bearing angle φ in relation to the selected SSR system. The direction computer 75, also to be described later, for the bearing angle of the other Aircraft determines the angle θ between its own radar position line as θ = cos X / Y, adding your own SSR bearing angle φ and subtracts its own magnetic heading H relative to the bearing angle B of the other aircraft to determine your own heading. The angle variables φ and B are displayed on display instruments 77 and 78, respectively.

Aus Fig. 2 sieht man, daß der Kreisbogen 79 weitgehend einer Geraden angenähert ist, die senkrecht zur Radar-Entfernungsdifferenzgeraden X sowie annähernd senkrecht zur eigenen Positionslinie 80 verläuft. Dementsprechend ist der Winkel θ annähernd cos" X/Y mit Abweichung innerhalb 1 oder 2 Grad in einem typischen Fall. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist Β=φ+Θ-Η. Die Positionslinie vom anderen Flugzeug zur SSR-Anlage ist mit 80a bezeichnet, während der magnetische Peilwinkel oder Richtungswinkel des anderen Flugzeugs von der SSR-Anlage aus mit φ' bezeichnet ist.From Fig. 2 it can be seen that the circular arc 79 is largely approximated to a straight line which is perpendicular to the radar distance difference straight line X and runs approximately perpendicular to its own position line 80. Accordingly, the angle is θ approximately cos "X / Y with deviation within 1 or 2 degrees in a typical case. As can be seen from the drawing, is Β = φ + Θ-Η. The position line from the other aircraft to the SSR facility is indicated at 80a, while the magnetic bearing angle or heading angle of the other aircraft is from the SSR system from is denoted by φ '.

Das System nach Fig. 1 arbeitet ständig nach der üblichen Weise eines gewöhnlichen SSR-Bakentransponders, indem es auf die Abfragen antwortet, die es während der Verweilzeit empfängt,The system of FIG. 1 operates continuously in the usual manner of an ordinary SSR beacon transponder by opening it replies to the queries it receives during the dwell time,

609800/0807609800/0807

währena es von der abtastenden Hauptkeule einer SSR-Anlage erfaßt wird. Ähnliche Antworten von Transpondern an Bord anderer Flugzeuge, die vom 1090-MHz-Empfänger-Decodierer 63 empfangen und decodiert v/erden, werden ignoriert, außer wenn das andere Flugzeug/den erweiterten gemeinsamen Azimutsektor eintritt, der von der Hauptkeule unmittelbar vor oder unmittelbar hinter dem "eigenen" Flugzeug mit dem Gerät nach Fig. 1 an Bord überstrichen wird. Wenn diese Antworten, verarbeitet in der Detektoranordnung 66, eine Nahentfernungs- oder Annäherungssituation anzeigen, so fügt der Transponder 60 die Annäherungsnachricht zu jeder seiner Sendungen hinzu, wodurch das Flugsicherungssystem über die SSR-Bodenanzeigestation alarmiert wird.while it was captured by the main scanning lobe of an SSR system will. Similar responses from transponders on board other aircraft received by the 1090 MHz receiver-decoder 63 and decoded / ground are ignored unless the other aircraft / extended common azimuth sector enters the swept over by the main lobe immediately in front of or immediately behind the "own" aircraft with the device according to FIG. 1 on board will. If these responses, processed in the detector assembly 66, a near distance or approach situation show, the transponder 60 adds the proximity message to each of its transmissions, whereby the air traffic control system is alerted via the SSR ground indicator station.

Wenn das andere Flugzeug, d.h. der "Eindringling", mit einem Empfänger-Decodierer 64 und einer Detektoranordnung 66 ausgerüstet ist, so fügt es ebenfalls zu jeder seiner Antworten die Annäherungsnachricht hinzu. Im gewöhnlichen Falle werden die beiden Flugzeuge die Nahentfernungs- oder Annäherungssituation nicht entlang einer gemeinsamen, von der SSR-Anlage ausgehenden Radialrichtung erreichen. Die umlaufende Radarkeule wird daher zunächst nur eines der beiden Flugzeuge erfassen, dann möglicherweise beide, wenn sie sich nahe genug bei einer gemeinsamen Radialen befinden, und dann nur das andere Flugzeug. In dem ungewöhnlichen Fall, daß die beiden Flugzeuge die Annäherungssituation entlang einer gemeinsamen, von einer SSR-Station ausgehenden Radialen, erreichen, werden die Flugzeuge sich fast immer im Erfassungsbereich einer anderen SSR-Station an einem anderen Ort und damit auf, von dieser anderen SSR-Station gesehen, unterschiedlichen Radialen befinden.If the other aircraft, i.e. the "intruder", is with a receiver decoder 64 and a detector array 66 is equipped, it also adds the approach message to each of its replies. In the ordinary case will be the two airplanes the close range or approach situation cannot be reached along a common radial direction starting from the SSR system. The rotating radar lobe will therefore Capture only one of the two aircraft initially, then possibly both, if they are close enough to a common one Radials are located, and then only the other plane. In the unusual case that the two aircraft are approaching along a common one, originating from an SSR station Radial, the aircraft will almost always be in the detection range of another SSR station at one other place and thus, seen from this other SSR station, are located on different radials.

Wenn eine bestimmte Radarkeule das eine Flugzeug erfaßt und das andere nicht, so antwortet das von der Keule erfaßte Flugzeug unter Hinzufügung der Annäherungsnachricht. Diese Nachricht, die vom 1090-MHz-Empfänger-Decodierer an Bord des zu diesem Zeitpunkt nicht von der Radarkeule erfaßten Flugzeugs empfangen wird, triggert den Transponder dieses Flugzeugs, soIf a particular radar lobe detects one aircraft and the other does not, the aircraft covered by the lobe responds with the addition of the approximation message. This message received by the 1090 MHz receiver-decoder on board the to at this point in time not received by the radar beam detected aircraft, the transponder of this aircraft triggers, so

B 0 9 9 Π B / 0 ;i π 7B 0 9 9 Π B / 0; i π 7

daß dieser eine Antwort sendet, die nicht durch eine direkte SSR-Äbfrage, sondern durch die Annäherungsnachricht des anderen Flugzeugs ausgelöst ist. Das andere Flugzeug, d.h. das gerade von der Radarkeule erfaßte Flugzeug, empfangt diese spezielle Sendung zu einem Zeitpunkt, der auf die eigene SSR-ausgelöste Sendung nach einem Intervall folgt, das der direkten Schrägentfernung Y zwischen den beiden Flugzeugen entspricht. Somit erhält jedes der beiden Flugzeuge, falls es mit einem Entfernungsrechner 70 ausgerüstet ist, eine Schrägentfernungsinformation, die mit jedem Umlauf der Radarkeule auf den jeweils neuestem Stand gebracht wird.that the latter sends a response, not through a direct SSR query, but through the other's approach message Aircraft is triggered. The other aircraft, i.e. the aircraft just detected by the radar lobe, receives this special one Transmission at a point in time that follows its own SSR-triggered transmission after an interval that is the direct inclined distance Y corresponds to between the two aircraft. Thus, each of the two aircraft receives, if it has a range calculator 70 is equipped, a slant range information that with each revolution of the radar lobe on the respectively is brought up to date.

Der Entfernungsrechner liefert ferner auch die SSR-Entfernungsdifferenz X. Zu beachten ist, daß baide Größen Y und X an Bord des mit Entfernungsrechner ausgerüsteten Flugzeugs auch dann zur Verfügung stehen, wenn das andere Flugzeug keinen Entfernungsrechner hat. Ebenso erhält ein Flugzeug, das mit einem Richtungsrechner 76 für den eigenen SSR-Peilwinkel und mit einem Richtungsrechner 75 für den Peilwinkel des anderen Flugzeugs ausgerüstet ist, die φ- und die B-Winkelinformation von einem anderen Flugzeug, das lediglich mit dem Transponder 60, dem Empfänger-Decodierer 63 und der Detektoranordnung 66 ausgerüstet ist.The distance calculator also provides the SSR distance difference X. It should be noted that the sizes Y and X on board the aircraft equipped with a distance calculator are available even if the other aircraft does not have a distance calculator. Likewise, an aircraft that comes with a Direction calculator 76 for your own SSR bearing angle and with a direction computer 75 is equipped for the bearing angle of the other aircraft, the φ and the B angle information from another aircraft, which is only equipped with the transponder 60, the receiver-decoder 63 and the detector arrangement 66 is.

Gemäß Fig. 3 enthält der 1090-MHz-Empfänger-Decodierer nach Fig. 1 einen 1090-MHz-Empfanger 10, einen Antwortrahmendecodierer 11 und einen Höhendecodierer 43, wobei alle diese Einrichtungen gleich ausgebildet sein können, wie die entsprechend bezeichneten Einrichtungen des in der genannten DT-OS 2 216 410 beschriebenen Systems. Zusätzlich ist ein Nahentfernungsdecodierer 81 vorgesehen, der immer dann einen Ausgangsimpuls erzeugt, wenn der Empfänger 10 ein annäherungscodiertes Antwortsignal empfängt.Referring to Figure 3, the 1090 MHz receiver includes decoder 1, a 1090 MHz receiver 10, a response frame decoder 11 and a height decoder 43, all of these devices being able to be designed in the same way as those correspondingly designated devices of the system described in the aforementioned DT-OS 2 216 410. In addition, there is a short range decoder 81 is provided, which always generates an output pulse when the receiver 10 receives an approximation-encoded Receives response signal.

