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1. VERWANDTE
ANMELDUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung betrifft meine gleichzeitige Anmeldung 09/107208,
angemeldet am 29. Juni 1998, veröffentlicht
als US-Patent 6201786 B 1 mit dem Titel: An Adaptable and Controllable
Multi-Channel Data Link.
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2. GEBIET
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Kommunikationsdatenverbindungsstrecken
des Typs, der zwischen fliegenden beziehungsweise luftgestützten Plattformen
und Bodenstationen verwendet wird, insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung eine neuartige Mehrkanal-Datenverbindungsstrecke, bei der
jeder Kanal in bezug auf Datenrate und Leistung unabhängig und
anpassungsfähig
steuerbar ist.
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3. BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Es
ist bekannt, daß fliegende Überwachungsplattformen
verwendet werden, um optische Bilder, Infrarotbilder und/oder Radarbilder
zu erfassen und die erfaßte
Information zur Übermittlung über eine
Datenverbindungsstrecke an eine Bodenstation oder an Bodenstationen
zu einem digitalen Format zu verarbeiten. Zweifachmodus-Radarbilder sind
bisher in Echtzeit über
eine einkanalige Datenverbindungsstrecke erfaßt und heruntergeladen worden.
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In
meinem US-Patent 5559788 ist eine mehrkanalige Kommunikationsdatenverbindungsstrecke dargestellt
und beschrieben, bei der ein Eingangskanal Steuerinformation und
der Quadratur-Eingangskanal Bildproduktinformation enthält. In diesem
Patent sind zwei unterschiedliche Typen von Information kombiniert,
und die kombinierten Daten werden über zwei unterschiedliche Typen
von Antennen übertragen.
Dann werden zwei unterschiedliche Typen von Empfängern in Bodenstationen verwendet, in
denen nur einer der Empfänger
die Bildproduktinformation nutzten kann.
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Es
wäre erwünscht, eine
zweikanalige Datenverbindungsstrecke bereitzustellen, die gleichzeitig
zwei unterschiedliche Bildprodukte an alle Bodenstationen übertragen
kann, aber nur bestimmte Bodenstationen können beide verschiedene Bildprodukte
nutzen. Es ist ferner erwünscht,
daß der
Datendurchsatz und die Übertragungsenergie
der beiden verschiedenen Bildprodukte so gesteuert werden können, daß die Verwendung
verfügbarer
Senderleistung optimiert wird und die Bildqualität bei einer Vielzahl der Empfänger verbessert
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, den Empfang von
zwei verschiedenen Bildprodukten in einer Vielzahl von Bodenstationsempfängern zu
optimieren.
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Es
ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, Leistung, die
zwei verschiedene Bildprodukte darstellt, über eine mehrkanalige Datenverbindungsstrecke
mit gesteuerten Leistungspegeln zu übertragen.
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Es
ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, im Sender die
Datenintegrität
des Bildprodukts, das im Bodenstationsempfänger empfangen wird, zu bestimmen,
um eine Aufteilung des Prozentsatzes der Gesamtleistung zwischen
zwei verschiedenen Bildproduktsignalen, die an eine Vielzahl von Bodenstationsempfängern übertragen
werden, zu ermöglichen.
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Es
ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und ein Mittel zur Aufteilung der Leistung zwischen zwei verschiedenen
Bildproduktkanälen
bereitzustellen, das garantiert, daß mindestens eines der verschiedenen
Bildprodukte von allen Bodenstationsempfängern empfangen werden kann.
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Es
ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, neuartige Datenverbindungssteuerungsmittel
zur Aufteilung der Leistung und Festlegung von Datenraten zwischen
zwei verschiedenen Bildproduktkanälen bereitzustellen, um zu
garantieren, daß die
Empfänger
in einer maximal gestörten
schädlichen
Umgebung mit einem Signal mit einem ausreichenden Signal-Rausch-Verhältnis versorgt
werden, so daß der
Empfänger
zumindest eines der gewünschten
verschiedenen Bildprodukte ohne Verschlechterung empfangen und anzeigen
kann.
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Es
ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, die Leistung und
Datenrate der Übertragung
eines der verschiedenen Bildproduktkanäle so zu steuern, daß alle Empfängernutzer
ein nutzbares Bildproduktsignal empfangen können und jegliche verbleibende
Leistung an den anderen davon verschiedenen Bildproduktkanal abgezweigt
werden kann.
