DE2556625A1 - Anordnung zur identifikation von mit einer antwortbake ausgeruesteten objekten - Google Patents

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^ ^J 16.12.1975

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RcINER FRIeTSCH

Thomson-CSF, Paris, Bid.Haussmann 173 (Frankreich)

"Anordnung zur Identifikation von mit einer Antwortbake ausgerüsteten Objekten¹*

Priorität vom 18.Dezember 1974 aus der französischen Patentanmeldung 7% ^l 801

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Identifikation von mit einer automatischen Antwortbake ausgerüsteten Objekten. Solche Objekte sind insbesondere Luftfahrzeuge und die Anordnung, auf die die Erfindung sich bezieht, gehört zur Gattung der Sekundärradargeräte, die mit Antwortbaken ausgerüstete Luftfahrzeuge abfragen, welche durch Radargeräte festgestellt werden, die unter diesen Bedingungen als Primärradargeräte bezeichnet werden. Ungeachtet dessen kann eine Anordnung der vorliegenden Art auch auf andere mit Antwortbaken ausgerüstete Objekte Anwendung finden.

Die Arbeitsweise bekannter solcher Anordnungen wird nachfolgend kurz in Erinnerung gebracht.

Ein Sender, der sich am Boden befindet, wenn es sich um einen Sekundärradar handelt, fragt über einen Richtstrahl ein mit einer Antwortbake ausgerüstetes Luftfahrzeug ab. Die Ab frage signale legen eine im Englischen als "mode¹¹ bezeichnete Betriebsart fest, auf der das Luftfahrzeug ant-

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worten soli. Die Betriebsarten sind genormt und werden mit 1, 2, 3/A, B, C oder D nach internationaler Übereinkunft für den zivilen Luftverkehr bezeichnet.

Die abgefragte Antwortbake sendet, sofern sie sich auf derselben Betriebsart befindet, wie sie Jureh die Abfrage angegeben wird, an die Bodenstration in Form eines Rundstrahldiagrarsns eine Binärnachricht, die einen das Luftfahrzeug und/oder seine Mission anzeigenden Code darstellt. Der durch die Plugaufgabe oder die Flugzustände ausgelöste bzw. entsprechend diesen zusammengesetzte Code ist bodenseitig bekannt. Bei Empfang der von dem Luftfahrzeug kommenden Nachricht identifiziert die Bodenstation nach Erkennung des somit durch die Flugaufgabe oder die Flugzustände festgelegten Codes das Luftfahrzeug als "Freund™ und kennt seine Missionsaufgabe und das was im Augen-

frage-Antwort-Zyklen durchgeführt werden, während das Luftfahrzeug den Abfragestrahl, der durch die Antenne des Sekundärradars gesendet wird, passiert. Bekanntlich besteht die Antwort ' aus einem Impulszug aus I¹J Impulsen, dessen erster und dessen letzter Rahmenimpulse genannt werden. Das Sekundärradar wird sowohl militärisch als auch zivil genutzt, wobei sich im militärischen Bereich ein Sicherheitsproblem insofern ergibt, als vermieden werden soll, daß sich ein mit einer Antwortbake versehenes feindliches Luftfahrzeug der von einem eigenen Luftfahrzeug übertragenen Nachrichten bemächtigen und den verwendeten Antwortcode entschlüsseln kann.

Des weiteren ist das gegenwärtig verwendete System leicht störbar, sehr einfach zu täuschen und kann nicht auf eine doppelte Abfrage, die von zwei verschiedenen Radaranlagen kommt, antworten; ebensowenig kann es auf ein unvollständiges Abfragesig-

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nal antworten. Darüber hinaus kann es nur einen einzigen Fiugparameter, nämlich seine Höhe (Betriebsart C) übertragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung oder einigstem gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen^ dAS. frei von den vorstehend erwähnten Nachteilen ist und insbesondere Täuschung ausschließt sowie durch gleichseitige oder unvollständige Abfragen abfragbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Grundgedanke der Erfindung ist dabei, die Reihenfolge der Bits in dem bei jeder Abfrage übermittelten Wort bei jeder Abfrage veränaerllui- au m&ehsi, und darüber hinaus den Antwort code einer Gesetzmäßigkeit zu unterwerfen, die ihn automatisch zu bestimmten Zeitpunkten ändert.

