DE3148139A1

DE3148139A1 - Digitaler tacan-prozessor

Info

Publication number: DE3148139A1
Application number: DE19813148139
Authority: DE
Inventors: James William 07054 Parsippany N.J. Lang; Ronald Y. 07642 Hillsdale Paradise; Robert Stanley 07054 Parsippany N.J. Prill; Peter Joseph 07470 Wayne N.J. Tufano
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1980-12-22
Filing date: 1981-12-04
Publication date: 1982-08-05
Also published as: AU7838781A; GB2090099A; DE3148139C2; AU541653B2; NO155026B; SE454543B; JPH0228834B2; CA1160719A; US4385300A; IT8125767A0; NO155026C; JPS57125365A; NO814375L; IT1140382B; FR2496923A1; SE8107438L; IL64133A; GB2090099B; FR2496923B1

Description

The Singer Company, Stamford, Connecticut O69O4/U.S.A.

Digitaler TACAN-Prozessor

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein digitales System zur Navigation von Flugzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, insbesondere ein digitales TACAN-Systern unter Verwendung eines alleinoperierenden digitalen Prozessors.

Eine TACAN-Ausrüstung wird auf der Mehrzahl von militärischen Flugzeugen zur Anzeige der Entfernung zur und zur Ortung einer ausgewählten TACAN-Station verwendet. In einem TACAN-System sendet eine Bodenstation TACAN-Impulse in einer Frequenz von etwa 2700 Impulsen pro Sekunde. Die Antenne der Bodenstation dreht sich 15 mal pro Sekunde und besitzt ein gerichtetes Antennendiagramm mit einer nierenförmigen Komponente. Dies führt dazu, daß die vom Flugzeug empfangenen Impulse eine 15 Hertz-Modulation der Amplitude von plus oder minus 20 % und eine Phase aufweisen, die von der Ortung des Flugzeugs in bezug" auf die TACAN-Station abhängt. Der Sender sendet zusätzlich einmal pro Antennenzyklus, an einem bestimmten Punkt der Antennendrehung, einen Bezugs-Impulscode zum Erstellen einer absoluten Bezugsphase. Das Gerät im Flugzeug bestimmt die Ortung durch Vergleich der Phase des amplitudenmodulierten Signals mit den Impulsen der Bezugsphase. Zur Erhöhung der Genauigkeit wird zudem dem gerichteten Antennendiagramm eine neunte Oberschwingung überlagert, die eine 135

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Hertz-Amplitudenmodulation bewirkt. Diese liegt am Empfänger phasenkohärent mit der oben beschriebenen 15 Hertz-Modulation vor und erlaubt eine genauere Bestimmung der Ortung in ähnlicher Weise, wie es in älteren Zweigang-Servosystemen angewendet wurde.

Der der Erfindung am nächstenkommende Stand der Technik ist der in US-Patent 3,940,763 offenbarte digitale TACAN-Prozessor derselben Anmelderin wie bei der vorliegenden Anmeldung. Das erwähnte Patent beschreibt einen Signalprozessor, der unter Verwendung eines Allzweckrechners oder eines speziellen festverdrahteten digitalen Systems, das nur die TACAN-Verarbeitung durchführt, verwirklicht werden kann. Das System nach dem Patent enthält das Verfahren eines Rekursivfilters nach der Methode der kleinsten Quadrate (KaI-man-Filter), um die gegenwärtige OrtungsSchätzung bei jedem neuen Dateneingang aufzufrischen. Bei der Durchführung der Ortungsrechnung erzeugt ein Kalman- Filter einen ständigen Schätzwert der Bezugsfrequenz to und der Bezugsphase Θ. Ein zweites Kalman-Filter, das als Ortungssignalverfolger arbeitet, erhält Amplitudendaten, Daten vom ersten Filter und ebenso die Ankunftszeit jedes Ortungsimpulses und berechnet neue Werte von mit der Amplitude und der Phase der 15 und 135 Hertz-Modulationen verbundenen Variablen mit 5 Signalzuständen und von einer Gleichspannungs-Amplitudenkomponente, die die Durchschnittsamplitude der modulierten Ortungsimpulse ergibt. Ein Ortungsrechner berechnet die einem Piloten anzuzeigende endgültige Ortung unter Verwendung der Ausgangssignale des Ortungssignal-Verfolgers und des Bezugsphasen-Verfolgers.

Obwohl das System des beschriebenen bekannten Patents zufriedenstellend arbeitet, sind die Anforderungen hinsichtlich des Datendurchsatzes an die Rechner-Hardware zur Ver-

arbeitung aller eintreffenden TACAN-Impulse hoch und ergeben unangenehme Kompliziertheit und Kosten der Hardware. In der Praxis hat es sich als wünschenswert herausgestellt, die Zahl der verarbeiteten TACAN-Impulse zu verringern, um, mit dem Kompromiß in der Leistung als Begleiterscheinung, die Komplexität der Hardware zu minimieren.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein System der eingangs beschriebenen Art anzugeben, das den Nachteil dieses Kompromisses vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch ein System der eingangs beschriebenen Art gelöst, das sich gemäß der Erfindung kennzeichnet durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Die Erfindung benutzt ein neuentwickeltes digitales Ortungsfilter, das zur allgemeinen Verringerung der Komplexität und Kosten konzipiert ist. Das Hauptmerkmal der Erfindung ist, daß nunmehr alle eintreffenden TACAN-Signale in wirtschaftlicher Weise, bei enorm verbesserter Leistung, verarbeitet werden können. Insbesondere ist die konstruktive Durchbildung der Erfindung auf die Verbesserung der Leistung in den ungünstigsten Betriebsgrenzfällen gerichtet, wie z.B. Verbindung von schwacher Modulation bei geringem Signalpegel mit 15 Phasenverschiebung (Winkel zwischen den 15 Hz- und 135 Hz-Komponenten einer Einhüllenden eines TACAN-Ortungssignals), und Ortungsänderungsgeschwindigkeiten von bis zu 20 pro Sekunde. Zusätzlich können zeitweilige Anzeigeunregelmäßigkeiten (Sektorsprünge von 40 ) aufgrund von Unbeständigkeiten in dem empfangenen Signal leichter ausgeschaltet werden. Alle diese Vorteile werden durch die Verwendung eines billigen, alleinoperierenden digitalen Prozessors erreicht, der mit einer üblichen maßgeschneiderten digitalen Logik in LSI-Technik, Mikrocomputern oder Kombinationen davon verwirklicht werden kann.