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Es
ist eine weitere Hauptaufgabe der Erfindung, Prioritäten zuzuordnen,
und zwar der Energie, die am Sender für einen der beiden verschiedenen Bildproduktkanäle verfügbar ist,
und der Energie, die nach der Versorgung des Bildproduktkanals mit
höherer
Priorität
verblieben ist, und die verbleibende Leistung dem anderen Bildproduktkanal
zuzuteilen.
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Es
ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die größte Informationsmenge
zu nutzen und zu senden, die von einem Sensor in einem der beiden
verschiedenen Bildproduktkanäle verfügbar ist
und sämtliche
verbleibende Energie dem verbleibenden Bildproduktkanal zuzuteilen.
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Es
ist eine weitere allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein kontinuierlich angepasstes Rückkopplungssignal
bereitzustellen, das die Datenintegrität der beiden verschiedenen
Bildproduktkanäle
mißt und
die Datenrate und die Leistung in den beiden verschiedenen Bildproduktkanälen unabhängig voneinander
steuert.
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Es
ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein(e) mehrkanalige(s)
Datenverbindungssteuervorrichtung und -system zum Kombinieren von
zwei orthogonalen Signalen (in Quadratur) bereitzustellen und die
beiden Signale mit der gleichen Frequenz über einen Mehrfachmodus-Kommunikationskanal
für Datenübertragung
zu übertragen.
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Die
vorliegende Erfindung ist eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein
Verfahren nach Anspruch 8.
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Gemäß Ausführungsformen
der Erfindung werden also eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Übertragen
von zwei Bildprodukten in Form eines In-Phase- und Quadratur-Datenkomponentensignals von
einer fliegenden Plattform bereitgestellt, das von Bodenstationsempfängern empfangen
wird, die die ihnen eigene Qualität der Datenkomponentensignale bestimmen
können,
so daß sie
in der Lage sind, die Signale der fliegenden Plattform, die die
maximale Datenrate anzeigen, bei der keine Bildqualitätsfehler auftreten
oder bei der ein Qualitätsstandard
bei dem gegenwärtig
empfangenen Signalleistungspegel auftritt. Der Mehrfachmodus-Datenverbindungsprozessor
empfängt
kontinuierlich die Signale von der Vielzahl von Bodenstationsempfängern und
reguliert gleichzeitig die Datenrate und den Leistungspegel der
Datenkomponentensignale, um eine vorbestimmte optimale Bildqualität zu erreichen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein schematisches Blockschaltbild eines bekannten Senders mit Steuerinformationssignalen
und Bildinformationssignalen, die an einen Quadratur- beziehungsweise
In-Phase-Kanal eines Modulators
angelegt werden, dessen Signale dann kombiniert und von einem Paar
unterschiedlichen Antennentyps zum Empfang in unterschiedliche Empfängertypen
gesendet werden;
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2 ist
eine schematische Zeichnung, die die bevorzugte Ausführungsform
darstellt, in der die vorliegende Erfindung angewendet werden sollte;
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3 ist
ein schematisches Blockschaltbild, das die bevorzugte Ausführungsform
einer Ausrüstung
zeigt, die in einer fliegenden Plattform verwendet wird; und
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4 ist
ein ausführlicheres
schematisches Blockschaltbild des neuartigen erfindungsgemäßen Mehrfachmodus-Datenverbindungssteuerteils
der in 3 gezeigten fliegenden Ausrüstung.