In der Zeichnung ist eine Anordnung nach der Erfindung anhand beispielsweise gewählter Aisführungsformen und erläuternder Diagramme schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 ein Prinzipschema der Abfrage durch ein Sekundärradar,

Fig. 2a und 2b

die von einem mit der Antwortbake ausgerüsteten Objekt emp&ngenen Abfragesignale,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer bekannten Antwortbake, Fig. -4 ein Abfragesign&l, das zwei Impulszüge umfaßt,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Anordnung, die die Reihenfol- '. . 4 _

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ge der Bits in einem Antwort-Wort ändert, Pig. 6 ein Abfragesigr..^ mit vier Impulsen,

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Anordnung, die einen zeitIichen Cc-^e einführt und eine Vervollkommnung der durch die Anordnung nach Fig.5 herbexgeführten Änc ;rung darstellt,

Fig. 8 ein überlappendes Abfragesignal.

Figur 1 zeigt das Prinzip der Abfrage eines Luftfahrzeuges durch ein Sekundärradar mit einem Kontrollimpuls, der den Zweck hat, die Abgabe einer Antwort durch ein Luftfahrzeug zu verhindern, das durch einen Nebenzipfel der Antenne abgefragt wird. Mit 1 ist die Bodenstation bezeichnet, die mit Hilfe eines Richtdiagrammes 2 abfragt, in dem bei 3 das Abfragesignal, bestehend aus zwei durch ein Zeitinterfall ΔΤ getrennten Impulsen Pl P3« eingezeichnet ist. Bei k in der Nebenkeule 5 ist ein Impuls P2, der Kontrollimpuls, eingezeichnet, der mit einer gewissen Ver= zögerung gegenüber dem Impuls Pl gesendet wird.

Fig. c «.eigt den von dsm Luftfahrzeug AV. das sich in der Hauptkeule 1 befindet und demzufolge antworten kann und soll, empfangenen Impulszug, während Fig.2b den Impulszug wiedergibt, den das Luftfahrzeug BV empfängt, das sich beispielsweise in der Nebenkeule 5 der Antenne befindet oder zumindest von einer Neben- keule abgefragt wird und demzufolge nicht antworten soll, da die Amplitude des Impulses P2 größer als diejenige der Impulse Pl und P3 ist.

* Gegenwärtig ist die Reihenfolge der übertragung der Bits des

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numerischen Antwort-Wortes bodenaeitig festgelegt und in der Antwortbake durch eine festverdrahtete Logik fixiert, was die zuvor genannten Nachteile erklärt, die mit der Erfindung vermieden werden sollen.

In Fig.3 ist das Blockschaltbild einer üblichen Antwortbake wiedergegeben, die mit den Änderungen und Vervollständigungen nach der Erfindung versehen werden soll.

Die Antwortbake umfaßt einen Empfänger 7, der die Abfrage vom Boden empfängt und mit einem Betriebsarter- oder "Modentfetektor" 8 verbunden ist, der die Abfrage-Betriebsart bestimmt. Diesel? Detektor ist mit einer Korrelationsschaltung 9 verbunden, die über ihre Eingabeeinheit 10 und 101 die vom Piloten eingegebene Betriebsart erhält. Wenn diese Betriebsart mit der vom Boden empfangenen übereinstimmt, ist die Schaltung 15 durchlässig und läßt das zu übertragende numerische Wort passieren, wobei dieses Wort ausgehend von dem von der Eingabe 10 und 102 kommenden Antwortcode gebildet wird. Diese Code der im P-rinzip eine Zahl mit vier Ziffern ist, wobei jede Ziffer in drei Bits codiert ist, wird einem Multiplexer 11 zugeführt, der über eine Bitadressensteuers ehaltung 14 von einem Speicher 12 gesteuert wird. Dieser Speicher 12 bestimmt die Reihenfolge, in der die Bifes des Antwort-Wortes übertragen werden. Der Multiplexer 11 überträgt nun in sehr reeller Form das Wort an den Sender 16 über die zuvor durchlässig geschaltete Schaltung 15<> Der Empfänger 7 ist außerdem mit einer Schaltung 13 zur Unterdrückung der Nebenkeulen verbunden, deren Ausgang mit der Torschaltung 15 verbunden ist. In dieser Schaltung erfolgt der Vergleich der verschiedenen bei der Abfrage gesendeten Impulse um festzustellen, ob die Abfrage über die Hauptkeule der Sekundärradarantenne erfolgt ist oder nicht.