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Die Erfindung wird im weiteren anhand der Beschreibung vo;. Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren beschrieben. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein grundsätzliches Blockschaltbild der Erfindung;

Fig. 2 eine grafische Darstellung einer Schwingungsperiode der 135 Hz-Einhüllenden eines empfangenen TACAN-Signals;

Fig. 3 ein Blockschaltbild des Ortungsverfolgers, wie er in der Erfindung verwendet wird;

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines in dem Ortungsverfolger nach Fig. 3 eingebauten Ortungsfilters;

Fig. 5 ein detailliertes Blockschaltbild eines Ortungsrechners, wie er im Ortungsverfolger der Erfindung verwendet wird;

Fig. 6 ein Flußdiagramm der grundsätzlichen Wirkungsweise der Erfindung;

Fig. 7 ein Funktionsflußdiagramm eines im Ortungsverfolger nach Fig. 3 eingebauten Bezugs-Impulsbündel-Verfolgers.

Ein tibersicht-Flußdiagramm des digitalen Navigations (TACAN)-Systems zeigt Fig. 1. Jeder grundlegende Block des Schaltbilds, mit Ausnahme des Ortungsverfolgers 34, stimmt mit dem entsprechenden in Fig. 1 des US-Patents 3,940,763 überein. Der Übersichtlichkeit halber wurde in Fig. 1 bei den Blöcken der vorliegenden Anmeldung, die solchen des Patents ähnlich sind, dem gemeinsamen Bezugszeichen der Buchstabe "a" angehängt.

Die Ortungsinformation, die von einer Bodenstation übermittelt wird und die oben beschriebene 15 Hertz-, 135 Hertz- und Bezugs-Impuls-Information enthält, wird von einer her-

kömmlichen Empfangsantenne 11a empfangen und einer HF- und Detektorstufe 13a zugeführt. Der Ausgang der HF- und Detektorstufe 13a wird einem angepaßten Filter 23a zugeführt. Diese Teile des Systems sind mit denjenigen identisch, die man in einem herkömmlichen TACAN-Systern findet, und sollen hier nicht weiter in ihren Einzelheiten dargelegt werden.

Der Ausgang des Filters 23a wird einem ersten Analog-Digital-Wandler 25a zugeführt, in dem die Information zu einem die Ankunftszeit darstellenden Ausgangssignal codiert wird. Der Wandler kann einfach ein herkömmlicher Hochfrequenz-Oszillator oder ein Taktgeber und Zähler sein. Der Zähler zählt die Zahl der Impulse des Taktgebers zwischen TACAN-Bezugsimpulsen. Jedesmal, wenn ein neuer Impuls empfangen wird, wird der Ausgang des Oszillator-Zählers ausgeschleust. Die Zeitdifferenz zwischen Impulsen, eine wichtige Größe, kann, wie weiter unten gesehen werden wird, daraus berechnet werden. Das Signal vom Filter 23a wird ebenso einem zweiten Analog-Digital-Wandler 27a zugeführt, der den Betrag des Signals codiert. Dieser Wandler ist vom herkömmlichen betragempfindlichen Typus, wie z.B. ein Spitzenwertdetektor, zusammen mit einem herkömmlichen Analog-Digital-Wandler, d.h., er tastet die Amplitude jedes erhaltenen Impulses ab, hält und wandelt sie.

Eine Bodenstation sendet eine Reihe von codierten Impulsen zur Identifizierung der Bezugsphase. Der Bezugs-Decoder 33a enthält bekannte Decodierschaltungen zum Abfragen dieses Codss und zur Erzeugung eines Ausgangssignals bei jedem Eintreffen dieses Codss.. Der Ausgang des Decoders 33a erzeugt ein deutliches "Identifizierungs"-Ausgangssignal für jeden entsprechenden Bezugsimpuls, sei es ein Haupt-, Hilfs- oder Füllimpuls von der TACAN-Bodenstation.

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Der Ortungsverfolger 34, der die wesentliche Verbesserung der Erfindung darstellt, erhält die Identifizierungsinformation zusammen mit Daten von den Änalog-Digital-Wandlern 25a und 27a zur Erzeugung von Echtzeit-Ortungsinformation, die einem herkömmlichen Anzeigegerät 31a für den Piloten zugeführt wird.

Fig. 2 verdeutlicht eine Periode eines primär durch eine 135 Hz-Hüllkurve modulierten typischen TACAN-Signals mit einer überlagerten 15 Hz-Hüllkurve. Die letztgenannte Frequenz ist gleich der Rotationsfrequenz der Antenne der TACAN-Bodenstation. Es soll hier betont werden, daß in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestimmte Frequenzen insoweit angegeben werden, als sie für den TACAN-Betrieb standardisiert sind. Die Erfindung kann jedoch auch bei anderen Betriebsfrequenzen benutzt werden. Beim TACAN-Betrieb gibt es etwa 20 Füllimpulsbündel für jedes Hilfsimpulsbündel und im Normalbetrieb ein Hilfsimpulsbündel jede 40° des TACAN-Signals. Ein Hauptimpulsbündel tritt jede 360 des Signals auf. Praktisch kann man die Hilfsimpulsbündel als präzise Anzeiger für die Position des HauptimpulsbündeIs dadurch ansehen, daß für jedes Hauptimpulsbündel 8 Hilfsimpulsbündel in 4Q°-Intervallen auftreten. Die Nulldurchgangsachse der 15 Hz-Hüllkurve hängt von der Einstellung einer automatischen Verstärkungsregelung innerhalb des HF-Teils des Systems (Fig. 1) ab, was eine bekannte Lösung ist. Ein Hauptimpulsbündel tritt auf, wenn das TACAN-Bodensignal einer exakten Ost-Ortung entspricht.

Fig. 3 ist ein detailliertes Blockschaltbild des durch das Bezugszeichen 34 in Fig. 1 bezeichneten Ortungsverfolgers. Im Ortungsverfolger liegt der Hauptunterschied zwischen der Erfindung und dem Stand der Technik. Wie oben erwähnt, ist der Zweck des Verfolgers die Erzeugung einer zuverlässigen Echtzeit-Ortungsinformation, die dann einer Anzeigeeinrich-

tung 31a für den Piloten zugeleitet wird. Die Erzeugung der Ortungsdaten wird erreicht durch die Verwendung .herkömmlicher digitaler Logik (LSI) oder von Mikroprozessoren und hängt nicht von einem Allzweck-Rechner des Flugzeugs ab. Die Information über den Betrag eines empfangenen TACAN-Signals erscheint auf Leitung 36 und wird vom Analog-Digital-Wandler 27a des Betrages abgeleitet. Die entsprechende Zeitinformation liegt auf Leitung 40 und ist vom Analaog-Digital-Wandler 25a der Ankunftszeit abgeleitet. Der Zweck des Ortungsfilters 38 ist es, die Information über Betrag und Zeit aus dem 135 Hz- und dem 15 Hz-Signal zu filtern, so daß zuverlässige Ortungsdaten angezeigt werden können. Das Ortungsfilter 38 wird in Verbindung mit Fig. 4 genauer besprochen. Es sollte jedoch angemerkt werden, daß die vier Ausgänge daraus wie folgt sind:

Ä . j- und S₁J- auf den Leitungen 42 bzw. 44, entsprechend den errechneten Betrags- und Phasendaten in bezug auf die 15 Hz-Hüllkurve; &~tr>c ^unc^ §₁₃c ^auf den Leitungen 46 und 48, entsprechend den errechneten Betrags- und Phasendaten in bezug auf die 135 Hz-Hüllkurve. Einem Vergleichsglied 54 werden voreingestellte hohe und niedrige Schwellwerte bei 50 bzw. 52 bereitgestellt, so daß der Ausgang A_1n. daraufhin geprüft werden kann, ob sein Wert innerhalb eines Fensters zwischen dem hohen und niedrigen Schwellwert liegt. Wenn das tatsächlich der Fall ist, werden die vom System zu verarbeitenden Ortungsdaten als gültig erklärt und ein "gültig"-Signal wird auf der Leitung 56 erzeugt zur Anzeige in geeigneter Weise, wie z.B. eine Anzeigelampe, die häufig in einer Anzeigeeinrichtung 31a eingebaut ist. Ein zweites Vergleichsglied 57 wird ebenfalls mit hohen und niedrigen Schwellwerten an den Eingängen 55 bzw. 59 versorgt. Das erzeugt ein Fenster für den Vergleich des Betragsausgangs Α-,τπ auf Leitung 46. Wenn der Vergleich positiv ausfällt, wird das Ausgangssignal auf Leitung 46 als gültig angenommen.

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Dieses Ausgangssignal vom Vergleichsglied 57 wird einem Ortungsrechner 58 zugeführt, wo es eine Schaltung in die Lage versetzt, eine als ß¹ in Fig. 3 angegebene Ortungsinformation zu berechnen, die auf der Ausgangsleitung 60 anliegt.

Einem Bezugs-Impulsbündel-Verfolger 61 wird ein vom Decoder 33a über Leitung 6 2 abgeleitetes Identifizierungs-Eingangssignal sowie zwei mit den Leitungen 36 und 40 über das Gatter 68 parallelgeschaltet verbundene Einganyssignale zugeführt. Wenn das Ortungsfilter 38 auf der Leitung 70 ein Freigabesignal erzeugt, wird den Eingängen 64, 66 des Impulsbündelverfolgers Betrags- und Zeitinformation zugeführt. Der Ortungsverfolger 61 wird nur dann betriebsbereit, wenn Haupt- oder Hilfs-Impulsbündel von einer Bodenstation gesendet werden, was anhand einer geeigneten codierten Identifizierung auf der Eingangsleitung 62 festgestellt wird. Der Ausgang 76 des Bezugs-Impulsbündel-Verfolgers 61 trägt die Rotationsfrequenz (w) der Antenne betreffende Information. Die Ausgangsleitung 77 des Verfolgers enthält die Zeit des letzten erhaltenen Haupt-Impulsbündels. Diese Zeitinformation (T_M) und die Information der Antennenfrequenz (ω), die von dem Impulsbündel-Verfolger 61 erhalten werden, sind Bezugssignale, die zur Verarbeitung der Ortungsdaten durch den Ortungsverfolger erforderlich sind. Im Falle, daß die "Identifizierung" auf der Eingangsleitung 62 zu einem bestimmten Zeitpunkt anzeigt, daß Füll-Impulsbündel empfangen werden, setzt der Bezugs-Impulsbündel-Verfolger 61 mit dem Betrieb aus. Das große Verhältnis von Füll-Impulsbündeln zu Haupt- oder Hilfs-Impulsbündeln erlaubt ein schnelles Auffrischen der Ortungsdaten durch die Füll-Impulsbündel.

Am Ausgang des Ortungsrechners 58 anstehende Ortungsinformation (£') wird einem Anzeigeregister 78 zugeführt, wenn ein Zwischenschalter 83 einen Strompfad zwischen dem Or-

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tungsrechner 58 und dem Register 78 schließt. Der Zustand des Schalters 83 wird von einem Wählsignal auf der Eingangsleitung 82 des Schalters bestimmt. Das Wählsignal verursacht ein Schließen des Strompfades zwischen Rechner 58 und An-Zeigeregister 78, wenn die Zahl der Impulse auf der Eingangsleitung 36 während eines festen Zeitintervalls dazu führt, daß der Zähler 86 eine im Vergleichsglied 88 vorhandene voreingestellte Schwelle überschreitet. Wenn eine veränderliche Schwelle erwünscht ist, kann sie über die Eingangsleitung 90 dem Vergleichsglied 88 zugeleitet werden. Im Falle, daß diese zeitliche Dichte der empfangenen Impulse in ihrer Größe nicht die Schwelle überschreitet, wechselt Schalter seine Stellung und erlaubt damit eine Übertragung des Signals auf der Eingangsleitung 80 des Schalters zum Anzeigeregister

78. Das Signal auf der Leitung 80 ist eine geschätzte aufgefrischte Ortung zur Benutzung während der kurzen Zeitintervalle, in denen vom Flugzeug kein TACAN-Signal von der Bodenstation empfangen wird. Um zu verstehen, wie die geschätzte aufgefrischte Information erzeugt wird, sei weiter Bezug auf Fig. 3 genommen. Der letzte Inhalt des Anzeigeregisters 78 wird über Leitung 92 einem Subtrahierglied 94 zugeleitet, das einen Δβ -Wert bestimmt, der gleich ist dem Anstieg zwischen dem letzten gespeicherten β-Wert und dem vorherigen vorletzten Ortungswert. Dieser Wert wird einem Tiefpassfilter 96 zugeleitet. Der erhaltene geglättete Ausgangswert wird in Register 98 abgelegt. Der Ausgangswert von Register 98 wird dann in der Summierschaltung 100 auf den letzten im Anzeigeregister 78 gespeicherten Wert zur Erzeugung eines geschätzten aufgefrischten Ortungswertes aufaddiert, der das Display-Register 78 aktualisiert.

Die im Anzeigeregister 78 gespeicherten Ortungsdaten werden mit einem Skalierungsfaktor (104) in einer Multiplizierschaltung 102 multipliziert. Das Ergebnis wird über Leitung 106 dem Display 31a zugeleitet.