Der mit erweitertem gemeinsamen Azimutsektor arbeitende Wahentfernungsdetektor enthält rückstellbare Torsignalgenera-The range detector, which works with an extended common azimuth sector, contains resettable gate signal generators.

fi 0 9 B 0 8 / 0 fl Γ) 7fi 0 9 B 0 8/0 fl Γ) 7

toren 3, 12, 35 und 49, ein UND-Glied 45, wobei alle diese Anordnungen den entsprechend bezeichneten Anordnungen des Systems gemäß der genannten DT-OS 2 216 410 entsprechen und in der gleichen Weise verschaltet sind. Das Ausgangssignal eines UND-Gliedes 52 gelangt zum Starteingang eines rückstellbaren Torsignalgenerators 82, der auf ein Toröffnungszeitintervall von mehreren SSR-Keulenumläufen, z.B. 12 Sekunden, eingestellt ist. Das Ausgangssignal des Torsignalgenerators 82 speist den Annäherungscodiereingang 61 des Transponders 60 und aktiviert den Annäherungsanzeiger 53.gates 3, 12, 35 and 49, an AND gate 45, all of these arrangements being the correspondingly designated arrangements of the Systems according to the above-mentioned DT-OS 2 216 410 and are interconnected in the same way. The output signal an AND gate 52 reaches the start input of a resettable gate signal generator 82, which is based on a gate opening time interval of several SSR club cycles, e.g. 12 seconds is. The output signal of the gate signal generator 82 feeds the proximity coding input 61 of the transponder 60 and activates the proximity indicator 53.

Das gemeinsame Azimutsektor- und Entfernungswarnsignal in der Leitung 42 am Ausgang des UND-Gliedes 39 gelangt zu einem UND-Glied 83, das als zweite Eingangsgröße das Ausgangssignal des Nahentfernungsdecodierers 81 über die Leitung 65 empfängt. Bei gleichzeitiger Anwesenheit beider Eingangsgrößen erzeugt das UND-Glied 83 einen Ausgangsimpuls, der zum äußeren Auslöseoder Triggereingang 62 des Transponders 60 gelangt.The common azimuth sector and range warning signal in line 42 at the output of AND gate 39 arrives at one AND element 83, which receives the output signal of short-range decoder 81 via line 65 as a second input variable. If both input variables are present at the same time, the AND element 83 generates an output pulse which is used for external triggering or Trigger input 62 of transponder 60 arrives.

Ein ODER-Glied 84 schickt den Einstell- oder Rahmenimpuls Fl in der Leitung 67 oder den decodierten P2-Impuls in der Leitung 68, falls einer von beiden Impulsen anwesend ist, oder beide Impulse, falls beide anwesend sind, über ein ODER-Glied 34 zum Torsignalgenerator 35 sowie über einen IFF-Wähler 85 zum phasenstarren IFF-Generator 69. Der IFF-Wähler besteht aus einem UND-Glied 86 und einer Verzögerungseinrichtung 87, die in der in Fig. 4 gezeigten Weise verschaltet sind. Die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 87 ist so gewählt, daß sie gleich der Impulsperiodenfrequenz, d.h. gleich dem Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Abfragen einer gewählten SSR-Station ist.An OR gate 84 sends the setting or frame pulse Fl in the line 67 or the decoded P2 pulse in the Line 68, if one of the two pulses is present, or both pulses, if both are present, via an OR gate 34 to the gate signal generator 35 and via an IFF selector 85 to the phase-locked IFF generator 69. The IFF selector consists of an AND element 86 and a delay device 87, which are interconnected in the manner shown in FIG. The delay time of the delay element 87 is chosen so that it is equal to the pulse period frequency, i.e. equal to the interval between successive interrogations of a selected one SSR station is.

Jeder SSR-Station ist eine charakteristische Impulsfolgefrequenz IFF zugeordnet, damit ihre Sendungen von denen anderer Stationen unterschieden werden können. Die Zeitkonstante des Verzögerungsgliedes 87 kann von der Bedienungsperson an Bord des Flugzeuges so eingestellt werden, daß die Sendungen einerEach SSR station has a characteristic pulse repetition rate IFF assigned so that their broadcasts can be distinguished from those of other stations. The time constant of the Delay element 87 can be used by the operator on board of the aircraft can be set so that the broadcasts of a

609808/080**609808/080 **

gewählten, günstig gelegenen SSR-Station empfangen werden. Jeder verzögerte Impuls erreicht die UND-Schaltung gleichzeitig mit dem nächsten unverzögerten Impuls, so daß ein Ausgangsimpuls erzeugt wird.selected, conveniently located SSR station. Each delayed pulse reaches the AND circuit simultaneously with the next undelayed pulse, so that an output pulse is produced.

Gemäß Fig. 5 enthält der phasenstarre IFF-Generator 69 nach Fig. 1 einen Oszillator 88 mit einer Frequenzsteueranordnung 89, die z.B. durch Wahl eines entsprechenden Kristalls oder Quarzes auf die gewünschte Impulsfolgefrequenz eingestellt werden kann. Ein spannungsgesteuertes Reaktanzelement 90, beispielsweise eine Varaktordiode oder Kapazitätsdiode, ist an die Frequenzsteueranordnung 89 angekoppelt, um in bekannter Weise die Phase des Oszillators 88 zu steuern. Der Oszillatorausgang ist an einen Phasendetektor 91 angeschaltet, der außerdem vom IFF-Wähler die gewählten Fl-Rahmenimpulse oder decodierten P2-Impulse empfängt.5, the phase-locked IFF generator includes 69 According to Fig. 1, an oscillator 88 with a frequency control arrangement 89 which, for example, by selection of an appropriate crystal or crystal can be set to the desired pulse repetition frequency. A voltage controlled reactance element 90, for example a varactor diode, or capacitance diode, is coupled to the frequency control arrangement 89 in order in a known manner Way to control the phase of oscillator 88. The oscillator output is connected to a phase detector 91, which also from the IFF selector the selected F1 frame pulses or decoded Receives P2 pulses.

Wenn das Flugzeug sich innerhalb des SLS-Auffaßbereiches der gewählten Radarstation befindet, sind ständig decodierte P2-Impulse anwesend. Jede Phasenabweichung zwischen diesen Impulsen und dem Ausgangssignal des Oszillators 88 wird vom Phasendetektor 91 wahrgenommen, der automatisch das spannungsgesteuerte Reaktanzelement so einstellt, daß diese Abweichung zu Null gemacht wird. Der Oszillator 88 steuert einen Impulsgenerator 92 aus, der eine kontinuierliche Impulsfolge erzeugt, die hier als "synthetische Fl-Impulse" bezeichnet werden und die mit der Impulsfolgefrequenz der gewählten Radarstation phasenstarr synchronisiert sind.When the aircraft is within the SLS detection area of the selected radar station, decoded P2 pulses are constantly present. Any phase deviation between them Pulses and the output of the oscillator 88 is from Phase detector 91 perceived, which automatically controls the voltage Adjusts reactance element so that this deviation is made zero. The oscillator 88 controls a pulse generator 92, which generates a continuous train of pulses referred to herein as "synthetic F1 pulses" and which are phase-locked with the pulse repetition frequency of the selected radar station.

Wenn das Flugzeug sich außerhalb des SLS-Auffaßbereiches befindet, so tritt während der Verweil- oder Erfassungszeit der Hauptkeule ein Burst von ungefähr 20 tatsächlichen Fl-Impulsen auf. Diese Impulse stellen die Phase des Oszillators 88 je einmal während jedes Keulenumlaufs ein. Das Reaktanzelement 90 ist in bekannter Weise so eingerichtet, daß es seine Einstellung zwischen den einzelnen Bursts beibehält. Ein von einem rückstellbaren Torsignalgenerator 93 gesteuertes UND-If the aircraft is outside the SLS detection area, then occurs during the dwell or detection time the main lobe is a burst of approximately 20 actual F1 pulses on. These pulses adjust the phase of the oscillator 88 once during each lobe revolution. The reactance element 90 is set up in a known manner to maintain its setting between bursts. One of a resettable gate signal generator 93 controlled AND

609808/0807609808/0807

Glied 94 koppelt den Oszillator 88 mit dem Impulsgenerator Der Torimpulsgenerator 93 ist auf ein Toröffnungszeitintervall eingestellt/ das etwas langer als ein SSR-Keulenumlauf ist, z.B, 4 Sekunden. Wenn keine Fl- oder decodierten P2-Impulse innerhalb ungefähr 4 Sekunden nach dem jeweils letzten Burst auftreten, so wird das UND-Glied 94 gesperrt, wodurch der Oszillator 88 vom Impulsgenerator 92 getrennt und dieser stillgesetzt wird.Member 94 couples the oscillator 88 to the pulse generator. The gate pulse generator 93 is set to a gate opening time interval set / which is slightly longer than one SSR lobe circulation, e.g., 4 seconds. If no F1 or decoded P2 pulses occur within approximately 4 seconds of the last burst, so the AND gate 94 is blocked, whereby the oscillator 88 is separated from the pulse generator 92 and this shut down will.

