DE69815588T2

DE69815588T2 - Verfahren zum Bearbeiten von Mehrwegechos und Vorrichtung dafür

Info

Publication number: DE69815588T2
Application number: DE69815588T
Authority: DE
Inventors: Alain Maurice; Christian Fleury; Jean-Noel Rozec
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1998-04-21
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2018-04-22
Also published as: DE69815588D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Bearbeitung von Mehrweg-Funkstrecken in Radargeräten, Höhenmessern und sogenannte IFF-Sender/Empfängern (Identification Friend or Foe – Freund/Feind-Identifizierung). Die Erfindung bezieht sich genauer auf das Empfangsteil mit einer Antenne und mindestens zwei Empfangskanälen.
Das Problem besteht darin, die Echosignale zu eliminieren, d. h. Signale, die aufgrund von Mehrweg-Funkstrecken erhalten wurden, um nur die in direkter Linie empfangenen Signale beizubehalten, auch direkte Signale genannt. Hierfür sind verschiedene Techniken bekannt. Die preiswerteste dieser bekannten Techniken, die aber auch am wenigsten wirksam ist, besteht darin, den Empfänger "blind" zu machen, sobald ein Signal empfangen wurde, und zwar während einer vorbestimmten Zeitdauer. Diese Technik ist aber nicht anwendbar, wenn die verschiedenen empfangenen Signale sehr nahe beieinander liegen.
Eine zweite Technik besteht darin, eine Doppler-Kohärenz auszuwerten, wenn sowohl die Sendevorrichtung als auch die Empfangsvorrichtung dies erlaubt. Die Kohärenz der Entwicklung der Phase des elektromagnetischen Impulssignals auf einem Unterträger wird während der Wiederholung der Senderekurrenzen gemessen. Die Meßwerte hinsichtlich Amplitude und Phase der nach der Erfassung vorliegenden Signale führen dann zur Erkennung der Echos, das heißt der indirekten Signale abhängig vom Spektralband. Wenngleich diese Technik beispielsweise bei kohärenten Doppler-Radarsystemen nutzbar ist, so gilt dies aber nicht bei IFF-Sendern, bei denen keine Bezugsphase vorliegt.
Eine dritte Technik, die noch besser als die zweite ist, besteht darin, die indirekten Signale durch die sogenannte Methode des komplexen Winkels zu eliminieren, aber diese Technik erfordert drei Empfangskanäle, um brauchbare Resultate zu liefern, und ist somit teuer.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine preiswertere Technik hinsichtlich der Realisierung vorzuschlagen als diese dritte Technik, die aber ebenso wirkungsvoll wie die zweite ist.
Dies wird durch ein Verfahren wie bei der zweiten Technik durch eine Kohärenzsuche, aber ohne Berücksichtigung der Phase erreicht.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur Bearbeitung von Mehrweg-Funkstrecken in einem Sender/Empfänger, der rekurrente Abfragesalven aussenden und auf n unterschiedlichen Kanälen (n ist eine ganze Zahl größer 1) nach einer erfolgten Abfrage Antworten in Form von Elementen aus mindestens einem Impuls während einer gegebenen Zeitdauer, Rekurrenz genannt, empfangen kann, wobei der Zeitursprung der Zeitpunkt der Aussendung der gegebenen Abfrage ist und die Dauer dem Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abfragen in der Salve entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich jeder Salve das Verfahren darin besteht, nur die Rekurrenzen in Betracht zu ziehen, in denen jedes empfangene Element eindeutig erkannt wird, nur die erste dieser Rekurrenzen sowie unter den nachfolgenden nur diejenigen zu berücksichtigen, die die gleiche Anzahl von Elementen wie die erste besitzen, eine Einordnung nach dem Rang des Auftretens der Elemente in den berücksichtigten Rekurrenzen durchzuführen, eine Messung der Energie jedes Elements bezogen auf die Gesamtdauer der Impulse dieses Elements durchzuführen, eine Streuung der Energiewerte nach Art einer normalisierten Varianz über die Gesamtheit der Elemente gleicher Ordnung für jeden Kanal zu berechnen, die Streuungen zu vergleichen und nur das erste Element der Rangfolge sowie unter den weiteren Elementen nur die als gültig in Betracht zu ziehen, die für die Gesamtheit der n Kanäle ähnliche Streuungen wie die des ersten Elements besitzen.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens.