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Fig. 4 zeigt eine Blockschaltung für den Ortungsfilter 38 nach Fig. 3, dessen Zweck es ist, eine dauernde Abschätzung und Glättung der Einhüllenden der Amplitude und Phase der empfangenen Signale zu erzielen. Mit Hinweis auf Fig. 4 sind die Ausgangssignale des Betrages und der Phase Δ-Werte oder Wertänderungen zwischen neuen, vom Filter erzeugten Schätzwerten und alten, in der vorigen Iteration erzeugten Schätzwerten. Der Λ-Wert wird dann zur Korrektur einer nächsten Iteration der Verarbeitung der Hüllkurven-Daten benutzt. Auf diese Weise wird eine Filterung der Daten erreicht und dadurch erhaltene Falsch- oder Streusignale ausgeschaltet. Die Zeitkonstante dieses Filters ist zur Vermeidung von Fehlern relativ klein, die sonst bei vorliegender Ortungsänderung auftreten würden. Eine weitere Filterung wird später im Ortungsrechner 58 vorgenommen. Ein Vergleichsglied 108 wird vorzugsweise mit oberen (T ) und unteren (T₁.) Schwellwerten über die Eingänge 142 bzw. 144 geladen, um ein "Fenster" für eintreffende Daten festzulegen, das diese für einen positiven Vergleich passieren müssen. Dadurch wird erreicht, daß Amplituden diskriminiert und Signale mit sehr großer oder sehr kleiner Amplitude, die sonst durchgehen würden, abgehalten werden. Ist eine erfolgreiche Diskriminierung erfolgt, dann wird auf der Ausgangsleitung 70 des Vergleichsglieds 108 ein Freigabesignal zur Freigabe des Gatters 68 erzeugt, wie es vorher in Verbindung mit Fig. 3 dargelegt wurde. Eine geschätzte Betragsinformation in Beziehung zur 15 Hz-Hüllkurve wird innerhalb des Ortungsfilters erzeugt und als Ausgang des Ortungsfilters auf der Leitung 42 zur Verfügung gestellt als auch zur Verwendung in der nächsten Iteration über die Eingangsleitung 110 rückgekoppelt. Ein augenblicklicher Wert der Betragsinformation wird zu einem vorliegenden Zeitpunkt durch digitale Verarbeitung so berechnet, daß er gleich ist dem letzten Wert plus dem letzten Δ-Wert oder der Wertänderung zwischen

den letzten zwei verarbeiteten Werten. Dies wird in Fig.4 als A₁₅ bezeichnet.

Geschätzte Phaseninformation für die 15 Hz-Hüllkurve wird berechnet und als Ausgang des Ortungsfilters auf Leitung 44 gelegt und ebenso einem ROM 114 über die Eingangsleitung 112 zugeführt. Der Wert von Θ..₅ wird in der in Fig. 4 angegebenen Gleichung für die Berechnung von S verwendet. Das wiederum dient als Eingang zu einer Nachschlagetafel in ROM 114 zur Aufstellung von Werten von sin § und cos § über die Ausgangsleitungen 116 bzw. 117. Bei der Berechnung von § wird der Wert Jo vom letzten abgespeicherten Wert erhalten, der vom Bezugs-Impulsbündel-Verfolger 61 (Fig. 3) erzeugt wurde. An die Leitungen 110 und 116 ist ein Multiplizierglied/ zur Erzeugung des Wertes A₁₅ sin («At + β_ις) angeschlossen, wobei At das Zeitintervall zwischen dem gerade vom Ortungsfilter verarbeiteten Puls und dem letzten Haupt-Impulsbündel ist. Dieser erhaltene Wert wird einem ersten Eingang 120 einer digitalen Summierschaltung 122 zugeleitet.

Der für A₁₃₁- berechnete Wert wird als Ausgang des Ortungsfilters über Leitung 46 und ebenso dem Multiplizierglied 124 über Leitung 123 zugeleitet. Der berechnete Phasenwert 9Θ liegt als Ausgang des Ortungsfilters auf Leitung 46 und wird ebenso über die Eingangsleitung 126 einem ROM 128 zugeführt. Der Wert von 9θ hängt von einer Rechnung unter · Verwendung der Phaseninformation der 135 Hz-Hüllkurve ab. Diese Rechnung geschieht in einer ähnlichen Weise wie sie vorher in Verbindung mit dem Eingang zu ROM 114 erklärt wurde. Eine Nachschlagetafel in dem ROM erzeugt den Wert von sin 9§ auf Leitung 130 und cos 9§ auf Leitung 132. Der Wert von sin 9§ wird dann über Leitung 134 dem Multiplizierglied 124 zugeleitet,in dem sin 9§ mit A₁₃₅ multipliziert wird zur Erzeugung des aus dem Ausdruck A₁₃₅ sin (9OjAt +

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resultierenden Wertes auf Leitung 136, der einen zweiten Eingang zu der Suminierschaltung 122. darstellt. Schließlich liegt auf Leitung 138 ein berechneter Wert des Gleichspannungspegels der Hüllkurve des empfangenen Signals, womit es einen dritten Eingang über Leitung 138 zu der Summierschaltung 122 darstellt. Diese drei genannten Eingänge 120, 136 und 138 zur Suminierschaltung 122 werden mit dem vorliegenden aktuellen erhaltenen Wert des Betrages des Signals verglichen, der über Eingang 36 bei der Summierschaltung 122 eintrifft. Der tatsächliche erhaltene Betrag ist gegeben durch den Ausdruck:

Y = A₁₅ sin (U)At + θ₁₅) + A₁₃₅ sin (9oÄt + ©-135) + de.

Zwischen dem aktuellen gemessenen Wert des Betrages und dem entsprechenden Wert von den übrigen drei Eingängen der Summierschaltung 122 wird ein Vergleich durchgeführt mit dem Ergebnis, daß ein Fehlerwert am Ausgang 140 der Summierschaltung 122 erscheint. Dieser Fehlerwert wird mit dem voreingestellten Fenster im Vergleichsglied 108 verglichen, um die oben erläuterteAmplituden-Diskriminierung durchzuführen.

Ein gültiges Ausgangssignal vom Vergleichsglied 108 wird dann im Multiplizierglied 146 mit einer Verstärkungskonstante (k) kleiner als 1 multipliziert. Dies verringert große Schwankungen in einem Fehlersignal, macht jedoch eine relativ große Zahl von Iterationsschritten zur Fehlerkorrektur erforderlich.

Das Ausgangssignal 148 des Multipliziergliedes 146 wird im Multiplizierglied 150 mit dem Wert sin θ über die Leitung 116 multipliziert und damit der Wert ^A₁₅ erzeugt, der danach zum Eingang 110 während einer nachfolgenden Iteration rückgekoppelt wird. In ähnlicher Weise multipliziert das Multiplizierglied 154 das Signal auf Leitung 148 mit cos § auf Leitung 117 zur Erzeugung von AG₁-. Das gleiche Aus-

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gangssignal auf Leitung 148 wird im Multiplizierglied 156 mit sin 9§ zur Erzeugung von Δ Α multipliziert. Das Multiplizierglied 158 multipliziert den Wert von cos 9Θ

(132) und den Wert auf Leitung 148 zu dem Ergebnis von Δ©₁₃₅· Der Ausgang 148 wird ohne Multiplikation direkt als Wert Ade übertragen. Alle Δ-Werte am Ausgang des Filters nach Fig.4 werden zu entsprechenden Eingängen des Filters während einer nachfolgenden Iteration zurückgeführt, so daß fortlaufende Vergleiche mit dem tatsächlich gemessenen Betrag Y angestellt werden können.