Das synthetische Fl-Ausgangssignal des phasenstarren IFF-Generators 69 (Fig. 3) liefert, wenn es anwesend ist, ein alternatives Eingangssignal über das ODER-Glied 34 an den Entfernungswarn-Torsignalgenerator 35. Das synthetische Fl-Signal gelangt außerdem über ein UND-Glied 120 zum Starteingang einer Zeitmeßschaltung 95, die eines der Elemente des Entfernungsrechners 70 nach Fig. 1 ist. Eine zweite Eingangsgröße empfängt das UND-Glied 120 über die Leitung 42 für gemeinsamen Azimutsektor und Entfernungswarming. Der Stopp-Eingang der Zeitmeßschaltung 95 empfängt das Ausgangssignal eines UND-Gliedes 96, das eine Eingangsgröße über die Leitung 42 und eine zweite Eingangsgröße über einen IFF-Wähler 97 vom Antwortrahmendecodierer 11 empfängt. Der IFF-Wähler 97 ist wie der Wähler 85 so eingestellt, daß er lediglich die Impulsfolgefrequenz einer gewünschten Radarstation durchläßt.The synthetic F1 output of the phase-locked IFF generator 69 (FIG. 3) provides, when present, an alternative input signal via OR gate 34 to the distance warning gate signal generator 35. The synthetic F1 signal also reaches the start input of a via an AND gate 120 Timing circuit 95 which is one of the elements of distance calculator 70 of FIG. Receives a second input the AND gate 120 via the line 42 for common azimuth sector and range warming. The stop input of the timing circuit 95 receives the output signal of an AND gate 96, which is an input variable on line 42 and a second Input via an IFF selector 97 from the response frame decoder 11 receives. The IFF selector 97, like the selector 85, is set to only use the pulse repetition rate a desired radar station.

Der Entfernungsrechner enthält außerdem eine weitere Zeitmeßschaltung 98, die ihr Start-Eingangssignal von einem UND-Glied 99, das an die Fl-Leitung 67 und den Torsignalgenerator 82 angeschaltet ist, und ihr Stopp-Eingangssignal vom Nahentfernungsdecodierer 81 empfängt. Eine dritte Eingangsgröße empfängt das UND-Glied 99 von einem rückstellbaren 5 ms-Torsignalgenerator 109, der durch einen Annäherungsdecodierimpuls in der Leitung 65 eingeschaltet wird. Die Ausgangsgrößen der Zeitmeßschaltungen 95 und 98 gelangen zu einer Subtrahierschaltung 100, und die Ausgangsgröße der Zeitmeßschaltung 98 wird auf dem Anzeigeinstrument 74 angezeigt.The distance calculator also contains a further timing circuit 98, its start input signal from an AND gate 99, which is sent to the F1 line 67 and the gate signal generator 82 is on and receives its stop input from the short range decoder 81. A third input variable receives AND gate 99 from a resettable 5 ms gate signal generator 109 which is switched on by an approach decode pulse on line 65. The output variables of the Timing circuits 95 and 98 pass to a subtracting circuit 100, and the output of timing circuit 98 is displayed on the display instrument 74.

609808/0807609808/0807

Gemäß Fig. 6 können die Zeitmeßschaltunaen 9 5 und 98 digitale Einrichtungen sein, die je einen Zähler 101, eine Pufferstufe 102, UND-Glieder 103 und 104, ein Steuer-Flipflop 105 sowie Verzögerungsschaltungen 106 und 107 enthalten. Ein gemeinsamer oder systemeigener Taktimpulsgenerator 108 speist den einen Eingang des UND-Gliedes 103.According to FIG. 6, the timing circuits 9 5 and 98 can be digital Be devices that each have a counter 101, a buffer stage 102, AND gates 103 and 104, a control flip-flop 105 as well as delay circuits 106 and 107. A common or system-specific clock pulse generator 108 feeds one input of the AND gate 103.

Ein dem Start-Eingang des Flipflops 105 zugeleiteter Impuls aktiviert den 1-Ausgang des Flipflops und öffnet das UND-Glied 103, so daß die Taktimpulse zum Zähler 101 gelangen. Der Zähler zählt weiter, bis dem Stopp-Eingang ein Impuls zugeleitet wird, wodurch das Flipflop gelöscht und dessen 1-Ausgang entaktiviert wird, so daß das UND-Glied 103 gesperrt und der Zähler gestoppt werden. Der zu diesem Zeitpunkt erreichte Zählerstand stellt die Länge des Zeitintervalls zwischen dem Start- und dem Stopp-Fingangsimpuls dar.A pulse fed to the start input of flip-flop 105 activates the 1 output of the flip-flop and opens it AND gate 103, so that the clock pulses reach the counter 101. The counter continues to count until the stop input receives a pulse is fed, whereby the flip-flop is cleared and its 1 output is deactivated, so that the AND gate 103 is blocked and the counter will be stopped. The counter reading reached at this point in time represents the length of the time interval between the start and stop start impulses.

Nach kurzer Verzögerung in der Verzögerungsschaltung 106 öffnet der Stopp-Impuls das UND-Glied 1O4, so daß der erreichte Zählerstand in die Pufferstufe 102 übertragen wird. Das UND-Glied 104 kann eine Vielfachtorschaltung, die in bekannter Weise eine Parallelübertragung ermöglicht, oder eine bekannte Anordnung für langsamere, jedoch noch ausreichend schnelle Serienübertragung sein. In jedem Falle wird die Pufferstufe 102 einfach in einen Zustand gezwungen, der den jeweils zuletzt eingegebenen Zählerstand repräsentiert, und sie behält diesen Zustand solange bei, bis sie in einen anderen Zustand gezwungen wird, der einem neuen, aktuellen Zählerstand entspricht.After a short delay in the delay circuit 106, the stop pulse opens the AND gate 1O4, so that the Counter reading is transferred to the buffer stage 102. The AND gate 104 can be a multiple gate circuit, which is known in the art Way enables parallel transmission, or a known arrangement for slower, but still sufficiently fast Be serial transmission. In either case, the buffer stage 102 is simply forced into a state which is the last entered counter reading and it retains this state until it is forced into another state which corresponds to a new, current counter reading.

Nach einer weiteren Verzögerung in der Verzögerungsschaltung 107, die für die Vollendung der Übertragung ausreichend lang ist, löscht der Stopp-Impuls den Zähler 101. Die Ausgangsgröße der Pufferstufe, die entweder in digitaler oder in analoger Form vorliegen kann, stellt laufend das jeweils zuletzt gemessene Intervall dar, bis es abermals auf den jeweils neusten oder aktuellen Stand gebracht wird.After another delay in the delay circuit 107 that is sufficient for the transmission to complete is long, the stop pulse clears the counter 101. The output variable of the buffer stage, which is either digital or analog Form, continuously displays the last measured interval until it is updated again to the latest or updated.

6098 0 8/08076098 08/0807

25353A525353A5

Die Zeitmeßschaltung 98 (Fig. 3) arbeitet nur dann, wenn ein Hahentfernungs- oder Annäherungszustand wahrgenommen wird, so daß der Torsignalgenerator 82 ein Ausgangssignal erzeugt, und wenn Annäherungsnachrichten von einem anderen Flugzeug empfangen werden, -so daß der Torsignalgenerator 109 ein Ausgangssignal erzeugt. Diese beiden Torsignale öffnen das UND-Glied 99, so daß dieses Fl-Impulse durchläßt, welche die Zeitmeßschaltung 98 einschalten. Jeder nächstfolgende Impuls vom Nahentfernungsdecodierer 81 stoppt die Zeitmeßschaltung, die somit das Intervall zwischen den beiden Impulsen mißt. Dieses Zeitintervall entspricht, unter Berücksichtigung von systemeigenen Verzögerungen, der Zeit, die Radiowellen für den Hin- und Rückweg zwischen den beiden Flugzeugen benötigen, und ist daher ein Maß für die direkte Schrägentfernung Y.The timing circuit 98 (Fig. 3) operates only when a distance or approach condition is sensed, so that the gate signal generator 82 generates an output signal, and when approaching messages from another aircraft are received so that the gate signal generator 109 has an output signal generated. These two gate signals open the AND gate 99, so that this lets through F1 pulses, which the timing circuit 98 switch on. Each subsequent pulse from the short range decoder 81 stops the timing circuit, the thus measuring the interval between the two pulses. This time interval corresponds, taking into account the native Delays, the time it takes radio waves to travel there and back between the two aircraft hence a measure of the direct slope distance Y.

