DE2832228C2

DE2832228C2 - Vorrichtung zum Simulieren von Ortungssignalen einer Bodenstation

Info

Publication number: DE2832228C2
Application number: DE2832228A
Authority: DE
Inventors: Claude Alain Cugnaux Gouley
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1977-07-20
Filing date: 1978-07-20
Publication date: 1985-08-01
Also published as: FR2398313A1; SE7807672L; GB2002616A; DE2832228A1; US4207570A; GB2002616B; SE426749B; FR2398313B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Simulieren von Ortungssignalcn, die von einer nach dem TACAN (Tactical-Air-Na vigu tion)-Funk na vigationssy sicm arbeitenden Bodenstation gesendet werden. Eine derartige Vorrichtung wird verwendet, um die Bordgeräte beispielshalber eines Flugzeuges zu testen, von denen Signale einer TACAN-Bodenstution empfangen und ausgewertet werden, um die Lage des Flugzeugs /u dieser Bodenstation zu bestimmen.

Es ist bekannt, daß für die Ortung eines Flugzeuges eine TACAN-Bodcnstation eine Drehantenne mit einem fast herzförmigen Strahlungsdiagramm aufweist, die einerseits ein eine hohe Trägerfrequenz modulierendes Modulationssignal, das durch die Überlagerung zweier Sinusschwingungen von 135 II/ und 15 Hz gebildet wird, und die andererseits primäre und sekundäre He/ugsinipiil.s/üge aussendet, die heim Senden Min lU-in

Modulationssignal synchronisiert sind. Die primären Bezugsimpukziige werden jedesmal beim Durchlauf durch den Punkt der Herzkurve während der Antennendrehung in der vollen Stellung gesendet, wogegen die sekundären Bezugsimpulse alle 40° von einem primären Bezugsimpulszug aus versetzt gesendet werden. Somit hängt zu einem gegebenen Zeitpunkt die Phase des vom Flugzeug empfangenen Modulationssignals von dessen Ortung ab, gerechnet von dem primären impulszug. Ausgehend von dieser Phase und entsprechend von der 15 Hz und 135 Hz Sinusschwingung errechnen die TA-CAN-Bordempfänger diese Ortung.

Es ist somit leicht verständlich, daß es besonders wichtig ist, daß die Bordgeräte auf größte Phasen- und Frequenzgenauigkeit getestet und eingestellt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Simulieren von TACAN-Ortungssignalen zu schaffen, durch die ein derartiger Test und eine derartige Einstellung durchgeführt werden kann, wobei mit dieser Vorrichtung schon aufgrund ihres Aufbaus ohne Einstellung eine große Phasen- und Frequenzgenauigkeit erzielt wird.

Demgemäß zeichnet sich die Vorrichtung zum Simulieren von TACAN-Ortungssignalen,die von einem Modulationssignal, das aus der Überlagerung von zwei verschiedenen niederfrequenten Sinussignalen resultiert und eine hochfrequente Trägerschwingung moduliert, sowie von in Abständen gesendeten Impulszügen gebildet werden, die bei dem Senden mit dem Modulationssignal synchronisiert und für eine bestimmte Orientierung repräsentativ sind, dadurch aus, daß sie einerseits zumindest drei völlig digital aufgebaute Signalgeneratoren, von denen zwei jeweils zum Erzeugen der beiden sinusförmigen Modulationssignale vorgesehen sind, wogegen der dritte zum Erzeugen der Impulszüge dient, und andererseits einen Quarzoszillator aufweist, der vollständig ihren Beiricb und insbesondere den der drei digitalen Generatoren steuert.

In einer vorteilhaften Ausführungsform steuert der Quarzoszilla'or einen ersten Festtaktgeber, der seinerseits synchron einen ersten digitalen Generator, der zum Erzeugen des höherfrequenten Sinussignals dient, einen zweiten digitalen Generator, der zum Erzeugen des niederfrequenten Sinussignals dient, einen ersten digitalen Zähler mit programmierbarem Zählungsendwert, eine digitale Zähleranzeige und einen dritten digitalen Generator steuert, der zum Erzeugen der Bezugsimpulszüge dient, wobei der erste Generator am besten dazu geeignet ist, an den zweiten Generator, an den ersten Zähler und an die Zähleranzeige einen Impuls zu geben, der für den Nulldurchgang der Phase des höherfrequenten Sinussignals repräsentativ ist, während der erste digitale Zähler diesen Impuls mit einer dem programmierten Zählungsendwcrt entsprechenden Verzögerung an die Zähltranzeige und den dritten Generator gibt.