Die Erfindung und weitere Merkmale werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt schematisch einen IFF-Betrieb mit einer direkten und eines reflektierten Funkwegs.
Die 2a und 2b zeigen Vektordarstellungen des direkten und des reflektierten Funkwegs in 1.
3 ist ein Blockschaltbild für eine Schaltung, deren Ausgangssignale erfindungsgemäß bearbeitet werden können.
4 ist ein Zeitdiagramm bezüglich eines erfindungsgemäß zu bearbeitenden Signals.
5 ist ein elektrisches Schaltschema einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung.
1 zeigt eine Abfragestation Pi und eine Antwortstation Pr eines IFF-Systems in dem Augenblick, in dem die Antwortstation eine Antwort auf eine von der Abfragestation empfangene Abfrage aussendet. Es wird davon ausgegangen, daß die Antwort bei der Empfangsstation über zwei Funkwegen ankommt, einen direkten Funkweg und einen reflektierten Funkweg, der indirekt genannt wird. Es zeigt sich nun, daß ein indirekter Funkweg aus mehreren punktförmigen reflektierenden Elementen besteht und daß die "Quelle" des indirekten Funkwegs in Wirklichkeit eine Gruppe von reflektierenden Punkten ist. Im Fall der 1 wird angenommen, daß diese Gruppe von Punkten sich am Boden befindet und auf zwei Punkte H und C beschränkt ist.
Die 2a und 2b zeigen in der Fresnel-Ebene Energieelemente, die von der Abfragestation Pi über den direkten und den indirekten Funkweg empfangen wurden. Es sei bemerkt, daß in diesen durch Tastung des empfangenen Signals entstandenen Energieelementen auch das thermische Rauschen der Abfragestation eine Rolle spielt.
Für den Fall des direkten Funkwegs (2a) wird das Energieelement von der Summe einer Nutzenergie OB und einer für das thermische Rauschen repräsentativen Energie ε gebildet. Letztere Energie kann als eine Gauss'sche zentrierte Komponente betrachtet werden, deren Amplitude eine stationäre Statistik besitzt, für die jeder mathematische Schätzwert, wie die Varianz, auf einen zentralen Grenzwert konvergiert, wenn die Anzahl der Messungen und damit die Breite des Meßfensters zunimmt.
Im Fall des indirekten Funkwegs zeigt sich bereits ohne Berücksichtigung des thermischen Eigenrauschens des Empfängers, daß die Anteile der verschiedenen reflektierenden Punkte wie H und C zum Energieelement des indirekten Signals zwei Nutzenergien OH und HC sind, die jedoch zueinander um einen Winkel φ in der Phase verschoben sind. Unter Nutzenergie versteht man die Energie, die die erwartete Information trägt. Die Phasenverschiebung um φ hängt von Veränderungen insbesondere der Lage der reflektierenden Elemente zueinander ab, das heißt von mechanischen Störungen. So unterscheidet sich die Veränderung von φ während eines Fensters von der während eines anderen Fensters, und zwar zufällig und zeitlich variabel, sodaß unabhängig von der Breite des Fensters das von einem mathematischen Schätzorgan, zum Beispiel einer Varianz, gelieferte Ergebnis vom gewählten Augenblick für die Öffnung des Fensters abhängt. Diese Abhängigkeit beruht auf den nicht-stationären Statistiken.
Dieser Unterschied in dem Aufbau zwischen dem direkten und dem indirekten Signal wird nun nachfolgend für die Eliminierung der Störsignale ausgenutzt, das heißt der indirekten Signale, indem die Streuung der Meßdaten mithilfe eines mathematischen Schätzorgans berechnet und die erhaltenen Ergebnisse miteinander verglichen werden. Das erste empfangene Signal gilt als ein direktes Signal und dient dann als Bezugswert für die nachfolgenden Signale in jeder Salve von Abfragesignalen.
Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich auf die IFF-Signale, man könnte es aber auch leicht auf die Technik der Radarsignale übertragen. In diesem Beispiel werden die zu bearbeitenden IFF-Signale als Antwort auf Salven von 16 Abfragen in gleichmäßigen Abständen von 2,5 ms ausgesendet. Diese Signale sind Informationselemente einer Dauer von 50 μs und enthalten Impulse oder Bits, die sich aus einem Vorspann-Protokoll und danach aus 16 Positionen zusammensetzen, in denen sich je ein Impuls befinden kann. Die in den 16 Positionen enthaltenen Impulse bilden die eigentlichen Informationen. Im Empfänger der Abfragestation werden die von den Zeiträumen von 2,5 ms gebildeten Rekurrenzen gemäß jeder Abfrage mit vier MHz getastet, um 5000 Entfernungsfächer in der Rekurrenz ausgehend von dem Abfragezeitpunkt bezüglich der betreffenden Rekurrenz zu definieren.
Die Abfragestation Pi, von der oben die Rede war, ist ein Sender/Empfänger, dessen Empfangsteil zwei Antennen enthält, welche über ein Addierglied an einen Summenkanal und über ein Subtrahierglied an einen Differenzkanal angeschlossen sind.
Mit a1(t) sei die Amplitude bezeichnet, die über eine Zeit To integriert ist, welche mindestens zweimal kleiner als die Dauer der im Empfangssignal auf dem Summenkanal enthaltenen Impulse ist, während a2(t) die entsprechende Amplitude für das Signal auf dem Differenzkanal ist.
Diese erste Bearbeitung, die in einer Erfassung des Inhalts der empfangenen Signale besteht, erfolgt durch eine Eingangsschaltung, die genauer in 3 dargestellt ist. Die Eingangsschaltung enthält zwei Eingangssonden 1a und 1b, bei denen es sich um zwei Schlitzantennen eines IFF- Sender/Empfängers handelt. Diese Sonden empfangen in einer horizontalen Ebene, das heißt in Azimutrichtung, eine Welle, deren Einfallswinkel auf die Sonden eine Verschiebung bezüglich der Zeitpunkte ihres jeweiligen Empfangs eines gemeinsamen Signals der Wellenlänge λ bestimmt. Sie liefern zwei Signale v1(t) und v2(t), die in einem Addierer 1c addiert und in einem Subtrahierglied 1d voneinander abgezogen werden, um den Summen- beziehungsweise Differenzkanal zu bilden. Diese Signale des Summen- und des Differenzkanals werden in bekannter Weise in einem Detektor 1e, 1f für die effektive Amplitude und einem nachfolgenden Integrator 1g beziehungsweise 1h bearbeitet und ergeben das Informationssignal a1(t) und a2(t), wie es in dem Summen- beziehungsweise Differenzkanal enthalten ist. Hinsichtlich der Integratoren 1g und 1h wird daran erinnert, daß sie eine Integration bewirken, die sich beispielsweise für a1(t) folgendermaßen schreiben läßt:
Hierbei ist t die Zeit, To ist eine Periode, die mindestens zweimal kleiner als die Dauer der Informationsbits ist, das heißt der Impulse im empfangenen Signal, und |v1(x) + v2(x)| ist die Amplitude der Information auf dem Unterträger im Summenkanal, also auch die Amplitude der Information im Basisband auf dem Summenkanal. Die Signale a1 und a2 bestehen im beschriebenen Beispiel aus Elementen einer Dauer von 50 μs mit einem Vorspann E aus Impulsen und nachfolgend einem Impulszug T aus 16 vorhandenen oder nicht vorhandenen Impulsen. 4 zeigt ein Zeitdiagramm eines solchen Elements. In diesem Diagramm wurde das Hintergrundrauschen, das die Impulse des Elements begleitet, nicht dargestellt.