Fig. 5 stellt in Form eines Blockschaltbildes den Ortungsrechner dar, der Ortungsinformationen aus den vom Ortungsfilter 38 (Fig. 3) bereitgestellten Phasendaten berechnet.

Die Abbildung stellt das Eingangsteil des Rechners dar, das von einem ersten Filter zweiter Ordnung 159 gebildet wird, der Phasendaten in bezug auf die 15 Hz-Hüllkurve verarbeitet. Ein anderer Filter zweiter Ordnung 163 erfüllt eine vergleichbare Aufgabe für die Ortungsdaten im Hinblick auf die 135 Hz-Hüllkurve. Beide Filter 159 und 163 sind vorzugsweise als durch Mikroprozessoren verwirklicht zu verstehen.

Die vom Ortungsfilter 38 (Fig. 3) übermittelten Ortungsdaten θ..,, liegen auf Leitung 44 als erster Eingang einer Summierschaltung 160. Der Ausgang 161 der Summierschaltung 160 wird zu dem Inhalt des Registers 162 addiert und er taucht danach beim Ausgang 164 des Registers auf, wo er mit einer Konstante 1/k.. in der Multiplizverschaltung 166 multipliziert wird. Das erhaltene multiplizierte Signal liegt auf Leitung 168 als erster Eingang zu Schalter 170. Der Schalter ist nur dann geschlossen, wenn ein 135 Hz-Signal nicht zur Annahme verfügbar ist. Wenn dieses der Fall ist,

gelangt Information von der MuItiplizierschaltung 166 zur Summierschaltung 174 über Leitung 172. Wenn das 135 Hz-Signal zur Annahme verfügbar ist, wird dieser Strompfad geöffnet und Information von Leitung 212 wird über Schalter 170 zur Summierschaltung 174 umgeleitet. Das Ausgangssignal auf Ausgangsleitung 161 folgt einem parallelen Weg über das Multiplizierglied 176. Das Multiplizierglied hat ein zweites Eingangssignal, nämlich die Konstante 1/k-, Der Ausgang des Multipliziergliedes 176 wird über Leitung 178 als ein zweites Eingangssignal der Summierschaltung 174 zugeführt. Das Ausgangssignal 180 der Summierschaltung 174 wird zum Inhalt des Registers 182 addiert. Der Ausgang 184 enthält gefilterte Informationen über den Ortungswinkel und wird mit θ¹..,, bezeichnet. Diese Ortungswinkel-Information wird über Leitung 186 zu einem zweiten Eingang der Summierschaltung 160 rückgekoppelt und so der Aufbau des Filters zweiter Ordnung 159 vervollständigt.

Der Ausgang 184 des Filters 159 dient als erster Eingang der Summierschaltung 188. Ein zweiter Eingangswert ist über Leitung 190 der Ortungswinkel wie vom Addierglied 196 errechnet, was im folgenden erläutert werden soll. Der Ausgang der Summierschaltung 188 trägt einen Korrekturwinkel zwischen ©'-,c ^un<^ dem Ortungswinkel als Ausgangswert ( (3 ') des gesamten Ortungsrechners. Dieser als 0 bezeichnete Korrekturwinkel wird über Leitung 192 dem Tiefpassfilter 194 zugeführt. Das erhaltene, als 0' bezeichnete Ausgangssignal von Filter 194 stellt ein geglättetes Ausgangssignal dar. Das Addierglied 196 berechnet unter Zuhilfenahme der Eingangsdaten den Ortungswinkel ( (3') . Das Addierglied erhält nicht nur 0" von Filter 194 sondern auch über Leitung 198 vom Filter zweiter Ordnung 159 einen θ' ₅ darstellenden Eingangswert. Ein dritter Eingangswert zum Addierglied 196 über Leitung 224 ist mit θ'-,₃₅ bezeichnet und

steht für Ortungsdaten vom 135 Hz-Signal, wie sie am Ausgang des unteren Filters zweiter Ordnung 163 erzeugt werden. Zum genaueren Verständnis der Erzeugung von Θ¹,.-.,. wird weiterhin auf Fig. 5 verwiesen.

In ähnlicher Weise wie bei der Summierschaltung 160 des obengenannten Filters zweiter Ordnung 159 liegt an der Eingangsleitung 48 der Summierschaltung 200 vom Ortungsfilter 38 (Fig. 3) das Eingangssignal θ ₃₅ an. Tatsächlich sind von hier an die meisten Bauteile des Filters zweiter Ordnung 163 mit denjenigen des Filters 159 vergleichbar. So unterstützen Register 204 und Multiplizierglied 206 die Erzeugung eines gefilterten, aus dem 135 Hz-Signal berechneten Ortungswinkel-Ausgangssignals. Das Ausgangssignal vom Multiplizierglied 206 wird über Leitung 208 einem Multiplizierglied 210 zugeleitet, das das Signal mit einem Faktor 1/9 multipliziert. Der Zweck einer solchen Multiplikation ist die Erzeugung eines Ortungsänderungsgeschwindigkeits-Signals auf der Leitung 212 vom Ausgang des Multipliziergliedes, das einen Betrag derselben Größenordnung besitzt wie das Signal, das auf Leitung 168 im Filter zweiter Ordnung 159 anliegt. Der Faktor 1/9 wurde gewählt, weil die Bakenantenne der Bodenstation (nicht gezeigt) eines herkömmlichen TACAN-Systems einen Hauptstab zur Erzeugung des 15 Hz-Signals und neun Hilfsstäbe zur Erzeugung des 135 Hz-Signals besitzt. Die Information auf Leitung 212 wird der Summierschaltung 174 übermittelt, wenn ein 135 Hz-Signal verfügbar ist, um die zwei Filter zweiter Ordnung im gewünschten 9:1 Verhältnis zusammenzuschließen. Die Information vom Ausgang des Multipliziergliedes 206 wird über Leitung 214 einem ersten Eingang der Summierschaltung 216 zugeleitet. Ein zweites Eingangssignal für die Summierschaltung 216 ' wird durch Multiplizieren des Ausgangssignals der Summierschaltung 200 mit einer Konstante 1/k~ im Multiplizierglied

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218 erhalten. Das Ausgangssignal des Multipliziergliedes ste.. it das zweite Eingangssignal 220 der Summierschaltung 216 dar. Das Register 222 akkumuliert das Ausgangssignal der Summierschaltung 216 und erzeugt ein das Neunfache des Ortungswinkels darstellendes Ausgangssignal.

Wie vorher erwähnt, stellt Θ' _3r. ein drittes Eingangssignal des Addierers 196 dar. Das Ortungswinkel-Ausgangssignal vom Addierer 196 und damit der Ortungsrechner 58 können durch ■die verbindende Gleichung:

135 /^θ' - 0· 3' = +4Ox ganze Zahl I ^ID

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ausgedrückt werden.