Somit entspricht jeder Verzögerungswert einer Ortung eines angenommenen Ihigobjckis. Dieser Wert kann auf der Zähleranzeige angezeigt werden, da die Zähleranzeige, die vom ersten Festlaktgebcr gesteuert bO wird, einerseits den für den Nulldurchgang der Phase des höherfrequenten Sinussignals repräsentativen Impuls und andererseits den entsprechenden verzögerten Impuls empfängt. Gleichermaßen liefert der dritte Generator, der von dem verzögerten Impuls und vom Festtaktgeber gesteuert wird, Bezugsimpulszüge, deren Phasenverschiebung gegenüber dem Sinussignal des ersten Generators für eine mögliche Ortung eines angenommenen Flugobjektes repräsentativ ist Schließlich können zur Erzielung des analogen Modulationssignals Digital/Analog-Wandler, wie beispielhalber MuItipH-zierschaltungen verwendet werden. An den mit diesen Wandlern verbundenen Ausgängen erhält man demgemäß das Modulationssignal.

Um eine Keulenverformung des Strahlungsdiagramms der Antenne des simulierten TACAN-Drehfunkfeuers simulieren zu können, ist es zweckmäßig, zwischen, dem ersten und dem zweiten Sinusgenerator einen zweiten digitalen Zähler mit programmierbarem Zählungsendwert vorzusehen, der den für den Nulldurchgang der Phase des höherfrequenten Sinussignals repräsentativen Impuls mit Verzögerung an den zweiten Generator überträgt wobei der zweite Zähler ebenfalls vom ersten Festtaktgeber gesteuert wird.

Darüberhinaus ist es zur Simulierung der Entfernungsmessung eines Flugobjekts gegenüber einer TA-CAN-Bodenstation von Vorteil, daß der Quarzoszillator einen zweiten variablen Taktgeber steuert, der parallel zum Festtaktgeber geschaltet ist und *ber eine Stellung eines ersten Umschaltgliedes den ersten digitalen Generator steuert In der anderen Stellung des Umschaltgliedes ist der Festtaktgeber mit dem ersten Generator verbunden. Ein zweites Umschaltglied dient dazu, in der einen S.illung den ersten Generator mit dem ersten Zähler und in der anderen Stellung den Eingang und Ausgang des ersten Zählers miteinander zu verbinden.

Zweckmäßigerweise zeichnet sich die Vorrichtung, wenn zumindest einer der zwei digitalen Generatoren das Sinussignal der Frequenz /durch N Stützpunkte pro Periode erzeugt, dadurch aus, daß dieser digitale Generator einen ersten Vorwärts-Rückwärtszähler, der von einem Taktgeber ein Signal der Frequenz empfängt, die zumindest annähernd dem Produkt N ■ /entspricht, und seinen Zustand an einen Speicher, in dem jedem dieser Zustände ein logischer Pegel 1 oder 0 entspricht, abhängig davon gibt, ob es erforderlich ist, den vorhergehenden summierten Wert zu inkrementieren. um dor zu generierenden Funktion mit größter Genauigkeit zu folgen, einen zweiten summierenden bidirektionalen Zähier, der diesen logischen Pegel 1 oder 0 empfängt, und eine Logik aufweist die den ersten und zweiten Vorwärts-Rückwärtszähler zum Aufwärtszählen oder zum Rückwärtszählen veranlaßt. In diesem Fell zählt der er-

N
ste Vorwärts-Rückwärtszähler alternierend die —τ- er-

sten Taktimpulse vorwärts und die folgenden -7- Taktimpulse rückwärts, während in einer Folge von NTaktimpulsen der zweite Vorwärts-Rückwärtszähler wäh-

N
rend der — ersten Taktimpulse vorwärts zählt, wäh-

N
rend der folgenden 2 · -7- Taktimpulse rückwärts zählt

N
und erneut während der folgenden -7- Taktimpulse die-

N
se 2 - -7- Impulse zählt. Es ist dabei zweckmäßig, daß

das Inkrement, mit dem der vorangegangene summierte Wert vermehrt werden soll, vom logischen Pegel 1 oder 0 gebildet wird.

Der dritte Generator weist zweckmäßigerweise eine Auslöseeinrichtung (Trigger) und zwei Zähler auf, wobei die Auslöseeinrichtung vom ersten Zähler mit programmierbarem Zählungsendwert Befehle empfängt und die jeweiligen Zähler so steuert, daß der eine bzw. andere ihnen Bezugsimpulszüge liefert, die für die pri-

mären bzw. sekundären Bezugsimpulszüge des TA-CAN-Systems repräsentativ sind.

