NO166900B - Dekodingskrets for et forsterket blokkvarsel i en mottaker i et mikroboelge-landingsystem. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en dekodingskrets for et forsterket blokkvarsel i et hurtig sveip i en ombordværende mottaker i et landingssystem basert på mikrobølger (MLS-microwave landing system), omfattende et digitalfilter som er tilpasset de nyttige pulser som skal mottas, en toppverdi-detektor, en krets for automatisk forsterkningsstyring, en krets for utvelgelse av pulser etter topp-amplitude,

samt en krets for dekoding av pulspar.

Fransk patentsøknad nr. 83 10 239 beskriver en fremgangsmåte for beskyttelse mot støy i et MLS-system ("Microwave Landing System"), ifølge hvilket stråleknippet som utkastes fra senderen på bakken avgir et blokkvarsel-signal i tillegg for hver funksjon eller blokk av funksjoner, idet dette tilleggsvarselet, det såkalte "forsterkede blokkvarsel" består av pulspar som tjener til å identifisere de asso-sierte funksjonene som følger etter dem. Samme patentsøknad beskriver også en mottaker ombord som er egnet til å motta, dekode og utnytte et slikt forsterket blokkvarsel.

Dekoderen i denne mottakeren fungerer korrekt i fravær av støy, men den er ikke beskyttet mot støy i sin almin-nelighet, og særlig ikke mot støypulser.

Gjenstanden for foreliggende oppfinnelse er en dekodingskrets for det forsterkede blokkvarsel i et hurtigsveip, til bruk i en MLS-mottaker ombord, hvilken dekodingskrets er effektivt beskyttet mot støy, og mot støypulser, i den grad disse siste har mindre amplitude enn pulsene som skal mottas, eller har en annen form.

En dekodingskrets av den innledningsvis angitte art er kjent fra US 4.099.124, men denne teknikk vedrører et såkalt DME-apparat (distance measuring equipment), mens den foreliggende oppfinnelse vedrører et såkalt MLS-apparat (Microwave Landing System). Et kjent DME-apparat innebærer en behandling av pulspar med en pulsavstand som er avhengig av bakkestasjonens identitet. Videre omhandler denne publika-sjon en AGC-kreta (automatic gain control) som samvirker med en amplitudekomparator, hvor amplituden av en mottatt puls blir sammenlignet, med et referansenivå som er etablert ved amplituden av en tidligere mottatt annen puls hos et pulspar med riktig avstandsforhold. Denne kombinasjon innebærer eliminering av tilfeldige pulser eller pulspar som har uriktig avstandsforhold.

Den foreliggende oppfinnelse som har å gjøre med et MLS-system (Microwave Landing System) dekoder også pulspar, men disse pulser må oppfylle samtidig tre kriterier, nemlig: amplitude, pulsform og avstand mellom pulsene i et par. Dekodingskretsen ifølge den foreliggende oppfinnelse er således karakterisert ved at inngangen til dekodingskretsen er forbundet direkte både med toppverdi-detektoren og kretsen for automatisk forsterkningsstyring, idet utgangen fra kretsen for automatisk forsterkningsstyring er forbundet med digitalfilteret, som på sin side er forbundet med en krets for selektering av pulser med en påkrevet form og varighet, og at toppverdi-detektorkretsen er tilkoblet en krets for selektering av to etter hverandre følgende pulser med hovedsakelig samme amplitude, idet utvelgelseskretsen får sin utgang aktivert ved hjelp av utgangssignal fra kretsen for godkjennelse av pulsbredde, det vil si ved pulser med korrekt varighet (ved porten), samtidig som kretsen for dekoding a pulspar er passende innkoblet mellom selekteringskretsen og kretsen for godkjennelse av pulsbredde, slik at der kan detekteres amplitude, pulsform og avstand mellom pulser i et par som ankommer inngangen.

Den kjente krets ifølge US 4.099.124 vil ikke være i stand til å dekode slike MLS-pulspar, spesielt fordi denne kjente krets ikke er konstruert for å tilbakevise eller forkaste pulser med ikke korrekt varighet og/eller form. Heller ikke vil teknikken ifølge US 3.582.676 kunne brukes til dekoding av slike MLS-pulspar.