Weiterhin in bezug auf Fig. 5 besitzt der Schalter 226 als ersten Eingang das Ausgangssignal vom Addierer 196. Wenn der richtige Empfang des 135 Hz-Signals,wie in Verbindung mit dem Vergleichsglied 57 (Fig. 3) erläutert, bestätigt worden ist, dann liegt auf der Ausgangsleitung 60 vom Schalter 226 der Ortungswinkel β'· In dem Fall jedoch, daß das 135 Hz-Signal nicht empfangen wurde, wird die Stellung des Schalters 226 gewechselt und statt dessen wird Θ'_1Π. von Register 182, Leitung 198 und Leitung 228 geleitet, passiert den Schalter 226 und erscheint an der Ausgangsleitung 60 des Schalters als Ortungswinkel· Zusammenfassend ist also der auf der in Fig.5 gezeigten abschließenden Leitung 60 des Akkumulators liegende Ortungswinkel das Ergebnis der verbindenden Gleichung, vom Addierer 196 durchgeführt, jedoch nur, wenn ein 135 Hz-Signal empfangen wird. Wenn das Signal nicht empfangen wird, wird ein Schätzwert des Ortungswinkels durch den gefilterten Ortungswinkel Θ' bereitgestellt, der

aus dem 15 Hz-Eingangssignal zum Ortungsrechner erzeugt wird.

Fig. 6 zeigt ein grundlegendes Flußdiagramm der Erfindung und soll ein besseres Verständnis der Wirkungsweise der Erfindung ermöglichen. Die einzelnen Schritte sind mit den Bezugszeichen 230 bis 252 bezeichnet und auf der rechten Seite jedes Kästchens ist die entsprechende Figur und der Block (wo geeignet) des Blockschaltbildes angegeben, in dem der betreffende Schritt ausgeführt wird. Das Endergebnis des Flußdiagramms ist die Erzeugung der Ortungsdaten.

Dieser Prozeß wird bei Schritt 230 begonnen durch Bereitstellung von Information über Amplitude, Zeit und Identifizierung für den Ortungsverfolger 34, was genauer in Fig. 3 dargestellt ist. Im Schritt 232 wird ΔΤ berechnet. Dies wird am Ausgang 74 des Substrahiergliedes 72 in Fig. 3 verwirklicht. Schritt 234 deutet auf die Berechnung von θ und 9Θ, die dem Ortungsfilter 38 auf den Eingangsleitungen 112 und 126 in Fig. 4 zugeführt werden. Es ist selbstverständlich, daß eine Realisierung der Erfindung mit einem Mikroprozessor die Berechnung dieser Werte aus co,

ΔΤ, §₁₅ und ^₁₃₅ erleichtert. Schritt 236 bezeichnet die Berechnung von A₁_ sin θ als das Ergebnis einer Berechnung im Multiplizierglied 118. Schritt 238 bezeichnet eine vergleichbare Berechnung durch das Multiplizierglied 124 in Fig. 4. Schritt 240 zeigt die aus der Summierschaltung 122 in Fig. 4 folgende Berechnung des errechneten Betrages. Der Fehler zwischen dem errechneten Betrag und dem tatsächlichen Betrag, der über Leitung 36 (Fig. 4) eingeführt wird, folgt aus Schritt 242.

Um mit dem Flußdiagramm fortzufahren, muß eine Kontrolle vorgenommen werden, um festzustellen ob der Fehler inner-

halb des "Fensters" liegt, das durch den im Vergleichsglied 108 eingestellten Schwellenwert definiert ist. Dies ist mit Schritt 244 im Flußdiagramm bezeichnet. Im Falle, daß der Fehler zu groß ist, ist eine Rückkehr zum Startschritt 230 zu einer neuen Iteration des Flußdiagrammes vorgesehen. Wenn der Fehler innerhalb des vorgewählten Fensters liegt, werden die Δ-Ausgangswerte des Ortungsfilters 38 (Fig. 4) im Schritt 246 erhalten und der folgende Schritt 248 wird beendet, wodurch die Δ.-Werte zu den Eingängen des Ortungsfilters 38 zur Auffrischung der Betragungs- und Ortungsdaten rückgekoppelt werden.

Schritt 250 deutet an, daß die Ortung ( /3') berechnet wird als Ergebnis derverbindenden Gleichung, wie es im Akkumulator 58 (Fig. 4) verwirklicht wird.

Folgt man nun der Erzeugung der Ortungsdaten, so fährt das auf einem Mikroprozessor verwirklichte Programm fort mit einem Unterprogramm für den Bezugs-Impulsbündel-Verfolger 61 (Fig. 3), der, wie oben erwähnt, die primäre Aufgabe besitzt, u und T aufzufrischen, wobei der letztere Wert zur in Schritt 232 geforderten Berechnung von ΔΤ erforderlich ist. Das Unterprogramm für den Impulsbündel-Verfolger wird in Verbindung mit Fig. 7 erläutert. Bei Beendigung des Unterprogramms für den Bezugs-Impulsbündel-Verfolger im Schritt 252 kehrt das Programm zum Startschritt 230 zurück.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm für die Arbeitsweise des Bezugs-Impulsbündel-Verfolgers 61, die allgemein durch das Bezugszeichen 252 in Fig. 6 bezeichnet wurde. Wie oben in Verbindung mit Fig. 3 erwähnt, wird der Bezugs-Impulsbündel-Verfolger 61 nur in Betrieb gesetzt, wenn das Identifizierungssignal anzeigt, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Haupt-

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oder Hilfs-Impulsbündel gerade empfangen wird. Das dient zum Auffrischen der Daten betreffs u, und der Bezugszeit T . Wenn das Identifizierungs-Eingangssignal anzeigt, daß gerade ein Füll-Impulsbündel empfangen wird, wird der Bezugs-Impulsbündel-Verfolger außer Betrieb gesetzt, das Ortungsfilter 38 ist jedoch in Betrieb, um Ortungsdaten gemäß dem soeben in Verbindung mit Fig. 6 erläuterten Flußdiagramm aufzufrischen.

