JP7425709B2 - 近接レーダとのモードｓレーダのｉｉ／ｓｉ識別コードにおける競合を検出するための方法及びかかる方法を実装する二次レーダ - Google Patents

近接レーダとのモードｓレーダのｉｉ／ｓｉ識別コードにおける競合を検出するための方法及びかかる方法を実装する二次レーダ Download PDF

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Description

本発明は、特にモードＳにおける航空機の検出に関してレーダ性能が最も重要であり、約９９％の成功率が期待される、航空交通管制（ＡＴＣ）の分野に関する。
航空交通管制は、主にモードＳレーダに基づいており、その検出及び復号の信頼性は、広く認識されている。モードＳレーダで達成される性能は、特にレーダがＩＩ／ＳＩコード（ＩＩは、インタロゲータ識別子の頭字語である）を介して航空機によって識別されるという事実に関連している。電磁干渉を制限し、従ってレーダのトランザクションの信頼性を高めるために、モードＳレーダは、それらのカバー範囲及び担当の領域において、管理しているターゲットにそれらのＩＩ／ＳＩ識別を固定し、これらのターゲットが非選択的モードＳ呼掛け信号に応答しないようにしている。
以下は、特に対処すべき技術的な問題の１つである。近接レーダのカバー範囲が重なる場合、レーダは、異なるＩＩ／ＳＩ ＩＤを有する必要がある。逆の場合、即ち２つの近接レーダが同じＩＩ／ＳＩコードを共有している場合、２つのレーダのそれぞれは、他のレーダによって既にロックされているターゲットを見ることができない。結果として、安全性の面で深刻な失敗を生じる。
先行技術では、レーダのカバー範囲内において、同じＩＩ／ＳＩコードを用いて近接レーダによってロックされているため、このレーダのオールコール呼掛け信号に応答しない航空機の存在を検出する様々な方法が提案されてきた。第１の解決策は、英国特許出願公開第２０１０００９４６号明細書に開示されている。設計上、この解決策は、ＡＤＳ－Ｂ Ｏｕｔを装備した航空機でのみ機能する。レーダは、それが通信するローカルＡＤＳ－Ｂ ｉｎ受信機に装備されるか又は関連付けられている必要がある。
別の解決策は、英国特許出願公開第２０１３１６５５３号明細書に提案されている。これは、レーダのインバウンド及びアウトバウンド検出範囲を比較することにより、近接するインタロゲータ間のＩＩ／ＳＩコードの競合を検出することを含む。具体的には、レーダＡのカバー範囲から出るアウトバウンド航空機は、選択的モードで管理されるため、レーダＡの運用カバー範囲の限界まで管理されるのに対し、レーダＡのカバー範囲に入る（レーダＢのカバー範囲から到来する）インバウンド航空機は、他のレーダであるレーダＢがロックを中止した場合にのみ、レーダＡの局から視認される。レーダＡ及びＢ間にカバー範囲の重なりがある場合、それは、従って、レーダＡのカバー範囲内で発生するため、そのカバー範囲の限界よりも小さい距離で発生する。
英国特許出願公開第２０１０００９４６号明細書 英国特許出願公開第２０１３１６５５３号明細書
ＩＩ／ＳＩコードにおける競合領域の検出は、従って、
－ 航空機が認識される必要のある機器（ＡＤＳ－Ｂ＿ｏｕｔ）、又は
－ インバウンド及びアウトバウンドカバー範囲間の不一致の事後観察のいずれか一方により、先行技術において制限されており、
－ 最後に、先行技術は、航空機を検出するためにＩＩ／ＳＩコードにおける競合を回避するためのいずれの手段も提供していない。
モードＳステーションで用いられる別の標準化されたアプローチは、同じＩＩ／ＳＩ識別子を用いてレーダをＳＣＮクラスタ（ＳＣＮは、監視調整用ネットワークの頭字語である）に連携させることを含み、これには、レーダが、信頼性の高い地上ネットワークを介して共通領域内におけるターゲットの位置を自由に交換できるように、国境を越えた地上インフラストラクチャが必要である。複雑な構造を用いる欠点に加えて、人為的ミスの問題が解決されていない。
本発明の１つの目的は、特に、先行技術の欠点なしに、近接レーダ間で共有されるＩＩ／ＳＩコードに関連する問題を軽減することである。この目的を達成するために、本発明の１つの主題は、二次モードＳレーダの近傍のレーダのＩＩ／ＳＩ識別コードにおける競合を検出するための方法であって、少なくとも、
－ 第１のステップであって、前記レーダは、拡張されたレーダカバー範囲の領域において、一方的な非同期応答、即ちフルーツを検出する、第１のステップ、
－ 第２のステップであって、前記レーダは、前記レーダ及び少なくとも１つの近接レーダに共通するレーダカバー範囲の地理的領域を分析することにより、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合を検出し、競合は、前記レーダが、
・前記拡張されたレーダカバー範囲のサブ領域において、前記近接レーダをソースとして有する、前記レーダと同じＩＩ／ＳＩコードのＤＦ１１フルーツの存在を検出し、
・前記近接レーダのレーダカバー範囲の前記領域と重ならない前記レーダのレーダカバー範囲のその領域において、前記近接レーダによって生じるＤＦ１１フルーツの欠如を観測する場合に検出され、
前記レーダのレーダカバー範囲と前記近接レーダのレーダカバー範囲との間の重なりの領域は、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合領域を形成する、第２のステップ
を含む方法である。
１つの特定の実施形態において、前記方法は、第３のステップであって、前記レーダは、前記競合領域内の前記近接レーダによってロックされたターゲットを検出し、ＤＦ４、ＤＦ５、ＤＦ２０又はＤＦ２１フルーツの検出は、前記競合領域内のターゲットの存在を示す、前記競合領域内の前記近接レーダによって生じる、第３のステップを含む。
前記第１のステップにおいて、前記レーダのＵＦ１１オールコール呼掛け信号に応答して、オールコール期間後及びロールコール期間中に同期ＤＦ１１応答を受信することは、例えば、前記拡張領域において追加の同期応答を提供し、このようにして得られた前記追加の応答は、オールコール期間内に他の同期応答として処理されて、従来のモードＳヒットの属性を有するＤＦ１１ヒットを構築する。
前記ターゲットは、例えば、前記ターゲットのフルーツと、前記近接レーダによって生じるＤＦ１１フルーツを生成する前記拡張領域のターゲットのフルーツのそれぞれとの間の時間差の絶対値を利用することにより、前記競合領域の内側の方位角領域内で事前に位置を特定され、前記ターゲットのそれぞれの方位角位置は、既知である。
本発明の別の主題は、前記方法を実装することができるレーダである。
前記レーダは、例えば、前記レーダによって送信された呼掛け信号に関連する受信期間とは無関係に、非同期モードＳ応答を連続的に処理するための手段を含む。
前記処理手段は、例えば、前記レーダの前記アンテナの前記放射パターンを個別に利用して、
－ 前記アンテナを介して受信された全ての前記非同期及び同期応答を検出すること、
－ 任意の種類の応答、メッセージのデータを復号し、且つそれらから前記モードＳアドレスを抽出すること、
－ それぞれの復号された応答をその特性で強化することであって、前記特性は、少なくとも検出時間、検出時の前記アンテナのメインローブの方位角及び前記アンテナ放射パターンを通して受信される強度である、強化すること
を行うことにより、前記非同期応答を検出及び復号する。
前記レーダは、例えば、拡張されたカバー範囲の前記領域におけるＤＦ１１ヒットの抽出器を含み、ＤＦ１１ヒットは、それらのモードＳアドレスを介したターゲットの位置特定及び識別のみを目的として、運用範囲を越えて抽出される。
前記レーダは、例えば、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合を検出し、及びＩＩ／ＳＩコードにおける任意の競合領域において前記近接レーダによってロックされたターゲットを検出し、且つその位置を特定するための処理手段を含み、前記手段は、
－ フルーツを、同期されたヒットに関連付けること、
－ ＤＦ１１＿Ｒ２フルーツのソースを地理的に分析することであって、ＤＦ１１＿Ｒ２は、ＤＦ１１フルーツが、そのソースが近接レーダＲ２である非同期応答であることを意味する、分析すること、
－ 前記競合領域において前記レーダによって検出されないターゲットの存在を隔離すること、
－ 前記競合領域における前記レーダに関して、前記ターゲットの方位角上の事前の位置特定を評価すること、
－ 前記レーダが他の全てのターゲットと同様にその監視機能を継続することを可能にするために、前記ターゲットを距離方向及び方位角方向で検出し、且つその位置を特定すること
