SE515873C2 - Transponderanordning - Google Patents

Description

20 25 30 35 5,15 875 Ett problem med dagens anordningar är svårigheterna att med säkerhet kunna särskilja vän och fiende. I nulitära system finns det två huvudkrav. Transponderanordningen skall inte kunna aktiveras av' motståndaren för att röja närvaron av egna flygplan eller fordon och inte heller for att stödja radarinmätning av en fiende. När transpondern svarar på ett godkänt svar, skall risken vara mycket liten att motstånda- ren ger ett svar som om det var ett av de egna flygplanen etc.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en transponderanordning, vilken är avsedd for en radar och med vilken objekt skall kunna identifieras som tillhörande egna fordon, flygplan eller båtar. Vidare eftersträvas en anord- ning sonl uppfyller de två ovan nämnda huvudkraven. Dessa krav skall vara uppfyllda även om en fiende kommer över kon- struktionsunderlag eller utrustning.

Detta ändamål uppnås med en transponderanordning, innefat- tande en mottagarenhet, som är inrättad att mottaga en radar- puls som innehåller en frågesignal, som innefattar första medel, en bearbetningsenhet, som är inrättade att tolka frågesignalen, andra medel, som är inrättade att besluta om ett svar skall sändas och skapa ett svar beroende på nämnda beslut, och tredje medel, som är in- rättade att generera en svarssignal utifrån nämnda svar, och en sändarenhet, som innefattar en blandare för att ge- nerera en svarsradarpuls och en frekvensmanipulator för att förskjuta frekvensen hos den genererade svarsradarpulsen, varvid sändarenheten är inrättad att sända den frekvensfor- skjutna svarsradarpulsen. lO 15 20 25 30 35 515 8 7 3 §ïï= šïï; :fi if: _ :få Ijfï _ f? Med en sådan transponderanordning är det möjligt att identi- fiera en frågesignal, som kan var dold och innefattas i ra- darpulsen. Ingen ytterligare sändare, som arbetar vid en an- nan frekvens än radarn och som för en fiende är möjlig att pejla in, behöver därför användas. Föreliggande uppfinning definierar således en teknik som gör det möjligt att extra- hera en korrekt godkänd frågepuls och ur denna generera en korrekt svarspuls.

Tack vara att svarsradarpulsens frekvens förskjuts kan svarsradarpulsen identifieras och särskiljas fràn. màlekon och markekon, så kallat markklotter. Svarsradarpulsens fre- kvens förskjuts lämpligen så mycket att svarsradarpulsen kan urskiljas och identifieras med en så kallad dopplerradar.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är nämnda andra me- del inrättade att skapa nämnda svar beroende på om fråge- signalen. innefattar information soul uppfyller ett bestämt villkor. På så vis kan frågesignalen endast besvaras av en transponderanordning, sonx kan. hitta, identifiera och tyda fràgesignalen och som vet vilket svar som skall produceras för den ifrågavarande frågesignalen. Svaret kan innehålla information. om identiteten hos den son1 bär transponderan- ordningen.

Enligt en ytterligare 'utföringsform av uppfinningen inne- fattar bearbetningsenheten ett minnesorgan inrättat att lagra frågesignalen. Tack vare ett sådant minnesorgan kan fràgesignalen bearbetas med digital teknik och ett svar som beror av frågesignalen kan produceras eller beräknas. Med fördel innefattar minnesorganet ett flyktigt minne. Minnes- organet kan därvid innefatta en så kallad DRFM-enhet, dvs ett digitalt radiofrekvensminne.

Enligt en. ytterligare utföringsfornu av' uppfinningen inne- fattar nämnda första medel ett demoduleringsorgan, som är :u lO 15 20 25 30 35 51.5 873 förbundet med minnesorganet och inrättat att ur frågesigna- len utläsa en kod i form av ett första bitmönster. Vidare kan nämnda första medel innefatta ett dekrypteringsorgan för att dekryptera det första bitmönstret. På så vis kan sä- kerheten höjas ytterligare. Med fördel kan därvid nämnda andra medel vara inrättade att fatta beslut om ett svar skall avges och att skapa detta svar i form av ett andra bitmönster utifrån den information som finns i det första bitmönstret. En sådan digital behandling av bitmönstren kan på ett enkelt och effektivt sätt åstadkommas med hjälp av nämnda DRFM-enhet. Vidare kan nämnda tredje medel innefatta ett moduleringsorgan som är inrättat att generera nämnda svar genom modulering av det andra bitmönstret. Nämnda tredje medel kan också innefatta ett krypteringsorgan, som är inrättat att kryptera det andra bitmönstret innan det överförs till moduleringsorganet för att ytterligare för- svåra för en obehörig att åstadkomma ett korrekt svar på frågesignalen.