5 zeigt eine Übersicht über eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung von Mehrweg-Funkstrecken. In dieser Figur wurden die Synchronisationsvorrichtungen, die an sich bekannt sind, nicht im einzelnen dargestellt, um die Zeichnung nicht zu überfrachten und um die Darstellung zu vereinfachen. In 5 ist die Eingangsschaltung, die anhand von 3 beschrieben wurde, durch ein Rechteck 1 symbolisch dargestellt und liefert die Signale a1, a2 des Summe und des Differenzkanals.
Ein Präsenzdetektor 2 bereinigt die Signale a1, a2 von ihrem Hintergrundrauschen mithilfe einer Schwellenschaltung, deren Schwellenwert zur Amplitude der empfangenenen Signale proportional variiert. Diese Schwellenschaltung ist ein konstanter Fehlalarmempfänger (im Englischen CFAR – Constant False Alarm Receiver). Ein solcher Empfänger wird beispielsweise in §3, Kap.19, Band 3, 3.Ausgabe 1994, Verlag SODIPE, des Buchs "Physique et Theorie du Radar" von J. Darricau beschrieben. Die von ihrem Hintergrundrauschen befreiten Signale werden im Präsenzdetektor verwendet. Der Präsenzdetektor 2 hat außer seiner Rolle bei der Beseitigung des Hintergrundrauschens mehrere weitere Aufgaben:
Der Präsenzdetektor 2 erkennt die Zeitpunkte des Auftretens des Vorspanns der Elemente in jeder Rekurrenz und liefert Werte Cd, die die Entfernungsfächer bilden, in denen Elemente in jeder Rekurrenz erkannt wurden. Die Werte Cd werden nämlich nur für die gültigen Rekurrenzen geliefert. eine Rekurrenz wird als gültig angesehen, wenn es keinen Zweifel hinsichtlich der Erfassung der in ihnen enthaltenen Elemente gibt, das heißt, wenn es nicht einmal eine partielle Überlappung zwischen zwei dieser Elemente gibt, wobei die Impulse zweier Elemente ohne Gefahr einer Überlappung natürlich ineinander verschachtelt sein können. Die Gefahr einer Überlappung versteht sich als eine Gefahr der vollständigen Überlappung der Impulse. Da der Abstand zwischen den möglichen Positionen für zwei aufeinanderfolgende Impulse 2 μs beträgt, liegt die Wahrscheinlichkeit einer Überlappung in jedem Element, wenn zwei Elemente verschachtelt sind, bei 0,5 : 2 oder 1 : 4, da die Tastung Entfernungsfächer von 2,5 ms/5000 = 0,5 μs definiert. Für jeden in einer Rekurrenz gelieferten Wert Cd liefert der Detektor 2 auch eine Rangnummer k = 1, 2, 3, .. entsprechend dem Rang des Auftretens der Elemente in jeder gültigen Rekurrenz.
Eine besondere Ausführungsform der Mittel zur Erfassung der Zeitpunkte, in denen die Präsenz eines Elements erkannt wird, wurde in dem Impulsdauer-Diskriminator DDI beschrieben, von dem in §2.3.3 des Kapitels 19 in dem oben erwähnten Buch die Rede ist.
Der Präsenzdetektor 2 liefert an einem Ausgang Sb für jeden der Werte k die digitalen Werte, das heißt die von den 16 Impulsen gebildeten Bits, die wie erwähnt die eigentlichen Informationen darstellen.
Der Präsenzdetektor 2 zählt die Anzahl von Impulsen je Element und die Anzahl von Elementen je Rekurrenz, und liefert ein Signal, das die Anzahl N_ie von Impulsen in einem Element einer gültigen Rekurrenz bezeichnet, und ein Signal, das die Anzahl N_er von gültigen Elementen je Rekurrenz darstellt. Für die ungültigen Rekurrenzen sind die Werte N_ie und N_er null .
Der Präsenzdetektor 2 enthält Integrationsschaltungen, um bezüglich jedes Elements einer gültigen Rekurrenz eine Integration über die Dauer des Elements durchzuführen, das heißt, um die globale Energie zu bestimmen, die in den Impulsen des betreffenden Elements enthalten ist. Die Signale bezüglich dieser Energiepegel der Elemente im Summenkanal und im Differenzkanal werden mit a1_e beziehungsweise a2_e in 3 bezeichnet. Sie gelangen an eine Teilerschaltung 4.