Wie in Fig. 7 gezeigt, wird die Identifizierungsinformation im Schritt 254 geprüft, um zu entscheiden, ob das empfangene Signal ein Haupt-Impulsbündel ist. Wenn es das nicht ist, folgt das Ablaufdiagramm dem linken Zweig zu Schritt 256, in dem das Identifizierungssignal daraufhin abgefragt wird, ob es einem Hilfs-Impulsbündel entspricht. Ist die Antwort wieder negativ, geht das Verfahren zu Schritt 230 (Fig. 6) über. Wenn die Antwort im Schritt 256 bestätigend ausfällt, fährt der Ablaufplan mit Schritt 258 fort,in dem ΔΊ aus dem momentanen Zeitpunkt (T)

ÄUÄ

minus der Zeit berechnet wird, als das letzte Hilfs-Impulsbündel auftrat. Ein Zähler (N) ist anfangs auf Null gesetzt und wird zum Zählen der Zahl verfehlter Hilfs-Impulsbündel während der Zeitspanne bei ΔΤ verwendet. Der Wert von N wird später vom Filter 272 zur Bestimmung von ΔΤ_{Λ v} , dem Mittelwert von ΔΤ _TTV , verwendet. Im Schritt 260 wird ein Fehlerwert dem Wert von AT₇. „ gleichgesetzt. Der Fehlerwert (E) wird im Schritt 262 daraufhin abgefragt, ob er unter einem vorgewählten unteren Wert liegt. Dieser Schritt in Verbindung mit Schritt 266 bestimmt, ob der Fehlerwert innerhalb eines Werte-"Fensters" liegt. Wenn das Ergebnis von Schritt 262 positiv ist, wird im Schritt 264, in dem die Polarität des Hilfs-Impulsbündels geprüft wird, eine weitere Kontrolle durchgeführt. Diese Kontrolle erfolgt, obwohl das Fehlersignal (E) unter-

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halb des unteren Wertes liegt, weil das Auftreten eines positiven Hilfs-Impulsbündels als wichtiger als die Prüfung des Fehlersignals erachtet wird, da Geistersignale die Ursache dafür sein können, daß das Fehlersignal (E) in das Fenster fällt. Ein positives Hilfs-Impulsbündel ist jedes positive Ausgangssignal vom Wandler 27a (Fig. 1), was zur Gleichheit von T und T, im Schritt 276 führt. Wenn, wieder im Schritt 264, das Hilfs-Impulsbündel negativ ist, leitet das Ablaufdiagramm zum Eingangsschritt 230 des Flußdiagramms von Fig. 6 über.

Rückkehrend zu Schritt 262 kann der niedrige Wert, mit dem der Fehlerwert (E) verglichen wird, als P ausgedrückt

a Cj

werden, wobei o~ einen vorgewählten Schwellwert besitzt und

P gleich ist der Periodendauer des 40 -Hilfsignals, das a

gleich 1/135 ist. Schritt 266 prüft, ob der Fehlerwert (E) geringer ist als ein oberer Wert, wobei der letztere als Pj. _, ausgedrückt werden kann. Im Falle, daß die Prüfung im Schritt 266 negativ ausfällt, wird der Fehlerwert im Schritt 268 um den Betrag ΔΤ_ΆΠχ verringert. Dadurch wird der Zähler im Schritt 270 um eins hochgesetzt, um ein verfehltes Hilfs-Impulsbündel anzuzeigen, und das Flußdiagramm kehrt in einer Iteration zurück zu Schritt 262. Wenn sich im Schritt 266 ein positives Prüfungsergebnis ergab, wird Schritt 272 begonnen, in dem der gegenwärtige Hilfswert T gleich dem momentanen Wert der Zeit (T) gesetzt wird. Ein aufgefrischter Mittelwert (ΔΤ _J wird erhalten durch Mittelwertbildung von ΔΤ unter Einschluß des letzterhaltenen Wertes dieser Größe. Damit kann im Schritt 274 Ci errechnet werden. Dieser Wert von l3 kann nun am Eingang des Ortungsfilters 38, wie in Verbindung mit Fig. 4 erläutert, verwendet werden. Betrachtet man wieder den Eingangsschritt 254, so folgt das Ablaufdiagramm dem rechten Zweig, wenn das Identifizierungs-Eingangssignal andeutet, daß ge-

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rade ein Haupt-Impulsbündel empfangen wird. Der erste Schritt in diesem Zweig ist die Bestimmung der Größe "DIF", die, wie im Schritt 280 angedeutet, gleich T-T₇. ist. T ist die momentane Zeit, während T die Zeit ist, während der das letzte empfangene Hilfs-Impulsbündel auftrat. Im Schritt 282 wird "DIF" daraufhin geprüft, ob es größer oder gleich ist der Größe ΔΤ_Μ minus einem vorgewählten Schwellwert (σ) . Der Zweck dieses Schrittes ist die Bestimmung, ob das Haupt-Impulsbündel· 40 vom letzten Hilfs-Impulsbündel auftritt. Wenn diese Prüfung positiv ausfällt, wird die Größe "DIF" dem vorher berechneten Wert von "DIF" im Schritt 280, von dem ΔΤ_ abgezogen wird, gleichgesetzt. Das Ablaufdiagramm reiteriert dann von Schritt 283 zu Schritt 282, bis eine negative Prüfung im Schritt 282 erfolgt. Wenn dies eintritt, wird Schritt 284 erreicht und der Wert von "DIF" wird daraufhin geprüft, ob er größer als der vorgewählte Schwellwert (σ) ist. Wenn das der Fall· ist, geht das Abiaufdiagramm auf Schritt 230 des Fiußdiagramms nach Fig. 6 über. Wenn nicht, fährt das Abiaufdiagramm mit Schritt 286 fort,in dem T„ gieichgesetzt wird T-DIF. DIF ist ein Meßwert für die Abweichung des tatsächiich auftretenden Hauptimpul·sbündel·s von dem Zeitpunkt, an dem es hätte auftreten sollen. T„ ist der Zeitpunkt, an dem das Haupt-Impuisbündel· auftreten soirte.

Der l·etzte Schritt ist das Gieichsetzen von T mit T_M, was in Fig. 3 ais Ausgang vom BezugΞ-Impul·sbündel·-Verfol·ger 61 und al·s auf Leitung 77 aniiegend dargestel·^ wurde. Demgemäß Meiert der rechte Zweig des Abiaufdiagramms Zeitdaten T_M, während der iinke Zweig des Abiaufdiagramms Frequenzinformation (to) iiefert, wobei beide Größen vom Ortungsfiiter 38 (Fig. 4) wie eriäutert verwendet werden.

-ΛΠ-

Leerseite

Claims

3H8139 -

—¹LZZJf= ^=I—'

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8000 MÜNCHEN 9O

SN 3-2265 P/K/hu

The Singer Company, Stamford, Connecticut 06904/U.S.A.

Digitaler TACAN-Prozessor

PATENTANSPRÜCHE

ι 1 .) Digitales System zur Bestimmung des Ortungswinkels eines Flugzeugs, mit einem Empfänger, der mit einem Bodenstationssignal verbundene digitale Ankunftszeit- und Betragsdaten « erzeugt, gekennzeichnet durch: \

- ein Ortungsfilter mit

a) einer Einrichtung zum Empfangen der Ankunftszeit- und Betragsdaten und zur Berechnung gefilterter Ortungs-Betrags- und Phasendaten aus diesen;

b) einer Einrichtung zum Aufsummieren der gefilterten Daten mit entsprechenden Echtzeitdaten, zur Erzeugung von Fehlersignalen, die den Betrags- und Phasendaten entsprechen;

c) einer Einrichtung zum Empfangen der Fehlersignale und zum Auffrischen der berechneten gefilterten Ortungs-Betrags- und Phasendaten; und

eine Einrichtung, die zur Berechnung der Ortungswinkeldaten auf die aufgefrischten Daten einwirkt.