を行う。
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して与えられる以下の説明から明らかになるであろう。
先行技術のモードＳレーダに関する例示的な概要図である。 本発明を実施することができるモードＳレーダの例示的な概要図である。 本発明による方法を実装するために用いることができるステップの図である。 所定の高度における二次レーダの運用範囲及び拡張範囲の図である。 ２つの二次レーダの範囲の重なりの図である。 基準レーダへの近接レーダの電磁衝突の図である。 逆に近接レーダへの基準レーダの電磁衝突の図である。 ターゲットが２つのレーダにより生成する応答に応じた、重なり合う領域の複数のサブ領域への分割の図である。 サブ領域によって重なり合う領域においてレーダＲ１及びＲ２にターゲットによって送信される応答の図である。 サブ領域によって重なり合う領域において送信された応答に応じた、レーダＲ１のＩＩ／ＳＩコードにおける方位角の競合領域の図である。 オールコール（ＡＣ）期間の持続時間を増加させることによって達成される、基準レーダの運用範囲外のＤＦ１１ヒットの検出の図である。 次の期間と並行して、ＡＣ期間の持続時間を増加させることなく達成される、基準レーダの運用範囲外のＤＦ１１ヒットの検出の図である。 近接レーダに起因するフルーツの非同期性の図である。 近接レーダによって生じるフルーツの時間的及び方位角分析を介した、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合領域内のターゲットの検索及び事前の位置特定の図である。 基準レーダの動作を中断することなくロックされたターゲットの検出の図である。 本発明による方法の別の図である。
モードＳレーダの例示的な概要を示す図１を参照すると、かかるレーダの原理が想起されるであろう。モードＳ二次レーダ（トランスポンダとのインターフェースは、ＩＣＡＯにより、Ａｎｎｅｘ１０のＶｏｌ．４において詳細に定義されている）の原理は、以下を含む。
－ 選択的呼掛け信号の送信。
・目的とする受信機、モードＳアドレスによって指定された単一のターゲットを示すか、又は
・送信機の識別子を示すかのいずれか一方。
－ 選択的応答の受信。
・送信機の識別子、ターゲットの同じモードＳアドレスを示すか、又は
・目的とする受信機、インタロゲータの識別子を示すかのいずれか一方。
－ その主な内容は、メッセージによって異なる。
〇取得フェーズ（一時的、滑走路閾値）
■ＤＦ１１：ターゲットのモードＳアドレス。
〇ＥＬＳ（ＥＬＳは、基本監視の頭字語である）
■ＤＦ４：高度
■ＤＦ５：識別（モードＡ）
〇ＥＨＳ（ＥＨＳは、拡張監視の頭字語である）
■ＤＦ２０：高度＋ＢＤＳレジスタ。その数値は、とりわけ、それを呼び出した呼掛け信号を介して認識される。
■ＤＦ２１：識別（モードＡ）＋ＢＤＳレジスタ。その数値は、とりわけ、それを呼び出した呼掛け信号を介して認識される。
従来の方法において用いる場合、二次レーダは、同期モードで動作し、即ち呼掛け信号を送信し、それと一致する応答を待ち、これによりターゲットの位置を（方位角及び距離の）測定によって特定し、ターゲットを（そのモードＳアドレスを介して）識別することができる。
このタスクを効果的に実行するために、レーダには、複数の放射パターン１１、１２、１４、１５を有するアンテナ１（図１）が装備されており、その役割は、以下のような従来のものである。
－ ターゲットの同期応答を問い合わせ、検出するための、以下にＳＵＭで示される合計パターン１１。
－ ＳＵＭビーム内のターゲットを細かく位置特定するための、ＤＩＦＦで示される差分パターン１２。
－ アンテナに面しているが、メインＳＵＭビーム内に存在しないターゲットからの応答をブロック及び拒否するための、ＣＯＮＴ＿Ｆｒｏｎｔで示される第１の管制パターン１５。
－ アンテナの背後にある（従ってメインＳＵＭビーム内に必ずしも存在しない）ターゲットからの応答をブロック及び拒否するための、ＣＯＮＴ＿ｂａｃｋで示される第２の管制パターン１４。
ミッション及び従ってレーダの期待される性能レベルに応じて、アンテナは、以下を有し得る。
－ 複数の放射パターン。
・４つのパターン：ＳＵＭ、ＤＩＦＦ、ＣＯＮＴ＿Ｆｒｏｎｔ及びＣＯＮＴ＿Ｂａｃｋ。
・３つのパターン：ＳＵＭ、ＤＩＦＦ、ＣＯＮＴ（アンテナにおいて共にグループ化されるＣＯＮＴ＿Ｆｒｏｎｔ及びＣＯＮＴ＿Ｂａｃｋ）。
・２つのパターン：ＳＵＭ、ＤＩＦＦ／ＣＯＮＴ（アンテナにおいて共にグループ化されるＤＩＦＦ、ＣＯＮＴ＿Ｆｒｏｎｔ及びＣＯＮＴ＿Ｂａｃｋ）。
－ パターンが設定されている寸法。
・幅方向：
〇幅が広く、高いゲインを提供し、方位角的に選択的且つ正確な細いメインビームを得るためのもの。
・高さ方向：
〇大きい高さ（ＬＶＡアンテナ、ＬＶＡは、大きい垂直開口の頭字語である）を取得し、ゲイン及び地表反射に対する保護（主にＡＴＣ）を提供するためのもの、又は
〇小さい高さを得るためのもの（移動性を提供するオープンアレイアンテナ）（主にＩＦＦに使用）。
ＳＵＭ及びＤＩＦＦパターンは、従来、２．４°～１０°の３ｄＢローブを有する狭いものである一方、ＣＯＮＴ＿Ｆｒｏｎｔ及びＣＯＮＴ＿Ｂａｃｋパターンは、それぞれ実質的に１８０°をカバーすることが望ましい。
アンテナは、以下の通りであり得る。
－ 固定された放射線パターン、即ち回転する「機械的」パターン、又は
－ 固定又は回転する可変電子走査パターンを有すること、即ちＡＥＳＡであること。
説明の残りの部分において、最も完全なアンテナ構成、即ち４つの放射パターンを有する回転アンテナについて説明し、他の構成は、採用されるアンテナ放射パターンの数及びアンテナが回転するか又は固定されるかに関わらず、同様に扱われる。しかし、説明を簡略化するために、ＣＯＮＴ＿Ｆｒｏｎｔ及びＣＯＮＴ＿Ｂａｃｋをグループ化したＣＯＮＴを有する３パターン構成を用いることも可能である。
アンテナ１は、４つの放射パターン：ＳＵＭ、ＤＩＦＦ、ＣＯＮＴ＿Ｆｒｏｎｔ及びＣＯＮＴ＿Ｂａｃｋ、又は３つの放射パターン（ＳＵＭ、ＤＩＦＦ、ＣＯＮＴ）、又は２つの放射パターン（ＳＵＭ、ＤＩＦＦ／ＣＯＮＴ）を介して１０３０ＭＨｚで呼掛け信号の放射を送信し、１０９０ＭＨｚで応答を受信する。
回転アンテナにおいて、ロータリージョイント２及びアンテナダウンリードは、以下を保証する。
－ ４つの放射パターンに対して独立して、１０３０ＭＨｚで送信され、１０９０ＭＨｚで受信される信号のレーダの回転部分と固定部分との間のＲＦ結合。
－ アンテナのメインローブの軸の方位角位置２０１の転送。
ＲＦ処理ステージは、以下を含む。
－ ４つの放射パターンに対して独立して、１０３０ＭＨｚで送信され、１０９０ＭＨｚで受信される信号間のＲＦ結合を保証する送受切換器又はサーキュレータ３。
－ 送信機４であって、
・ＳＵＭパターンを介して１０３０ＭＨｚで呼掛け信号を送信し、
・ＣＯＮＴ＿Ｆｒｏｎｔ及びＣＯＮＴ＿Ｂａｃｋパターンを介して１０３０ＭＨｚでＳＵＭローブ外側のトランスポンダをブロックし、
・様々な２次プロトコル：ＩＦＦ、ＳＳＲ及びモードＳの全てに対してこれを実行する送信機４。
－ ４つのパターン、ＳＵＭ、ＤＩＦＦ、ＣＯＮＴ＿Ｆｒｏｎｔ及びＣＯＮＴ＿Ｂａｃｋを介して１０９０ＭＨｚで応答を受信し、様々な２次プロトコル：ＩＦＦ、ＳＳＲ及びモードＳの角度誤差を計算する受信機５。
リアルタイム処理ステージは、以下を含む。
－ 様々な二次プロトコル：ＩＦＦ、ＳＳＲ及びモードＳに対して、呼掛け期間及び関連する受信期間をリアルタイムで管理する時空間マネージャ６。
－ 信号プロセッサ７であって、
・様々な二次プロトコル：ＩＦＦ、ＳＳＲ及びモードＳに対して、呼掛け信号に関連する受信期間内の応答を処理し、
・以下の４つの放射パターンを利用して、アンテナのメインローブにおいて同期された応答を検出し、復号する信号プロセッサ７。
〇ＳＵＭ：メインローブにおいて受信した応答を検出する。
〇ＤＩＦＦ：メインＳＵＭローブにおいて受信した応答を方位角によって細かく位置特定し、文字化けした応答を復元させる可能性がある。
〇ＣＯＮＴ＿Ｆｒｏｎｔ及びＣＯＮＴ＿Ｂａｃｋ：メインＳＵＭローブにおいて検出された場合、サイドＳＵＭ及びＤＩＦＦローブを介して受信した応答を拒否する。
アンテナのメインローブを処理するステージは、以下を含む。
－ ローブに存在するターゲットのマネージャ８であって、
・様々な二次プロトコル：ＩＦＦ、ＳＳＲ及びモードＳに対して、次のローブにおいて実行される（呼掛け信号応答）トランザクションを準備し、
・ローブのＩＦＦ、ＳＳＲ、オールコールモードＳ及びロールコールモードＳの期間を管理し、
