DE2833023C2 - - Google Patents

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DE2833023C2
DE2833023C2 DE2833023A DE2833023A DE2833023C2 DE 2833023 C2 DE2833023 C2 DE 2833023C2 DE 2833023 A DE2833023 A DE 2833023A DE 2833023 A DE2833023 A DE 2833023A DE 2833023 C2 DE2833023 C2 DE 2833023C2
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Stanley Robert Parsippany N.J. Us Prill
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    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/91Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control
    • G01S13/913Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control for landing purposes

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung. Sie hat auch eine Schaltung zur Durchführung des vor­ geschlagenen Verfahrens zum Gegenstand.
Tacan-Systeme haben zu Navigationszwecken sowohl für zivile als auch für militärische Luftfahrzeuge weite Verbreitung gefunden. Mittels eines Tacan-Systems kön­ nen der Azimut eines Luftfahrzeuges bezüglich des Sen­ ders einer Tacan-Bodenstation und die Entfernung des Luftfahrzeuges davon festgestellt werden. Im letztge­ nannten Fall sendet das Luftfahrzeug ein Abfragesignal aus, auf welches die Tacan-Bodenstation antwortet, und zwar nach einem bestimmten, bekannten Zeitinter­ vall. Die Reaktionszeit zwischen Empfang des Abfra­ gesignals und Senden des Antwortsignals durch die Ta­ can-Bodenstation ist für das jeweilige Tacan-System genau festgelegt. Der Empfänger des Tacan-Gerätes an Bord des jeweiligen Luftfahrzeuges vermag das Antwort­ signal aus allen anderen, von der Tacan-Bodenstation gesendeten Signalen auszusondern. Sobald das eigene Arntwortsignal isoliert oder erfaßt worden ist, kann die Entfernung zur Tacan-Bodenstation bestimmt wer­ den, da sie dem Zeitintervall zwischen dem Senden des Abfragesignals und dem Empfang des Antwortsignals di­ rekt proportional ist, naturgemäß unter Berücksichti­ gung der besagten, gleichbleibenden Reaktionszeit der Tacan-Bodenstation.
Tacan-Systeme sind nicht besonders genau und werden in erster Linie dazu verwendet, den Azimut und die Entfer­ nung global anzuzeigen. In der Regel fliegt ein Luft­ fahrzeug von einer Tacan-Bodenstation zur anderen und ist selbst ein Fehler in der Größenordnung von 1 oder 2 Meilen ohne Bedeutung.
Beim Kampfeinsatz von Hubschraubern, insbesondere in Dschungelgebieten, ist es häufig wünschenswert, die Baumwipfel so tief wie möglich zu überfliegen, um Ent­ deckung und Beschuß vom Boden her zu entgehen. In sol­ chen Gebieten wird in der Regel eine natürliche oder gerodete Lichtung als Hubschrauber-Landeplatz verwen­ det. Der Hubschrauber-Pilot muß dorthin fliegen und den Hubschrauber dann dort einfach absetzen können. Da der Flug jedoch in geringer Höhe stattfindet, ist er nicht in der Lage, die Lichtung aus der Entfernung aus­ zumachen. Deswegen ist eine Landehilfe erforderlich, um den Hubschrauber-Piloten zur jeweiligen Lichtung so ge­ nau hinzuführen, daß er dann eine Sichtlandung vollfüh­ ren kann.
Man könnte daran denken, zu diesem Zweck ein neues Sy­ stem mit zusätzlicher Navigationsausrüstung im Luftfahrzeug zu verwenden. Damit wären jedoch zusätzliches Gewicht und zusätzliche Kosten verbunden. Nun weist aber jedes Luftfahrzeug ein Tacan-Gerät für andere Zwecke auf, wel­ ches dann, wenn die Genauigkeit verbessert werden könn­ te, als Landehilfe im erwähnten Sinne zu verwenden wäre, wozu am jeweiligen Landeplatz nur ein Tacan-System auf­ gestellt werden müßte.