Eine Steuerschaltung 3 liefert ein Abfragesignal Ir, das heißt ein Signal zur Auslösung einer Salve von 16 Abfragen, die die 16 Rekurrenzen definieren, von denen oben die Rede war. Sie liefert auch ein Signal Hr, das das Tastsignal von 4 MHz ist, und ein Signal für jede der 16 Rekurrenzen einer Salve, ob gültig oder nicht.
Eine Komparatorschaltung 23, die bei jedem Abfragesignal Ir zurückgesetzt wird, empfängt vom Präsenzdetektor 2 das Signal N_er, das für die Anzahl von Elementen je gültige Rekurrenz repräsentativ ist, speichert die Anzahl N_er bezüglich der ersten gültigen Rekurrenz einer Salve und vergleicht mit dieser Zahl die entsprechenden Zahlen der verschiedenen gültigen Rekurrenzen in der betrachteten Salve.
Zeigt der Vergleich eine Gleichheit zwischen den beiden Zahlen, dann wird die Rekurrenz durch eine Validierungsschaltung 32 für gültig erklärt, die das Signal r und als Validierungssignal das Ausgangssignal der Schaltung 23 empfängt. Die Schaltung 32 liefert ein Signal, das die Rangnummer i der gültigen und validierten Rekurrenzen in einer Salve ist. Es kann die Werte von 1 bis 16 annehmen.
Die Fortsetzung der Bearbeitung der als Antwort auf eine Abfragesalve empfangenen Signale besteht darin, daß zuerst die Streuung der Meßdaten für die Elemente einer Rangnummer in den validierten Rekurrenzen i einer gemeinsamen Salve geschätzt wird; dann besteht die Bearbeitung in einem zweiten Schritt aufgrund der Tatsache, daß das erste Element einer Rekurrenz (k = 1) gültig ist, denn es wurde als erstes empfangen und entspricht damit einem direkten Funkweg, darin, daß dieses Element validiert wird und als Bezugswert beim Vergleich der Schätzresultate für die Elemente des Rangs k = 1 einer Salve mit den Ergebnissen für k = 2, 3, ... dient, und zwar nur mit den in den validierten Rekurrenzen i berücksichtigten Elementen. Dieser Vergleich erlaubt es, die Elemente gleichen Rangs k einer Salve zu eliminieren, wenn die Streuung nicht weitgehend derjenigen der Elemente des Rangs 1 gleicht, während diejenigen Elemente validiert werden, bei denen die Streuung im wesentlichen äquivalent ist. Sobald ein Element, beispielsweise das Element für k = 4, validiert wurde, dient dieses neue validierte Element als Bezugswert für den Vergleich mit den Elementen des Rangs k = 5, 6, ... bis zur eventuellen Validierung eines neuen Elements bezüglich der betrachteten Salve.
Hierzu führt eine Teilerschaltung 4 vorab eine Normalisierung der Energiepegel jedes der Signale a1_e und a2_e so durch, daß diese Pegel nicht mehr von der Anzahl von in dem betreffenden Element enthaltenen Impulsen abhängen. Diese Normalisierung besteht für jedes Element darin, den Wert des Energiepegels durch die Anzahl von in dem betref fenden Element enthaltenen Impulse zu teilen.
Die normalisierten Emergiepegelsignale der Elemente im Summen- und im Differenzkanal sind in 5 mit a1' und a2' bezeichnet.
Die normalisierten Werte werden in einer Registerschaltung 5 gespeichert, sofern sie von Elementen stammen, die in validierten Rekurrenzen i enthalten sind. Für diese Speicherung, die getrennt für den Summen- und den Differenzkanal in jeder Salve erfolgt, werden die verschiedenen normalisierten Energiepegelwerte entsprechend einem gemeinsamen Wert k in die validierten Rekurrenzen i in Register der Schaltung 5 für jeden Wert von k eingetragen.