・実行されたばかりのトランザクションの状態及びローブに入る任意の新しいインバウンド航空機に応じて、次のロールコール期間内に選択的モードＳ呼掛け信号及び応答を動的に配置するマネージャ８。
－ ローブにおいて受信された同期応答に基づき、呼掛け信号に用いたプロトコルに応じて、様々な二次プロトコル：ＩＦＦ、ＳＳＲ及びモードＳのそれぞれに対してヒットを生成する抽出器９。
マルチ回転処理ステージ１０は、以下を含む。
－ ターゲット位置（アンテナ交点）を予測し、内部要求、外部要求及び先の回転のトランザクションの状態のためにこれらの位置に関連付けられる実行されるべきタスクを準備するカバー範囲内のターゲットに関して実行されるモードＳタスクのマネージャ１０１。
－ （特に偽ヒットの削除及び復号データのチェックによる）性能の向上及びモードＳにおける、それだけではないが、主にその将来の位置の予測を目的としてターゲットが追跡されることを保証する、カバー範囲内のターゲットのヒット及び追跡の関連付け１０２。
ユーザインターフェースにより、レーダは、様々な要求を考慮に入れ、ターゲットのヒット及び追跡されるターゲットを確認することが可能となる。
モードＳ二次レーダが動作する方法を想起して、本発明をより詳細に説明する前にその実装原理を以下に説明する。本発明による解決策は、このレーダ、レーダＡが受信するか又はむしろＩＩ／ＳＩコードの競合の場合にもはや受信しないフルーツを利用することにより、レーダＡの環境を分析する。フルーツ（「時間的に同期していない誤った応答」という表現の頭字語）は、レーダによって誘導されない非同期応答である。これらのフルーツは、以下の通りである。
－ 同じ空間を共有する別のインタロゲータ（別のレーダ、ＷＡＭ、ＴＣＡＳ等）によって誘導されるか、又は
－ ターゲット自体（ＡＤＳ－Ｂ等）によって自動的に生成されるかのいずれか一方である。
フルーツは、以下によって特徴付けられる。
－ ターゲットのモードＳアドレス。
－ アンテナの放射パターンを介して受信する電力。
－ アンテナの方位角。
－ その受信のレーダ時間。
モードＳフルーツは、航空機が他のレーダＲ２、Ｒ３、Ｒ４等に送信するメッセージ（様々なダウンリンク形式（ＤＦ）のモードＳ応答）である。メッセージの形式に応じて、後者は、航空機の識別に関する情報を提供し、場合により応答の性質に応じて、航空機が通信している別のレーダ（Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４等）の識別に関する情報を提供する。航空機が、フルーツにも存在するそのモードＳアドレスを用いてこのレーダＲ１によって参照されている場合、これにより、レーダＲ１及びレーダＲ２のＩＩ／ＳＩコードにおける競合が存在する空間領域の位置を地理的分析により略リアルタイムで特定することが可能となる。
具体的には、共通のカバー範囲領域を共有する近接レーダＲ１及びＲ２によって同じＩＩ／ＳＩコードを用いた場合、異なるＩＩ／ＳＩコードで運用した場合と比較して環境内のフルーツの分布に不一致が見られる。これらの不一致は、特に以下の通りである。
－ ＲＦ共通領域（運用領域を越えた領域）内のいずれのターゲットも、２つのレーダＲ１及びＲ２が航空機を同じＩＩ／ＳＩコードにロックするため、ＤＦ１１フルーツを生成しない。
－ 各レーダＲ１又はＲ２のカバー範囲のそれぞれ共通していない領域内のターゲットは、同じＩＩ／ＳＩコードのＤＦ１１フルーツを生成する。
・各レーダＲ１、Ｒ２は、そのカバー範囲内の航空機を他のレーダと同じＩＩ／ＳＩコードにロックする一方、２つのレーダＲ１、Ｒ２のカバー範囲の２つの領域を越える航空機は、２つのレーダＲ１、Ｒ２のＩＩ／ＳＩコードを有するＤＦ１１フルーツを生成するため。
・それらが２つのレーダのいずれか一方、即ちＲ１又はＲ２のいずれによってもロックされなくなったため。
この種の完全な分析により、レーダＲ１及びＲ２のＩＩ／ＳＩコードにおける競合が存在する領域にフラグを付け、Ｒ１（及びそれぞれＲ２）に対して方位角による位置を特定することが可能となる。加えて、共通領域においてレーダＲ１が以下のフルーツを検出し得る。
－ 高度を付与するＤＦ４フルーツ。
－ 識別（モードＡ）を付与するＤＦ５フルーツ。
－ 高度及び必要なＢＤＳレジスタを付与するＤＦ２０フルーツ。
－ 高度及び必要なＢＤＳレジスタを付与するＤＦ２１フルーツ。
航空機とのレーダＲ２のＥＬＳ（基本監視の頭字語）又はＥＨＳ（拡張監視の頭字語）運用モードＳトランザクションによって生成される。
－ レーダＲ１が依然として認識していないモードＳターゲットを検出することが可能となる。
同じレーダＲ２による他のターゲットのＤＦ１１フルーツとのかかるターゲットのＤＦ４／５／２０／２１フルーツの略同期した生成（時間分析）により、数回転で以下が可能になる。
－ 各ターゲットのＤＦ４／５／２０／２１フルーツがレーダＲ２により隔離される。
－ ＩＩ／ＳＩ競合領域において依然として検出されていない新規ターゲットが、以下によってレーダＡの方位角において位置を事前に特定される。
・このターゲットのＤＦ４／５／２０／２１フルーツと、その位置がＲ１に認識されている他のターゲットによって生成されるＤＦ１１フルーツとの間の時間差に基づく時間分析により、又は
・各アンテナ放射パターン（ＳＵＭ、ＤＩＦＦ、ＣＯＮＴ）を介してフルーツから受信したエネルギーに応じて、レーダＲ１が各ＤＦｘｘフルーツに割り当てる署名によって（ＡＤＳ－Ｂ（ＤＦ１７）スキッタに適用されるこの原理の詳細については、仏国特許出願公開第１８００６５７号明細書を参照されたい）。
Ｒ２と共通の領域でのＩＩ／ＳＩコードの競合により、レーダＲ１のＵＦ１１オールコールに対するＤＦ１１応答のための受信は、無意味になるが、それにもかかわらず、より近傍の新規ターゲットの取得に引き続き有用である。従って、このターゲットの位置を距離方向に（より望ましくは方位角上）正確に特定するために、レーダＲ１は、ターゲットの事前に特定される方位角でのみ、そのオールコール期間を、極めて広い受信範囲にわたってターゲットのモードＳアドレスによる第３の選択的呼掛け信号で補完する（このターゲットのフルーツは、同期されていないため、その距離に関する情報は、一切提供されない）。第３のモードＳ（ＵＦ４又はＵＦ５）呼掛け信号を、非選択的（ＵＦ１１）モードＳ呼掛け信号及びＳＳＲ（ＭＡ／ＭＣ／Ｍ１／Ｍ２）呼掛け信号をすでに含む特定のオールコール期間に追加することができ、これは、これらの３つの呼掛け信号が異なるターゲットを対象とし、加えて、関連する同期応答が異なる形式のものであることから、解釈におけるいずれのエラーも防ぐためである。
選択的受信ウィンドウの大きさを小さくするために、ターゲットの距離は、ターゲットのフルーツにおいて受信される強度に基づいて評価され得る。この目的を達成するために、ターゲットから受信した各フルーツについて、後者の方位角が特定されると、ターゲットの距離は、受信したフルーツの方位角におけるアンテナ利得を考慮しながら、計算によって推定される。これにより特にレーダＲ２によってＲ１のＵＦ１１オールコールにロックされている場合でも、略リアルタイムでターゲットを取得し、正確に位置を特定し、次いでこれらのターゲットをロールコール（ＲＣ）期間内の選択的トランザクションを介して他の全てのターゲットと同様にその後管理することが可能となる。
説明の残りの部分が示すように、本発明は、少なくとも以下の利点を有する。
－ 本発明は、ＩＩ／ＳＩコードを用いて、いずれのレーダモードＳターゲットがロックされているかを特定するという概念そのものに基づいており、従ってターゲットがモードＳトランスポンダを有し、他の種類の搭載機器（例えば、ＡＤＳ－Ｂシステム等）を必要としないという条件で適用可能である。
－ 領域内の全てのターゲットのフルーツを分析することにより、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合領域を、ターゲットの数が多くても、（これらの全てのターゲットの位置により）より高い地理的精度で極めて迅速に定義することが可能となる。
－ レーダＲ２とのターゲットのフルーツを分析することにより、前記ターゲットの位置を方位角上で事前に特定することが可能となる。
－ 事前に特定された方位角におけるこのターゲットの距離の大きい許容誤差を有するオールコール内の選択的呼掛け信号により、レーダＲ１の動作性能に悪影響を及ぼすことなく正確に検出することが可能となる。
ここで、本発明を実施するために必要な変更と共に図１に示すモードＳレーダの概要を再考する。本発明を実施することができるレーダのこの新規概要を図２に示す。４つの放射パターンを有するアンテナを有するモードＳレーダに適用される、本発明によって追加される主要な構成部品及び処理動作を図２の太線で示す。