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5 ist
ein schematisches Blockschaltbild, das ein Verfahren zur optimalen
Verteilung mehrerer Sensorprodukte; und
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6 ist
ein ausführlicheres
schematisches Blockschaltbild, das ein allgemeines Prinzip einer
in 5 ausgeführten
Rückkopplungsschleife.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Wir
betrachten nunmehr 1, die ein schematisches Blockschaltbild
eines bekannten Modulators/Senders mit einer Steuerinformationssignaleingangsleitung 11 zeigt,
die mit einem Eingang eines Mischers 12 gekoppelt ist,
an den ein zweites Pseudorauscheingangssignal PNQ angelegt
wird, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das an einen Eingang eines
zweiten Mischers 13 angelegt wird. Der zweite Mischer 13 weist
darstellungsgemäß einen
Oszillatoreingang zur Erzeugung eines modulierten Ausgangssignals
auf der Leitung 14 auf, das an eine Summiervorrichtung
oder -schaltung 15 angelegt wird. Ein zweiter Kanal 16 mit
einer mittleren oder hohen Datenrate weist darstellungsgemäß ein Bildinformationseingangssignal
auf, das an einen Mischer 17 angelegt wird, an den auch
ein Pseudorauscheingangssignal PNI angelegt
wird, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das an einen zweiten Mischer 18 angelegt
wird. Der zweite Mischer 18 erhält darstellungsgemäßer ein
Quadratur-Eingangssignal,
das von einem lokalen Oszillator 21 abgeleitet wird, der das
In-Phase-Oszillatorsignal auf der Leitung 24 und das Quadratur-Ausgangssignal
auf der Leitung 22 erzeugt, nachdem es mittels eines 90°-Phasenschiebers 23 verarbeitet
worden ist. Der Mischer 18 legt darstellungsgemäß ein Ausgangssignal
auf die Leitung 19, das an eine Summierschaltung 15 angelegt wird,
um ein kombiniertes Ausgangssignal auf der Leitung 25 zu
erzeugen, das an einen Aufwärtskonverter 26 angelegt
wird. Der Ausgang des Aufwärtskonverters
gibt ein kombiniertes HF-Signal an die Leitung 27 ab, das
an einen Sendeleistungsverstärker 28 angelegt
wird, der ein Ausgangssignal 29 abgibt, das in einem Teiler 30 geteilt
wird, um zwei Signale zu erzeugen. Das Signal auf der Leitung 34 wird an
eine Richtantenne 36 angelegt, die sowohl das Steuerinformationssignal
von der Leitung 11 als auch das Bildinformationssignal
von der Leitung 16 abgibt.
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Das
kombinierte Signal auf der Leitung 29 wird außerdem an
eine Verzögerungsschaltung 32 angelegt,
um die beiden im Teiler 30 geteilten Signale zu dekorrelieren
und um ein dekorreliertes Signal auf der Leitung 33 zu
erzeugen, das an eine Rundstrahlantenne 35 angelegt wird.
In 1, die nach meiner Ansicht den Stand der Technik
darstellt, ist die Bildinformation nur auf dem In-Phase-Kanal 16,
der an die Summierschaltung 15 auf der Leitung 19 angelegt wird.
Ferner ist die Steuerinformation nur auf dem Quadratur-Kanal 11 und
wird auf der Leitung 14 in die Summierschaltung 15 eingegeben.
Die kombinierte Information wird von zwei ganz unterschiedlichen Sendeantennen
an zwei ganz unterschiedliche Empfangsantennen zu zwei ganz unterschiedlichen
Zwecken gesendet. Beispielsweise werden beide Signale auf der Richtantenne 36 gesendet
und haben eine ausreichende Stärke,
um von einem Empfänger
mit einer Antenne vom Typ der Empfängerantenne innerhalb des Hauptstrahls
des übertragenen
Signals empfangen zu werden. Im Gegensatz dazu werden beide Signale
auf der Rundstrahlantenne 35 gesendet und von gleichen
Empfängern
empfangen, wobei jedoch die Stärke
des von ihren Empfängern
empfangenen Signals nur soweit ausreicht, das die Steuerinformation,
die an den Quadratur-Kanal 11 angelegt wird, erfolgreich
demoduliert werden kann.
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Nachdem
der bekannte Modulator/Sender 10 beschrieben worden ist,
wird man erkennen, daß die
Bildproduktinformation nur an einen Kanal angelegt wird. Die Bildproduktinformation
auf der Leitung 16 und die Steuerinformation auf der Leitung 11 sind auf
eine feste Rate und auf eine feste Leistung begrenzt. Es gibt weder
Mittel noch Vorkehrungen zur Verteilung von Anteilen der Gesamtleistung
des Senders an beide Quadratur-Kanäle.
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Wir
betrachten nunmehr 2, die eine schematische Zeichnung
zeigt, die die bevorzugte Ausführungsform
darstellt, in der die vorliegende Erfindung angewendet werden sollte.
In dieser Zeichnung ist die fliegende Plattform 37 ein
Luftfahrzeug 37 mit einer Sensor/Mehrfachmodus-Datenverbindungsvorrichtung 38,
die mit einem Rundstrahlantennenempfänger 39 gekoppelt
ist. Der Sensor erzeugt einen Strahl 41 zum Erfassen der
Bodenaktivität
unter Verwendung eines Zweifachmodus-Radarsystems. Die Antenne 39 erzeugt
ein Abwärtsstreckensignal 42,
das in einer Empfangs/Sendeantenne 40 der Bodenstationen 43-1 bis 43-N empfangen
wird. Die Bodenstationen haben darstellungsgemäß Empfänger-Sender-Datenverbindungen 44,
Prozessoren 45 und Anzeigen 46 und 47 zum
Anzeigen der beiden ganz unterschiedlichen Typen von Bodenaktivitätsbildern.