Mit a₁, a₂, ..., a_n werden die Energiepegelwerte bezeichnet, die in einem beliebigen der Register der Schaltung 5 bezüglich einer gegebenen Salve enthalten sind. Es sei bemerkt, daß n die Anzahl der validierten Rekurrenzen bezüglich der gegebenen Salve bezeichnet.
Ein Rechner 6 berechnet für jedes der register der Schaltung 5 anläßlich jeder Salve

– den Mittelwert des Inhalts des betreffenden Registers
– einen Schätzoperator A für die Streuungen der in dem betreffenden Register enthaltenen Energiepegel; im beschriebenen Beispiel ist dieser Operator die normalisierte Varianz V(a_j)/[M(a_j)]² mit

Eine andere Möglichkeit für den Operator ist die normalisierte typische Abweichung σ(a_j)/M(a_j), wobei gilt:
Diese normalisierten Werte bilden Operatoren, die für die Streuung der Energie repräsentativ sind, nicht aber für die Energiepegel.
Mit A1(k) und A2(k) werden die Operatoren bezüglich des Summen- und des Differenzkanals für einen gegebenen Rang bezeichnet. Die Untersuchung der Werte dieser Operatoren selbst für den Fall, daß die Anzahl der validierten Rekurrenzen in einer gegebenen Salve relativ gering ist, führt zu folgenden Bemerkungen:

– Für die direkten Funkwege haben A1(k) und A2(k) relativ konstante Werte von einem direkten Funkweg zum nächsten.
– Für Mehrweg-Funkstrecken erreicht mindestens einer der Operatoren A1(k), A2(k) deutlich höhere Werte als die für die direkten Funkwege erzielten.

Die Bestimmung der Mehrweg-Funkstrecken beruht auf dieser Erkenntnis. Man betrachtet Elemente als von Mehrweg-Funkstrecken kommend und eliminiert sie, wenn mindestens einer der Operatoren einen höheren Wert als die üblicherweise auf direkten Funkwegen erhaltenen Werte aufweist. Da, wie oben erwähnt, das erste Element einer Folge, das heißt das Element für k = 1, über den direkten Funkweg erhalten wurde, können natürlich dessen Operatoren A1((k = 1) und A2(k = 1) als Bezugswerte beim Vergleich mit den Operatoren bezüglich der nachfolgenden Elemente dienen, bis ein neues Element bezüglich eines direkten Funkwegs gefunden wird, dessen Operatoren im wesentlichen dem ersten Operator äquivalente Werte besitzen. Die Werte der Operatoren dieses neuen Elements dienen dann als Bezugswert, bis ein weiteres Element aus einem direkten Funkweg gefunden wird, und so weiter bis zum letzten gültigen Element der betreffenden Salve.
Zur Durchführung dieses Vergleichs sind verschiedene Wege denkbar: Betrachtet man beispielsweise den Vergleich der Operatoren A1(k = 2), A2(k = 2) mit den Operatoren A1(k = 1), A2(k = 1), dann kann man folgendermaßen vorgehen:

a) Man vergleicht getrennt A1(k = 2) mit A1(k = 1) sowie A2(k = 2) mit A2(k = 1) und stellt fest, daß das Element für k = 2 über eine Mehrweg-Funkstrecke empfangen wurde und somit zu eliminieren ist, wenn mindestens eine der beiden nachstehenden Ungleichheiten gilt: A1(k = 2) > ρ·A1(k = 1) A2(k = 2) > ρ·A2(k = 1) ρ ist hier und nachfolgend ein Justierparameter, der sehr nahe bei 1 oder gleich 1 ist und durch aufeinanderfolgende Versuche mit verschiedenen Werten von ρ während des Tests des Materials oder durch Untersuchung der für die Operatoren A1(k), A2(k) erhaltenen Werte bestimmt werden kann. Die Werte von ρ knapp unter 1 erhöhen die Sicherheit der Bearbeitung, indem die Gefahr einer Berücksichtigung von falschen Antworten verringert wird, das heißt solchen von Mehrwegfunkstrecken. Die Werte von ρ knapp unter 1 verringern zwar die Sicherheit, vermeiden aber, daß die von den direkten Funkwegen empfangenen Elemente eliminiert werden. Im Zweifelsfall kann ρ einfach auf 1 gesetzt werden.