モードＳレーダの動作は、同期化されているのに対し、本発明によって追加される処理動作は、送信に関連しておらず、アンテナのメインローブの軸の方位角位置のみを利用する。ほとんどの構成要素は、変更されておらず、結果として、
－ 本発明は、モードＳレーダの運用上の動作に悪影響を及ぼさないだけでなく、
－ レーダが採用しているものと同じ以下のような構成要素も用いられている。
・広い意味での航空用に関して：アンテナ、ロータリージョイント、アンテナダウンリード、送受切換器。
・処理に関して：受信機。
これにより、特に同じ航空機からの同期応答及び非同期応答の相関が可能となる。追加される主な機能を以下に説明する。
リアルタイム処理ステージにおいて、特に信号の処理において以下を行う。
－ 非同期モードＳ応答の連続処理２１の追加（呼掛け信号に関連する受信期間とは無関係）により、４つの放射パターンＳＵＭ、ＤＩＦＦ、ＣＯＮＴ＿Ｆｒｏｎｔ及びＣＯＮＴ＿Ｂａｃｋを個別にだけでなく、それらの全てを活用することによって非同期応答の検出及び復号を保証し、
・受信した全ての応答：非同期及び同期応答を検出し、
・任意の形式（ＤＦ４／５／１１／２０／２１）の応答、メッセージのデータ及び上記の全てを復号して、それらからモードＳアドレスを抽出し、
・復号された各応答を、その特性：検出時間、検出時のアンテナのメインローブの方位角、ＳＵＭ、ＤＩＦＦ、ＣＯＮＴ＿Ｆｒｏｎｔ及びＣＯＮＴ＿Ｂａｃｋを介して受信した強度で強化する。
－ ＳＵＭ、ＤＩＦＦ及びＣＯＮＴ＿Ｆｒｏｎｔを介して測定された強度及びアンテナ方位角による同期応答の強化。
－ レーダの運用範囲外の同期応答の検出。
メインローブを処理するステージにおいて、運用範囲を越えて生成されたＤＦ１１ヒットのモードＳ抽出器２２が追加され、ＤＦ１１ヒットは、それらのモードＳアドレスを介したターゲットの位置特定及び識別を目的として、この範囲を越えて抽出される。
マルチ回転処理ステージにおいて、
－ ＩＩ／ＳＩコードにおける任意の競合領域を検出する処理２３の追加。
・カバー範囲の同期されたヒット（動作範囲以上）とのフルーツ（非同期応答）の関連付け。
・ＤＦ１１＿Ｒ２フルーツのソースの地理的分析（ＤＦ１１＿Ｒ２は、ＤＦ１１フルーツが、そのソースがレーダＲ２である非同期応答であり、即ちレーダＲ２によって送信されるオールコールに続いて、Ｒ１によって誘導されない非同期応答であることを意味する）。
－ ＩＩ／ＳＩコードにおける競合領域内でＲ２によってロックされるターゲットの正確な検出及び位置特定２３の追加。
・ＤＦ４／５／２０／２１＿Ｒ２フルーツの解析により、競合領域内でレーダＲ１によって検出されないターゲットの存在の隔離（ＤＦ４／５／２０／２１＿Ｒ２は、フルーツがＤＦ４形式、又はＤＦ５形式、又はＤＦ２０形式、又はＤＦ２１形式であり、レーダＲ２によって運用管理されるターゲットによって生成されることを意味する）。
・競合におけるカバー領域内のＲ１に関するその方位角上の事前の位置特定の評価。
・次いで、他の全てのターゲットに関してその監視を継続するための、このターゲットの距離方向及び方位角上の検出及び正確な位置特定。
図３は、本発明を実施するための様々なステップを示し、これらのステップは、運用レーダ３０によって実行される。後者は、それが担当する（ＥＬＳ又はＥＨＳ）運用カバー範囲の領域を監視する、即ち強化された同期応答を介して、考えられる全てのモードＳターゲットを検出及び位置特定するという従来の任務を実行する。レーダによって誘導される同期応答は、方位角上の選択的ＳＵＭ及びＤＩＦＦ放射パターンを用いて受信される。本発明が実施する３つの可能性のあるステップを以下に説明する。
第１のステップ３１は、３つのサブステップＳＥ１、ＳＥ２及びＳＥ３を含む。第１のサブステップＳＥ１において、レーダ３０は、フルーツを検出する。レーダによって誘導されないこれらの非同期応答は、４つの放射パターンＳＵＭ、ＤＩＦＦ、ＣＯＮＴ＿ｆｒｏｎｔ及びＣＯＮＴ＿ｂａｃｋを介して受信される。本発明によれば、レーダによって実行される処理は、特にＲＦ信号及び応答構造の両方の点で同期応答の形式と同一の形式のフルーツを利用する。
フルーツを活用するために、依然としてサブステップＳＥ１において、従来のレーダが通常拒絶するこれらの非同期応答を検出及び復号するステージが処理に追加される。これらの非同期応答は、従来の応答属性で制限され、これらの属性は、特に以下の通りである。
－ 検出時間。
－ フルーツの瞬間におけるアンテナの方位角。
－ 送信トランスポンダのモードＳアドレス。
－ メッセージの内容。
－ アンテナの各放射パターンにおけるフルーツの強度。
ターゲットからレーダまでの距離に応じて、フルーツは、複数の放射線パターンを介して同時に検出され得る。これらの条件下において、この第１のステップでは、１フルーツ当たり１つの非同期応答メッセージのみが存在することを保証するために複数の検出（同時に検出される）が連結される。この時点において、フルーツのソースを区別することはできず、以下の可能性がある。
－ 同じ空間を共有する別のインタロゲータ（別のレーダ、ＷＡＭ、ＴＣＡＳ等）によって誘導されるか、又は
－ ターゲット自体（ＡＤＳ－Ｂ等）によって自動的に生成されるかのいずれか一方であるが、本発明ではこの不測の事態を利用しない。
サブステップＳＥ２において、レーダの検出範囲は、ＩＩ／ＳＩコードの競合領域を定義することが可能な測定領域を作成するために、はるかに大きいか又はその最大の同期検出範囲まで拡張される（運用範囲は、多くの場合、その保証される最大範囲よりも小さくなるようにユーザによって設定されることが公知である）。このようにして得られた追加の同期応答（同じレーダＵＦ１１オールコール動作呼掛け信号を有し、従ってレーダの運用上の動作に悪影響を及ぼさない）は、従って、特に以下のような基本モードＳヒットの従来の基本属性を有するヒットを生成することを目的として、オールコール（ＡＣ）期間内のレーダのカバー範囲の他の同期応答と同様に処理される。
－ ヒット中心の検出時間。
－ 送信トランスポンダのモードＳアドレス。
－ ヒット中心の方位角。
－ ヒットの距離。
－ ヒットが形成された各応答に対して、
・検出時間（従来、５０ｎｓのオーダー）。
・アンテナの方位角。
・呼掛け信号の成功又は失敗（応答を受信したか否か）。
・ローブの指示エラー。
・メッセージの内容。
・アンテナの各放射パターン（ＳＵＭ、ＤＩＦＦ及びＣＯＮＴ＿Ｆｒｏｎｔ）における応答の強度。
サブステップＳＥ３において、フルーツは、レーダの拡張されたカバー範囲のモードＳヒットに関連付けられる。同期された（ＤＦ４／５／１１／２０／２１）応答を生成した選択的呼掛け信号を介して、レーダにより、レーダのカバー範囲の拡張又は運用空間内に位置特定される各ターゲットにより、本発明は、それが以下に関して（ターゲット識別子として用いられるトランスポンダの一意のモードＳアドレスに基づいて）生成したフルーツを関連付ける。
－ モードＳにおいて２つの連続する同期検出（１回転に近い）間、又は
－ 例えば、回転に基づいて。
フルーツは、本質的に非同期であるため、フルーツの検出時におけるターゲットの位置は、フルーツの受信時におけるその運用機能の一部としてレーダによって特定されるその軌道に基づいてターゲットの位置を補間することによって特定される。
第２のステップ３２において、レーダは、２つのレーダ間の様々な地理的領域を分析することにより、ＩＩ／ＳＩコードにおける潜在的な競合領域を検出し、特徴付ける。この動作は、レーダが、２つのレーダ間の様々な地理的領域に対して以下を分析することによってこの検出及び特性化を実行するサブステップＳＥ４に対応する。
－ ＩＩ／ＳＩコードの競合領域（図７の領域Ｄ１及びＤ２）の側面に位置する２つの領域Ｄ１及びＤ２内のターゲットのＤＦ１１フルーツの存在。
－ レーダＲ２の運用カバー範囲の重複しない領域Ａ（図７の領域Ａ）におけるターゲットからのＤＦ１１フルーツの欠如。
－ 領域Ｄ１及びＤ２内のレーダＲ１のものと同一のフルーツに関連付けられるＩＩ／ＳＩコード。
－ 領域Ｃ（図７の領域Ｃ）内のレーダの運用カバー範囲を越えて同期されたＤＦ１１ヒットがないこと。
ＩＩ／ＳＩコードにおける競合が確認された場合、対象の領域は、問題の修正を目的として、レーダによってＡＴＭスーパーバイザに送信される。
第３のステップ３３は、少なくとも３つのサブステップＳＥ５、ＳＥ６及びＳＥ７を含む。このステップにおいて、（ＡＴＣに不可欠な）レーダ監視の安全性を保証するために、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合が検出された場合、本発明は、以下を可能にする。