Beispielsweise würde
eines der voneinander verschiedenen Bilder etwas in Bewegung befindliches
darstellen, und das andere der voneinander verschiedenen Bilder
würde eine
Momentaufnahme oder ein Auswahl-Standbild des Bodenbeobachtungsbereichs
aufnehmen. Nachdem eine Bodenstation das Abwärtsstreckensignal 42 empfangen
hat, wird es im Prozessor 45 verarbeitet, und es wird eine Entscheidung
in bezug auf die Integrität
des empfangenen Signals getroffen. Der Prozessor 45 erzeugt ein
Integritätssignal
und bestimmt auch die maximale Rate, mit der er das Abwärtsstrecken-Datensignal
erfolgreich demodulieren kann. Diese Information wird nunmehr auf
einer Aufwärtsstrecke 48 an
die Empfängerantenne 39 zur
Verwendung im Sensor/MMDL 38 gesendet, wie nachstehend
ausführlicher
beschrieben wird. Man wird verstehen, daß die fliegende Plattform 37 ein
Satellit oder ein Hubschrauber sein kann oder das etwas Gleichwertiges
durch eine feststehende Station in einer großen Höhe, die eine Sichtverbindung
zu den Empfängern
hat, dargestellt werden kann. Ferner ist es möglich, daß einige der Empfänger fliegende
Empfänger
sein können.
Empfängerbodenstationen 43-1 können fliegend
beziehungsweise luftgestützt
sein und den gleichen Betriebsmodus haben, und es werden Ergebnisse
erreicht. Es gibt zahlreiche Möglichkeiten
der Erfassung von Information. Es gibt drei verschiedene Möglichkeiten,
Information zu erfassen. Die drei bekanntesten sind elektrooptische
Erfassung, Infraroterfassung und Radarerfassung. Die letztere Radarerfassung
ist in der Lage, zwei ganz unterschiedliche Produkte zu erzeugen.
Dieses eine derartige Produkt erkennt sämtliche Bewegung und erzeugt
Meldungen von beweglichen Zielen für die Empfänger 43-1 bis 43-N,
und das zweite erzeugt ein Auswahlbild oder ein Bild aller feststehenden
Objekte innerhalb des Strahls des Abtaster in dem Bereich von Interesse.
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Wir
betrachten nunmehr 3, die ein schematisches Blockschaltbild
einer Ausrüstung
in der bevorzugten Ausführungsform
zeigt, die in der fliegenden Plattform 37 verwendet wird.
Die Ausrüstung 38 in
der fliegenden Plattform 37 umfasst darstellungsgemäß ein Überwachungsradarsystem 49,
das in der Lage ist, zwei unterschiedliche Bildproduktsignale zu
erzeugen, wie nachstehend ausführlicher
beschrieben wird. Mit dem Überwachungsradar
gekoppelt und diesen steuernd ist ein Betriebs- und Steuerprozessor
(O&C) 51 dargestellt,
der das oben erwähnte
Signal des Bildprodukts Nr. 1 auf der Leitung 53 und das
Signal des Bildprodukts Nr. 2 auf der Leitung 52 erzeugt,
die mit dem Mehrfachmodus-Datenverbindungsmanager-Prozessor 54 gekoppelt
ist. Der Mehrfachmodus-Datenverbindungssteuerteil (MMDL) erzeugt
auf der Leitung 55 ein Datenratensignal zur Anzeige eines
sich bewegenden Ziels (MTI), das als Eingabe in den Prozessor 51 verwendet
wird, und ein Datenratensteuersignal 56 für Radar
mit synthetischer Strahlungscharakteristik (SAR), das an den Prozessor 51 angelegt
wird. Der Verbindungsverwalter-Prozessor ist mit einer Antenne 39 gekoppelt,
die darstellungsgemäß mit einem
Abwärtsstreckensignal 42 und
einem Aufwärtsstreckensignal 48 gekoppelt
ist, wie vorstehend beschrieben. Das empfangene Signal wird an einen
Diplexer 57 angelegt, der das gewünschte empfangene Signal auf
der Leitung 58 trennt, das an den Verbindungsverwalter-Prozessor 54 angelegt
wird, und enthält
die Datenintegritätsinformation
und die Identifikation des Empfängers,
der die Information erzeugt hat. Der MMDL 54 verarbeitet
diese Information, um den MTI-Datenratenbefehl auf der Leitung 55 und
den SAR-Datenratenbefehl
auf der Leitung 56 bereitzustellen. Nachdem die Ausrüstung 38 mit
Bezug auf die Antenne 39 beschrieben worden ist, die in
der Lage ist, zu senden und zu empfangen, ist verständlich,
daß die
zweite Richtantenne 39D über eine Leitung 59A direkt
an den MMDL 54 gekoppelt werden könnte. Dadurch würde ein
zweiter Übertragungsweg bereitgestellt
werden, wie bei dem System, das in 1 dargestellt
ist, die den Stand der Technik zeigt.