Zur Zeit werden grundsätzlich zwei Tacan-Systeme benutzt, nämlich das ältere Tacan-System ARN/52 und das jüngere Tacan-System ARN/84. Die Genauigkeit des Tacan-Systems ARN/52 ist verhältnismäßig gering und liegt bei ±600 Fuß oder ±0,2% Entfernung innerhalb des Landedienst­ bereiches von 0 bis 50 Meilen. Eine sinnvolle Landehil­ fe erfordert eine Genauigkeit, die um eine Größenordnung besser ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Genauig­ keit der Entfernungsmessung bei Tacan-Systemen auf ein­ fache Weise zu verbessern, so daß insbesondere auch die Benutzung als wirksame Landehilfe möglich ist.
Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhaf­ te Ausgestaltungen der Erfindung sind in den restlichen Ansprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung erlaubt es, Entfernungen mit Hilfe eines vehältnismäßig ungenauen Tacan-Systems mit hoher Genau­ igkeit zu bestimmen, indem an einer Stelle desselben vor­ handene Signale verwertet werden, wo diese für die im ge­ wünschten Maße präzise Entfernungsbestimmung hinreichend genau sind. Eine Streckennavigationshilfe wird also hin­ sichtlich der Genauigkeit so verbessert, daß sie als Prä­ zisionslandesystem verwendet werden kann. Die Erfindung kann beispielsweise sowohl in Verbindung mit dem älteren Tacan-System ARN/52 als auch bei dem jüngeren Tacan-Sy­ stem ARN/84 verwirklicht werden. In jedem Fall gewährlei­ stet sie eine derart genaue Feststellung der Entfernung des mit dem erfindungsgemäß verbesserten Tacan-Gerät ver­ sehenen Luftfahrzeuges von der Tacan-Bodenstation bzw. dem Tacan-Bodensender, daß der Pilot damit landen kann.
Nachstehend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen
Fig. 1A und 1B das Blockschaltbild einer erfin­ dungsgemäßen Schaltung;
Fig. 2 verschiedene, in der Schaltung nach Fig. 1 beim Betrieb auftretende Signale; und
Fig. 3 das Blockschaltbild einer nachgeordneten Schaltung, welche die präzise Entfernung und die präzise Entfernungsänderungsgeschwindigkeit aus den von der Schaltung nach Fig. 1 erhaltenen Signalen bestimmt.
Zunächst seien einige grundsätzliche Erläuterungen zur Be­ triebsweise eines Tacan-Systems bei der Entfernungsmessung gegeben. Wenn Entfernungsmessungen vorgenommen werden sol­ len, dann sendet der Sender des Tacan-Geräts im jeweiligen Luftfahrzeug ein Abfragesignal in Form einer Impulsdou­ blette aus, also zwei im Abstand aufeinanderfolgende Im­ pulse. Die Tacan-Bodenstation empfängt diese Impulse und sendet nach einer vorgegebenen, gleichbleibenden Reaktions­ zeit ein Antwortsignal für das jeweilige, abfragende Luftfahrzeug aus, ebenfalls in Form von Impulsen. Da­ mit sind andere Antwortimpulse für andere Luftfahrzeu­ ge und zusätzliche, zufällige Impulse vermischt, wel­ che von der Tacan-Bodenstation gesendet werden und für das richtige Funktionieren des Tacan-Systems bei der Bestimmung des Azimuts erforderlich sind.