Wenn die Digital/Analog-Wandler Spannungssignale liefern, liegen die Ausgänge des ersten und zweiten Generators an ein und demselben Eingang eines mit dem Wandler auf Spannung/Stromstärke geschalteten Funktionsverstärkers.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung einer in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten. Ausführungsform näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. I ein der Übersicht dienendes Blockschaltbild dcrcrfiiuliingsgcniäßcii Simula lions vorrichtung.

I" i g. 2 ein Blockschaltbild eines l-'unktionsgeneratoi s für die Vorrichtung der l-'i ». I.

Fig. J ein Kurvendiagramm der Funktionsweise des in Fig. 2dargestellten Generators; und

F i g. 4 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels der Gebereinrichtung zum Erzeugen der primären und sekundären BezugsimniiU-zügc.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung nach der Erfindung dient der Simulierung von Ortungssignalen einer TACAN-Bodenstation, um die entsprechenden Bordgeräte eines Flugzeuges zu testen und zu eichen. In Verbindung mit einer die Entfernung messenden Bodenstation kann die Vorrichtung einen derartigen Funknavigationssender in seiner Gesamtheit simulieren.

Nach Fig. I weist die Vorrichtung einen Quarzoszillator zum Steuern ihres Funktionsablaufs auf. Der Oszillator (1) steuert an seinem Ausgang 2 den Funktionsablauf eines Taktgebers (3), der beispielsweise eine Steuerfrequenz von 360Ox 135 Hz liefert, wodurch, wie nachstehend zu erkennen, die digitale Generierung der Sinussignale von 135Hz und 15 Hz um beispielshalber jeweils ein zehntel Grad ermöglicht wird. Der Taktgeber (3) steuert einen weiteren, nicht dargestellten Taktgeber, der im Generator 6 enthalten ist, und liefert eine Frequenz von JbOOx 15 Hz zur Erzeugung des Signals von 15 Hz. Dieser Taktgeber (3) steuert seinerseits über einen Ausgang (4) einen digitalen Generator (5). der ein Sinussignal von 135 Hz generieren kann, einen digitalen Generator (6), der ein Sinussignal von 15 Hz generieren kann, einen Phasenschieber (7). der einen Fehler der Bodenstation simulieren kann, einen Phasenschieber(8), der einen Ort des Flugzeugs gegenüber der Bodenstation simulieren kann, einen digitalen Generator (9), der primäre und sekundäre Bezugsimpulszüge simulieren kann und eine Ortungs-Zähleranzeige (10).

Die Generatoren (5) und (6) sowie der Phasenschieber (7) sind über einen Umschalter (11) schaltbar, während der Phasenschieber (8), der Generator (9) und die Zähleranzeige (10) direkt verbunden sind.

Die Generatoren (5) und (6) sind nach Art des in Fig.2 dargestellten allgemeinen Aufbaus aufgebaut und liefern Spannungssignale an ihren Ausgängen (12) und (13). was nachstehend noch näher beschrieben wird Die Phasenschieber (7) und (8) und die Zähleranzeige (10) können von herkömmlicher Bauart mit programmierbarem Zählungsendwert sein. Die Ausgänge (12) und (13) der Generatoren (5) und (7) liegen an einem der Eingänge eines auf Spannung/Strom geschalteten Funklionsverslärkers (14) an. der an seinem Ausgang

(15) ein dem TACAN-Modulationssignal stromstärkegleiches Modulationssignal Hefen. Der andere Eingang

(16) des Funktionsverstärkers (14) liegt an Masse.

Der Generator (5) weist darüberhinaus einen Nebenausgang (17) auf, auf dem beim Phasen-NuIIdurchgang der vom Generator (5) gebildeten I35-Hz-Sinusfunktion ein Impuls erscheint, wobei dieser Nebcnausgiiiig ;in den entsprechenden Steuereingängen des Phasenschiebers (7), der Zähleranzeige (10) und des Phasenschiebers (8) liegt. Die Verbindung zwischen dem Ncbeneingang (17) und dem Steuereingjng des Phasenschiebers (8) ist über einen Umschalter(18) schaltbar.

Der Phasenschieber (8) weist zusätzlich" einen Nebenausgang (19) auf, der an den entsprechenden Steuereingängen des Generators (9) und der Zähleranzeige (10) oder in der anderen Stellung des Umschalters (18) an seinem I-Üngan;' liegt, der mit dein Ausgang (.lesCicnerj tors (5) verbunden isl.