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Wir
betrachten nunmehr 4, die ein ausführlicheres
Blockschaltbild eines neuartigen Mehrfachmodus-Datenverbindungssteuer-(MMDL-)Teil der
in 3 gezeigten fliegenden Ausrüstung zeigt. Der MMDL 54 umfasst
einen Modulatorabschnitt mit einem Eingangskanal, der darstellungsgemäß MTI-Daten
mit variabler Rate auf der Leitung 52 hat. Das Signal auf
der Leitung 52 wird an einen Mischer 61 zusammen
mit einem ersten als PMI bezeichneten Pseudorauschsignal
angelegt, um ein Spreizsignal auf der Leitung 62 zu erzeugen,
das an den zweiten Mischer 63 angelegt wird. Der zweite
Mischer 63 erhält
darstellungsgemäß ein lokales
Oszillatoreingangssignal auf der Leitung 64, das aus dem
Mischer 63 das ZF- Signal
auf der Leitung 65 hervorbringt. Das Signal auf der Leitung 65 wird
an einen Regelverstärker 66 angelegt,
der die Quadratur-Komponente des ZF-Signals auf der Leitung 67 erzeugt,
die an eine Summierschaltung 68 angelegt wird.
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Auf
der Leitung 53 ist ein SAR-Dateneingangssignal mit variabler
Rate dargestellt, das an einen In-Phase-Kanal 53 und an
einen Mischer 68 angelegt wird, an dessen zweiten Eingang
darstellungsgemäß ein In-Phase-Pseudorauschsignal
PNI anliegt, um ein Spreizausgangssignal zu auf der Leitung 69 erzeugen,
das an einen zweiten Mischer 71 angelegt wird. Der zweite
Mischer 71 hat darstellungsgemäß ein Quadratur- beziehungsweise
90°-phasenverschobenes
Oszillatorsignal auf der Leitung 72, das vom Oszillator 73 und
einen 90°-Phasenschieber 74 erzeugt
wird. Das phasenverschobene ZF-Signal auf der Leitung 75 vom
Mischer 71 wird an den Eingang eines zweiten Regelverstärkers 76 angelegt, der
ein Ausgangssignal auf der Leitung 77 erzeugt. Die In-Phase-Komponente
des ZF-Signals wird an die Summierschaltung 68 angelegt.
Das Ausgangssignal der Summierschaltung 68 stellt die hundertprozentige
Gesamtleistung des ZF-Signals aus den kombinierten Kanälen dar,
das an einen Mischer 79 angelegt wird, der ein zweites
Eingangssignal von einem aufwärtskonvertierenden
Oszillator 81 erhält. Das
Ausgangssignal des Mischers 79 auf der Leitung 82 stellt
das Funkfrequenzsignal dar, das an einen Leistungsverstärker 83 angelegt
wird. Der Leistungsverstärker 83 erzeugt
ein kombiniertes Übertragungssignal
der beiden Kanälen,
das durch den Diplexer 57 an die Rundstrahlantenne 39 weitergegeben wird,
die oben beschrieben ist. Die Rundstrahlantenne 39 ist
auch als Empfangs/Sendeantenne beschrieben, und die Signale, die
empfangend werden, laufen durch den Diplexer 57 über die
Leitung 58 zum Empfänger 84 innerhalb
des MMDL 84. Der Empfänger 84 erzeugt
darstellungsgemäß ein ID-Signal
auf der Leitung 85, das der Kennung der Bodenstation für die Daten
entspricht, die auf der Leitung 86 von der gleichen Bodenstation
empfangen werden, deren Kennung auf der Leitung 85 dargestellt
ist. Beide Leitungen 85 und 86 sind mit der Eingangsseite
des Verbindungsverwalter-Prozessors 54 gekoppelt,
der wiederum die oben erwähnten
Signale auf den Leitungen 55 und 56 erzeugt, die
in 3 dargestellt sind und die hier als MTI-Datenratenbefehl
beziehungsweise SAR-Datenratenbefehl bezeichnet sind. Ferner erzeugt
der Verbindungsverwalter 54 Steuersignale auf den Leitungen 87 und 88,
die an den Regelverstärker 66 und 76 angelegt
werden, um den Leistungsbetrag auf den Leitungen 67 beziehungsweise 77 zu
steuern. Weitere Typen von Leistungssteuerungsmitteln 66, 76 können verwendet
werden.