Das Tacan-Gerät an Bord des jeweiligen Luftfahrzeuges weist eine Entfernungsmeßausrüstung auf, welche das richtige, impulsförmige Antwortsignal aussondert und dann um diese Stelle herum nach weiteren Impulsen sucht, so daß das Eingangssignal der Entfernungsmeßausrüstung während der restlichen Zeit ausgeblendet oder -getastet wird. Somit wird ein Tor oder Fenster gebildet, und die Nachlaufschaltung sucht nur nach Impulsen innerhalb des­ selben, welches vom Tacan-Gerät automatisch verschoben wird, bis es eine Stelle erreicht, wo es weiterhin Ant­ wortsignale im Fensterbereich empfängt. Wenn dies lüc­ kenlos geschieht, dann stellt die Nachlaufschaltung fest, daß sie die richtigen Antwortsignale erfaßt, und das Zeit­ intervall zwischen dem Senden des Abfragesignals und dem Empfang des Antwortsignals wird dann dazu verwendet, die Entfernung zu berechnen. Die nach Abzug der erwähnten Re­ aktionszeit der Tacan-Bodenstation vom Zeitintervall zwi­ schen Senden und Empfang verbleibende Zeitspanne ist dem Zweifachen der Entfernung proportional und kann in Fuß, Meilen usw. kalibriert werden, wie gewünscht.
Trotz des Umstandes, daß die letztlich vom Tacan-Gerät erhaltene Entfernungsberechnung nicht genau ist, so sind jedoch das Videosignal und das Torsignal, insbesondere der Teil des Torsignals, welcher dem Anfang der Öffnung des Fensters zugeordnet ist und als Fensteröffnungsbe­ ginnsignal bezeichnet wird, ausreichend genau, um die interessierenden Antwortimpulse zu identifizieren.
Im Blockschaltbild gemäß Fig. 1A und 1B sind einige Elemente eines Tacan-Geräts ARN/52 veanschaulicht. Das durch eine Antenne 11 empfangene Antwortsignal wird in konventioneller Weise verarbeitet, so daß an der Röh­ re einer Videostufe 13 ein Videosignal anfällt. Dieses wird im Tacan-Gerät über eine Leitung 21 einem Entfer­ nungsprozessormodul 15 zugeführt, um daraus die Entfer­ nung zu bestimmen. Das Tacan-Gerät weist weiterhin ein Entfernung-A-Modul 17 mit einer Ausgangsleitung 19 für das Fensteröffnungsbeginnsignal auf. Letzteres sowie das Videosignal auf der Leitung 21 stellen die beiden Grundsignale dar, welche bei der Erfindung verwendet werden. Sie beruht auf der Erkenntnis, daß das Fenster­ öffnungsbeginnsignal so verwendet werden kann, wie es auf der Ausgangsleitung 19 im Tacan-Gerät erscheint, und daß ferner das Videosignal in der Leitung 21 sauber genug ist und von Fehlern frei ist, welche bei weiterer elektrome­ chanischer Verarbeitung eingeführt werden, so daß es zur Erlangung von Signalen verwendet werden kann, welche ei­ ne genaue Entfernungsbestimmung ermöglichen.
Fig. 2 veranschaulicht die Signale, welche im Tacan-Ge­ rät und in der erfindungsgemäßen Schaltung auftreten. Wie dargestellt, besteht das als Abfragesignal gesende­ te Videosignal aus einer Impulsdoublette mit zwei im Ab­ stand aufeinanderfolgenden Impulsen 23, welche jeweils die Gestalt einer Gauß'schen Glockenkurve aufweisen, je­ doch der Einfachheit halber jeweils trapezförmig darge­ stellt sind. Alle Operationen werden am 50%-Punkt der Impulsvorderflanke durchgeführt, so daß die dargestell­ te Linie t 0, welche den 50%-Punkt der Vorderflanke des ersten gesendeten Impulses 23 schneidet, als zeitlicher Bezug für die weiteren Betrachtungen dient. Das gesen­ dete Videosignal wird von der Tacan-Bodenstation empfan­ gen. Nach einer bestimmten Reaktionszeit von im darge­ stellten Fall 50 Mikrosekunden beim X -Bereich-Betrieb und 74 Mikrosekunden beim Y-Bereich-Betrieb sendet der Sender der Tacan-Bodenstation ein Antwortsignal aus, welches als Videosignal mit der Impulsdoublette 25 emp­ fangen wird. Wie ebenfalls aus Fig. 2 deutlich ersicht­ lich, tritt das Fensteröffnungsbeginnsignal 27 zeitlich vor dem zweiten Impuls 25 auf. Zwischen den beiden Impul­ sen besteht eine Differenz von 12 Mikrosekunden. Obwohl das Tacan-Gerät den zweiten Impuls 25 verarbeitet, ist der erste Impuls 25 tatsächlich genauer. Die erfindungs­ gemäße Entfernungsmessung sollte daher auf diesem ersten Impuls 25 aufbauen.