Am Nebenalisgang (14) des Phasenschiebers (8) er scheint mit wählbarer Verzögerung der Phasen-Nulldurchgangsimpuls des Sinussigiials der Frec|tien/· 135 Hz vom Generator (5). wobei der Impuls über ilen Umschalter (18) in den Phasenschieber (8) gelang:!. Die Impulsverzögerung wird digital realisiert, ila der Phasenschieber {8) ab. d:gi:;!!cr Zähler »usgeführ; isi. ili-sscn

j» Ziihlungsendwert programmierbar ist.

Der zur Zählung verwendete Taktgeber (3) ist von der gleichen Bauweise wie die zum Erzeugen der .Sinussignale verwendeten Generatoren (5) und (6). Durch ihn können programmierbare Verzögerungen von bcispielhalber einem Zehntel Grad erzielt werden. Der derart verzögerte Impuls wird zum Synchronisieren des Generators (9), der die Bezugsimpulszüge erzeugt, und der Zählera' :'sige (10) verwendet.

Der Phasenschieber (7) ist baugleich mit dem Phascn-

JO schieber (8). Er dient dazu, an seinem Ausgang (20) den Synchronisierungsimpuls des Generators (6) zu liefern. Dieser Impuls ist nichts anderes als der Phasen-Nulldurchgangsimpuls des Signals von Generator (5), das vom Phasenschieber (7) derart um ein Zeitmaß ver/ö-

J5 gen wurde, daß die beiden Sinussignale von 15 Hz und 135 Hz gegenseitig in der Phase verschoben sind und somit eine Keulenverzerrung des Strahlungsdiagramm der Antenne der TACAN-Bodenstation simuliert wird.

Demgemäß hat der am Ausgang (20) des Phascn-Schiebers (7) erscheinende verzögerte Impuls die Wirki'ng einer etwaigen Verzögerung des Sinussignals von 15Hz gegenüber der Nullphase des Sinussignals von 135 Hz zu imitieren.

Es ist somit leicht zu erkennen, daß bei Einnahme der durchgezeichneten Stellungen (Fig. 1) seitens der Umschalter (11) und (18) der feste Taktgeber (3)dcn Betriebsablauf der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Weise steuert, die man als statisch bezeichnen kann (das Flugzeug gilt als gegenüber dem Simulator unbewegt),sodaß:

— der Generator (5) an seinem Ausgang (12) das sinusförmige Spannungssignal von 135 Hz des TA-CAN-Systems liefert.

— der Generator (6) an seinem Ausgang (13) das sinusförmige Spannungssignal von 15 Hz des TA-CAN-Systems liefert, das möglicherweise gegenüber dem Signal von 135 Hz verzögert ist, um eine Keulenverzerrung des Strahlungsdiagramms der

W) Antenne dcrTACAN-Station zu simulieren.

— der Phasenschieber (8) in der Folge der Verzögerung, die er dem Phascn-Nulldurchgangsimpuls des Signals von 135 Hz erteilt, die Ortung eines Flugzeuges gegenüber der simulierten Bodenstation simuliert; demgemäß ist das am Ausgang (19) erscheinende Signal eine Entsprechung des Bodenstationssignals,

— clic Zähleranzeige (10). die gleichzeitig das Phasen-Nulldurchgiingssignal des Signals von 135 Hz. das vom Ausgang (17) des Generators (5) stammt, und das entsprechende vom Phasenschieber (8) verzögerte Signal über den Ausgang (19) des Phasenschiebers (8) empfängt, die beiden Signale vergleicht und am Ausgang 21 die simulierte Ortung (¹Ui I a I anzeigt, und daß

— der Generator (9), der vom Ausgangssignal (19) synchronisiert ist, an seinem Ausgang (22) die primären und sekundären Impulszüge fi';s TACAN-Signals erzeugen kann.

Somit erhält man auf rein digitale Art die Simulierung einer festen TACAN-Ortung. Falls man eine mit einer bestimmten Geschwindigkeit in der Zeit veränderlichen Ortung simulieren möchte, um z. B. die Geschwindigkeit eines Flugzeuges gegenüber der TACAN-Bodenstation

chti^in

in. werden di? Umschalter ^lI^ und'!S^

umgeschaltet, die dann die gestrichelt dargestellten Stellungen der F i g. 1 einnehmen.

Somit werden nach dem Umlegen von Umschalter (11) die Generatoren (5) und (6) und der Phasenschieber (7) nicht mehr vom Fcstlakigebcr (3), sondern dagegen vom variablen Taktgeber (23) gesteuert, der seinerseits über den Ausgang (24) von einem variablen Oszillator (25) gesteuert wird.