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In
der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung hat die fliegende Plattform 37 darstellungsgemäß einen Zweifachmodus-Radarsensor
zur Erzeugung von zwei verschiedenen und unterschiedlichen Bildprodukten,
die kombiniert werden und vom gleichen Sender und von der gleichen
Antenne an eine Vielzahl von Empfängern 43 gesendet
werden. Die Empfänger
wiederum haben den Verbindungsverwalter-Prozessor 54 über die
Ergebnisse informiert, nämlich
daß die
Bildintegritätssignale
empfangen worden sind, die sich aus den oben beschriebenen Übertragungssignalen 42 ergeben.
Die Kennung und die Information über
die nachhaltige Datenrate auf den Leitungen 85 und 86 ermöglichen
nunmehr, daß der
Verbindungsverwalter-Prozessor die Amplitude und die Datenrate der
Signale in den beiden Kanälen steuert,
die darstellungsgemäß an den
Leitungen 52 beziehungsweise 53 beginnen. Die
Steuerung jedes Kanals ist in bezug auf Datenrate und Leistung von dem
jeweils anderen abhängig.
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Als
Beispiel für
den Vorteil des vorliegenden MMDL-Systems kann sich ein Empfänger 43 in
einem sehr schädlichen
Störumgebungszustand
befinden und das MMDL-System ist in der Lage, ausreichende Leistung
und Datenrate abzuzweigen und für das
Abwärtsstreckensignal 42 anzupassen,
damit dieser Empfänger
in seiner schädlichen
Umgebung ein vollständig
nutzbares Bildproduktsignal empfangen kann. Die Kostenseite zur
Erreichung dieses neuartigen Ergebnisses besteht darin, daß der Quadratur-Kanal
eines Teils seiner Energie beraubt wird und daher seine Datenrate
reduzieren muss, aber dennoch in der Lage ist, ein Qualitätsbildproduktsignal
zu empfangen.
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Wenn
als zweites Beispiel die Empfänger 43 in
einer günstigen
Umgebung sind, wo keine Störung oder
Interferenzsignale vorhanden sind, dann können beide Kanäle ein Signal
mit optimaler Stärke
bei einer maximalen Datenrate erzeugen.
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Wir
betrachten nunmehr 5, die ein schematisches Blockschaltbild
zur Darstellung eines Verfahrens zur optimalen Verteilung mehrerer
Sensorprodukte zeigt. Im Block 89 beginnt der Prozess,
der die Voreinstellung der I&Q-Datenrate
in Block 91 auslöst,
die gefolgt wird von der Voreinstellung I&Q-Leistung
im Block 92. Der nächste
Schritt in der Abfolge, der auf einen Ablaufknotenpunkt 93 folgt,
löst das Rundsenden
oder Senden an der Antenne 39 aus, das im Block 94 gezeigt
ist. Der Block 94 erzeugt das Abwärtsstreckensignal, das mit 42 bezeichnet
ist und das bewirkt, daß die
Empfänger 43 die
I&Q-Kanalintegrität messen,
wie im Block 95 und 96 gezeigt. Die Empfängerblöcke 95 und 96 erzeugen
Aufwärtsstreckensignale,
die mit 48 bezeichnet sind und die darstellungsgemäß an einen
Anschlusspunkt 93 angelegt werden, der den Lauf des Signals
auf der Leitung 48 zurück
zu den Empfängern
bei 38 darstellt, was im Block 97 gezeigt ist.