Gemäß Fig. 1A und 1B werden die von der Antenne 11 ge­ sendeten Impulse 23 mit Hilfe eines Detektors 31 erfaßt, welcher eingangsseitig an einen Koppler 32 in der zur An­ tenne 11 führenden Leitung angeschlossen ist. Die Antenne 11 wird naturgemäß mit einem großen Signal beaufschlagt. Der Detektor 31 und der Koppler 32 entnehmen nur einen geringen, hinsichtlich der Größe derjenigen des empfan­ genen Videosignals entsprechenden Anteil dieses Signals. Das Ausgangssignal des Detektors 31 ist über einen Puf­ ferverstärker 33 an ein Detektormodul 35 gekoppelt, bei welchem es sich um einen Vergleicher handelt, der mit einem Bezugssignal beaufschlagt ist, welches dem 50%- Punkt entspricht, und der den Zeitpunkt t 0 gemäß Fig. 2 feststellt. Das Ausgangssignal des Detektormoduls 35 geht einem UND-Gatter 37 zu, welches von einem Impuls­ former 39 her mit einem Steuersignal beaufschlagt wird. Der Impulsformer 39 ist über Pufferverstärker 41 und 43 an eine zweite Ausgangsleitung 45 des Moduls 17 des Tacan-Geräts angeschlossen, auf welcher ein Abfrage­ signal des letzteren abgegeben wird. Das Ausgangs­ signal des UND-Gatters 37 geht einem Verzögerer 49 zu, welcher von einem Multiplexer 51 gesteuert wird. Der Multiplexer 51 weist zwei Eingänge für eine X-Bereich- Verzögerung von 47,5 Mikrosekunden und eine Y-Bereich- Verzögerung von 71,5 Mikrosekunden auf, wobei es sich um vorgegebene System-Konstanten handelt. Welche Ver­ zögerung jeweils eingeschaltet wird, bestimmt ein Se­ lektorsignal auf einer Leitung 53 zum Multiplexer 51, das wiederum davon abhängt, welche Betriebsweise aus­ gewählt worden ist.
Das Detektormodul 35 gibt die Rechteckimpulse 55 gemäß Fig. 2 ab, welche durch den Verzögerer 49 jeweils um 47,5 bzw. 71,5 Mikrosekunden versetzt werden, wie der Impuls 57 gemäß Fig. 2 veranschaulicht. Diese verzö­ gerten Impulse 57 erscheinen in der Ausgangsleitung 59 des Verzögerers 49 und werden der Entfernungs- sowie Entfernungsänderungsgeschwindigkeitsnachlaufschaltung gemäß Fig. 3 zugeführt. Die Impulse 55 bzw. 57 weisen jeweils eine Impulsdauer von genau 2,5 Mikrosekunden auf. Demzufolge ergibt sich die Hinterflanke des verzö­ gerten Impulses 57 nach einem Zeitintervall genau gleich der Reaktionszeit der Tacan-Bodenstation (2,5 + 47,5 = 50 Mikrosekunden bzw. 2,5 + 71,5 = 74 Mikrosekunden). Die Hinterflanken des Impulses 57 gibt also den Nullfeh­ lerpunkt der Zeitmessung an, welcher dazu verwendet wird, das frühe oder späte Auftreten des 50%-Punktes der Vor­ derflanke des empfangenen Videosignals zu bestimmen.