Der Oszillator 25, der vom Ausgang des Quarzoszillators 1 gesteuert wird, weist die Eingänge 27 auf, über die die beispielshalber vorprogrammierten Frequenzsigna-Ic eingegeben werden können, wodurch das Signal konstanter Frequenz des Oszillators beeinflußt werden kann, um Störungen einzuführen, die verschiedene Geschwindigkeiten des Flugzeuges gegenüber der Bodenstution simulieren. Demgemäß wird also die Erzeugung der Sinussignale von 15 Hz und 135 Hz von einer variablen Frequenzgesteuert.

Darüberhinaus wird wegen des Umlegens des Umschalters 18 die Synchronisierung des Phasenschiebers 8 durch das vom Ausgang 17 des Generators hergeführte Sinussignal von 135 Hz unterbunden. Folglich steuert der Phasenschieber 8. dessen Ausgang über den Umschalter 18 mit dem Eingang kurzgeschlossen ist, stets ilen Generator 9. der weiterhin primäre und sekundäre Dc/ugssigiialc des Systems TACAN aussendet, wobei durch das Signal vom Generator 5 keine Synchronisierung aufrechterhalten wird. Die primären und sekundären Bczugssignale werden in festen Zeitintervallen weiterhin ausgesendet, während sich die Phase der Signale von 15 Hz und 135 Hz der Generatoren 5 und 6 gegenüber diesen Bezugssignalen mit einer Geschwindigkeit verändert, die von dem Abstand zwischen den Frequenzen des Quarzoszillators und des frequenzvariablen Oszillators abhängen.

Man könnte sich vorstellen beim Betrieb des erfindungsgemäßen TACAN-Simulators in statischer Form, d. h. ohne Geschwindigkeitssimulation, den variablen Taktgeber 23 zum Steuern des Simulators als Ganzes anstelle des Festtaktgebers 3 zu verwenden. Somit könnte man eine TACAN-Bodenstation simulieren, deren Bezugsfrequenzen unregelmäßig verlaufen würden.

Die F i g. 2 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform für die in F i g. 1 dargestellten Generatoren 5 und 6. Mit diesem Ausführungsbeispiel kann man ein elektrisches Signal, insbesondere ein Sinussignal. erzeugen, dessen Frequenz, Amplitude, Phase und Form gleichzeitig durch digitale Gencrierung erhältlich sind. Diese Ausführungsform isl deshalb von Interesse, weil sie vollkommen periodisch arbeitet und die Charakteristiken des gelieferten Signals nur von den Charakteristiken eines Taktsignals von /V-maI höherer Frequenz abhängt, wobei N die Zahl der zur Generierung dieses Signals verwendeten Punkte ist.

Der digitale Sinusgenerator 30 der F i g. 2 umfaßt einen ersten Vorwärts-Rückwärtszähler 31, der an einem Speicher 32 liegt, welcher in kodierter Form die zu generierende Funktion und eine Steuerlogik 33 enthält, to sowie einen zweiten summierenden Vorwärts-Rückwärtszähler 34, der die Information des Speichers 32 und der Steuerlogik 33 empfängt. Der erste bidirektionale Zähler 31 empfängt das Signal eines Taktgebers 35, während der zweite bidirektionale Zähler 34 einen Digits tal/Analog-Wandler, z. B. eine Multiplizierschaliung steuert. In der F i g. 2 entspricht der Taktgeber 35 den Taktgebern3oder 23der Fig. 1.

Der Taktgeber 35 soll ein Signal der Frequenz N ■ f üeferr!, wobei /"die Frequenz des gewünschten Signals und /V die Zahl der zur Generierung dieses Signals verwendeten Punkte ist. Ist es periodisch und wird die Synthese alle Zehntel Grad durchgeführt, nimmt N den Wert 3600 an.

In dem Fall einer periodischen Funktion wie einer Sinusschwingung wird anhand der Steuerlogik 33 der Vorwärts-Rückwärtszähler 31 so betrieben, daß er zu-

N
nächst -τ- Taktimpulse vorwärts, danach die folgenden

/V N

-j- Taktimpulse rückwärts zählt und die folgenden -j-

Taktimpulse vorwärts zählt usw. Demgemäß wird stets unter Leitung der Logik 33 der summierende Vorwärts-Rückwärtszähler 34 so gesteuert, daß er während einer

N
den ersten -j- Taktimpulsen entsprechenden Periode

den Inhalt des Speichers 32 summiert, während einer

t—-τ- aarauitoigenaen laKtimpuise entsprecnenaen Ke-

N
riode zurückzählt und erneut für eine -j- folgender

Taktimpulse entsprechenden Periode zählt usw.