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Figur 5 zeigt/«im SlöjCkSchaltbild * die rSehaltungsa^rdnung ί* die/ ü ■ dazu dient, die Reihenfolge der Bits in dem übertragenen numerischen Wort bei jeder Abfrage veränderlich zu machen, womit das Antwort-Wort abgewandelt werden soll, dessen Code über die Eingabe 10 der Antwortbake eingegeben und/oder angezeigt wird.

Die Reihenfolge der Bits in dem Wort wird nun nach der Erfindung durch eine Folge von Gruppen einer bestimmten Anzahl von Adressen 12 aus beispielsweise 4 Bits festgelegt, um den gegenwärtig üblichen Verhältnissen zu entsprechen, die in einem Hilfsspeicher 20 gespeichert sind. Man erhält demzufolge 12! Möglichkeiten der Anordnung der Bits in dem Wort. Einige dieser Kombinationen sind jedoch nicht brauchbar, und zwar wegen einer Redundanz in der Form der Nachricht zufolge des Umstandes, daß die logischen WErte 1 und 0 innerhalb des Wortes ihrer Zahl nach durch den über die Eingabe 10 eingegebenen Code festgelegt sind. Es stehen daher nicht mehr als 924 unterschiedliche Adressengruppen zur Verfügung. Der Hilfsspeicher 20, der die Adressen- ■ gruppen enthält, besitzt wahlfreien Zugriff, was nicht nur ermöglicht, Folgen unterschiedlicher Adressen zu schreiben sondern auch seinen Inhalt leicht und automatisch zu löschen, wenn man dies wünscht oder wenn sich die« als notwendig erweist. Das Einschreiben oder Belegen des Speichers 20 geschieht ausgehend von einem Speicherträger beliebiger Art. Die Gewinnung und das Schreiben der Folge von Gruppen von 12 Adressen im vorliegenden Fall erfolgt mittels eines Rechners. Der dem Hilfsspeicher 20 an Bord des Luftfahrzeuges entsprechende, bodenseitige Speicher wird ebenso wie der Hilfsspeicher in bestimmten Zeitabständen durch übereinstimmende Speicherträger belegt oder eingelesen. Jeder Hilfsspeicher 20 wird durch eine zeitlich veränderliche Adresse indexiert, wobei der Index des bodenseitigen Speichers in seine Stellung vor der Abfrage durch einen Zufallsprozeß ge-

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'^brächt, wird,'während der Index des Hilfsspeiehers 20,, der sich im Ruhezustand zunächst auf der Adresse 0 befindet, in eine derjenigen des bodenseitigen Speichers entsprechende Position durch die von der Bodenstation gesendeten Signale gebracht wird. Diese Signale werden von dem Empfänger 17 an Bord des Luftfahrzeuges einem Stellungsdetektor 18 zugeführt, der die Stellung des Index im Zusammenwirken mit Taktimpulsen H ermittelt. Die Indexstellung wird in dem Indexstellungsspeicher 19 gespeichert. Die die Stellung des Index bestimmenden, vom Boden kommenden Signale begleiten das Abfragesignal_s das zwei durch ein Zeitintervall ΔΤ getrennte Impulse umfaßt (Fig.4). Ein zweites Signal, das ebenso wie das soeben beschriebene aufgebaut ist, wird vom Boden eine Zeit Lt später gesendet. Dieses Zeitintervall At, das im Stellungsdetektor 18 ermittelt wird, legt die Adresse fest, auf die der Index in der Antwortbake eingestellt werden soll. Der Indexstellungsspeicher 19 steuert eine Adressierschaltung 21 für den Hilfsspeicher 20, mit welchem die Adressierschaltung über einen Schalter 22 verbunden ist, der jtatt dessen auch eine Verbindung zu einer Pestadressenschaltung 23 herstellen kann, wobei diese Pestadressen den Rahmenimpulsen der Antwort und der Wortmitte, die nach dem gegenwärtigen übereinkommen nicht benutzt wird, entsprechen. Eine Wortfolgeschaltung 24, gesteuert von Taktimpulsen H, steuert den Schalter 22 über den die Adressen, seien sie nun variabel oder fest, an den Hilfsspeicher 20 übermittelt werden, dessen Auslesen die Wortfolgeschaltung <r4 freigibt. Die in dem Hilfsspeicher 20 gewählte Adressengruppe wird nun adressenweise ausgelesen um die Bitverteilung in dem Wort zu bilden, wobei die einzelnen Bits dem Multiplexer 11 über einen Schalter 25 zugeführt werden, der es gestattet, trotz allem im Bedarfsfall auchjnoch mit dem Speicher 12 (Fig.3) zu arbeiten. Dieser letztere Schalter 25 wird von dem Bstriebsartkorrelator 9 gesteuert.