Das empfangene Antwortsignal wird über die Antenne 11 in das Tacan-Gerät eingekoppelt, um darin auf konven­ tionelle Art und Weise zum Videosignal in der von der Videostufe 13 ausgehenden Leitung 21 verarbeitet zu werden. Dieses Videosignal geht über einen Verstärker 58 einem zweiten Detektormodul 60 zu, welches ausgangs­ seitig an ein UND-Gatter 65 mit Ausgangsleitung 66 an­ geschlossen ist. Naturgemäß werden viele Impulse emp­ fangen, von denen jeder in der Videostufe 13 erscheint. Alle vom Tacan-Gerät empfangenen Impulse erscheinen dort. Infolgedessen müssen diejenigen Impulse aussortiert wer­ den, welche das Antwortsignal auf das gesendete Abfrage­ signal darstellen.
Hier kommt das Fensteröffnungsbeginnsignal auf der Aus­ gangsleitung 19 ins Spiel. Es geht über geeignete Puf­ fer einem Impulsformer 67 zu, welcher einen Zähler 69 mit einem Stopsignal beaufschlagt. Der Zähler 69 ist an einen Taktgeber 20 angeschlossen und wird vom UND-Gat­ ter 37 her mit einem Startsignal beaufschlagt. Er emp­ fängt das Stopsignal etwa an der Spitze des zweiten Im­ pulses 25 einer Impulsdoublette, also an der Hinterflan­ ke des Fensteröffnungsbeginnsignals 27. Daher ist der Zählerstand im Zähler 69 dem Entfernungszeitwert 81 ge­ mäß Fig. 2 proportional. Dieser Zählerstand wird einem Subtraktor 73 zugeführt, um eine Konstante 16 beim Ta­ can-Gerät ARN/52 abzuziehen. Beim Tacan-Gerät ARN/84, bei welchem das Fensteröffnungsbeginnsignal noch später erscheint, wird eine Konstante 98,5 subtrahiert. Die je­ weils gewünschte Konstante wird über einen Multiplexer 75 in den Subtraktor 73 eingegeben. Dieser führt die Subtraktion 83 gemäß Fig. 2 aus. Das Ausgangssignal des Substraktors 73 entspricht dem Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt t 0 und dem Beginn des Impulses 85. Es liegt im Subtraktor 73 am Ende eines Zyklus vor und wird im fol­ genden Zyklus verwendet.
Der Impulsformer 39 gibt ein Abfragevortriggersignal ab, bevor ein Abfragesignal gesendet wird. Das Abfragevor­ triggersignal bewirkt, daß der Inhalt bzw. das Ausgangs­ signal des Subtraktors 73 in einen Zähler 93 gelangt und der Zähler 69 gelöscht wird. Im Zähler 93, der ebenfalls vom Taktgeber 20 beaufschlagt ist, wird der Zählerstand heruntergezählt, und zwar beginnend mit dem Auftreten des vom UND-Gatter 37 abgegebenen Impulses. Fig. 2 zeigt eine Situation, wobei tatsächlich ein Null-Verzug vor­ liegt, also Sender und Empfänger einander dicht benach­ bart sind. Tatsächlich tritt der Impuls 85 normalerwei­ se einige Zeit später als der Impuls 57 auf. Wenn der Zählerstand im Zähler 93 auf +2,5 gefallen ist, dann wird ein Ausgangssignal von einem Dekodierer 97 gelie­ fert, welcher vom Zähler 93 her beaufschlagt ist. Die­ ses Ausgangssignal bleibt, während der Zähler 93 den Zäh­ lerstand Null durchläuft, bis der Zählerstand -2,5 er­ reicht ist. Auf diese Weise wird ein impulsförmiges Fen­ stersignal 99 (Fig. 2) erzielt, welches denjenigen Punkt einschließt, wo der 50%-Punkt der Vorderflanke des er­ sten Impulses 25 des empfangenen Antwort- oder Videosignals auftreten sollte. Dieses Fenstersignal 99 dient als Steuersignal für das UND-Gatter 65. Nur ein innerhalb des 5 Mikrosekunden dauerndenden Fenstersignals 99 empfangener Impuls 25 kann also durch das UND-Gatter 65 gelangen, um auf der Leitung 66 als Stopsignal abzugeben.