Zu beachten ist, daß der beschriebene Entfernungsmeßvorgang zwischen zwei geeignet ausgerüsteten Flugzeugen durch jede die Flugzeuge nacheinander erfassende SSR-Abtastung ausgelöst werden kann. Zwei oder mehr solcher Radarstationen können eine derartige Entfernungsmessung veranlassen, ohne daß gegenseitige Störungen erfolgen, außer in den äußerst ungewöhnlichen Fällen, wenn beide Radarkeulen gleichzeitig in den Annäherungs- oder Nahentfernungsraum weisen. Diese Situation, wenn sie tatsächlich eintreten sollte, kann jedoch nur zeitweilig andauern, da jedem Radar eine andere Keulenumlaufzeit und eine andere Impulsfolgefrequenz zugewiesen ist.It should be noted that the distance measuring process described is carried out between two suitably equipped aircraft any SSR scan sequentially capturing the aircraft can be triggered. Two or more such radar stations can initiate such a distance measurement without mutual interference, except in the extremely unusual Cases when both radar lobes point into the approach or near range space at the same time. This situation, if it should actually occur, however, can only last temporarily, since each radar has a different lobe revolution time and a different pulse repetition rate is assigned.

Die Zeitmeßschaltung 95 arbeitet nur dann, wenn in der Leitung 42 ein Signal für gemeinsamen Azimutsektor und Entfernung swarnung anwesend ist, durch welches die UND-Glieder 96 und 120 geöffnet und der IFF-Generator 69 unter Erzeugung von synthetischen Fl-Impulsen auf eine gewählte Radarstation eingestellt werden, und wenn Antwortrahmenimpulse von einem anderen Flugzeug empfangen werden, das von derselben gewählten Radarstation abgefragt wird. Unter diesen Voraussetzungen wird die Zeitmeßschaltung durch jeden synthetischen Fl-Impuls ge-The timing circuit 95 operates only when there is a common azimuth sector and range signal on line 42 warning is present, through which the AND gates 96 and 120 open and the IFF generator 69 with the generation of synthetic F1 pulses on a selected radar station and if response frame pulses are received from another aircraft, that of the same chosen one Radar station is queried. Under these conditions, the timing circuit is triggered by every synthetic F1 pulse

8/080,8/080,

startet und durch jeden decodierten Antwortrahmenimpuls, der den IFF-Wähler 97 durchläuft, gestoppt.starts and is stopped by each decoded response frame pulse passing through IFF selector 97.

Das gemessene Zeitintervall entspricht der Zeit zwischen der eigenen decodierten Abfrage oder dem synthetischen Fl-Impuls und dem Empfang der Antwort des anderen Flugzeugs auf die entsprechende Abfrage. Dieses Zeitintervall ist, unter Berücksichtigung von systemeigenen Verzögerungen, ein Maß für Y + X, d.h. die algebraische Summe der Schrägentfernung und der SSR-Entfernungsdifferenz. Die Ausgangsgröße der Zeitmeßschaltung 95 gelangt zur Subtrahierschaltung 100, v/o durch die Differenz zwischen dieser Ausgangsgröße und derjenigen der Zeitmeßschaltung 98 eine Darstellung der SSR-Entfernungsdifferenz X erzeugt wird, die vom Richtungsrechner für den Peilwinkel des anderen Flugzeugs verwertet wird.The measured time interval corresponds to the time between your own decoded query or the synthetic F1 pulse and receiving the other aircraft's response to the corresponding query. This time interval is taking into account of native delays, a measure of Y + X, i.e. the algebraic sum of the skew distance and the SSR distance difference. The output of the time measuring circuit 95 reaches the subtracting circuit 100, v / o through the difference a representation of the SSR distance difference X between this output variable and that of the timing circuit 98 is generated, which is used by the direction computer for the bearing angle of the other aircraft.

Wie im oberen Teil von Fig. 3 gezeigt, enthält der Richtungsrechner 76 für die eigene Peilrichtung nach Fig. 1 zwei IFF-Wähler 121 und 122, Hüllkurvendetektoren 123 und 124, eine Verzögerungsschaltung 125, Zeitmeßschaltungen 126 und 127, eine Teiler- oder Dividierschaltung 128 und einen Funktionsgenerator 129. Die Zeitmeßschaltungen können gleich ausgebildet sein wie die oben beschriebenen Anordnungen, sind jedoch für das Arbeiten irLt einem größeren Zeitmaßstab bemessen, nämlich für die Messung von Zeitintervallen bis zu einer Radarkeulen-Umlaufperiode, z.B. 4 Sekunden. Stattdessen können jedoch auch einfache elektromechanische Uhren bekannter Art verwendet werden. Bei den Hüllkurvendetektoren handelt es sich um Diodengleichrichter mit Tiefpaßfiltern oder irgendwelche andere geeignete Anordnungen zum Umwandeln von Impulsstößen oder -bursts in einzelne, vorzugsweise längere Impulse.As shown in the upper part of FIG. 3, the direction calculator contains 76 for the own bearing direction according to FIG. 1, two IFF selectors 121 and 122, envelope curve detectors 123 and 124, one Delay circuit 125, timing circuits 126 and 127, a divide or divide circuit 128 and a function generator 129. The timing circuits may be the same as the arrangements described above, but are for working irLt measured on a larger time scale, namely for the measurement of time intervals up to a radar lobe revolution period, e.g. 4 seconds. Instead, however, simple electromechanical clocks of a known type can also be used. The envelope detectors are diode rectifiers with low-pass filters or any other suitable type Arrangements for converting pulse pulses or bursts into individual, preferably longer pulses.

Im Betrieb stoppt jeder Nord-Impuls von der gewählten SSR-Station zunächst die Zeitmeßschaltung 126, falls diese gerade läuft, und startet dann nach einer kurzen Verzögerung in der Verzögerungsschaltung 125 beide Zeitmeßschaltungen 126 und 127. Der nächstfolgende Burst von Fl-Impulsen, der beim Erfassen desIn operation, any north pulse from the selected SSR station first stops the timing circuit 126, if it is at that moment runs, and then starts both timing circuits 126 and 127 after a short delay in the delay circuit 125. The next burst of Fl pulses that occurs when the

609808/0807609808/0807

Flugzeugs durch die Radarkeule auftritt, stoppt die Zeitmeßschaltung 127, die bis zum Auftreten des nächsten Nord-Impulses ausgeschaltet bleibt.Aircraft occurs through the radar lobe, the timing circuit stops 127, which remains switched off until the next north pulse occurs.

Die Ausgangsgröße der Zeitmeßschaltung 126, bezeichnet mit N, stellt die Länge der Zeit dar, welche die Radarkeule für einen vollständigen Umlauf benötigt. Die Ausgangsgröße der Zeitmeßschaltung 127, bezeichnet mit M, stellt die Länge der Zeit dar, welche die Radarkeule benötigt, um von der magnetischen Nordrichtung in die von der Radarstation aus gesehene Positionslinie des Flugzeugs zu drehen. Diese Ausgangsgrößen gelangen zur Dividierschaltung 128, die ihrerseits eine den Quotienten M/N darstellende Ausgangsgröße erzeugt.The output of the timing circuit 126, labeled N, represents the length of time the radar lobe is for needs a full cycle. The output of the timing circuit 127, labeled M, represents the length of the The time it takes for the radar lobe to travel from magnetic north to that as seen by the radar station To rotate the aircraft's position line. These output variables go to the dividing circuit 128, which in turn is a Output variable representing the quotient M / N is generated.

Die Größe M/N hat einen Wert zwischen 0 und 1, welcher den magnetischen Peilwinkel φ des Flugzeugs zur .SSR-Station als Bruchteil eines vollständigen Kreises, d.h. als Bruchteil von 360°, darstellt. Die Darstellung kann digital oder analog, auf elektrischem oder mechanischem Wege erfolgen, je nach der speziellen Ausbildung der Zeitmeßschaltunqen 126 und 127 sowie der Dividierschaltung 128. Der Funktionsgenerator 129 wandelt diese Darstellung in eine für die Anzeige auf dem Anzeigeinstrument 77 und für die Verwertung im Richtungsrechner für den Peilwinkel des anderen Flugzeugs geeignete Form um. Zu beachten ist, daß der errechnete Wert von φ unabhängig von der individuellen Keulenumlaufgeschwindigkeit der gewählten SSR-Station ist.The size M / N has a value between 0 and 1, which the aircraft's magnetic bearing angle φ to the .SSR station as a fraction of a complete circle, i.e. as a fraction of 360 °. The representation can be digital or analog, be done electrically or mechanically, depending on the special design of the Zeitmeßschaltunqen 126 and 127 as well the dividing circuit 128. The function generator 129 converts this representation into one for display on the display instrument 77 and for the utilization in the direction computer for the bearing angle of the other aircraft to a suitable form. To note is that the calculated value of φ is independent of the individual lobe revolution speed of the selected SSR station.

Der Richtungsrechner 75 für den Peilwinkel des anderen Flugzeugs nach Fig. 1, der allgemein im rechten unteren Teil von Fig. 3 erscheint, enthält eine Dividierschaltung 130, einen Funktionsgenerator 131, eine algebraische Addierschaltung 132, eine algebraische Subtrahierschaltung 133, und einen Voreilungs-Nacheilungs-Schaltkreis 134. Der übliche Magnetkompaß 135 liefert für die Berechnung die Information H über den eigenen Steuerkurs.The direction computer 75 for the bearing angle of the other aircraft according to FIG. 1, which is generally in the lower right part of Fig. 3, a divider circuit 130 includes a Function generator 131, an algebraic adding circuit 132, an algebraic subtracting circuit 133, and a lead-lag circuit 134. The usual magnetic compass 135 provides information H about your own for the calculation Heading.