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Eine Solche Anordnung arbeitet wie folgt: Die Antwortbake hat die Stellung, also den Speicherplatz des Index in dem Hilfßspeicher durch Ermittlung des Zeitintervalls Δι zwischen den zwei Impulszügen der Abfrage festgelegt. Der Antwortcode 102, eingegeben über die dem Piloten des abgefragten Flugzeuges zugängliche Eingabe 10 (Fig.3) wird dem Paralleleingang des Multiplexers 11 zugeführt. Gesteuert durch die Wortfolgeschaltung & wird jede in dem Hilfsspeicher 20 gespeicherte Adresse einer Gruppe dem Adresseneingang 14 des Multiplexers Il zugeführt. Jeder Taktimpuls H setzt das der Adresse entsprechende Bit in das Wort ein. Die Nachricht mit dem gemäß dem vorgesehenen Gesetz geänderten Wort ist auf diese Weise zusammengesetzt und wird seriell an den Sender 16 übertragen.

Die Änderung der Reihenfolge der Bits in dem Antwort-Wort erfolgt im beschriebenen Beispiel mittels 924 Gruppen von 12 Adressen zu vier Bits und ergibt eine beträchtlich Anzahl von übertragungsmöglichkeiten. Nach einer bestimmten Mithörzeit wäre man jedoch in der Lage, alle Antworten zu kopieren und besäße darüber hinaus alle gespeicherten Kombinationen, und zwar mit Hilfe eines Rechners. Demnach ist die Möglichkeit, den Code der Antworten geheimzuhalten, zeitlich begrenzt, vor allem wenn derjenige, der an der Kenntnis des Codes interessiert ist, über leistungsfähige Abhorch- und Analysiermittel verfugt.

Man kann nun die Aufrechterhaltung der Geheimhaltung -arvollkommnen, indem man die Möglichkeiten für Abänderungen noch vervielfacht, mit der Absicht, die Entschlüsselungsmittel, über die ein Dritter verfügen könnte, gewissermaßen in die Sättigung zu bringen, also vor allem ihre Verarbeitungskapazität zu überschreiten.

Hierzu wird so vorgegangen, daß der in den Antworten zu über-

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tragende Code vor der vollständigen Analyse der Gruppen des Hilfsspeiehers 20 geändert wird.

Zu diesem Zweck fügt man zu den Änderungen der Stellung der Bits in dem ¥ort, wie sie bis hierher beschrieben wurden, eine weitere Abwandlung hinzu, die den Code sich zeitlich automatisch und systematisch ändern läßt. Der Code kann beispielsweise nach bestimmten Zeitabschnitten, die in der Größenordnung einer Minute liegen, geändert werden. Diese Änderungsgesetzmäßigkeit des Codes kann in die Antwortbake beim Wechsel des Hilfsspeiehers eingefügt werden. Die Einfügung dieser zeitlichen Änderung verhindert von vornherein, daß ein Dritter eine einem bereits gehörten Code entsprechende Antwort erneut aussendet. Es könnte jedoch möglich sein, auf lange Sicht diese Antworten zu entschlüsseln. Um diese Eventualität zu verhindern, wird die durch die soeben definierte, zeitliche Codierung herbeigeführte Abwandlung ergänzt durch eine zusätzliche Abwandlung der Abfragesignale, die dazu führt, daß die Antwortbake auf eine bodenseitige Abfrage mehrere Antworten sendet. Jede dieser Antworten entspricht einer anderen Adresse des Hilfsspeiehers. Demzufolge sind die von der Antwortbake übertragenen N Codes nicht nur unterschiedlich verschlüsselt sondern einige sind wahr oder richtig (n), während andere falsch sind. Wenn die Zahl η falscher Codes kleiner als die Differenz N-n ist, so ist die Gesetzmäßigkeit divergent und das von einem Dritten etwa zu erstellende DechiffrieimnggpTOgT»«imn wird ebenfalls divergieren, und zwar um so eher, je mehr Antworten er zu berücksichtigen haben wird.