Enligt en ytterligare utföringsfornl av uppfinningen inne- fattar transponderanordningen en analog-digitalomvandlaren- het, ningsenheten och är inrättad att omvandla den mottagna, ana- som är anordnad mellan mottagarenheten och bearbet- loga frågesignalen till en digital frågesignal, och en digi- tal-analogomvandlarenhet, som. är anordnad mellan bearbet- ningsenheten och sändarenheten och är inrättad att omvandla den genererade, digitala svarssignalen till en analog svars- signal.

Enligt en ytterligare utföringsforn1 av' uppfinningen inne- fattar sändarenheten ett filter, som är anordnat mellan di- gital-analogomvandlarenheten och blandaren och är inrättat att filtrera överfrekvenser. Vidare kan mottagarenheten in- nefatta en blandare och ett filter inrättat att filtrera överfrekvenser. En oscillator kan vara ansluten till motta- garenhetens blandare och sändarenhetens blandare och inrät- lO l5 20 25 30 35 515873 tad att tillhandahålla en frekvens anpassad till den radar- enhet med vilken transponderanordningen skall samverka.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är ett antennorgan anslutet till mottagarenheten och sändarenheten via ett fördelningsorgan, som kan innefatta en cirkulator.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN Föreliggande uppfinning skall nu förklaras närmare med hjälp en såsom exempel beskriven utföringsform och med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka Fig 1 visar ett schematisk blockdiagram av en transponderanordning enligt uppfinningen och Fig 2 visar transponderanordningen i Fig 1 i samverkan med en radaranläggning.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN UTFÖRINGSFORM AV UPPFINNINGEN Fig 2 visar schematiskt en radarenhet R som är inrättad att samverka med en transponderanordning T i enlighet med före- liggande uppfinning. Transponderanordningen T kan vara mon- terad på ett fordon i form av en bil, en stridsvagn eller något annat landbaserat fordon. Transponderanordningen T kan också vara monterat på ett flygplan eller ett fartyg.

Fig 1. visar schematiskt uppbyggnaden av transponderanord- ningen T. enhet 1, radarenhet R, Transponderanordningen T innefattar en mottagar- som är inrättad att mottaga en radarpuls från en exempelvis såsom visas i. Fig 2. Radarpulsen innehåller en analog fràgesignal. Transponderanordningen T innefattar vidare en analog-digitalomvandlarenhet 2, som är inrättad att omvandla den av mottagarenheten 1 mottagna till digitala fràgesignalen. bearbetas i en. bearbetningsenhet 3 analoga fràgesignalen en digital fràgesignal. Den hos transponderanordningen. T för generering av' en. digital nc»n o nu lO l5 20 25 30 35 515 8 73 šïïf Éïï; ïffff: _ if: [Éí - svarssignal. Den digitala svarssignalen omvandlas i en digital-analogomvandlarenhet 4 hos transponderanordningen T till en analog svarssignal. Svarssignalen behandlas och sänds av en sändarenhet 5 tillbaka till radarenheten R.

Transponderanordningen T innefattar också en oscillator 6, ett fördelningsorgan 7, j. fonn av en cirkulator, och ett antennorgan 8, som är inrättat att mottaga radarpulsen fràn radarenheten R och sända en radarpuls till radaranordningen R. Det skall noteras att mottagarenheten 1 och svarsenheten 5 naturligtvis kan innefatta var sin separat antenn, varvid fördelningsorganet 7 kan utgå.

Mottagarenheten 1 innefattar en blandare 11 och ett filter 12. Med hjälp av blandaren 11 kan frekvensen hos den mot- tagna radarpulsen på konventionellt sätt sänkas till en han- terbar nivå och med hjälp av filtret kan radarpulsen filtre- ras sä att en identifierbar fràgesignal erhålles. Denna analoga fràgesignal tillförs analog-digitalomvandlarenheten 2 och omvandlas till en digital fràgesignal.