Jedem Zustandswort des Vorwärts-Rückwärtszählcrs 31 entspricht ein im Speicher 32 enthaltenes Bit. Das Bit kann entweder cine I oder 0 zeigen. Es zeigt an, ob es

•es erforderlich ist, die Ausgangsfunktion mit dem Inkrcment / zu erhöhen, um so genau wie möglich der zu synthetisierenden Funktion zu folgen. Zeigt das Bit den Wert 1, wird der summierende Vorwärts-Rückwärtszähler 34 dem Befehl der Logikeinheit 33 entsprechend inkrementiert oder dekrementiert. Vorzugsweise entspricht der Wert des inkrements /dem logischen Wert 1 und dessen Bit wird dem Vorwärts-Rückwärtszähler 34 zugeführt, in welchem es zu dem Gesamtbetrag hinzuaddiert oder von diesem abgezogen wird.

Hat das Bit den Wert 0. bleibt der Zustand des bidirektionalen Zählers 34 unverändert

Somit stellt der Zustand des Vorwärts-Rückwärtszählers 34 den Wert der generierten Funktion in digitaler Form dar.

ω Die Fig.3 zeigt die Betriebsweise des Generators, wenn die Logikeinheit 33 die beiden bidirektionalen Zähler 31 und 34 beim Zählvorgang zur Generierung einer Kurve (C)steuert, wobei das Inkrement /den logischen Wert 1 hat.

öS Zum Zeitpunkt to. der dem Eingangsimpuls des Taktgebers 35 entspricht liegt die Kurve bei Null. Der Speicher 32 enthält demnach für den Abszissenwert fo eine logische 0. die dem Vorwärts-Rückwärtszähler 34 züge-

führt wird, der dementsprechend eine 0 einschreibt.

Zum Zeitpunkt fi, der dem zweiten Impuls des Taktgebers 35 entspricht, enthält die Kurve (C) ah Ordinatenwert Ci. der unterhalb des Inkrementes i, jedoch in dessen Nähe liegt. Demzufolge enthält der Speicher 32 für die Abszisse t\ eine logische 1, die dem Vorwärts-Rückwärtszähler 34 zugeführt wird, und die zu der vorher eingeschriebenen 0 hinzugefügt wird. Der Ausgang des Vorwärw-Rückwärtszählers 34 zeigt demnach den in F i g. 3 durch das Niveau N\ dargestellten Wert I dar.

Ebenso zeigt die Kurve (C) zum Zeilpunkt /j, der dem dritten Impuls des Taktgebers 35 entspricht, einen Wert G, der unterhalb des um /erhöhten Niveaus /V, jedoch in dessen Nahe liegt. Der Speicher 32 enthält als Abszisse /₂eine logische !,diedem Vorwärts-Rüekwärtszähler 34 zugeleitet wird und zur vorher eingetragenen 0 und I hinzugefügt wird. Der Ausgang des Vorwärts-Rückwärtszählers34 erreicht somit das Niveau /V₂. Zum Zeitpunkt t}. der dem vierten Impuls des Taktgebers 35 entspricht, zeigt die Kurve (C) den Wert Cj. der über dem Niveau von /V₂ liegt, und dabei jedoch näher bei diesem Niveau als bei dem durch das Inkrement / vermehrte Niveau AZ₂ liegt. Folglich enthält der Speicher 32 für die Abszisse /j eine logische 0, die an den Vorwärts-Rückwärtszähler 34 weitergegeben wird. Der Ausgang dieses Zählers 34 verbleibt demnach auf dem Niveau /V₂.

Der Vorgang läuft entsprechend weiter.

Der Zustand des Vorwärts-Rückwärtszählers 34 ergibt demnach in Form einer Treppenkurve (E) eine digitale Annäherung der Funktion (C). Diese digitale Approximation wird durch den Konverter 36 in analoge Form umgeformt, wobei der Ausgang 37 die Funktion (sin 2irft) liefert. Handelt es sich bei dem Konverter um eine Multiplizierschaitung. so weist er zusätzlich einen Eingang 38 für eine Spannung A auf und erhält folglich an seinem Ausgang 37 das SignaM · s\n (2.7ft).

Die F i g. 3 gibt zum Teil die erste Phase der Syntheti-Sierung eines Sinussigfuiis wieder, wenn die Vorwärts-Rückwärtszähler 31 und 34 gleichzeitig den Zählvorgang durchführen.

In einer zweiten Phase gehen, nachdem der Vorwärts-

Rückwärtszähler 31 -^- impulse des Taktgebers 35 gezählt hat. beide Vorwärts-Rückwärtszähler 31 und 34 zum Rückzählen über.