Foreliggende oppfinnelse kan forstås bedre ved å lese følgende detaljerte beskrivelse av en eksempelvis og ikke begrensende utførelsesform, illustrert i de vedlagte teg-ninger, hvor: Figur 1 er et forenklet blokkdiagram over en MLS-mottaker ombord, omfattende dekoderen ifølge oppfinnelsen, og Figur 2 er et detaljert blokkdiagram over dekoderen i figur 1.

Den ombordværende MLS-motakeren, vist i forenklet form på figur 1, er i og for seg godt kjent, og skal bare beskrives meget kort i den hensikt å fastslå beliggenheten av dekoderen for forsterket blokkvarsel ifølge oppfinnelsen .

Denne mottakeren ombord omfatter hovedsakelig og i rekke-følge en inngangsvelger 1, forbundet med en mottakeran-tenne 2, et første blandetrinn 3 forbundet med en første lokal-oscillator 4, en første forsterker for mellomfre-kvens 5, et andre blandetrinn 6 forbundet med en andre lokaloscillator 7, og en andre forsterker for mellomfre-kvens 8. Forsterkeren 8 er forbundet for det første med en krets 9 for behandling av vinkelopplysninger, som på sin utgang gir verdier for asimut- og elevasjonsvinkler, og for det andre med en krets 10 for fasedemodulasjon (DPSK) og dekoding av data og blokkvarsel, som igjen for-syner kretsen 9 med synkroniserings-signaler (tidsreferanse oppnås med utgangspunkt i en overgang 0-1 i det normale blokkvarsel).

Utgangen fra forsterkeren 8 er dessuten forbundet med en krets 11 for dekoding av det forsterkede blokkvarsel, de-taljbeskrevet lengre frem med henvisning til figur 2. Utgangen for synkroniserings-signaler fra kretsen 11 er forbundet med kretsen 9 (tidsreferanse oppnås med utgangspunkt i det forsterkede blokkvarsel). Elementene 1 til 10 er velkjente, f.eks. fra ovennevnte patentsøknad, og skal ikke beskrives i detalj her.

Kretsen 11 (figur 2) omfatter en inngangsklemme 12 (forbundet med utgangen fra 8). Inngangen 12 er i kretsen 11 forbundet med inngangen.til en AGC-krets 13 (automatisk forsterkningsstyring), såvel som med inngangen til en toppverdi-détektorkrets 14 som omfatter en inngang 15 for styring av nullstilling. Kretsen 13 følges av et di-gitalf ilter 16, f.eks. av transversaltype, med vekt-koef-fisienter som er bestemt på i og for seg kjent måte, for å tilpasse dette filteret til de nyttige pulsene som mottas, dvs. til pulsene i det forsterkede sveipet. Kretsen 16 følges av en anordning 17 for måling av pulsbredde som omfatter en formingskrets med fast amplitude-terskel, en tellekrets som beregner varigheten av pulsene som tilveie-bringes på utgangen av filteret 16, en logisk krets som tillater eliminasjon av pulsene som ikke har den nødven-dige bredde, og en formingskrets som gir en konstant bredde til alle pulsene som passerer filteret 16 og terskel-kretsen, idet utgangsklemmen for kretsen 17 har referanse-tall 18.

Utgangen fra toppverdi-detektoren 14 er forbundet med

den analoge inngangen på en analog/digital omformer 19

som omfatter en inngangsklemme 20 for styring av omform-ingen. Den digitale utgangen på omformeren 19 er knyttet til en digital databuss 21. Databussen 21 er på den annen side forbundet med AGC-kretsen 13 og med inngangen på hukommelse sb lokken 23 med mulighet for toveis skifting. Iføl-ge en foretrukket utføreIsesform omfatter blokken 2 3 åtte toveis skiftregistre med to hukommelsesceller hver. Hver av lederne til databussen 21 er forbundet med en serieinn-gang på et tilsvarende register. Utgangen fra hver av de første cellene i de åtte registrene er forbundet med en tilsvarende leder i en databuss 24, og utgangen fra hver av de andre cellene i de åtte registrene er forbundet med en tilsvarende leder i en databuss 25. De åtte første cellene i de nevnte registrene utgjør en hukommelse A med åtte binære elementer, og de åtte andre cellene utgjør en hukommelse B,, likeledes med åtte binære elementer.