Die geschilderte Schaltung liefert also ein Startsignal und ein Stopsignal auf der Leitung 59 bzw. 66. Die Zeit­ spanne zwischen der Hinterflanke des Impulses 57 in der Leitung 59 und der Vorderflanke des Impulses 100 in der Leitung 66 ist dem Zweifachen der Entfernung zwischen dem Tacan-Empfänger im Luftfahrzeug und der Tacan-Bo­ denstation direkt proportional. Diese Rohsignale sind genau genug, um eine solche Bestimmung der Entfernung und der Entfernungsänderungsgeschwindigkeit zu ermög­ lichen, wie für ein Landesystem der eingangs geschil­ derten Art erforderlich.
Gemäß Fig. 3 werden die auf den Leitungen 59 und 66 ab­ gegebenen Start- und Stopsignale einem Mikroprozessor 101 zugeführt, in welchem die Entfernung und die Ent­ fernungsänderungsgeschwindigkeit berechnet werden. Die Entfernung und die Entfernungsänderungsgeschwindigkeit werden dann vom Mikroprozessor 101 über eine Leitung 103 bzw. 105 einem Anzeigegerät 107 zugeführt.
In der vorstehenden Beschreibung ist eine Hardware-Aus­ gestaltung angenommen. In praxi kann bei Einsatz eines Mikroprozessors ein größerer Teil der beschriebenen Hardware in Wegfall kommen, insbesondere den Zählern und dem Subtraktor zugeordnete Hardware. Wenn ein Mikro­ prozessor verwendet wird, ist es weiterhin möglich, alle erforderlichen Signale von nur drei Tacan-Signalen abzuleiten, nämlich vom gesendeten Abfragesignal über den Koppler 32 und den Video-Detektor 31, dem Fenster­ öffnungsbeginnsignal und dem empfangenen Videosignal.

Claims (14)

1. Verfahren zur Bestimmung der Entfernung eines Luft­ fahrzeuges von einer bestimmten Stelle am Boden mittels eines Tacan-Systems, wobei ein an der Stelle angeordne­ ter Bodensender auf ein vom Luftfahrzeug in Form einer Impulsdoublette gesendetes Abfragesignal nach einer be­ stimmten Reaktionszeit ein Antwortsignal in Form einer Impulsdoublette abgibt, welches vom Luftfahrzeug emp­ fangen und zur Entfernungsbestimmung verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Impuls (23) jeder vom Luftfahrzeug gesendeten Impulsdou­ blette erfaßt, um eine Zeitspanne proportional der Bo­ densender-Reaktionszeit zur Erzeugung eines Startsignals verzögert, das Videosignal der Videostufe des Tacan- Geräts des Luftfahrzeuges erfaßt und der erste Impuls (25) jeder empfangenen und vom Tacan-Gerät als richti­ ges Antwortsignal identifizierten Impulsdoublette als Stopsignal ausgewählt wird, welches zusammen mit dem Startsignal zur genauen Entfernungsbestimmung verar­ beitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erfaßten Impulse (23 und 25) jeweils zu einem Rechteckimpuls (55 bzw. 100) geformt werden, dessen Vorder- und Hinterflanken an den 50%- Punkten des zugehörigen erfaßten Impulses (23 bzw. 25) auftreten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der erste Impuls (23) jeder vom Luftfahrzeug gesendeten Impulsdoublette bzw. der entsprechende Rechteckimpuls (55) um eine Zeitspanne gleich der Bodensender-Reaktionszeit abzüglich