－ 競合領域内のレーダによって検出されないターゲットの存在を隔離すること。
－ 競合領域内のこのターゲットの方位角上の事前の位置特定を評価すること。
－ 他の全てのターゲットと同様にそれを監視することを可能にするために、このターゲットを検出し、距離方向及び方位角上で正確に位置を特定すること。
サブステップＳＥ５において、レーダは、競合領域内の検出されていないターゲットの存在を隔離する（ＩＩ／ＳＩコードにおける競合が検出された場合）。この目的を達成するため、ＩＩ／Ｓｉコードにおける競合領域（図７の領域Ｂ又はＣ）内の別のレーダＲ２によってロックされる可能性のあるターゲットの存在を検出するために、レーダは、最初に、捕捉した全てのフルーツの中から、そのモードＳアドレスが依然としてＲ１に認識されていない他のレーダＲ２に起因するＤＦ４／５／２０／２１フルーツ（即ちターゲットとの運用上の相互作用中にレーダＲ２によって生じたフルーツ）を隔離する。従って、そのモードＳアドレスによって参照されるターゲット、そのＤＦ４／５／２０／２１フルーツは、以下の通りである。
－ 領域Ｄ１及びＤ２内のＲ１に認識されるターゲットのＤＦ１１＿Ｒ２フルーツ間で時間的であり、
－ 領域Ｄ１及びＤ２のＤＦ１１＿Ｒ２フルーツ間でＲ１のＰ回転（例えば、約１０回転）にわたって時間的に同期され、
領域Ｂ又はＣ内でロックされる可能性のあるターゲットであり、その特定のフルーツは、この他のレーダＲ２によって生じる（これらの領域は、以下で定義される）。ターゲットのフルーツとＤ１及びＤ２内の各ターゲットのフルーツとの間の同期の基準は、これらのフルーツ間の時間差に関する許容差を考慮に入れ、Ｐ回転にわたるＤ１及びＤ２内のターゲットの既知の方位角変動並びにＲ２のローブにおけるその呼掛け信号の未知の位置を考慮する。ターゲットは、異なるレーダによりフルーツを生成するため、この時間的選択により、領域Ｂ又はＣ内のターゲットのＲ２に起因するもののみを選択することが可能となる。
サブステップＳＥ６において、レーダは、方位角上のＩＩ／ＳＩコードにおける競合領域内のターゲットの位置を事前に特定する。より正確には、レーダは、分析中のターゲットのフルーツと、領域Ｄ１及びＤ２内の既知のターゲットのフルーツとの間の時間差の絶対値を利用することにより、競合領域内の隔離されたターゲットの方位角上の事前の位置特定を評価する。Ｒ２の回転速度が安定したままであり、Ｄ１及びＤ２内のターゲットが回転毎にＲ１によって方位角及び距離において位置を特定されることを考慮すると、これにより、回転毎に、Ｒ１によるフルーツの検出時間を用いて、単純補間に基づく分析によってターゲットの方位角を推定することが可能となり、先行する時間分析のＰ回転にわたって（又は所望の精度に応じてそれを超えて）行うことが可能となる。回転毎に、ターゲットのフルーツ及びＤ１又はＤ２の既知のターゲットのフルーツから構成される各対により、方位角を推定することが可能となる。ターゲットの方位角上の事前の位置特定は、これらの推定値の平均である。
サブステップＳＥ７において、本発明は、Ｒ１を介して、その後、他の全てのターゲットと同様に監視を継続するために、方位角位置の検出及びＲ２によってロックされたターゲットの距離の計算を実行する。この目的を達成するために、そのフルーツを介して認識されるこのモードＳアドレスに対する追加の選択的呼掛け信号は、（通常、非選択的オールコール呼掛け信号を目的とする）ＡＣ期間内に位置決めされ、従ってロールコール（ＲＣ）呼掛け信号による既知のターゲットの選択的監視の運用動作は、変更されない。具体的には、このターゲットの距離は、これまでのところ正確にわかっていないため、関連する受信ウィンドウの大きさが大きく、ＲＣ期間内で採用された場合、シーケンス時間の約半分を占め、従って管理する他のターゲット（領域Ａ及びＢ）に悪影響を及ぼす。
図３に示すプロセスにおいて、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合を検出するサブステップＳＥ４後、コードにおける競合領域を示す警告タイプの外部宣言３９が続き、ＡＴＣ監視の全体的な安全性を向上させることが可能となる第１の処理ステージ３１を形成する。サブステップＳＥ５、ＳＥ６及びＳＥ７は、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合が発生した場合でも、レーダ３０による監視を保証することを可能にする第２の処理ステージ３２を形成し、この監視は、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合領域内の航空機の検出及び位置特定により保証される。
上で紹介した本発明の文脈及び段階をここでより詳細に説明する。第１に、二次レーダによって受信したフルーツの文脈が想起されるであろう。これらのフルーツは、常に実際のターゲットによって生成され、主に二次レーダの電磁カバー範囲内のターゲットによって生成される。
図４は、ＸＹ平面内のレーダの様々な範囲を示す。所定の領域におけるその監視の役割を保証するために、以下においてＲ１で示す二次レーダのカバー領域４１は、通常、９９％より高い検出率を保証するために送信マージンを組み込んでいる。この領域４１において、１０３０ＭＨｚの感度下限のトランスポンダを装備したターゲットは、モードＳ呼掛け信号を正しく解釈することができ、１０９０ＭＨｚでの強度下限のトランスポンダは、レーダによって正しく検出され得る。その結果、１０３０ＭＨｚにおける感度及び１０９０ＭＨｚにおける強度の分散により重点を置いた又はその上端にさえあるトランスポンダを有するターゲットは、依然として、この領域４１よりもはるかに大きい最大範囲において正しく解釈（従って応答）することができる。従って、ほとんどのターゲットが依然として呼掛け信号に応答することができるより大きい領域４２が得られる。加えて、レーダは、１０３０ＭＨｚでの呼掛け信号によって誘導される１０９０ＭＨｚでの同期応答を検出しなければならない。従って、その受信範囲は、多くの場合、実際には最大送信範囲よりもはるかに大きく、先行する領域４１、４２を包含する受信領域４３に通じている。領域４２の限界に対応する送信範囲及び領域４３の限界に対応する受信範囲は、以下においてそれぞれＲａｎｇｅ＿ＴＸ及びＲａｎｇｅ＿ＲＸで示す。対象の二次レーダをＲ１で示し、これは、領域４１の中心に位置し、その送信範囲及び受信範囲は、このレーダＲ１を基準にしてそれぞれＲａｎｇｅ＿ＴＸ１及びＲａｎｇｅ＿ＲＸ１で示す。その上、レーダオペレータは、多くの場合、保証された電磁範囲よりも狭い範囲で受信範囲を採用することが多く、従ってロックするターゲットに関して、主にレーダサイトからのターゲットの視認性の限界に起因する理由のため、４１よりも小さい半径の運用範囲を採用する。
図５は、第２のレーダＲ２がレーダＲ１の近傍に位置する２レーダ構成を示す。より正確には、図５は、２つのレーダ間のカバー領域の重なりを示す。説明の残りの部分で実施する分析は、レーダＲ１の観点から与えられ、相互分析がレーダＲ２の観点から可能である。レーダＲ２は、その送信範囲Ｒａｎｇｅ＿ＴＸ２の限界までＲ１のカバー範囲内のターゲットに呼掛ける。
図６ａ及び６ｂは、２つのレーダＲ１、Ｒ２間の衝突領域を示す。図６ａは、領域６１に対応するＲ１へのＲ２の衝突量を示す。図６ｂは、領域６２に対応するＲ２へのＲ１の衝突を示す。
図７に示すように、２つのレーダ間の重なりの領域（ここでは、Ｒ２がＲ１に衝突する場合）は、各レーダがサブ領域のターゲットと交換するメッセージの種類に応じて様々なサブ領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ１／Ｄ２、Ｅ、Ｆ１／Ｆ２に分割される。本発明の原理は、仏国特許出願公開第１８００９１４号明細書に記載されている装置と同様に、この種のメッセージの有無を詳細に分析して、これらのサブ領域を方位角により定義することを含む。本発明では、目的は、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合を検出することである。レーダと航空機のトランスポンダとの間で交換される応答の形式は、当業者に公知である。応答の種類は、レーダと、ターゲットが位置するレーダ領域内でレーダに起因するタスクとの両方に依存する。
ＩＩ／ＳＩコードにおいて競合が発生した場合に対象となる領域は、ターゲットがＲ２のカバー範囲（領域Ｅ、Ｃ、Ｂ）からＲ１に向かって進入した場合、領域Ａの前のＲ１によって検出されない領域Ｂであり、これは、領域Ｂにおいて、Ｒ２によってロックされているため、Ｒ１のオールコール（ＤＦ１１）に応答せず、従ってＲ１が認識されないためである。