Das Ausgangssignal vom Block 97 auf der Leitung 58 wird
darstellungsgemäß an einen
Block 98 angelegt, der bestimmt, ob einer der Kanäle Q in
den Empfängern 43 zu
wenig Leistung hat. Wenn nicht, geht der logische Ablauf vom Block 98 weiter
mit Block 99, und es wird bestimmt, ob der Kanal I eingeschaltet
ist. Wenn der Kanal I eingeschaltet ist, dann bestimmt Block 99 eigentlich,
ob im Kanal I Leistung anliegt, wenn der Kanal Q zuviel Leistung
hat. Wenn die Antwort im Block 99 positiv ist, dann wird
die Q-Leistung im Block 101 reduziert. Nach Reduzierung
der Q-Leistung im Block 101 wird die I-Leistung im Block 102 erhöht, und
dann wird die I-Rate im Block 103 erhöht. Nachdem die Leistung und
die Rate festgelegt sind, kehrt der logische Ablauf der Schritte
zurück
zum Anschlusspunkt 93, und zum Sendeblock 94,
um eine weitere Änderung
des Abwärtsstreckensignals 42 zu
erzeugen.
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Wir
kehren nunmehr zum Block 99 zurück und nehmen an, daß der Kanal
I nicht eingeschaltet war, dann geht es weiter zum Block 104,
und der Kanal I wird auf eine minimale Rate eingestellt, dann geht
es weiter mit der Regulierung der Q-Leistung im Block 105,
so daß die
Gesamtleistung in beiden Kanälen
die gleiche bleibt. Dann erfolgt ein Übergang zum Anschlusspunkt 93,
und das neue Signal wird auf der Abwärtsstrecke 42 gesendet.
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Wir
kehren nunmehr zurück
zum Block 98 und nehmen an, daß mindestens eine der Bodenstationen 43 gemeldet
hat, daß die
Leistung des Kanals Q zu niedrig war. Wir folgen dem Ja-Ausgang zum Block 106,
wo bestimmt wird, ob der Kanal I eingeschaltet ist. Wenn die Antwort
negativ ist, dann wird die Datenrate des Kanals Q im Block 107 reduziert und
die Leistung des Kanals Q erhöht,
dann erfolgt ein Übergang
zum Anschlusspunkt 93, und das neue Signal wird auf der
Abwärtsstrecke 42 gesendet.
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Wenn
im Block 106 die Leistung des Kanals I eingeschaltet war,
dann erfolgt ein Übergang
durch die positive Entscheidung zum Block 108, und es wird
geprüft,
ob der Kanal I seine minimale Datenrate hat. Wenn die Antwort positiv
ist, erfolgt ein Übergang
zum Block 109, und der Kanal I wird ausgeschaltet. Nachdem
der Kanal I im Block 109 ausgeschaltet worden ist, wird
die volle Leistung zum Kanal Q abgezweigt, wie im Blick 111 gezeigt.
Dann erfolgt ein Übergang
zu den Anschlusspunkten 93 und zum Sendeblock 94,
und es wird ein neues Abwärtsstreckensignal 42 erzeugt.
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Wir
kehren zum Block 108 zurück und nehmen an, daß der Kanal
I nicht seine minimale Datenrate hat und ein Übergang zum Logikblock 112 erfolgt und
die Rate des Kanals I reduziert wird. Dann erfolgt ein logischer Übergang
zum Block 113, und die Leistung des Kanals I wird reduziert,
und die Leistung des Kanals Q wird erhöht, während die abgegebene Gesamtleistung
beibehalten wird. Dann erfolgt ein Übergang zu den Anschlusspunkten 93 und
zum Sendeblock 94 und das neue Abwärtsstreckensignal 42 wird
gesendet.
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Man
wird erkennen, daß,
wenn sich die Entfernung zwischen den Bodenstationen 93 und
der fliegenden Plattform 37 ändert und/oder wenn sich die
atmosphärischen
Bedingungen zwischen der fliegenden Station und den Bodenstationen ändern, und sich
dabei auf die empfangene Leistung auswirken und/oder wenn sich die
schädliche
Umgebung (Störumgebung) ändert, die
Schleife sich dann unmittelbar ändert,
um sich an die neue Umgebung anzupassen.
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Es
gibt zwei getrennte Möglichkeiten,
um Rückkopplungssignale
kontinuierlich zu erzeugen, die sich an die oben erwähnten Bedingungen
anpassen. Bei einer Gruppe von Bedingungen passt sich der Verbindungsverwalter-Prozessor 54 in
Echtzeit an die angenommenen genau entsprechenden Bedingungen an.