Somit werden die im Speicher 32 enthaltenen logischen 0 und 1 Werte wie vorher gewählt, wobei jetzt einer logischen I eine Dekrementierung anstelle einer Inkretnentierung des Vorwärts-Rückwärtszählers 34 entspricht. Der vom Zähler 34 erzeugte Funktionsverlauf ist somit symmetrisch zu dem in der ersten Phase gebildeten. Während dieser ersten Phase eine Sinusfunktion im Intervall 0 bis -y- gebildet wurde, wird während der zweiten Phase die gleiche Sinusfunktion für das Intervall 4j- bis .τerzeugt.

In der dritten Phase geht der Vorwärts-Rückwärtszähler 31 wieder zum Zählen wie in der ersten Phase über, während der Vorwärts-Rückwärtszähler 34 beim Rückzählen bleibt. Die erhaltene Ausgangsfunktion ist somit die der ersten Phase, jedoch mit umgekehrten Vorzeichen. Demgemäß entspricht im Beispiel der oben gewählten Sinusfunktion die dritte Phase dem Intervall

3.T *. — .

In der vierten Phase zählen die Vorwärts-Sückwärtszähler 31 and 34 rückwärts bzw. vorwärts. Somit wird 3.T

im Intervall —f- bis 2-Tdie Sinusfunktion gebildet.

Am Ende dieser vierten Phase wird der Vorwärts-

Rückwärtszähler 34 erneut initialisiert und die Folge beginnt von neuem mit der ersten Phase. Der Speicher

N
32 braucht also nur eine Kapazität von -r- bits haben.

um eine Sinusfunktion mit N Stützpunkten pro Periode zu generieren.

Die Stabilität und Genauigkeit der Ausgangsspannung entspricht der des Digital/Analog-Wanillers W> und der Phasenfehler der (ienciicrunj: ist praktisch der des Konverters 36.

Es hat sich, wie bereits erwähnt, als zweckmäßig er wiesen, das .Sinussignal alle Zehnlei (!rad /ii erzeugen, d.h. /V= 3600 zu wählen. Der Konverter 3 kann eine Kapazität von 10 Bit haben und bipolar sein. d. h. seine Ausgangsspannung kann /wischen — V bis + V variieren. Der Wert — Ventsprieht einem digitalen Wert, ilev sen bits alle den Zustand 0 haben, und der Wert + V ist ein Wort mit allen seinen bits im Zustand I. Der Wert 0 Volt der Spannung Ventsprieht einer 1 für das bit mit dem größten Gewicht; alle anderen bits sind 0.

Die Fig.4 zeigt den Aufbau des Generators 9 der primären und sekundären Bezugsimpulszüge, die diejenigen einer TACAN-Bodenstation simulieren. Der Generator 9 weist einen Trigger 40 auf, der die Auslöseimpulse der primären und sekundären Bezugsimpulszüge erzeugt und von dem oben beschriebenen, vom Phascnschieber 8 stammenden Impuls synchronisiert ist. Der Generator 9 weist darüberhinaus Zähler 41 und 42 für die Erzeugung der primären und sekundären Bezugsimpulszüge auf, von denen der eine bzw. andere die dem Trigger 40 entsprechenden Auslöseimpulsc empfängt.

J5 Die Ausgänge der Zähler 41 und 42 sind verbunden, um den Ausgang 22 des Generators 9 zu bilden.