der Dauer des ersten Impulses (23) zwischen den 50%-Punkten bzw. der Dauer des Rechteckimpulses (55) verzögert wird, so daß der verzögerte Impuls (57) mit der Hinterflanke das Startsignal bildet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Auswahl des ersten Impulses (25) jeder Impulsdoublette des empfangenen Vi­ deosignals die Zeitspanne (81) zwischen dem Auftreten des ersten Impulses (23) einer vom Luftfahrzeug gesendeten Im­ pulsdoublette und dem Auftreten des Fensteröffnungsbeginn­ signals (27) im Tacan-Gerät festgestellt, davon eine Zeit­ konstante gleich der Pausendauer zwischen den Impulsen ei­ ner Impulsdoublette abgezogen, im Anschluß an das Auftre­ ten des ersten Impulses (23) der nächsten gesendeten Im­ pulsdoublette bzw. des entsprechenden Rechteckimpulses (55) ein Fenstersignal (99) erzeugt wird, welches eine bestimmte Zeitdauer vor dem besagten Subtraktionsergeb­ nis beginnt und eine bestimmte Zeitdauer danach endet, und derjenige Impuls (25) als erster Impuls einer Impuls­ doublette und als Stopsignal ausgewählt wird, welcher wäh­ rend des Fenstersignals (99) auftritt, so daß die Zeit­ spanne zwischen dem Startsignal und dem Stopsignal dem Doppelten der Entfernung zwischen dem Tacan-Gerät des Luftfahrzeuges und dem Bodensender proportional ist.
5. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Tacan-System, gekennzeichnet durch eine Erfasserschaltung (31, 32, 33) für einen hin­ sichtlich der Größe dem aus dem empfangenen Antwortsignal gewonnenen, von der Videostufe (13) des Tacan-Geräts des Luftfahrzeuges abgegebenen Videosignal (25) entspre­ chenden Teil des ersten Impulses jeder vom Sender des Tacan-Gerätes gesendeten Impulsdoublette, einen ersten Umsetzer (35) zur Umwandlung des entsprechenden Impul­ ses (23) in einen Rechteckimpuls (55), dessen Vorder­ flanke etwa am 50%-Punkt der Vorderflanke des ersten gesendeten Impulses bzw. des entsprechenden Impulses (23) und dessen Hinterflanke genau 2,5 Mikrosekunden später auftritt, einen Verzögerer (49) für den Recht­ eckimpuls (55) um eine bestimmte Zeitspanne, so daß die Hinterflanke des verzögerten Impulses (57) am er­ warteten 50%-Punkt der Vorderflanke des Antwortimpul­ ses (25) auftritt, einen zweiten Umsetzer (60) zur Um­ wandlung der von der Videostufe (13) als Videosignal abgegebenen Impulse (25) in Rechteckimpulse (100) mit Vorder- und Hinterflanken an den 50%-Punkten der Im­ pulse (25), ein UND-Gatter (65), welches mit dem ersten Eingang an den zweiten Umsetzer (60) angeschlossen ist, und eine eingangsseitig an die Ausgangsleitung (19) für das Fensteröffnungsbeginnsignal (27) des Tacan-Gerätes angeschlossene Steuerschaltung (20, 69, 73, 93, 97) zur Erzeugung eines neuen Fenstersignals (99), welches so­ weit vor dem Fensteröffnungsbeginnsignal (27) auftritt, daß es den ersten Impuls (25) der Impulsdoublette des empfangenen Videosignals einschließt, und mit welchem der zweite Eingang des UND-Gatters (65) beaufschlagbar ist.