以下の表１は、異なるＩＩ／ＳＩコード（Ｒ１の場合にはＩＩ１、Ｒ２の場合にはＩＩ２）を有するモードＳレーダの通常動作の例として、所定の領域におけるＲ１及びＲ２のそれぞれのタスクをまとめたものである。
Figure 0007425709000001
図８は、様々なＩＩ／ＳＩコードについて、サブ領域による応答の種類を示す。より具体的には、上記の表１に関して、サブ領域に応じて重なる領域内で交換されるメッセージを示す。Ｒ１と同期している応答は、太字で表し、Ｒ１と同期していない応答は、太字で表さない。後者は、Ｒ２に起因するフルーツである。更に、応答が同期しているか又はフルーツであるかは、それぞれ拡張子Ｓ及びＦで示す。
以下の表２は、両方のレーダによって同じＩＩ／ＳＩコードを用いる場合の、所定のサブ領域に属するターゲットに対するＲ１及びＲ２のそれぞれのタスクをまとめたものであり、このコードをＩＩｃで示す。
Figure 0007425709000002
図９は、同じＩＩ／ＳＩコードについて、サブ領域による応答の種類を示す。より具体的には、表２に関して、サブ領域に応じて重なる領域内で交換されるメッセージを示す。太字の文字は、同じＩＩ／ＳＩコード（ＩＩｃ）の場合に消滅するＤＦ１１フルーツを示す。太字ではない文字は、依然として存在する同期及び非同期応答を示す。レーダＲ１及びＲ２が同じＩＩ／ＳＩコード（ＩＩｃ）を用いた結果、各レーダのオールコールに対するＤＦ１１応答の分布は、図８に対して以下のように変更される。
－ サブ領域Ｄ１及びＤ２において、Ｒ１と同期され、Ｒ２と同期されていない応答が依然として存在し、加えて、それらは、同じコードＩＩｃを用いる。
－ サブ領域Ａにおいて、カバー範囲又はＲ１のターゲットは、Ｒ２とのいずれのフルーツＤＦ１１も生成しない。
－ サブ領域Ｃにおいて、Ｒ１のカバー範囲（サブ領域Ｂ）から出るターゲットは、Ｒ１がそれ以上ロックしなくても、Ｒ１のオールコールに応答しなくなる。
以下の表３は、Ｒ１について、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合がある場合及び競合がない場合のサブ領域間の差異をまとめたものである。
Figure 0007425709000003
４つのサブ領域１～４の航空機の空間分布に応じて、基準は、以下を満たす可能性がある。
－ 領域Ｄ１及びＤ２：Ｒ１ヒットの存在により、Ｒ２と同じＩＩｃコードのフルーツが生成される。
－ 領域Ｃ：領域Ｂから出るＲ１のヒットは、Ｒ１のオールコール（ＵＦ１１）に応答しない。
－ 領域Ａ：Ｒ１のヒットは、Ｒ２の識別子であるコードＩＩｃのフルーツを一切生成しない。
－ インバウンドヒットは、領域Ｂ内のＲ１に認識されず、領域ＡのＡＣにのみ表示される：アウトバウンド範囲＞インバウンド範囲。
この分析に続いて、レーダＲ１は、２つの領域Ｄ１及びＤ２間に含まれる方位角領域内でＩＩ／ＳＩコードにおける競合があるという推定を考慮し、この領域は、図９の２つの直線９１及び９２によって図式的に制限されている。実際には、これら直線の位置は、レーダＲ１及び以下を通る直線を引くことによって得られる。
－ Ｄ１において：Ｒ１から見て、最大方位角を有する同じコードＩＩｃのフルーツを生成するＲ１のターゲット。
－ Ｄ２において：Ｒ１から見て、最小方位角を有する同じコードＩＩｃのフルーツを生成するＲ１のターゲット。
レーダ運用カバー範囲外のＤＦ１１ヒットの検出を示す図１０ａ又は図１０ｂを参照して、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合の方位角を確認するために実行されるフルーツの特定処理をここで説明する。ＩＩ／ＳＩコードにおける競合の方位角を検出及び定義するために、レーダＲ１において、レーダの運用上の動作に干渉することなく、２つの領域Ｄ１及びＤ２からの同期応答を処理することが必要である。
その運用上の動作において、レーダは、そのカバー範囲（領域Ａ及びＢ）内の航空機に対する以下の２種類の期間を管理する。
－ モードＳにおいてインバウンド航空機を検出するためのオールコール（ＡＣ）期間。
・モードＳレーダビーム管理は、各ＡＣ内に一般的なＵＦ１１呼掛け信号コールを配置する。
・モードＳ応答処理は、レーダの運用範囲においてＤＦ１１応答を検出する。
・モードＳ抽出器は、レーダの運用範囲においてＤＦ１１モードＳヒットを再度構築する。
－ モードＳにおいて航空機の監視（ＥＬＳ又はＥＨＳ）を保証するためのロールコール（ＲＣ）期間。
・モードＳレーダビーム管理は、ＵＦ４／５／２０／２１要求を介してＡＣにおいて以前に検出された航空機に対して順に選択的に呼掛ける。
・モードＳ応答処理は、レーダの運用範囲においてＤＦ４／５／２０／２１応答を検出する。
・モードＳ抽出器は、レーダの運用範囲において強化されたモードＳヒットを再度構築する。
・次いで、このレーダのオールコール、従ってその識別子、即ちＩＩ／ＳＩコードにそれ以上応答しないように、レーダは、ＲＣにおいて取得されたターゲットをロックする。
本発明において、非同期応答の処理２１におけるモードＳ機能は、たとえそれらがレーダの運用範囲を越えてから到来したとしても、Ｒ１のレーダのＡＣ期間の最後のＵＦ１１呼掛け信号の後に受信されるＲ１のコードＩＩ１を有するＤＦ１１フルーツの全てを参照する。以下に示されているように、２つのアプローチが可能である。
－ 図１０ａにおいて（ＡＣ期間の持続時間の増加）、及び
－ 図１０ｂにおいて（同期したＤＦ１１応答が受信される期間は、ＡＣ期間の外側、ＲＣ期間内に位置する）。
両方の解決策により、ＤＦ１１抽出機能２２は、運用カバー範囲外（ＡＣ期間の従来の受信フェーズ外）、従って領域Ｄ１、Ｃ及びＤ２に対して同期したＤＦ１１ヒットを構築することが可能となる。図１０ａ及び１０ｂは、従って、運用上のＡＣ受信期間外の追加受信フェーズ１１０を特徴とし（これは、先行技術レーダの動作要件ではない）、このフェーズは、従って、図１０ｂの場合、レーダの運用上の動作を混乱させない。この追加受信フェーズは、領域４２に対して実行される（図４を参照されたい）。従って、レーダの運用カバー範囲内の同期したＤＦ１１応答は、ＡＣにおけるレーダの運用上の動作によって既に利用されているため、この新しい機能２２によって処理されないことに留意されたい。
ＤＦ１１応答を受信するこの追加フェーズの期間は、図１０ｂの場合、次のＡＣ期間前にこの期間と並行して実行されるため、実際にはＲＣ期間の持続時間によってのみ制限される。実際には、ＲＣ期間の持続時間は、ＡＣ期間の約１．５～２倍であるため、必ず運用範囲の２倍を超える距離からの応答を受信することができる。従って、最大受信範囲は、実際には電磁範囲によってのみ制限される。
図１１を参照して、ターゲットへの時間的アプローチによる領域Ｂ内のターゲットの検索についてここで説明する。この時間的アプローチについて、レーダは、機械的に回転するアンテナであると仮定され、この仮定は、大多数のＡＴＣレーダに当てはまる。図１１は、例として、概略図の形式において、共通ＲＦカバー範囲の領域内の全てのターゲットが以下に向かっている場合の先行レーダＲ１及びＲ２に対する事例を示す。
－ レーダＲ１の北東。
－ レーダＲ２の南西。
また、（この例において）Ｒ２のアンテナの回転周期がＲ１の約３／４であることも追加で仮定されている。
図１１は、この共通領域内のターゲットのＲ１と同期した応答１１１と、Ｒ２と同期した応答１１２と、Ｒ１と同期していない応答１１３（フルーツ）とを示す。２つのアンテナ回転間の自然な動きのため、Ｒ２に起因するフルーツもＲ１に対して方位角的に同期しておらず、それでも、その後にそれらの方位角を計算することを意図して、フルーツに正確なタイムスタンプを付け得ることがわかる。
領域Ｂ内において潜在的にＲ２によってロックされたターゲットの存在を検出するために本発明が用いる原理は、第１に、Ｒ１によって捕捉された全てのフルーツの中で、レーダＲ２に起因するＤＦ４／５／２０／２１のフルーツを必要とし、後者は、領域Ｂ又はＣ内のターゲットを含むターゲットとの運用上の相互作用中に隔離されるように誘導する。ＤＦ４／５／２０／２１メッセージは、Ｒ２の識別子を含まず、ターゲットのモードＳアドレスのみを含むため、メッセージを誘導したレーダをそれら自体で識別せず、ターゲットを識別することのみを可能としていることに留意されたい。