Databussene 24 og 25 er forbundet med en logisk kompara-

tor 27 via et register (eller "laten") 26. Komparatoren 2 7 omfatter en utgang 2 8 som aktiveres når innholdet i hukommelse A er mindre enn det i hukommelse B, og en utgang 29 som aktiveres når innholdet i A er større enn eller likt det i B. Utgangen 28 er forbundet med inngangen 30 for styring av skift mot venste i blokken 23. Ut-

gangen fra kretsen 17 er forbundet med innganger for klokkesignaler på hukommelsene A og B og via en forsinkelseskrets 22 (med forsinkelse med klokkeinngangen på registeret 26. Elementene 23, 26 og 27 utgjør nevnte krets for utvelgelsen etter topp-amplitude.

Kretsen 11 omfatter en klokkekrets 31 (generator for klokkesignaler) som er forbundet med filteret 16 og med en inngang på en OG-port 32, hvis andre inngang er forbundet med utgangen Q fra en bistabil 33 av type D. Utgangen 29 fra komparatoren 2 7 er forbundet med inngangen for klokkesignaler på vippen 33, og med inngangen for nullstilling på

en teller 34. U Igangen fra telleren 34 er forbundet med en tilstandsdekoder 35, hvis utgang, som er aktiv når en for-utbestemt tilstand er detektert av dekoderen, er forbundet med en inngang på en OG-port 36, hvis andre inngang er forbundet med utgangen fra kretsen 17. Utgangen fra porten 36 er forbundet med en utgangsklemme 37, og dessuten via en forsinkelseskrets 38 med inngangen R for nullstilling på vippen 33. Signalinngangen på vippen 33 holdes fast på " 1".

Når en første puls ankommer fra videoutgangen på MLS-mottakeren, på klemmen 12, blir pulsens amplitude normalisert ved hjelp av AGC-kretsen 13. Samtidig ankommer denne pulsen til toppverdi-detektoren 14, som nullstilles etter pas-sering av hver puls ved hjelp av en ekstra krets (ikke vist), og som kan realiseres på åpenbart vis av en fagmann. Detektoren 14 lagrer denne pulsens toppverdi, og denne verdien omformes til en digital verdi av omformeren 19, som styres på klassisk måte via inngangen 20. Dersom kretsen 17 anner-kjenner at nevnte1 puls, etter å ha gjennomgått filteret 16, har korrekt bredde, gir den et signal (f.eks. et binært "1") på klemmen 18, hvilket indikerer at denne pulsen er akseptabel, og dette signalet styrer innføringen, spesielt i hukommelsen A, av den nevnte digitaliserte toppverdi for signalet. Det gamle innholdet i hukommelsen A går over til hukommelse B.

Såsnart en andre puls ankommer på klemmen 12, og dens bredde bedømmes som akseptabel av kretsen 17, gis dens toppverdi V2 adgang til hukommelsie A, hvis tidligere innhold VI skiftes over til hukommelse B, og etter en forsinkelseT<*>0 gis innholdet av hukommelsene A og B adgang til registeret 26. (Forsinkelsestiden T*0 er litt lengre enn den nødven-dige tid for å utføre skiftingen mot høyre.) I samme øyeblikk presenterer registeret 2 6 på side A verdien V2 og på side B verdien VI for komparatoren 27. Dersom V2 tilsvarer en sann og nyttig puls, er V2 omtrent lik VI, og komparatoren 27 gir på sin utgang 29 et signal "1" som viser at betingelsen A> B, er tilfredsstilt ( naturligvis, for å hol-de regning med nivåfluktuasjonene for de mottatte samme pulsene, er betingelser A< B oppfyllt bare dersom A er tyde-lig mindre enn B).

På den annen side, ettersom inngangen B på vippen 33 er fastholdt på "1", går vippens utgang Q til "1" når den før-ste aktive fronten ankommer til dens klokkeinngang H (idet det antas at MLSr-systemet allerede har mottatt minst en sann puls, utgangen 29 allerede er gjort aktiv, og at utgangen Q på vippen 33 har kunnet gå til "1"). Klokkesig-nalene frembragt av kretsen 31 kan således ankomme til inngangen H på telleren 34, som teller i samsvar med rytmen til disse klokkepulsene. Hver aktiv front som kommer til-syne på utgangen 29 på komparatoren 27 nullstiller telleren 34.