b) Man überprüft die Ungleichheitsbedingung A1(k = 2) + A2(k = 2) > ρ[A1(k = 1) + A2(k = 1)]
c) Man überprüft die Ungleichheitsbedingung A1(k = 2)·A2 (k = 2) > ρ·A1(k = 1)·A2 (k = 1)

Im Fall von b) und c) eliminiert man das Element für k = 2, wenn die Bedingung erfüllt ist.
Diese Liste von Vergleichsmöglichkeiten zur Beseitigung der Mehrwegfunkstrecken ist nicht abschließend. Vielmehr kann der Vergleich sich insbesondere auch auf die Quadrate oder dritten Potenzen der Produkte oder Summen der Operatoren beziehen. Im beschriebenen Beispiel wurde die Möglichkeit c) gewählt, da sie einen besseren "Kontrast" als die Möglichkeiten a) und b) zu erreichen erlaubt, das heißt, daß der Vergleich sich auf einfacher voneinander zu unterscheidende Werte bezieht. Bezüglich der mit den Quadraten oder dritten Potenzen der Operatoren durchgeführten Vergleiche hat die Möglichkeit c) den Vorteil einer einfacheren Berechnung.
Die Beschreibung der 5 war beim Rechner 6 angelangt. Eine Registerschaltung 7 speichert die Operatoren A1(k) und A2(k) bezüglich jeder Salve. Zwei Multiplizierschaltungen 8, 9 bilden die Produkte A1(k = 2)·A2(k = 2) und ρ·A1(k = 1)·A2(k = 1) oder allgemeiner: A1(k')·A2(k') und ρ·A1(k)·A2(k)
Hierbei entspricht k einem über den direkten Funkweg empfangenen Element und k' ist größer als k.
Eine Subtrahierschaltung 10 führt folgende Operation durch: A1(k')·A2(k') – ρ·A1(k)·A2(k)und das Ergebnis der Subtraktion wird in einem Vorzeichen-Komparator 11 mit dem Wert null verglichen. Ist das Ergebnis positiv, dann wird das dem Wert k' entsprechende Element aus einem Register 12 entfernt, das an seinem Eingang alle Werte k empfängt und somit nur die Werte k_v weitergibt, deren Bearbeitung zeigt, daß sie sich auf über die direkten Funkwege empfangene Elemente beziehen.
5 wurde in Form von elektronischen Schaltkreisen beschrieben, um das Verständnis der verschiedenen Schritte des Verfahrens zu erleichtern. In Wirklichkeit erfolgt hinter den Schaltungen 1 und 2 in 5 die ganze Weiterbearbeitung in einem speziell zu diesem Zweck programmierten Mikrorechner.
Die Erfindung ist nicht auf die oben erwähnten Varianten beschränkt. Insbesondere kann die Korrektur in einem definierten Fenster in bekannter Weise abhängig von den Betriebsbedingungen erfolgen. Berücksichtigt man die Minimal- und Maximalentfernungen, zwischen denen sich Antwortstationen befinden können, und berücksichtigt man die Reaktionszeit dieser Stationen, dann wird ein Element beispielsweise nur dann berücksichtigt, wenn seine Entfernung Cd zwischen 900 und 4500 in der oben beschriebenen Vorrichtung liegt, in der die 16 Rekurrenzen einer Salve 5000 Entfernungsfächern entsprechen, verteilt über 2,5 ms, und mit dem Ursprungszeitpunkt einer Rekurrenz als dem Abfragezeitpunkt bezüglich dieser Rekurrenz. Ein solches Fenster ist in der Hardware enthalten, die der vorliegenden Beschreibung zugrunde liegt, aber es wurde weder in 5 gezeigt noch beschrieben, um die Beschreibung zu verein fachen, da dieses Fenster nicht Teil der Erfindung ist. Außerdem wurde die Bearbeitung anhand von zwei Empfangskanälen, dem Summen- und dem Differenzkanal, beschrieben. Sie kann aber auch mehr als zwei Kanäle enthalten. Die Bearbeitung jedes der Kanäle gleicht der für zwei Kanäle bis zur Schaltung 7 gemäß 5. Dann jedoch erfolgt anstatt eines Vergleichs beispielsweise gemäß der Ungleichheit A1(k')·A2(k') > ρ·A1(k)·A2(k) (mit k' > k) eine Prüfung der Ungleichheitsbedingung A1(k')·A2(k')...·Am(k') > ρ·A1(k)·A2(k)...·Am(k)wobei m die Anzahl von zu betrachtenden Kanälen (m > 2) ist.