609808/0807609808/0807

Aus Fig. 2 ist zu sehen, daß der Winkel θ zwischen der eigenen SSR-Positionslinie 80 und der Verbindunqsgeraden zwischen dem eigenen und dem anderen Flugzeug, gemessen in Uhrzeigerrichtung von der Verlängerung der Geraden 80 über die eigene Position 72 hinaus, kleiner ist als 90 . Wenn das andere Flugzeug sich näher bei der SSR-Station befindet, liegt der so gemessene Winkel θ zwischen 90° und 270°. Die SSR-Entfernungsdifferenz X wird, wenn das andere Flugzeug weiter von der SSR-Station entfernt ist, als positiv und, wenn das andere Flugzeug näher bei der Station ist, als negativ angesehen.From Fig. 2 it can be seen that the angle θ between own SSR position line 80 and the straight line connecting between own and the other aircraft, measured clockwise from the extension of the straight line 80 beyond its own position 72 is less than 90. If the other If the aircraft is closer to the SSR station, the angle θ measured in this way is between 90 ° and 270 °. The SSR distance difference X becomes positive if the other aircraft is farther from the SSR station and if the other aircraft closer to the station is considered negative.

Diese Vorzeichenkonvention wird beim normalen Betrieb der Zeitmeßschaltung 95 und der Subtrahierschaltung 100 in Fig. 3 automatisch berücksichtigt, da die von der Zeitmeßschaltung 9 gemessene dLfferentielle Übergangszeit der Größe Y + / X / in der Subtrahierschaltung 100 proportional ist, so daß die Differenz X das richtige Vorzeichen hat.This sign convention is used in normal operation of the timing circuit 95 and subtracting circuit 100 in FIG automatically taken into account, since the dLfferential transition time measured by the timing circuit 9 of the size Y + / X / in is proportional to the subtracting circuit 100 so that the difference X has the correct sign.

In Fig. 2 laufen sämtliche SSR-Keulen, gesehen von oben, im Uhrzeigersinn um, wie durch den Pfeil 136 angedeutet. Wenn das eigene Flugzeug vor dem anderen Flugzeug erfaßt wird, wie es bei den gezeigten Positionen der Fall wäre, so beträgt der Winkel θ zwischen 0 und 180°. Wenn das andere Flugzeug zuerst erfaßt wird, so liegt θ zwischen l80°und 360°. Der ersterwähnte Zustand, in Fig. 2 dargestellt, wird als "Voreilung" bezeichnet. Der andere, nicht dargestellte Zustand wird als "Nacheilung" bezeichnet. Nimmt man die Konvention an, daß Y im Voreilungszustand positiv und im Nacheilungszustand negativ ist, so wird das Vorzeichen von Y durch den Voreilungs-Nacheilungs-Schaltkreis 134 bestimmt.In Fig. 2, all SSR lobes, viewed from above, run clockwise as indicated by arrow 136. If your own aircraft is caught before the other aircraft, how if it were the case in the positions shown, the angle θ is between 0 and 180 °. When the other plane goes first is detected, θ is between 180 ° and 360 °. The first mentioned condition, shown in Fig. 2, is referred to as "lead". The other condition, not shown, is referred to as "lagging". Assuming the convention that Y is in the lead condition is positive and negative in the lag state, the sign of Y is determined by the lead-lag circuit 134 determined.

Gemäß Fig. 7 enthält der Voreilungs-Nacheilungs-Schaltkreis zwei UND-Glieder 137 und 138 sowie Flipflops 139 und 140. Ein vom Ausgang des Hüllkurvendetektors 123 abgenommenes Nord-Impulssignal löscht beide Flipflops unter Aktivierung ihrer O-Ausgänge und öffnet beide UND-Glieder. Das UND-Glied 137 empfängt die demodulierten Fl-Burstsignale vom Hüllkurven-7, the lead-lag circuit includes two AND gates 137 and 138 and flip-flops 139 and 140. A north pulse signal taken from the output of the envelope detector 123 clears both flip-flops, activating theirs O outputs and opens both AND gates. The AND gate 137 receives the demodulated F1 burst signals from the envelope

609808/080609808/080

25353*525353 * 5

detektor 124, und das UND-Glied 138 empfängt die decodierten Antwortrahmenimpulse vom Ausgang des UND-Gliedes 96 in Fig. 3.detector 124, and AND gate 138 receives the decoded Response frame pulses from the output of AND gate 96 in FIG. 3.

Nachdem ein Nord-Impulssignal aufgetreten ist, während die Keule der gewählten Radarstation nach Norden weist, erscheint ein Fl-Signal, während die Keule auf das eigene Flugzeug weist, und erscheint ein Antwortrahmensignal, wenn die Keule auf das andere Flugzeug weist. Wenn das Fl-Signal als erstes auftritt, wird das Flipflop 139 gesetzt, so daß sein 1-Ausgang unter Anzeige eines Voreilungszustands aktiviert und sein O-Ausgang entaktiviert wird. Dadurch wird das UND-Glied 138 gesperrt, so daß ein folgendes Antwortrahmensignal das Flipflop 140 nicht setzen kann.After a north pulse signal occurred while the If the lobe of the selected radar station is pointing north, a Fl signal appears while the lobe points to your own aircraft, and a response frame signal appears when the lobe points to the other aircraft. When the Fl signal occurs first, the flip-flop 139 is set so that its 1 output is activated, indicating a lead condition O output is deactivated. As a result, the AND gate 138 is blocked, so that a subsequent response frame signal the flip-flop 140 can not put.

Durch ein Antwortrahmensignal, das vor dem Fl-Signal auftritt, wird das Flip-Flop 140 gesetzt, wodurch dessen 1-Ausgang unter Anzeige eines Nacheilungszustands aktiviert und dessen O-Ausgang entaktiviert wird, so daß das Flipflop 139 durch ein folgendes Fl-Signal nicht gesetzt werden kann. Es wird also das Vorzeichen von Y dadurch bestimmt, bei welchem Flipflop der 1-Ausgang aktiviert ist.By a response frame signal that occurs before the Fl signal, the flip-flop 140 is set, whereby its 1 output activated with display of a lag state and the 0 output is deactivated, so that the flip-flop 139 by a the following Fl signal cannot be set. So the sign of Y is determined by which flip-flop the 1 output is activated.

Es gelangen (Fig. 3) die Y-Vorzeicheninformation vom Voreilungs-Nacheilungs-Schaltkreis 134 und die Ausgangsgröße der Dividierschaltung 130, welche den Quotienten X/Y mit dem X-Vorzeichen darstellt, zum Funktionsgenerator 131, der eine digitale oder analoge Schaltung bekannter Art sein kann, deren Ausgangsgröße den Winkel cos" X/Y einschließlich der Quadrantenlage desselben darstellt. Dieser Winkel ist eine gute Annäherung des Winkels θ, und zwar in einem typischen Fall innerhalb von 2 oder 3°.The Y-sign information arrives (FIG. 3) from the lead-lag circuit 134 and the output variable of the dividing circuit 130, which the quotient X / Y with the X sign represents, to the function generator 131, which can be a digital or analog circuit of a known type, the output variable thereof represents the angle cos "X / Y including its quadrant position. This angle is a good approximation of the Angle θ, in a typical case within 2 or 3 °.

Die Addierschaltung vereinigt die Darstellungen von θ und φ unter Erzeugung einer Ausgangsgröße, die den Wert θ +φ darstellt, der, wie in Fig. 2 gezeigt, dem magnetischen Peilwinkel oder Richtungswinkel vom eigenen zum anderen Flugzeug entspricht, Eine entsprechende Darstellung des eigenen magnetischen Steuer-The adding circuit combines the representations of θ and φ generating an output that represents the value θ + φ, which, as shown in Fig. 2, corresponds to the magnetic bearing angle or direction angle from your own to the other aircraft, A corresponding representation of your own magnetic control

609 8 08/0 8 07609 8 08/0 8 07

20 - 2 5 3 5 3 420 - 2 5 3 5 3 4

kurses H, die vom Kompaß 135 geliefert wird, wird in der Subtrahierschaltung 133 unter Erzeugung einer Ausgangsgröße subtrahiert, die den Wert θ + φ - H darstellt, der, wie in Fig. gezeigt, dem Peil- oder Richtungswinkel B des anderen Flugzeugs gegenüber der Steuerkursrichtung des eigenen Flugzeugs entspricht. Diese Darstellung, angezeigt auf dem Anzeigeinstrument 78, gibt direkt die Sichtlinie nach einem eingedrunqenen Flugzeug in Bezug auf die Längsachse des eigenen Flugzeugs an.heading H supplied by compass 135 is used in the subtracting circuit 133 to produce an output representing the value θ + φ - H which, as shown in Fig. shown, the bearing or direction angle B of the other aircraft with respect to the heading direction of the own aircraft is equivalent to. This representation, displayed on the display instrument 78, directly gives the line of sight after someone has penetrated Aircraft in relation to the longitudinal axis of your own aircraft.