この隔離を達成するために、図１２に示すように、本発明は、Ｒ２のフルーツがアンテナＲ２のある回転から次の回転まで互いに略同期しているという事実を利用する。先行する分析により、Ｒ１は、図９の例において、Ｒ１の南東（Ｒ２の南西）の領域Ｄ１及びＲ１の北東（Ｒ２の西）のＤ２において、Ｒ２に起因する（その識別子により）ＤＦ１１フルーツを生成するターゲットの位置を特定することが可能であった。分析の次のステップは、複数の回転にわたり、それらのフルーツを、ターゲットのフルーツ又は領域Ｄ１及びＤ２に関して、これらのターゲットの動きを考慮した場合に略一定のままである時間差を分析することにより、Ｒ２のこれらのＤＦ１１フルーツと同期するＤＦ４／５／２０／２１フルーツを検索することを含む（これらのターゲットは、運用カバー範囲外でＲ１と同期するヒットを生成するため、Ｒ１は、この動きを計算し得る）。従って、
－ ある回転から次の回転まで、領域Ｄ１及びＤ２のＲ１に認識されるターゲットのＤＦ１１＿Ｒ２フルーツ間で時間的であり、
－ 領域Ｄ１及びＤ２のフルーツＤＦ１１＿Ｒ２間でＲ１のＰ回転（約１０回転 － 本発明のパラメータ）にわたって時間的に同期する、
これらのＤＦ４／５／２０／２１フルーツは、領域Ｂ及びＣに潜在的に存在するターゲットに起因するものであり、Ｒ２によって誘導される。
図１２は、時間軸に沿って、Ｒ１の方位角において、スキャンＮ（ｓｃａｎ＿Ｎを参照されたい）から始まるＲ２のアンテナによる連続スキャンを示し、この図は、領域「Ｒ２の南西のＤ１」から領域「Ｒ２の西のＤ２」まで、従って領域ＢとＣを通るＲ２のアンテナの通過の連続的な時間的拡大を示す。破線は、拡大部分を強調するために意図的に縮小された時間スケール上のＲ２の他の方位角へのＲ２のアンテナの回転の残りの部分を示す。領域「Ｒ２の南西のＤ１」及び「Ｒ２の西のＤ２」において、Ｒ２によって誘導されたＤＦ１１＿Ｒ２フルーツを送信するターゲットのみが（黒丸によって）示されている。領域Ｄ１及びＤ２間の中央期間において、Ｒ１が捕捉するＤＦ４／５／２０／２１フルーツは、２種類である。本発明によるレーダは、これらのフルーツをターゲット毎（ＤＦ４／５／２０／２１メッセージにおいて利用可能なモードＳアドレス）に分析して、各回転において、２つの領域Ｄ１及びＤ２のＤＦ１１＿Ｒ２フルーツに関するそれらの時間差を特定する。
－ 領域Ｂ又はＣ内のターゲットに対してＲ２によって誘導されるフルーツは、それらが同じレーダによって誘導されるため、Ｒ２のＤＦ１１フルーツに対して略安定している（太い円で表されるフルーツ）。
－ 任意の方位角におけるターゲットに対して他のレーダによって誘導され、Ｒ１がそれにもかかわらず全方向性アンテナ（放射パターンＣＯＮＴ）を介して検出するフルーツは、これらのレーダ及びＲ２のアンテナの回転における差が許容された後、Ｒ２のフルーツに関して時間の関数として安定しない（太くなっていない円で表されたフルーツ）。
図１２において、Ｐ（パラメータ）回転の深さにわたる分析のため、ＤＦ１１＿Ｒ２フルーツ（Ｄ１の＠ＭＳＡ及びＤ２の＠ＭＳＢ）に関して安定したままである（パラメータ化可能な時間許容差ΔＴを有する）モードＳアドレスＭＳ１（＠ＭＳ１）の太い円で表されたターゲットは、領域Ｂ又はＣにあると考えられる。図１２の分析により、従ってフルーツを相互に関して位置決めすることが可能となる。
Ｒ１のＵＦ１１オールコールに応答せずに、領域Ｂにあるものとして方位角上に潜在的にロックされるターゲットの位置を事前に特定するには、少なくとも２つの方法：時間差による方位角上の事前の位置特定又はアンテナ放射パターンの使用による方位角上の事前の位置特定を用い得る。
方位角上の事前の位置特定について、前のステップにおいて、アドレスＭＳ１（＠ＭＳ１）のターゲットのフルーツと領域Ｄ１及びＤ２のＤＦ１１＿Ｒ２フルーツとの間の時間差の安定性が、領域Ｂ又はＣに属するかどうかを隔離するために用いられることに留意されたい。ここで、レーダＲ１は、ＤＦ１１＿Ｒ２フルーツを生成した領域Ｄ１及びＤ２内のターゲットの方位角上の位置をその基準フレームにおいて認識する。
領域Ｄの各ターゲット（＠ＭＳＡ及び＠ＭＳＢ）に対する分析中のターゲット（＠ＭＳ１）の時間差の絶対値により、ターゲット＠ＭＳ１の方位角を、先行する分析のＰ回転の各回転（又は所望の精度に応じてそれを超えて）に関して推定できる。所定の回転におけるターゲット＠ＭＳ１の方位角上の事前の位置特定は、これらの推定値の平均である。Ｐ回転にわたる線形回帰により、方位角を調整し、加えてＲ１に対するターゲットの角速度を評価することが可能となる。
方位角上の事前位置を特定し得、即ちアンテナの放射パターンを用いる他の方法の原理は、特に仏国特許出願公開第１８００６５７号明細書において説明されている。
領域Ｂ内にある可能性のあるロックされたターゲットが方位角上で位置を特定されると、距離方向にその位置を特定することが残る。前の例の残りの部分において、ターゲット＠ＭＳ１が考慮される。Ｒ１に対して距離方向に位置を特定されるこのターゲット＠ＭＳ１は、
－ 領域Ａにはなく、その場合、Ｒ１のＵＦ１１呼掛け信号に応答したはずだからである。
－ 潜在的に領域Ｂにあり、従ってＲ１が担当する領域にある（この場合、それを検出しなければならない）。
－ 潜在的に領域Ｃにあり、従ってＲ１が担当する領域の外側にある（この場合、それを検出する必要はない）。
領域Ａの最大距離を超え、領域Ｂの最小距離より下のターゲット＠ＭＳ１を検索する必要がある。ターゲット＠ＭＳ１は、少なくとも以下の２つの方法：
－ モードＳプロトコルの機能を利用すること、又は
－ 領域Ｂターゲットの選択的呼掛け信号を利用すること
のいずれか一方を用いて検出され、正確に位置決めされ得る。
モードＳプロトコルは、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合が発生した場合、ＵＦ１１オールコール呼掛け信号を受信するターゲットのロックを強制的に解除し、ロックされたトランスポンダにＵＦ１１要求のＩＩ／ＳＩコードに応答するように強制するように準備する。このアプローチは、
－ レーダＲ１が既に認識しており、ＵＦ１１コールの送信の方位角上にあるか、又は送信アンテナのローブの方位角幅（６°に近いＥＢＷ＿ＴＸ）によってカバーされる、領域Ａ及び領域Ｂにおけるそれらの全てのターゲットが応答するため、多くのクラッターを生成するだけでなく、
－ これらの全てのモードＳ応答も重なり合うため、常に効果的でもなく、
・ターゲットの数がこの方位角方向において多い場合、又は
・単にターゲットが＠ＭＳ１に距離的に近い場合でも、
＠ＭＳ１は、従って、１回目の試行で検出されない可能性が高く、その都度、既に認識されているターゲットから不必要な応答を多数誘導する多数の回転にわたる多数の試行を必要とする。
図１３に示す他の方法において、既に認識されている領域Ａ又は領域Ｂにおけるターゲットからの応答を防ぐために、ターゲット＠ＭＳ１は、事前に位置を特定された方位角において選択的に呼掛けられる。図１３に示すように、モードＳアドレスＭＳ１のターゲットに対して選択的である選択的呼掛け信号は、ＡＣ期間（通常、非選択的オールコール呼掛け信号を対象としている）内に位置決めされ、従ってロールコールによる既知のターゲットの選択的監視の運用動作を変更する必要がない。図１３の例において、ＡＣ期間内に、ターゲットの方位角において、アドレスＭＳ１に対して選択的であるＵＦ４呼掛け信号がＡＣｍ＋２期間に追加される（即ちＵＦ１１オールコールに追加される）。
直前に与えられた本発明の実施の説明に照らして、図１４は、３つのレーダが関与する場合の本発明の原理を示し、より具体的には第２のステップ３２及び第３のステップ３３（図３を参照されたい）を示す。考慮される二次レーダは、依然としてレーダＲ１であるが、ここでは、２つの近接レーダ、レーダＲ２及びレーダＲ３が存在する。Ｒ２に関して説明した原則は、Ｒ３にも適用可能である。レーダＲ１は、従って、そのカバー領域に存在する可能性のあるオールコールに応答しないターゲットを検出し、これらのターゲットは、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合のためにレーダＲ２によってロックされる。第１のステップ３１において、レーダＲ１がその範囲を拡張領域４２に事前に拡張しており、この領域４２内のフルーツを検出していることにより、検出は、以下のように進行する。
－ レーダＲ１は、カバー領域４１を越えた拡張領域４２において、Ｒ１と同じＩＩ／ＳＩコードのＤＦ１１＿Ｒ２フルーツ（そのソースは、レーダＲ２である）を検出する１４１（サブ領域Ｄにおける検出）。
－ レーダＲ１は、Ｒ２のカバー領域（サブ領域Ａ）と重ならないＲ１のカバー領域内にＤＦ１１＿Ｒ２フルーツがないことを観測する１４２。
－ レーダＲ１は、その運用カバー範囲（サブ領域Ｃ）を出る航空機からの同期ＤＦ１１＿Ｒ１応答がないことを観測する。