Als zweite Alternative ist es möglich, die
tatsächlichen
Bedingungen in diskreten Zeitintervallen zu erfassen, die die Änderungsgeschwindigkeit
oder Umgebung anzeigen, so daß das
geschlossene Rückkopplungsschleifensystem
im wesentlichen periodisch funktioniert und reguliert, als wenn eine
kontinuierliche Regulierung erfolgte.
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Wir
betrachten nunmehr 6, die ein schematisches Rückkopplungsablaufdiagramm
zeigt, das verwendet wird, um ein allgemeines Prinzip der vorliegenden
Erfindung darzustellen. Bevor 6 beschrieben
wird, wird zum Zwecke dieser Erläuterung angenommen,
daß der
Kanal 52 zum Zwecke des Startens eines Programms der dominante
Kanal ist. Ferner wird angenommen, daß der Sensor/MMDL 38 eine
Vielzahl von nutzbaren Programmen mit verschiedenen Szenarien zur
Ermittlung verschiedener Umgebungsbedingungen enthält, zum
Beispiel einen friedlichen Status quo, einen Kampfalarm und/oder volle
Kampfbedingungen und so weiter. Wie in 6 gezeigt,
wird also ein entsprechendes Programm im Block 114 gewählt. Nach
Starten des Programms überträgt die fliegende
Plattform 37 über
die Antenne 39 Abwärtsstreckensignale 42 an
die Empfänger 43, wie
im Block 115 gezeigt. Der nächste Schritt in der Abfolge
besteht darin, die I&Q-Daten
im Block 116 zu empfangen und zu erfassen, um die Integrität der Daten
in jedem der Kanäle
zu bestimmen. Die Empfänger
senden dann die Integritätssignale
für jeden
der Kanäle über die
Aufwärtsstrecke 48 zurück zur fliegenden
Plattform, wie im Block 117 gezeigt. Der Verbindungsverwalter-Prozessor 54 empfängt die
Information von den Empfängern
und trifft eine von drei Entscheidungen, wie im Block 118 gezeigt.
Wenn die Q-Leistung übermäßig hoch
ist, wie in Entscheidung 1 gezeigt, dann wird die Q-Leistung
herabgesetzt, wie im Block 119 gezeigt. Zur gleichen Zeit
wird die I-Leistung
erhöht,
wie im Block 120 gezeigt. Anschließend berechnet der Verbindungsverwalter-Prozessor 54 eine
neue Datenrate für
die neue I-Leistung, wie im Block 121 gezeigt, und befiehlt über die
Leitungen 55 und 56 des O&C-Prozessors 51, unter Verwendung
der neuen berechneten Leistung und Datenrate Signale wiederholt
zu senden, wie auf der Befehlsleitung 122 gezeigt.
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Wenn
die Q-Leistung zu niedrig ist, wie im Block 118 gezeigt,
dann bewirkt die zweite Entscheidungsalternative, daß die Q-Leistung
angehoben wird, wie im Block 123 gezeigt. Zur gleichen
Zeit wird die I-Leistung herabgesetzt, wie im Block 124 gezeigt.
Das Ausgangssignal des Blocks 124 bewirkt, daß der Verbindungsverwalter-Prozessor 54 die neue
Datenrate für
die neue I-Leistung berechnet, wie bei 122 gezeigt, und
die Schleife wird mit einem Befehl auf der Leitung 122 zurück zum Block 115 geschlossen.
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Nachdem
ein vereinfachtes Ablaufdiagramm mit geschlossener Schleife zum
Halten der Q-Leistung
in einem optimalen Zustand beschrieben worden ist, wäre es möglich, das
System annehmen zu lassen, daß die
I-Leistung die dominierende Bedingung sein sollte. Dies würde die
Rollen der I&Q-Leistung
im Ablaufdiagramm von 6 umkehren.
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Nachdem
eine bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, wird man anerkennen,
daß sich
ein menschlicher Fehler zu Beginn eines Programms in Block 114 einschleichen
kann, das in 5 und 6 gezeigte kontinuierliche
Rückkopplungssystem
die bevorzugten Leistungsbedingungen und Datenraten jedoch ständig ändert, bis
der tatsächliche
optimale Zustand in Echtzeit erreicht ist.