Bearbetningsenheten 3 innefattar ett minnesorgan 31, ett de- moduleringsorgan 32, ett dekrypteringsorgan 33, ett be- slutsorgan 34, ett krypteringsorgan 35 och ett modulerings- organ 36. Minnesorganet 31 är i den visade utföringsformen ett flyktigt minne och speciellt ett s.k. digitalt radiofre- kvensminne (DRFM). Demoduleringsorganet 32, dekrypterings- organet 33, beslutsorganet 34, krypteringsorganet 35 och mo- duleringsorganet 36 kan realiseras med en snabb processor 37, en så kallad CPU, ”Central Processing Unit”. Demodule- ringsorganet 32 och moduleringsorganet 36 är direkt anslutna till minnesorganet 31 för samverkan och utbyte av data med minnesorganet 31.

Den digitala frågesignalen som är en digital avbildning av frågesignalen lagras och hàlls tillgänglig i ndnnesorganet 31. Frän minnesorganet 31 hämtas signalen av demodulerings- lO 15 20 25 30 35 515 873 organet 32 som är inrättad att ur den digitala frågesignalen utläsa en kod i form av ett första bitmönster. Denna kod är i den visade utföringsformen krypterad och det första bit- mönstret tillförs dekrypteringsorganet 33 för dekryptering därav. Dekrypteringsorganet 33 är förbundet med demodule- ringsorganet 32 och med beslutsorganet 34 som tillförs det dekrypterade bitmönstret i form av en fråga. Med ledning av den information som finns i denna fråga fattas beslut om den fall beslutsorganet 33 kommer till det beslutet att frågan skall erhållna radarpulsen skall besvaras eller ej. I besvaras utarbetas ett svar utifrån den information som finns i frågan och information om den som bär transponder- så utarbetade svaret, anordningen T. Det som föreligger i form av ett andra bitmönster, tillförs krypteringsorganet 35. Det andra bitmönstret krypteras och tillförs därefter moduleringsorganet 36 för modulering av det andra bitmönst- ret för framtagande av en digital modulerad svarssignal.

Denna signal tillförs och hålls tillgänglig i minnesorganet 31 för avgivande av en svarssignal med mycket kort tidsför- dröjning.

Från minnesorganet 31 kan den digitala modulerade svarssig- nalen tillföras digital-analogomvandlaren 4 som är inrättad att omvandla den genererade, digitala svarssignalen till en analog svarssignal.

Den analoga svarssignalen överförs till sändarenheten 5 som innefattar ett filter 51, som är inrättat att filtrera över- frekvenser, en blandare 52 och en frekvensmanipulator 53.

Med hjälp av blandaren 52 blandas svarssignalen i en radar- pulssignal med lämplig frekvens. Med hjälp av frekvensmani- pulatorn 53 förskjuts frekvensen. hos radarpulssignalen så mycket att den kan mottagas av en dopplerradar och så att svarssignalen kan särskiljas från målekon och markklotter. lO l5 515 873 ;::=;I::¿§__:¿jg;jï;,gïïgj§g_fz -ë Oscillatorn 6 är ansluten till mottagarenhetens 1 blandare 11 och sändarenhetens 5 blandare 52. Oscillatorn 6 är in- rättad att ställa in transponderanordningen till rätt fre- kvensomráde genom att tillhandahålla en frekvens som är an- passad. till den radarenhet R Ined 'vilken. transponderanord- ningen T skall samverka. Detta innebär att oscillatorns 6 frekvens skall ha en förutbestämd skillnad till radarenhe- tens R frekvens.

Uppfinningen är inte begränsad till den visade utförings- formen utan kan varieras och modifieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Transponderanordningen 3? enligt uppfinningen kan användas, inte bara för identifiering' av fordon och andra föremål, utan även som en markfyr, där ett svar som innehåller mark- fyrens identitet och eventuell tilläggsinformation kan er- hållas.