これらの条件下において、レーダＲ１は、上記から、２つのレーダＲ１及びＲ２間でＩＩ／ＳＩコードにおける競合が存在すること（Ｒ２ロック応答）を推定し、これは、サブステップＳＥ４に対応する。その起点が２つのレーダＲ１及びＲ２のカバー範囲間の重なりの領域Ｂ又はＣ内のＲ２であるＤＦ４、ＤＦ５、ＤＦ２０又はＤＦ２１フルーツの存在から、レーダＲ１は、航空機がこの領域Ｂ又はＣに存在することを推定する１４３。この見えないターゲットの方位角及び距離は、次いで、上で説明したように特定される。
１ アンテナ
２ ロータリージョイント
３ サーキュレータ
４ 送信機
５ 受信機
６ 時空間マネージャ
７ 信号プロセッサ
８、１０１ マネージャ
９ 抽出器
１０ マルチ回転処理ステージ
１１、１２、１４、１５ アンテナ放射パターン
２１、２３ 処理手段
２２ 抽出器
３０ レーダ
３１ 第１のステップ
３２ 第２のステップ
３３ 第３のステップ
３９ 外部宣言
４０ カバー領域
４２、ｒｅｇｉｏｎ＿Ｄ１、ｒｅｇｉｏｎ＿Ｄ２ サブ領域
４３ 受信領域
６１、６２ 領域
１１０ 追加の同期応答
１１１、１１２、１１３ 応答
２０１ 方位角位置
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ１及びＤ２ 地理的領域
Ｒ１ 二次モードＳレーダ
Ｒ２ 近接レーダ
ｒｅｇｉｏｎ＿Ｂ、ｒｅｇｉｏｎ＿Ｃ 競合領域

Claims (8)

  1. 二次モードＳレーダ（Ｒ１）の近傍のレーダのＩＩ／ＳＩ識別コードにおける競合を検出するための方法において、少なくとも、
    － 第１のステップ（３１）であって、
    － 前記レーダ（Ｒ１）のカバー範囲は、拡張されて（ＳＥ２）、拡張されたレーダカバー範囲において同期応答を得、
    － 前記レーダ（Ｒ１）は、拡張されたレーダカバー範囲の領域（４２）において、一方的な非同期応答、即ちフルーツを検出し（ＳＥ１）、
    － 前記フルーツは、前記拡張されたレーダカバー範囲のモードＳターゲットに関連付けられ（ＳＥ３）、前記フルーツの位置は、それらのモードＳアドレスに基づいて、前記ターゲットの同期検出による補間によって特定される、第１のステップ（３１）、
    － 第２のステップ（３２）であって、前記レーダ（Ｒ１）は、前記レーダ（Ｒ１）及び少なくとも１つの近接レーダ（Ｒ２）に共通するレーダカバー範囲の地理的領域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ１及びＤ２）を分析することにより、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合を検出し、競合は、前記レーダ（Ｒ１）が、
    － 前記拡張されたレーダカバー範囲のサブ領域（４２、ｒｅｇｉｏｎ＿Ｄ１、ｒｅｇｉｏｎ＿Ｄ２）において、前記近接レーダ（Ｒ２）をソースとして有する、前記レーダ（Ｒ１）と同じＩＩ／ＳＩコードのＤＦ１１フルーツの存在を検出し（１４１）、
    － 前記近接レーダ（Ｒ２）のレーダカバー範囲の領域と重ならない前記レーダ（Ｒ１）のレーダカバー範囲の領域（４１、領域Ｂ）において、前記近接レーダ（Ｒ２）によって生じるＤＦ１１フルーツの欠如を観測する（１４２）場合に検出され、
    前記レーダ（Ｒ１）の前記レーダカバー範囲及び前記近接レーダ（Ｒ２）の前記レーダカバー範囲の重なりの領域（ｒｅｇｉｏｎ＿Ｂ）は、ＩＩ／ＳＩコードにおける競合領域を形成する、第２のステップ（３２）、
    － 第３のステップ（３３）であって、前記レーダ（Ｒ１）は、前記競合領域内のターゲットの存在を示す、前記競合領域（ｒｅｇｉｏｎ＿Ｂ、ｒｅｇｉｏｎ＿Ｃ）内の前記近接レーダ（Ｒ２）によって生じるＤＦ４、ＤＦ５、ＤＦ２０又はＤＦ２１フルーツの検出（１４３）に基づいて、前記競合領域（ｒｅｇｉｏｎ＿Ｂ、ｒｅｇｉｏｎ＿Ｃ）内の前記近接レーダ（Ｒ２）によってロックされたターゲットを検出し（ＳＥ５）、
    前記ターゲットは、前記近接レーダ（Ｒ２）に起因する前記ターゲットのそのＤＦ４、ＤＦ５、ＤＦ２０又はＤＦ２１フルーツのそれぞれと、前記近接レーダ（Ｒ２）によって生じる、拡張されたレーダカバー範囲の前記領域（ｒｅｇｉｏｎ＿Ｄ１、ｒｅｇｉｏｎ＿Ｄ２）の他のターゲットの前記ＤＦ１１フルーツのそれぞれとの間の時間差の絶対値を利用することにより、前記競合領域（ｒｅｇｉｏｎ＿Ｂ、ｒｅｇｉｏｎ＿Ｃ）の内側の方位角領域内で事前に位置を特定され（ＳＥ６）、前記他のターゲットのそれぞれの方位角位置は、既知である、第３のステップ（３３）
    を含むことを特徴とする方法。
  2. ターゲットの正確な距離方向及び方位角位置は、受信ウィンドウに関連付けられる、前記ターゲットの前記事前に位置を特定された方位角領域において、選択的ＵＦ４又はＵＦ５呼掛け信号を位置決めすること（１３１、ＳＥ７）によって得られ、前記応答は、前記ターゲットの前記フルーツの強度及び前記レーダの特性に基づいて推定される前記ターゲットの距離における不確実性を考慮に入れて受信され、前記選択的呼掛け信号は、ＵＦ１１オールコールモードＳ呼掛け信号に加えて又はその代わりに、ロールコール期間中又はオールコール期間中に前記ターゲットに送信されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  3. いわゆるＵＦ１１オールコール呼掛け信号を、前記レーダの前記ＵＦ１１オールコール呼掛け信号に応答して前記第１のステップ（３１、ＳＥ２）において送信し、前記オールコール期間後及び前記ロールコール期間中に同期ＤＦ１１応答を受信する前記レーダは、拡張されたレーダカバー範囲の前記領域（４２）において追加の同期応答（１１０）を提供し、このようにして得られた前記追加の応答は、前記オールコール期間内に他の同期応答として処理されて、従来のモードＳヒットの属性を有するＤＦ１１ヒットを構築することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 二次レーダにおいて、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法を実装するよう構成されることを特徴とする二次レーダ。
  5. 前記レーダによって送信された呼掛け信号に関連する受信期間を含み、前記受信期間とは無関係に、前記非同期モードＳ応答を連続的に処理するための手段（２１）を含むことを特徴とする、請求項４に記載のレーダ。
  6. アンテナ放射パターン（１１、１２、１４、１５）を有するアンテナ（１）を含み、前記処理手段は、前記レーダの前記アンテナの前記放射パターンを個別に利用して、
    － 前記アンテナを介して受信された全ての前記非同期及び同期応答を検出すること、
    － 任意の種類の応答、メッセージのデータを復号し、且つそれらから前記モードＳアドレスを抽出すること、
    － それぞれの復号された応答をその特性で強化することであって、前記特性は、少なくとも検出時間、検出時の前記アンテナのメインローブの方位角及び前記アンテナ放射パターンを通して受信される強度である、強化すること
    を行うことにより、前記非同期応答を検出及び復号することを特徴とする、請求項５に記載のレーダ。
  7. 拡張されたカバー範囲の前記領域（４２）におけるＤＦ１１ヒットの抽出器（２２）を含み、ＤＦ１１ヒットは、それらのモードＳアドレスを介したターゲットの位置特定及び識別のみを目的として、前記レーダの運用範囲を越えて抽出されることを特徴とする、請求項４～６のいずれか一項に記載のレーダ。
  8. ＩＩ／ＳＩコードにおける競合を検出し、及びＩＩ／ＳＩコードにおける任意の競合領域において前記近接レーダによってロックされたターゲットを検出し、且つその位置を特定するための処理手段（２３）を含み、前記手段（２３）は、
    － フルーツを、同期されたヒットに関連付けること、
    － ＤＦ１１フルーツであって、非同期応答であり、その原因が近接レーダ（Ｒ２）であるＤＦ１１フルーツのソースを地理的に分析すること、
    － 前記競合領域において前記レーダによって検出されないターゲットの存在を隔離すること、
    － 前記競合領域における前記レーダに関して、前記ターゲットの方位角上の事前の位置特定を評価すること、
    － 前記レーダが他の全てのターゲットと同様にその監視機能を継続することを可能にするために、前記ターゲットを距離方向及び方位角方向で検出し、且つその位置を特定すること
    を行うことを特徴とする、請求項４～７のいずれか一項に記載のレーダ。
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