Dekoderen 35 er innrettet for å gjenkjenne en telle-tilstand hos telleren 34 som tilsvarer tidsrommene mellom toppene til de to pulsene som tar del i et sant pulspar. Da 0G-porten 36 er forbundet med utgangen fra dekoderen 35 og med utgangen fra kretsen 17, er dens utgang bare aktiv når to betingelser er oppfyllt samtidig: utløp av det nevnte tidsrom og annerkjennelse av en sann puls. Således, dersom ingen innkommende puls godkjennes av kretsene 16 og 17 ved slutten av nevnte tidsrom, forblir utgangen av porten 36 inaktiv, og følgelig endrer ikke vippen 33 sin tilstand, hvilket får klokkepulsene fra klokkekretsen 31 til å fortsette å passere gjennom porten 32 og få telleren 34 til å fortsette.

Derimot, hvis en andre puls bedømmes som sann nøyaktig ved enden av nevnte tidsrom og etter nullstilling av telleren

34 ved at en første puls i et forsterket blokkvarsel er be-dømt som sann (den som har toppverdi V2 som presisert ovenfor) , åpner porten 36 seg. En godkjennelses-puls for pulspar i et forsterket blokkvarsel frembringes på klemmen 37

til utnyttelse i passende beregningskretser (ikke vist). Dessuten passerer denne godkjennelses-pulsen gjennom for-sinkelseskretsen 38, hvis forsinkelse er omtrent lik halv-parten av varigheten til en blokkvarsel-puls (dette for ikke å stanse telleren 34 før slutten av blokkvarselets andre puls). Ved utløpet av denne forsinkelsestiden blir vippen 33 nullstilt, og dens utgang Q settes til "0", og kan bare gå tilbake til "1" ved ankomst av en annen aktiv front på sin H-inngang, dvs. når en annen puls i et forsterket blokkvarsel (som utgjør del av et følgende par) blir bedømt som sann. Tellingen i telleren 34 er således forhindret.

I det tilfellet hvor det etter nevnte puls for et forsterket sveip med toppverdi V2 inntreffer en puls med form som bedømmes som korrekt av kretsene 16 og 17, men med utilstrekkelig amplitude (med toppverdi V3^V2) , skiftes verdien V2 over i hukommelse B, og verdien V3 lagres i hukommelse A. Ved ankomst av en annen sveipe-puls med godtatt form, presenterer registeret 2 6 verdiene V3 og V2 for komparatoren. 27, hvis utgang 28 blir aktiv og styrer et ven-streskift for blokken 23, dvs. at verdien V3 går tapt og at verdien V2". går tilbake til hukommelsen A. Følgelig er kretsen som omfatter spesielt elementene 23, 26 og 27 en krets for lagring eller utvelgélse av maksimal toppverdi for godtatte pulser (av kretsene 16 og 17, dvs. med korrekt bredde), hvilket betyr at denne kretsen for utvelgelse av-viser alle pulser med korrekt form, men utilstrekkelig amplitude .

Ved oppstarting av anordningen ifølge oppfinnelsen, eller når den ikke har mottatt pulser med korrekt form, er innholdet av hukommelsene A og B null, på samme måte som tel-letilstanden i telleren 34 (eller de kan være satt på null ved hjelp av egnede, kjente initierings-kretser). Toppverdien for den første innfalne pulsen med korrekt form lagres i hukommelsen A. Den andre innfalne pulsen med korrekt form aktiverer registeret 26, som-presenterer for komparatoren startinnholdet i A som er øverført til B, hvilket er null, og toppverdien for den første innfalne pulsen. Komparatorens utgang 29 blir således gjort aktiv og styrer omslaget i vippen 33, og således starten av tellingen i telleren 34. Deretter foregår alt på den måten som er beskrevet ovenfor, og spesielt vil et godkjennelses-signal for pulspar i et sveip bli sendt til klemmen 37, dersom nevnte andre innfalne puls godkjennes som sann.