Es sei auch bemerkt, daß bei der Anwendung der Erfindung auf ein Radargerät oder einen Höhenmesser mit Elementen, die je aus einem Echoimpuls nach einer oder mehreren Reflexionen gebildet wird, der Präsenzdetektor, wie zum Beispiel der Detektor 2 in 5, ausgehend von den Signalen a1, a2 unmittelbar die Signale a1' und a2' in Form eines digitalen Werts für die Amplitude jedes Impulses liefern könnte. Die Anzahl N_ie von Impulsen je Element reduziert sich dann auf 1, sodaß der Detektor 2 keine Integration der Energie über die Dauer des Elements durchführen muß und die Teilerschaltung entfällt, da die Division eine Division durch 1 wäre. Bei einer solchen Anwendung wird eine Rekurrenz dann und nur dann als gültig betrachtet, wenn sie keine größere Breite als die Abfrageimpulse besitzt.

Claims

Verfahren zur Bearbeitung von Mehrweg-Funkstrecken in einem Sender/Empfänger, der rekurrente Abfragesalven aussenden und auf n unterschiedlichen Kanälen (n ist eine ganze Zahl größer 1) nach einer erfolgten Abfrage Antworten in Form von Elementen (E–T) aus mindestens einem Impuls während einer gegebenen Zeitdauer, Rekurrenz genannt, empfangen kann, wobei der Zeitursprung der Zeitpunkt der Aussendung der gegebenen Abfrage ist und die Dauer dem Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abfragen in der Salve entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich jeder Salve das Verfahren darin besteht, nur die Rekurrenzen in Betracht zu ziehen, in denen jedes empfangene Element eindeutig erkannt wird, nur die erste dieser Rekurrenzen sowie unter den nachfolgenden nur diejenigen zu berücksichtigen, die die gleiche Anzahl von Elementen wie die erste besitzen (23, 32), eine Einordnung nach dem Rang des Auftretens der Elemente in den berücksichtigten Rekurrenzen durchzuführen, eine Messung der Energie jedes Elements bezogen auf die Gesamtdauer der Impulse dieses Elements durchzuführen (4), eine Streuung der Energiewerte nach Art einer normalisierten Varianz über die Gesamtheit der Elemente gleicher Ordnung für jeden Kanal zu berechnen (6), die Streuungen zu vergleichen (10) und nur das erste Element der Rangfolge sowie unter den weiteren Elementen nur die als gültig in Betracht zu ziehen, die für die Gesamtheit der n Kanäle ähnliche Streuungen wie die des ersten Elements besitzen.
Verfahren nach Anspruch 1 in Anwendung auf eine Abfragestation vom Typ Freund/Feind-Identifizierung, mit einer Antenne und zwei Empfangskanälen (1a, 1b) und für Elemente mit mehr als einem Impuls, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, die Mehrdeutigkeit hinsichtlich der Möglichkeit zu bewerten, ob beim praktisch gleichzeitigen Empfang zweier Elemente definiert werden kann, zu welchem der beiden Elemente ein bestimmter Impuls gehört.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, das Produkt (8, 9) der Streuwerte der beiden Kanäle für jedes der Elemente gleicher Ordnung zu bilden und den Vergleich (10) der Streuwerte anhand der erhaltenen Produkte durchzuführen.
Vorrichtung zur Bearbeitung von Mehrweg-Funkstrecken in einem Sender/Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche implementiert.