Die in Fig. 8 gezeigte erfindungsgemäße Einrichtung enthält einen Hüllkurvendetektor 150, der vom UND-Glied 196 (Fig. 3) die Transponderantworten von anderen Flugzeugen innerhalb eines bestimmten Entfernungsbereiches in einem gemeinsamen Azimutsektor mit dem eigenen Flugzeug empfängt. Wie bereits erwähnt, empfängt das UND-Glied 96 eine Eingangsgröße aus der Leitung 42 für.den gemeinsamen Azimutsektor und die Entfernungswarnung sowie eine weitere Eingangsgröße vom Antwortrahmendecodierer 11 über den IFF-Wähler 97.The device according to the invention shown in FIG. 8 contains an envelope curve detector 150, the AND gate 196 (Fig. 3) the transponder responses from other aircraft receives within a certain distance range in a common azimuth sector with the own aircraft. As already mentioned, the AND gate 96 receives an input variable from the line 42 für.den common azimuth sector and the Distance warning and a further input variable from the response frame decoder 11 via the IFF voter 97.

Der Hüllkurvendetektor 150 kann, wie die Detektoren 123 und 124, einen Diodengleichrichter mit einem Tiefpaßfilter enthalten, das die Antwortimpulsbursts in einzelne Impulse umwandelt. Der vom Detektor 150 erzeugte Antwortimpuls gelangt zum einen Eingang einer Zeitmeßschaltung 152 und stoppt diese Zeitmeßschaltung. Der andere oder Start-Eingang der Zeitmeßschaltung 152 ist über eine Leitung 154 an diejenige Leitung angeschlossen, die den Ausgang der Verzögerungsschaltung 125 und die Start-Eingänge der Zeitmeßschaltungen 126 und 127 verbindet (Fig. 3). Der Ausgang der Zeitmeßschaltung 152 ist über eine Leitung L an den einen Eingang einer Dividierschaltung 156 angeschlossen.The envelope detector 150, like the detectors 123 and 124, can be a diode rectifier with a low-pass filter contain that the response pulse bursts into individual pulses converts. The response pulse generated by detector 150 arrives on the one hand input of a time measuring circuit 152 and stops this time measuring circuit. The other or start input of the timing circuit 152 is connected via a line 154 to that line which is the output of the delay circuit 125 and connects the start inputs of timing circuits 126 and 127 (Fig. 3). The output of the timing circuit 152 is Connected via a line L to one input of a dividing circuit 156.

Der andere Eingang der Dividierschaltung 156 ist über eine Leitung 158 an den Ausgang der Nord-Zeitmeßschaltung 126 (Fig. 3) angeschlossen. In der Dividierschaltung wird durch Dividieren des von der Zeitmeßschaltung 152 stammenden Eingangs-The other input of the divider circuit 156 is through a Line 158 is connected to the output of north timing circuit 126 (Fig. 3). In the dividing circuit, Divide the input from timing circuit 152

£09808/0807£ 09808/0807

signals (L) durch das von der Zeitmeßschaltung 126 (Fig. 3) stammende Eingangssignal (N) ein den Quotienten L/N darstellendes Ausgangssignal erzeugt.signals (L) through the input signal (N) originating from the timing circuit 126 (FIG. 3) a representing the quotient L / N Output signal generated.

Der Ausgang der Dividierschaltung 156 ist an den Eingang eines Funktionsgenerators 160 angeschaltet, der den Quotienten L/N in eine für die Anzeige mittels eines Anzeigeinstruments 162 im eigenen Flugzeug geeignete Form umwandelt.The output of the dividing circuit 156 is connected to the input of a function generator 160, which the quotient L / N is converted into a form suitable for display by means of a display instrument 162 in the own aircraft.

Im Betrieb stoppt jeder Nord-Impuls von der gewählten SSR-Station zunächst die Zeitmeßschaltung 126 und startet dann, nach einer kurzen, durch die Verzögerungsschaltung 125 bewirkten Verzögerung, die beiden Zeitmeßschaltungen 126 (Fig. 3) und 152 (Fig. 8). Der nächste Antwortsignalburst, der auftritt, wenn die Radarkeule ein anderes mit Transponder ausgerüstetes Flugzeug innerhalb eines gemeinsamen Azimutsektors mit dem eigenen Flugzeug erfaßt, stoppt die Zeitmeßschaltung 152, die dann bis zum Auftreten des nächsten Nord-Impulses ausgeschaltet bleibt.In operation, any north pulse from the selected SSR station first stops timing circuit 126 and starts then, after a short delay caused by the delay circuit 125, the two timing circuits 126 (Fig. 3) and 152 (Fig. 8). The next burst of response signal that occurs when the radar lobe is another with a transponder If an equipped aircraft is detected within a common azimuth sector with your own aircraft, the timing circuit stops 152, which then remains switched off until the next north pulse occurs.

Wie bereits erwähnt, stellt die Ausgangsgröße N der Zeitmeßschaltung 126 die Länge der Zeit dar, welche die Radarkeule für einen vollständigen Umlauf benötigt. Die Ausgangsgröße L der Zeitmeßschaltung 152 stellt die Länge der Zeit dar, welche die Radarkeule benötigt, um von magnetisch Nord auf die Positionslinie des anderen Flugzeugs von der SSR-Station aus zu drehen. Diese Ausgangsgrößen werden der Dividierschaltung 156 zugeleitet, die den Quotienten L/N erzeugt.As already mentioned, N represents the output of the timing circuit 126 represents the length of time it takes the radar lobe to complete one revolution. The output variable L the timing circuit 152 represents the length of time it takes for the radar lobe to travel from magnetic north to the position line of the other aircraft from the SSR station. These outputs are supplied to the divider circuit 156 which generates the quotient L / N.

Die Größe L/N hat einen Wert zwischen 0 und 1, der den magnetischen Richtungs- oder Peilwinkel φ des anderen Flugzeugs zur SSR-Station als Bruchteil eines vollständigen Kreises, d.h. von 360°, darstellt. Diese Größe wird im Funktionsgenerator 160 in eine für die Darstellung geeignete Form umgewandelt, und gewünschtenfalls kann ein Anzeigegerät 162 dem Piloten des eigenen Flugzeugs eine visuelle oder Sichtanzeige der Positionslinie des anderen Flugzeugs von der SSR-Station aus vermittelt. The size L / N has a value between 0 and 1, which is the magnetic direction or bearing angle φ of the other aircraft to the SSR station as a fraction of a complete circle, i.e. of 360 °. This variable is converted in the function generator 160 into a form suitable for the representation, and If desired, a display device 162 can be provided to the pilot of the aircraft provides a visual or visual indication of the other aircraft's position line from the SSR station.

609808/0807609808/0807

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 8 sind nur die Antworten von anderen Flugzeugen innerhalb eines gemeinsamen Azimutsektors mit dem eigenen Flugzeug dahingehend wirksam, daß sie die Zeitmeßschaltung 152 auslösen. Sämtliche Antworten von außerhalb dieses gemeinsamen Azimutsektors werden vom IKiD-Glied 96 unterdrückt. Falls es jedoch erwünscht sein sollte, die magnetischen Peil- oder Richtungswinkel von anderen Flugzeugen auch außerhalb des gemeinsamen Azimutsektors zu ermitteln, so kann dies ohne weiteres dadurch erreicht v/erden, daß man das UND-Glied 96 umgeht und den Ausgang des IFF-Wählers 97 an den Hüllkurvendetektor 150 anschaltet.In the embodiment of FIGS. 3 and 8, only the Responses from other aircraft within a common azimuth sector with the own aircraft to the effect that that they trigger the timing circuit 152. All responses from outside this common azimuth sector will be received from the IKiD element 96 suppressed. However, if it should be desired, to determine the magnetic bearing or direction angles of other aircraft outside the common azimuth sector, so this can easily be achieved by bypassing the AND gate 96 and the output of the IFF selector 97 to the envelope detector 150 turns on.

Ferner werden bei der Ausführungsform nach Fig. 3 Nord-Impulse dazu verwendet, die Umlaufzeit oder -Periode der Radarkeule zu messen. Es ist ohne weiteres ersichtlich,, daß die Zeit zwischen von der gewählten SSR-Station empfangenen Abfragen oder die Zeit zwischen den Antworten auf diese Abfragen der Umlaufzeit der Radarkeule entspricht. Es kann also die Zeitdauer zwischen diesen Signalen sowie die Zeitdauer zwischen den Nord-Impulsen gemessen v/erden, um die Darstellung N der Hauptkeulen-Umlaufzeit zu gewinnen.Furthermore, in the embodiment according to FIG. 3, north pulses used to measure the round-trip time or period of the radar lobe. It is readily apparent, that time between queries received from the selected SSR station or the time between replies to these queries Orbital time corresponds to the radar lobe. So it can be the length of time between these signals as well as the length of time between the north impulses measured v / ground to the representation N der To gain main lobe round-trip time.

Nach Errechnung der Entfernungen X und Y sowie der Peiloder Richtungswinkel φ und φ' kann nunmehr die Entfernung der gewählten SSR-Station von der eigenen Transponderstation ermittelt werden. Diese Entfernung ist in Fig. 2 als D längs der Positionslinie 80 angegeben.After the distances X and Y and the bearing or direction angles φ and φ 'have been calculated, the distance of the selected SSR station can be determined by the own transponder station. This distance is shown in Fig. 2 as D along the Position line 80 indicated.

Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Entfernung D mit Hilfe des Winkels A zwischen den Positionslinien 80 und 80a sowie der Länge Z der Seite 79 des durch die Schenkel oder Seiten 79, und 80a gebildeten Dreiecks errechnet werden kann. Und zwar kann man, da der Winkel A stets klein ist, voraussetzen, daß das Dreieck 79, 80 und 80a ein schmales rechtwinkliges Dreieck ist, so daß:From Fig. 2 it can be seen that the distance D with the help of the angle A between the position lines 80 and 80a and the Length Z of the side 79 of the triangle formed by the legs or sides 79 and 80a can be calculated. In fact one can, since the angle A is always small, assume that the triangles 79, 80 and 80a are a narrow right-angled triangle is such that:

D =D =

sin Asin A

60 9 808/080760 9 808/0807

Aus Fig. 2 wird deutlich, daß der Winkel A durch Subtrahieren des kleineren vom größeren der beiden Winkel φ und φ' errechnet werden kann:From Fig. 2 it is clear that the angle A by subtracting the smaller from the larger of the two angles φ and φ ' can be calculated:

A = 1 φ"—φ iA = 1 φ "-φ i

Die Länge Z der Seite 79 des Dreiecks 79, 80 und 80a kann mit Hilfe d
werden:The length Z of the side 79 of the triangle 79, 80 and 80a can be determined with the help of d
will:

2 2 2 Hilfe des Pythagoräischen Lehrsatzes Y = X + Z errechnet2 2 2 Help of the Pythagorean theorem Y = X + Z calculated

_z = _z =

Durch Einsetzen der Werte von A und Z erhält man:Substituting the values of A and Z one obtains:

- X² - X ²

sin I φ" - φ Ιsin I φ "- φ Ι

Aus Fig. 8 ist zu ersehen, daß ein den Winkel φ darstellendes, vom Funktionsgenerator 129 (Fig. 3) erzeugtes Signal ebenso wie das den Winkel φ' darstellende , vom Funktionsgenerator 160 erzeugte Signal einem Schaltkreis 164 zugeleitet wird. Der Schaltkreis 164 erzeugt ein Ausgangssignal, das den Winkel A darstellt, der gleich ist der absoluten Größe der Differenz zwischen den Winkeln φ und φ'.From Fig. 8 it can be seen that a representing the angle φ, from the function generator 129 (Fig. 3) generated signal as well as the angle φ 'representing, vom Function generator 160 generated signal is fed to a circuit 164. The circuit 164 generates an output signal, which represents the angle A, which is equal to the absolute size of the difference between the angles φ and φ '.

Die Ausgangsgröße des Schaltkreises 164 wird einem Funktionsgenerator 166 zugeleitet, der eine den Sinus des Winkels A darstellende Ausgangsgröße erzeugt. Diese Ausgangsgröße bildet die eine Eingangsgröße einer Dividierschaltung 168.The output of the circuit 164 is fed to a function generator 166 which is a sine of the Output variable representing angle A is generated. This output variable forms one input variable of a dividing circuit 168

Die Entfernungen X und Y darstellende Signale werden von der Subtrahierschaltung 100 bzw. der Zeitmeßschaltung 98 (Fig. 3) erhalten. Diese Signale werden Quadrierschaltungen 170 und 172 zugeleitet, welche die Größen X² bzw. Y² darstellende Ausgangsgrößen erzeugen.Signals representing distances X and Y are obtained from subtracting circuit 100 and timing circuit 98 (Fig. 3), respectively. These signals are fed to squaring circuits 170 and 172 which produce outputs representing ^{quantities X 2} and Y ^{2, respectively.}

6 0 9808/08076 0 9808/0807

75353457535345

Die Ausgangsgrößen der Quadrierschaltunaen werden in eineThe output variables of the squaring circuit are converted into a

9 29 2

Subtrahierschaltung 174 eingegeben, die ein die Größe (Y - X) darstellendes Signal erzeugt. Dieses Signal gelangt zu einem Funktionsgenerator 176, der eine Ausgangsgröße erzeugt, welche die Quadratwurzel der Eingangsgröße darstellt: Z=Zy-X. Diese Ausgangsgröße wird der Dividierschaltung 168 zugeleitet.Subtracting circuit 174 is inputted, which generates a signal representing the quantity (Y-X). This signal is applied to a function generator 176 which erzeu gt an output, he welc the square root of the input size is: Z = Zy-X. This output variable is fed to the divider circuit 168.

In der Dividierschaltung 168 wird das vom Funktionsgenerator 176 gelieferte Eingangssignal (Z) durch das vom Funktionsgenerator 166 gelieferte Eingangssignal (sin A) dividiert, wobei das gewonnene Ausgangssignal den Quotienten Z/sin A darstellt, d.h. die Entfernung D der gewählten SSR-Station von der eigenen Station. Dieser Wert kann gewünschtenfalls in einer Speichervorrichtung 178 gespeichert und/oder auf einem Anzeigeinstrument 180 im eigenen Flugzeug angezeigt werden.In the dividing circuit 168, the input signal (Z) supplied by the function generator 176 is replaced by that from the function generator 166 divided input signal (sin A), whereby the obtained output signal represents the quotient Z / sin A, i.e. the distance D of the selected SSR station from your own station. If desired, this value can be in a Storage device 178 stored and / or displayed on a display instrument 180 in the own aircraft.

Die Entfernung D von der eigenen Station nach einer empfangbaren SSR-Station kann auf verschiedene Weise dazu benutzt werden, die Betriebs- oder Arbeitsweise des Kahentfernungsanzeigesystems an der eigenen Station zu verändern. Ein "adaptives" Nahentfernungsanzeigesystem mit einer großen Anzahl von unterschiedlichen Betriebsweisen sowie eine Einrichtung zum Variieren dieser Betriebsweisen sind in der DT-OS 2 414 854 beschrieben.The distance D from your own station to a receivable SSR station can be used in various ways the operation or mode of operation of the near-range display system to change at your own station. An "adaptive" range display system with a large number of them of different modes of operation as well as a device for varying these modes of operation are in DT-OS 2,414,854 described.

Beispielsweise kann unter Verwendung der Entfernung D von einer gewählten SSR-Station die Breite des die Hauptkeule der betreffenden SSR-Station umgebenden erweiterten Azimutsektors gesteuert werden. Wenn die Entfernung D verhältnismäßig klein ist und folglich das eigene Flugzeug sich nahe bei der SSR-Station befindet, so ist die Hauptkeule der SSR-Station beim überqueren des eigenen Flugzeugs ziemlich schmal. Es ist daher in diesem Fall erwünscht, die Breite des erweiterten Azimutsektors zu vergrößern. Wenn umgekehrt die Entfernung D verhältnismäßig groß ist, so ist die das eigene Flugzeug überquerende Hauptkeule ziemlich breit, so daß die Breite des erweiterten Azimutsektors verringert werden, um den passivenFor example, using the distance D from a chosen SSR station, the width of the main lobe can be calculated the extended azimuth sector surrounding the SSR station in question. If the distance D is proportionate is small and consequently own aircraft is close to the SSR station, the main lobe is the SSR station quite narrow when crossing your own plane. It is therefore desirable in this case to increase the width of the expanded To enlarge azimuth sector. Conversely, if the distance D is relatively large, it is the one crossing the own aircraft Main lobe quite wide so that the width of the extended azimuth sector can be reduced to the passive one

609808/0807609808/0807

25 3 53 U525 3 53 U 5

¹¹ i'iithör"-Bereich annähernd konstant zu halten. ¹¹ i'iithör "range to be kept approximately constant.

Als weiteres Beispiel kann die Entfernung nach jeder empfangbaren SSR-Station vom eigenen Flugzeug aus dazu verwendet werden, diejenigen SSR-Stationen zu wählen, die sich in einer für die passive Entfernungsmessung optimalen Entfernung befinden. In diesem Fall wird die Entfernung nach jeder empfangenen SSR-Station errechnet (entweder simultan mit Mehrfachanlagen oder sukzessive mit einer Einzelarüage von der in Fig. 8 gezeigten Art), und diejenigen SSR-Stationen, die entweder zu nahe (z.B. weniger als 10 Meilen) oder zu weit entfernt (z.B. über 60 Meilen) sind, werden durch das Nahentfernungsanzeigesystem bei der Berechnung der Entfernung, des Richtungswinkels usw. zu einem in der Nähe befindlichen anderen Flugzeug ausgeschlossen. Natürlich sollten, wenn die Anzahl der empfangbaren SSR-Stationen unter eine bestimmte Mindestzahl (beispielsweise 5), absinkt, entsprechend weniger oder gar keine dieser verfügbaren Stationen für die Zwecke der passiven Entfernungsmessung ausgeschlossen werden.As a further example, the distance to each receivable SSR station from your own aircraft can be used for this purpose will be to choose those SSR stations that are are at a distance that is optimal for passive distance measurement. In this case the distance will be after calculated for each SSR station received (either simultaneously with multiple systems or successively with an individual display of of the type shown in Figure 8), and those SSR stations that are either too close (e.g., less than 10 miles) or too far away (e.g. over 60 miles) are indicated by the close range display system in calculating the distance, angle of direction, etc. to another nearby Aircraft excluded. Of course, if the number of receivable SSR stations should fall below a certain minimum number (e.g. 5), sinks, correspondingly fewer or none of these available stations for the purposes of passive Distance measurement can be excluded.