6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerschaltung einen Takt­ geber (20), einen ersten Zähler (69), einen Subtraktor (73), einen zweiten Zähler (93) und einen Dekodierer (97) aufweist, wobei die beiden Zähler (69 und 93) an den Taktgeber (20) angeschlossen und mit einem Abfrage­ vortriggersignal vom Tacan-Gerät her zum Löschen bzw. zur Aufnahme des Inhaltes des Subtraktors (73) beauf­ schlagbar sind, wobei ferner der erste Zähler (69) an den Eingang des Verzögerers (49) angeschlossen und von dort her mit einem Startsignal beaufschlagbar ist, fer­ ner mit dem Fensteröffnungsbeginnsignal (27) des Tacan- Gerätes als Stopsignal, wobei weiterhin der Subtraktor (73) eingangsseitig einerseits an den Ausgang des er­ sten Zählers (69) angeschlossen und andererseits mit einer Konstanten gleich der Pausendauer zwischen den Impulsen einer Impulsdoublette beaufschlagbar ist, wo­ bei außerdem der zweite Zähler (93) mit dem Ausgang des Subtraktors (73) verbunden und an den Eingang des Ver­ zögerers (49) angeschlossen ist, um mit einem Start­ signal beaufschlagt zu werden, und wobei schließlich der Dekodierer (97) an den Ausgang des zweiten Zählers (93) angeschlossen ist, um das Fenstersignal (99) an das UND-Gatter (65) abzugeben, während der zweite Zäh­ ler (93) von +2,5 Mikrosekunden auf -2,5 Mikrosekunden herunterzählt.
7. Schaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Ermöglichung eines Betriebes wahlweise mit X-Bereich-Verzögerung oder Y- Bereich-Verzögerung dem Verzögerer (49) ein Multiplexer (51) zugeordnet ist, welcher vom Tacan-Gerät her mit einem die jeweilige Betriebsweise angebenden Selektor­ signal beaufschlagbar ist, um in den Verzögerer (49) die entsprechende X-Bereich-Verzögerung von 47,5 Mikro­ sekunden bzw. Y-Bereich-Verzögerung von 71,5 Mikro­ sekunden einzugeben.
8. Schaltung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Ermöglichung des Be­ triebes wahlweise mit einem Tacan-Gerät vom Typ ARN/52 oder ei­ nem Tacan-Gerät vom Typ ARN/84 ein Multiplexer (75) vorgesehen ist, welcher entsprechend dem jeweiligen Tacan-Gerät an die Steurschaltung bzw. den Subtraktor (73) eine Zeit­ konstante von 16 oder eine Zeitkonstante von 98,5 Mikro­ sekunden eingibt, welche derjenigen Zeitspanne entspricht, bei welcher der Start des synthetischen Fenstersignals (99) vom Start der nächsten Abfrage für das Tacan-Gerät vom Typ ARN/52 bzw. ARN/84 beginnen muß.
9. Schaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Umsetzer (35 und 60) jeweils von einem Vergleicher gebildet sind, der mit dem gesendeten Abfragesignal bzw. dem empfange­ nen Antwortsignal sowie einem Bezugssignal beaufschlag­ bar ist, welches der Spannung am 50%-Niveau der Impul­ se der besagten Signale entspricht.
10. Schaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites UND-Gat­ ter (37) zwischen dem ersten Umsetzer (35) und dem Ver­ zögerer (49) vorgesehen ist, welches mit dem Abfrage­ vortriggersignal (91) des Tacan-Gerätes als Steuersignal beaufschlagbar ist.
11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem UND-Gatter (37) ein Impuls­ former (39) zur Abgabe des Steuersignals vorgeschaltet ist.
12. Schaltung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Impulsformer (39) ausgangs­ seitig an die Steuerschaltung bzw. die Zähler (69 und 93) angeschlossen ist.
13. Schaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, ge­ kennzeichnet durch einen Impulsformer (67) zwischen der Steuerschaltung bzw. dem ersten Zähler (69) und der Ausgangsleitung (19) des Tacan-Gerätes für das Fensteröffnungsbeginnsignal (27).
14. Schaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Erfas­ serschaltung einen in der Speiseleitung der Sendeantenne (11) des Tacan-Gerätes angeordneten Koppler (32) sowie einen damit verbundenen Detektor (31) aufweist.
DE19782833023 1977-07-27 1978-07-27 Verfahren und schaltung zur entfernungsmessung bei luftfahrzeugen mittels eines tacan-systems Granted DE2833023A1 (de)

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DE2833023A1 DE2833023A1 (de) 1979-02-15
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