Der Trigger 40 und die Zähler 41 und 42 werden von einem Taktgeber 43 gesteuert, der das Signal des Festtaktgebers 3 empfängt. Die Zähler 41 und 42 sind baugleich. Sie beginnen mit dem Zählvorgang, w cnn sie den entsprechenden Auslöseimpuls vom Trigger 40 empfangen, und jeder von ihnen sendet eine programmierte Anzahl von Bevvugsimpulscn aus. Sie hören damit auf. wenn die Anzahl der Bezugsimpulsc eines Zuges ausgesandt worden sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Simulieren von Ortungssignalen nach Art des TACAN-Systems, die durch ein eine hohe Trägerfrequenz modulierendes Modulationssignal, das aus der Überlagerung von zwei verschiedenen niederfrequenten Sinussignalen resultiert, sowie von zeitlich verschobenen Bezugsimpulszügen gebildet werden, die bei dem Senden mit dem Modula- to tionssignal synchronisiert und für eine festgelegte Orientierung repräsentativ sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Quarzoszillator (1), der einen ersten Festtaktgeber (3) steuert, der seinerseits synchron einen ersten digitalen Generator (5), der das Abtastsignal der zu generierenden Sinusschwingung höherer Frequenz erzeugt, einen zweiten digitalen Generator (6), der das Abtastsignal der zu generierenden Sinusschwingung niederer Frequenz ?rzeugt, einen ersten digitalen Zähler (8) mit progrätfimierbarem Zählungsendweri, eine digitale Zähleranzeige (10) und einen dritten digitalen Generator (9) steuert, der zur Erzeugung der Bezugsimpulszüge dient, wobei der erste Generator (5) geeignet ist, einen Impuls, der dem Nulldurchgang der Phase des Sinussignals höherer Frequenz entspricht, an den zweiten Generator (6), an den ersten Zähler (8) und an die Zähleranzeige (10) zu geben, während der erste digitale Zähler (8) den Bezugsimpuls mit einer dem programmierten Zählungsend- jo wert entsprechenden Verzögerung an die Zähleranzeige (10) sowie an den dritten Generator (9) gibt, und wobei jeder der beiden digitalen Generatoren (5,6) ein Sinussignal del Frequenz /"durch die Generierung von N Stützpunkten μτο Periode erzeugt und je einen ersten Vorwärts-Rückwärtszähler (31), der von einem Taktgeber (35) ein Signal empfängt, das zumindest annähernd die Frequenz /V ■ f aufweist, und seinen Zustand einem Speicher (32) zuführt, in dem jedem dieser Zustände ein logischer Pegel 1 oder 0 abhängig davon entspricht, ob der vorherige summierte Wert inkrementiert werden muß oder nicht, um der zu generierenden Funktion genauestens zu folgen, je einen zweiten summierenden Vorwärts-Rückwärtszähler (34). der den logisehen Pegel I oder 0 empfängt, und je eine Logikschaltung (33) aufweist, die den ersten und zweiten Vorwärts-Rückwärtszähler (31, 34) zum Vorwäris- bzw. Rückwärts/ählcn veranlaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite digitale Generator (5, 6) an ihrem Ausgang einen Digital/Analog-Wandler (36) mit Multiplizierschaltung aufweisen.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß rwischen dem ersten und dem zweiten Generator (5,

6) des Sinussignals ein zweiter digitaler Zähler (7) mit programmierbarem Zählungsendwert angeordnet ist. der den einem Nulldurchgang der Phase des Sinussignals höherer Frequenz entsprechenden Im- to puls mit einer Verzögerung an den zweiten Generator (6) überträgt und vom Taktgeber (3) gesteuert wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3 zum Simulieren des Geschwindig- b5 keitseffektcs eines Flugkörpers gegenüber einer TACAN-Bodenstiilion. dadurch gekennzeichnet, iliiß tier Quarzoszillator (I) einen /weilen variablen Taktgeber (23) steuert, der parallel zum Festtaktgeber (3) angeschlossen ist und seinerseits über eine Stellung eines ersten Umschaltgliedes (11). das in seiner anderen Stellung am ersten Fesüaktgeber liegt, den ersten digitalen Generator (5) und ilen zweiten digitalen Zähler (7) steuern kann, während ein zweites Uüischaliglicd (18) vorgesehen ist. so daß durch die eine Stellung der erste Generator und der erste Zähler verbunden werden und durch die andere Stellung des zweiten Umschaltorgans der erste Zähler auf sich selbst zurückgeschaltet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der erste Vorwärts-Rückwäriszähler

N
(31) alternierend die -7- ersten Taktimpulse vor-

N
wärts und die folgenden -7- Taktimpulsc rückwärts

zählt, wogegen in einer Folge von /VTaktimpul.sen der zweite Vorwärts-Rückwärtszählcr(34) während

N
der -j- Taktimpulsc vorwärts, während tier nnchst-

N
folgenden 2 · -^- Taktimpulse rückwärts und wäh-

N
rend der nächstfolgenden -7- Taklimpulse diese

2 - -j- Impulse c ;neut vorwärts zählt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Inkrcmcni, um das der vorherige summierte Wrrt vermehrt werden soll oder nicht, aus dem logischen Pegel 1 oder 0 gebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte digitale Generator (9) einen Trigger (40) und zwei Zähler (41,42) aufweist, wobei der Trigger seine Befehle vom ersten digitalen Zähler (8) mit programmierbaren Zählungsendwert empfängt und den jeweiligen Zähler (41 bzw. 42) steuert, so daß der eine bzw. andere von ihnen Bo.j^impulse aussendet, die den primären und sekundären Bezugsimpulszügen des TACAN-Systems entsprechen.

8. Vorrichtung nach Anspruch I. in der die Digitiil/ Analog-Wandler Spannungssignale liefern, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge des ersten und zweiten Generators (5, 6) am gleichen Eingang des als Spannung/Strom-Konverter geschalteten Funktion* verstärker* (14) liegen.