Eine Einrichtung zum Verändern der Breite des erweiterten Azimutsektors und zum Auswählen spezieller aus einer Anzahl von empfangbaren SSR-Stationen sowie eine Einrichtung zum Modifizieren des Nahentfernungsanzeigesystems in verschiedener anderer Hinsicht sind in der obengenannten DT-OS 2 414 854 beschrieben.Means for varying the latitude of the extended azimuth sector and for selecting specific ones from a number of receivable SSR stations as well as means for modifying the short range display system in various other respects are described in the above-mentioned DT-OS 2,414,854.

Bei der Anordnung nach Fig. 8 wird ein einzelnes Analogsignal oder eine Gruppe von parallelen Digitalsignalen als Darstellung der Entfernung D einem Vergleicher 182 zugeleitet. Ein Wähler 184, der beispielsweise aus einer Anzahl von manuell betätigbaren Coderatschaltern bestehen kann, liefert ebenfalls einen oder mehrere vorgewählte gewünschte Werte der Entfernung D an den Vergleicher 182. Der Vergleicher 182 vergleicht die tatsächliche Entfernung D mit deren vorgewählten Vierten und erzeugt ein Ausgangssignal in einer von mehreren Ausgangsleitungen, bezeichnet "Betriebsart 1", "Betriebsart 2" undIn the arrangement of FIG. 8, a single analog signal or a group of parallel digital signals is used as Representation of the distance D fed to a comparator 182. A selector 184, for example, from a number of manually can be actuated code rate switches, also supplies one or more preselected desired values of the distance D to the comparator 182. The comparator 182 compares the actual distance D with its preselected fourth and generates an output signal on one of several output lines labeled "Mode 1", "Mode 2" and

609808/0807609808/0807

_ 2 f> — ( rJ >) ..) O ^u v»_ 2 f> - (rJ>) ..) O ^u v »

"Betriebsart 3". Das vom Vergleicher 182 erzeugte Signal wird einem Steuersystem 186 eines adaptiven Nahentfernungsanzeigesystems zugeleitet, um dessen Betriebsart oder Betriebsweise zu steuern. V^Tie oben erwähnt, ist das Steuersystem 186 im einzelnen in der DT-OS 2 414 854 beschrieben."Operating mode 3". The signal generated by the comparator 182 is fed to a control system 186 of an adaptive range display system to control its mode of operation. V ^T he mentioned above, the control system 186 will be described in detail in German Offenlegungsschrift 2,414,854.

Als Beispiel möglicher Abwandlungen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sei erwähnt, daß statt eines Signales, das eine von drei möglichen Betriebsarten darstellt, selbstverständlich auch eine größere oder eine geringere Anzahl von verschiedenen Betriebsarten, je nach den Erfordernissen des Nahentfernungsanzeigesystems, erzeugt und verwendet v/erden können.As an example of possible modifications of the embodiment described above, it should be mentioned that instead of one Signal that represents one of three possible modes of operation, of course also a larger or a smaller number of various modes of operation, depending on the needs of the proximity display system, are generated and used can.

609808/0807609808/0807

Claims

₂₇ _ 25353 * 5

Claims

[ 1.) 'Method for determining the distance of a monitoring secondary radar system from its own transponder station interrogated by means of the main lobe of this secondary radar system, characterized in that

a) the angle A between the position lines of your own and another transponder station in relation to the Secondary radar system is determined;

b) the distance Z between one's own transponder station and that point on the position line the other transponder station, which is equidistant from the secondary radar system as its own Transponder station, is determined; and

c) the distance D of the secondary radar system from its own transponder station is calculated from the variables A and Z. will.

2.) The method according to claim 1, characterized in that the calculation of the distance D im Step c) according to the formula:

D =

sin A

he follows.

3.) Method according to claim 1 or 2, characterized in that the determination of the angle A. in step a) takes place in the following individual steps:

1) Determination of the direction angle φ of your own transponder station from the secondary radar system in relation to a standardized reference direction, such as magnetic North;

2) Determination of the direction angle φ 'of the other transponder station from the secondary radar system in relation to the reference direction; and

fi Π 9 8 0 S / 0 8 0 7fi Π 9 8 0 S / 0 8 0 7

- Zo -

3) Calculation of the absolute size of the difference between the angles φ and φ '.

4.) The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the determination of the distance Z in step b) takes place in the following individual steps:

1) Determination of the slope distance Y between your own and the other transponder station;

2) Determination of the distance X between the other transponder station and that point on the position line of the other transponder station to the secondary radar system, which is the same distance from the secondary radar system as your own transponder station; and

3) Calculation of the distance Z according to the formula:

= / γ ² - x ²

5.) Method according to one of the preceding claims, at which the own transponder station has a close range display system with several operating modes for adaptation to the signal environment, characterized in that that depending on <Jer distance D to the secondary radar system the operating mode of the near distance display system is changed.

6.) The method of claim 5, wherein the close range display system includes an arrangement which indicates the approach of the other transponder station when the main lobe the secondary radar system is directed into a selected azimuth sector surrounding its own transponder station, characterized in that when changing the operating mode of the near-range display system, the latitude of the selected azimuth sector depending on the Distance D to the secondary radar system is changed.

7.) The method of claim 5 or 6, wherein the short range display system an arrangement for selecting special secondary radar systems from the systems that can be received in each case

609 8 08/0807

₂₉ 753R3AS

, characterized in that when the mode of operation of the near-range display system is changed the selected secondary radar systems changed depending on the distance D to each system.

δ.) Method according to claim 7, characterized in that a secondary radar system for the passive Distance measurement is chosen when the distance D after this system exceeds a prescribed minimum value.

9.) The method according to claim 7 or 8, characterized that a secondary radar system is selected for passive range measurement when the range D falls below a prescribed maximum value after this station.

10.) Device for determining the distance of a surveillance secondary radar system from your own, by means of the main lobe of this secondary radar system queried transponder station, characterized by

a) a first arrangement, which the angle A between the position lines of the own and another transponder station determined in relation to the secondary radar system;

b) a second arrangement which shows the distance Z between one's own transponder station and that point the position line of the other transponder station which is equidistant from the secondary radar system as the own transponder station, determined; and

c) a third assembly connected to the first and second assemblies, the distance D of the Secondary radar system calculated from the sizes A and Z by its own transponder station.

11.) Device according to claim 10, characterized in that that the third arrangement contains an arrangement which determines the distance D according to the formula:

D = ^Z -

calculated. sin A

609808/0807

7 5 3 B 3 A 5 7 5 3 B 3 A 5

12.) Device according to claim 10 or 11, characterized in that the first arrangement contains:

1) a fourth arrangement for determining the directional angle φ of your own transponder station from the secondary radar system in relation to a standardized reference direction, such as magnetic north;

2) a fifth arrangement for determining the directional angle φ 'of the other transponder station from the secondary radar system off in relation to the reference direction; and

3) a sixth arrangement connected to the fourth and fifth arrangements for calculating the absolute Size of the difference between the angles φ and φ '.

13.) Device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the second arrangement contains:

1) a seventh arrangement for determining the inclined distance Y between the own and the other transponder station;

2) an eighth arrangement for determining the distance X between one's own transponder station and that one Point on the position line of the other transponder station from the secondary radar system, which is from the The secondary radar system is the same distance as your own transponder station; and

3) a ninth arrangement associated with the seventh and eighth arrangements for calculating the distance Z after the formula:

Z = Λ ² - X ² .

14.) Device according to one of claims 10 to 13, in which the own transponder station is a Nahentfernunqsanzeigesystem with several operating modes for adaptation to the signal environment, characterized by an arrangement to change the operating mode of the proximity display system

609808/0807

7535345

as a function of the distance D after the secondary radar system.

15.) Device according to claim 14, wherein the short range display system contains an arrangement which indicates the approach of the other transponder station when the Main lobe of the secondary radar system in an elected, the own transponder station surrounding azimuth sector is, characterized in that the Arrangement for changing the operating mode contains an arrangement which depends on the width of the selected azimuth sector changed from the distance D to the secondary radar system.

16.) Device according to claim 14 or 15, wherein the Nahentfernunqsanzeigesystem an arrangement for selection contains certain secondary radar systems from the receivable systems, characterized in that the arrangement for changing the operating mode includes an arrangement which depends on the selected secondary radar systems of the distance D changes according to the individual systems.

17.) Device according to claim 16, characterized by an arrangement for X-J dialing a secondary radar system for passive distance measurement, if the distance D according to this appendix exceeds a prescribed minimum value.

18.) Device according to claim 16 or 17, characterized by an arrangement which a Secondary radar system for passive distance measurement selects if the distance D according to this system is a prescribed one Falls below the maximum value.

609 8 0 8/0807