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8000 MÜNCHEN ΘΟ . WILLROIDERSTR. 8 ■ TEL. (089)640640
2. Digitales taktisches Navigations (TACAN)-System mit einem Empfänger, der Ankunftszeit- und Betragsdaten aus einem Bodenstationssignal erzeugt, das Nieder- und Hochfrequenzkomponenten aufweist, gekennzeichnet durch:

eine Ortungsfiltereinrichtung zum Empfangen der Ankunftszeit- und Betragsdaten für beiden Frequenzkomponenten und zur Berechnung von gefilterten Ortungs-Betrags- bzw. Phasen-Daten aus diesen;

eine Einrichtung, die feststellt, ob der Betrag der Niederfrequenzkomponenten innerhalb vorgewählter Schwellwerte liegt, und die ein gültiges Empfangssignal anzeigt;

eine Einrichtung zum weiteren Filtern der Phasendaten beider Frequenzkomponenten; und

eine Einrichtung zum Kombinieren der weiteren gefilterten Phasendaten zur Erzeugung des Ortungswinkels, wenn ein gültiges Empfangssignal auftritt.
3. Taktisches Navigations (TACAN)-System mit einem Empfänger, der Ankunftszeit- und Betragsdaten ausgehend von einem Bodenstationssignal erzeugt, das Nieder- und Hochfrequenzkomponenten aufweist, gekennzeichnet durch:

eine Ortungsfiltereinrichtung, welche die Ankunftszeit- und Betragsdaten empfängt und gefilterte Betrags- und Phasendaten berechnet, die enthalten:

A₁ = Betrag der Niederfrequenzkomponente,

A₂ = Betrag der Hochfrequenzkomponente,

Q₁ = Phase der Niederfrequenzkomponente,

θ_? = Phase der Hochfrequenzkomponente;

eine Akkumulatoreinrichtung zur Berechnung des Ortungswinkels gemäß einer vorbestimmten Gleichung, die ©₁ und ©₂ als Parameter enthält;

eine Einrichtung, die feststellt, ob der Betrag wenigstens einer Frequenzkomponente innerhalb vorbestimmter Schwellwerte liegt und ein gültiges Empfangssignal anzeigt; und

eine Einrichtung, welche die genannte Feststelleinrichtung mit der Akkumulatoreinrichtung verbindet und die Übertragung des Ortungswinkels zu einem Ausgang des Systems freigibt.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortungsfiltereinrichtung eine Rückkopplungseinrichtung enthält zum Vergleichen der berechneten Daten mit tatsächlich empfangenen Daten und zur Erzeugung von Fehlersignalen zwischen diesen, die zum Auffrischen der anschließend berechneten Daten verwendet werden-
5. System nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen Bezugs-Impulsbündel-Verfolger, an dessen Eingang die Ankunftszeit- und Betragsdaten anliegen, zur Berechnung einer vorbestimmten Frequenz- und Zeit-Bezugsinformation daraus während bestimmter Teile eines Bodenstationssignals ;
und

eine Einrichtung, welche die Frequenz- und Zeit-Bezugsinformation dem Ortungsfilter zur Freigabe der Berechnung der gefilterten Ortungsphasendaten zuführt.
6. System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Akkumulatoreinrichtung enthält:

-A-

A Λ

einen ersten und einen zweiten Eingang für θ^ und θ; eine Filtereinrichtung zweiter Ordnung, die einwirkt auf

A /\

die Komponente Θ- bzw. 6„ zur Erzeugung der gefilterten Komponenten Θ' und θ'_?;

eine Einrichtung zum Vergleichen des berechneten Ortungswinkels mit Θ' und zur Erzeugung eines gefilterten Fehlersignals φ ' ; und

eine Einrichtung zur Berechnung eines aufgefrischten Ortungswinkels (ß¹) nach der Gleichung:

^ΘΙ2 . _fln „ „„^ /θ· - Λ' - θ' /9 + 20

ρ· = -φ +4Ox ganze Zahl/ ° 1 Ψ ^w 2

40
7. Verfahren zur Erzeugung der Ortungswinkelinformation in einem taktischen Navigations (TACAN)-System, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte.:

Empfangen eines Bodenstationssignals mit einer höheren und einer niedrigeren Frequenzkomponente;

Bestimmen der Ankunftszeit (T) und des Betrages (Y) von Haupt-, HiIfs- und Füllimpulsbündeln, die in dem empfangenen höherfrequenten Signal enthalten sind;

Decodierendes höherfrequentes Signal zur Bestimmung des zu einem gegebenen Zeitpunkt empfangenen Impulsbündeltyps und Erzeugung eines Identifizierungssignals daraus;

Berechnen der Zeitdifferenz zwischen einem Ankunftszeit-Impulsbündel und der Zeit des letzten Hauptimpulses;

Messen des Zeitintervalls zwischen einem gerade vorhandenen Hilfsimpulsbündels und einem vorhergehenden Hilfsimpulsbündel;

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Berechnen einer Bezugsfrequenz in Abhängigkeit von dem gemessenen Zeitintervall;

Berechnen von aufgefrischten Phasenwinkeln jeweils für das höherfrequente und das niedrigerfrequente Empfangssignal;

Berechnen eines Phasenwinkels Θ in Abhängigkeit von der Bezugsfrequenz, dem gemessenen Zeitintervall und den aufgefrischten Phasenwinkeln für das höherfrequente und das niedrigerfrequente Signal;

Ausführen einer Filterung zweiter Ordnung für die höheren und die niedrigeren Phasenwinkel des Empfangssignals zur Erzeugung des Phasenwinkel-Ausgangssignals θ' bzw. ö'pj Gewinnung eines gefilterten Phasensignal es <£)' als Funktion der Differenz zwischen θ. und dem Ortungswinkel; -Berechnen eines aufgefrischten Ortungswinkels (ß') nach der Gleichung:

θ' /θ' - φ¹ - θ'/9 + 20\ β- ₌ __£ ₊40χ ganze Zahl ± ^o J ·
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffrischung der Bezugsfrequenz und des gemessenen Zeitintervalls nur während des Auftretens eines Identifizierungssignals erfolgt, das einem Hilfs- oder Haupt-Impulsbündel entspricht.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß aufgefrischte Betragswerte der niedrigerfrequenten und der höherfrequenten Komponente berechnet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Betragswerte zur Bestimmung, ob das Empfangssignal gültig ist, mit vorgewählten Schwel!werten verglichen werden.