Dekoderen som er beskrevet ovenfor tillater således like godt eliminasjon av parasittpulser, mottatt fra en støy-sender med eller uten hensikt, med feil bredde i forhold til den nominelle bredden på de nyttige pulsene, som av pulspar med riktig bredde men med feil mellomrom eller med ulikt nivå.

Denne dekoderen passer for forskjellige typer av sveip, særlig for firfoldig eller trefoldig sveip. I tilfelle med firfoldig sveip svarer tidsreferansepunket som blir bereg-net ved hjelp av kretser som er tilsluttet etter klemmen 37, til øyeblikket midt imellom de to pulsparene eller til et øyeblikk som er forskjøvet med en fast verdi i forhold til dette midtpunktet. Dersom det benyttes trefoldig sveip, ligger referansepunktet midt i mellom de to siste pulsene som tilsvarer sveip frem og deretter tilbake.

Claims (5)

1. Dekodingskrets for et forsterket blokkvarsel i et hurtig sveip i en ombordværende mottaker i et landingssystem basert på mikrobølger (MLS-microwave landing system), omfattende et digitalfilter (16) som er tilpasset de nyttige pulser som skal mottas, en toppverdi-detektor (14), en krets for automatisk forsterkningsstyring (13), en krets for utvelgelse av pulser etter topp-amplitude (23), samt en krets for dekoding av pulspar (32-38), karakterisert ved at inngangen (12) til dekodingskretsen (11) er forbundet direkte både med toppverdi-detektoren (14) og kretsen for automatisk forsterkningsstyring (13), idet utgangen fra kretsen for automatisk forsterkningsstyring (13) er forbundet med digitalfilteret (16), som på sin side er forbundet med en krets (17) for selektering av pulser med en påkrevet form og varighet, og at toppverdi-detektorkretsen (14) er tilkoblet en krets (23,26,27) for selektering av to etter hverandre følgende pulser med hovedsakelig samme amplitude, idet utvelgelseskretsen (23,26,27) får sin utgang aktivert ved hjelp av utgangssignal fra kretsen (17) for godkjennelse av pulsbredde, dvs. ved pulser med korrekt varighet (ved porten 36), samtidig som kretsen for dekoding av pulspar (32-38) er passende innkoblet mellom selekteringskretsen (23,26,27) og kretsen for godkjennelse av pulsbredde (17), slik at der kan detekteres amplitude, pulsform og avstand mellom pulser i et par som ankommer inngangen (12).

2. Dekodingskrets som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte krets for godkjennelse av pulsbredde (17) omfatter en formingskrets med fast amplitudeterskel, en tellekrets, en logisk krets for eliminasjon av pulser som ikke har den bredde som kreves, og en formingskrets som gir en konstant bredde til alle pulsene som passerer den.

3. Dekodingskrets som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at kretsen for utvelgelse av pulser omfatter en hukommelsesblokk (23) med toveis skiftregistere med to celler i hver, fulgt av et "latch"-type register (26) og en logisk komparator (27) med en utgang som er forbundet med inngangen for styring av venstre skift i hukommelsesblokken, idet klokkeinngangene til skiftregistrene i hukommelsesblokken og til "latch"-registeret er forbundet med utgangen til kretsen for godkjennelse av pulsbredde (17).

4. Dekodingskrets som angitt i et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at kretsen for dekoding av pulspar omfatter en teller (34) hvis inngang for en nullstilling er forbundet med den utgangen fra komparatoren som er aktiv når komparatoren gjenkjenner pulser med korrekt toppnivå, og hvis inngang for klokkesignaler er knyttet til utgangen på en OG-port (32) som igjen er forbundet med en klokkekrets (31) og med utgangen på en bistabil krets av type D hvis signalinngang er satt på "1", og hvis inngang for nullstilling er forbundet via en forsinkelseskrets (38) med utgangen til en annen OG-port (36) som igjen er forbundet med utgangen på en dekoder (35) for tilstanden til nevnte teller (34) og med utgangen på nevnte krets for godkjennelse av pulsbredde (17).

5. Dekodingskrets som angitt i krav 4, karakterisert ved at forsinkelsen til nevnte forsinkelseskrets (38) er omtrent lik halve varigheten av de nyttige pulsene som mottas.