Claims (15)

10 15 20 25 30 35 . . . . .. 515 873 Patentkrav

1. Transponderanordning innefattande (1), radarpuls som innehåller en frågesignal, (3), en mottagarenhet som är inrättad att mottaga en en bearbetningsenhet som innefattar första medel (32, 33), som är inrättade att tolka frågesignalen, andra medel (34), som är inrättade att besluta om ett svar skall sändas och skapa ett svar beroende på nämnda beslut, och tredje medel (35, 36), som är inrättade att generera en svarssignal utifrån nämnda svar, och en sändarenhet (5), som innefattar en blandare (52) för att generera en svarsradarpuls och en frekvensmanipulator (53) för att förskjuta frekvensen hos den genererade svars- radarpulsen, varvid sändarenheten (5) är inrättad att sända den frekvensforskjutna svarsradarpulsen, varvid bearbetningsenheten (3) innefattar ett (31), och som innefattar ett flyktigt minne. minnesorgan son1 är inrättat att lagra frågesignalen

2. Transponderanordning enligt krav l, varvid nämnda andra medel (34) är inrättade att skapa nämnda svar beroende på om frågesignalen innefattar information som uppfyller ett be- stämt villkor.

3. Transponderanordning enligt något ¿ur kraven 1. och 2, (31) innefattar en så kallad DRFM-en- het, dvs ett digitalt radiofrekvensminne. varvid minnesorganet

4. Transponderanordning enligt något av kraven l - 3, var- (32, 33) som är förbundet med minnesorganet vid nämnda forsta medel innefattar ett demodule- (32), (31) och inrättat att ur frågesignalen utläsa en kod i form av ett ringsorgan forsta bitmonster. 10 15 20 25 30 35 515 873§¥ä¶ñj* 10

5. Transponderanordning enligt krav 4, varvid nämnda för- (32, 33) (33) för att dekryptera det första bitmönstret. sta Inedel innefattar ett dekrypteringsorgan

6. Transponderanordning enligt något eur kraven 4 och 5, (34) är inrättade att fatta beslut om ett svar skall avges och att skapa detta svar i form av varvid nämnda andra medel ett andra bitmönster utifrån den information som finns i det första bitmönstret.

7. Transponderanordning enligt krav 6, varvid nämnda (35, 36) (36) som är inrättat att generera nämnda svar genom modulering av tredje medel innefattar ett moduleringsorgan det andra bitmönstret.

8. Transponderanordning enligt krav 7, varvid nämnda tredje medel (35, 36) innefattar ett krypteringsorgan (35) som är inrättat att kryptera det andra bitmönstret innan det överförs till moduleringsorganet (36).

9. Transponderanordning enligt något av de föregående kra- ven, innefattande eH1 analog-digitalomvandlarenhet (2), som är anordnad mellan mottagarenheten (1) och bearbetningsen- heten (3) och är inrättad att omvandla den mottagna, analoga frågesignalen till en digital frågesignal.

10. Transponderanordning enligt något av de föregående kra- ven, innefattande en digital-analogomvandlarenhet (4), som är anordnad mellan bearbetningsenheten (3) och sändarenheten (5) och är inrättad att omvandla den genererade, digitala svarssignalen till en analog svarssignal.

11. ll. Transponderanordning enligt krav 10, varvid sändaren- heten (5) (51), digital-analogomvandlarenheten (4) och blandaren (52) och är innefattar ett filter som är anordnat mellan inrättat att filtrera överfrekvenser. 10 15 20 515 m 8 7 3 :Iz ll

12. Transponderanordning enligt något av de föregående kra- ven, varvid mottagarenheten (1) innefattar en blandare (11) och ett filter (12) inrättat att filtrera överfrekvenser.

13. Transponderanordning enligt krav 12, innefattande en oscillator (6), som är ansluten till nwttagarenhetens (1) blandare (11) och sändarenhetens (5) blandare (52) och in- rättad att tillhandahàlla en anpassad frekvens, med vilken frekvensen hos mottagarenheten (1) och sändarenheten (5) anpassas till samverkande radarenhet (R).

14. Transponderanordning enligt något av de föregående kra- ven, innefattande ett antennorgan (8) som är anslutet till mottagarenheten, (1) och sändarenheten. (5) via ett fördel- ningsorgan (7). 14, varvid fördel-

15. Transponderanordning enligt krav ningsorganet (7) innefattar en cirkulator.