Um die Zahl möglicher Fälle zu vervielfachen, kann man auch ein Verfahren vorsehen, das die Zahl der Bits «1» in einer Nachricht ändert. Die Beschränkung auf 924 !Möglichkeiten,

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die zuvor genannt wurde, entfällt somit. Wenn etwa der Index des HilfsSpeichers auf eine ungerade Adresse zu liegen kommt, kann das zu übertragende Wort teilweise invertiert werden, so daß alle Binärwerte "1" zu Binärwerten "0" werden und umgekehrt. Dieses Gesetz kann selbstverständlich gleichzeitig mit dem Inhalt des HilfsSpeichers geändert werden.

Das vorstehend beschriebene Verfahren kann wie folgt verwirklicht werden:

Bei der Abfrage sendet die Bodenstation beispielsweise vier Impulse, die drei Zeitintervalle Ätl, At2 und &t3 festlegen, was die Verwendung einer neuen Betriebsart (D) auslöst, die bisher nech nicht verwendet wurde. Jedem dieser Intervalle (Fig.6) ist eine Stellung des Index in dem Hilfsspeicher der Bodenstation zugeordnet. Aus diesen drei Stellungen können drei weitere Stellungen unter Anwendung einer bestimmten mathematischen Gesetzmäßigkeit gewonnen werden, wenn dies wünschenswert erscheint.

Die Antwortbake umfaät einen Stellungsdetektcr, die diese drei Zeitintervalle feststellt, die der Bake die entsprechenden Stellungen des Index in ihrem Hilfsspeicher angeben. Diese drei Informationen liefern durch Anwendung derselben mathematischen Gesetzmäßigkeit wie in der Bodenstation drei weitere Informationen. Die Antwortbake verfügt somit über mindestens sechs Gruppen ™n Antworten mit dsnsn sis sechs Cedes übertragen

Unter diesen sechs Codes sind zwei wahr, die dem Zeitcode entsprechen und vier sind falsch. Darüber hinaus ist die Stellung der wahren Codes unter den falschen zufällig verteilt. Somit tat in diesem praktischen Beispiel die von dem Luftfahrzeug übertragene Antwort einen Zyklus von N=6 Antwort-wort en, die sens Codes

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darstellen, deren Bits unterschiedlich angeordnet sind. Unter diesen sechs Codes sind zwei übereinstimmend, werden jedoch nicht in der gleichen Form übertragen und ihre Stellungen in dem Zyklus der Antworten ist ssnfallsverteilt. In der Bodenstation wird jedoch jedes empfangene Wort mit Hilfe der seiner Verschlüsselung entsprechenden Adresse entschlüsselt. Sobald zwei decodierte Antworten übereinstimmen und dem Zeitcode konform sind, kann das Antwortende Luftfahrzeug als ein eigenes Luftfahrzeug betrachtet werden. Eine einfache Rechnung gestattet die Möglichkeiten der Nachahmung von Antworten durch einen Dritten und deren Entschlüsselung mittels Rechner abzuschätzen.

Die Anwendung von Änderungen in der Reihenfolge der übertragung der Bits der Antwort des zeitweiligen Codes und der Multiplication^der Inte-vslle zwischen den Abfrageimpulsen führt zu*mehr als 10 Möglichkeiten für Antwortcodes, was für einen Dritten die Zeit für die Nachahmung aller dieser Antworten beträchtlich steigert, eine Zeit, die in der Größenordnung von mehreren Tagen sein kann.

.Das erwähnte divergierende Gesetz macht die Möglichkeiten einer Dechiffrierung zunichte, da die wahren Codes von den falschen Codes nicht unterschieden werden können.

Fig. 7 zeigt das Blockschaltbild der Gesamtheit der Schaltungen die an der Durchführung der erläuterten Abwandlungen beteiligt ' sind. D₃₈ Blockschaltbild der Figur 5 bildet einen Teil dieser Figur 7; die betreffenden Schaltungen bzw. Schaltungsblöcke tragen in beiden Figuren die gleichen Bezugszeichen. Der mit dem ^fänger Je^ Figur 3 verbundene Eingang I₇ erhält die Abfrage-Impulse, die in diesem Fall aus einer Folge von vier Abfrage-

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Impulsen, nämlich Pl, P2, P3 und PlO P30 bestehen, wobei der zweite Impulszug keinen Kontrollimpuls enthält (Fig.6). Dieser Eingang 17 ist mit dem Stellungsdetcktor 18 verbunden, der die

§■; Intervalle £htl_sAt2, /vt3 zwischen den Impulsen durch Vergleich \ der Amplituden dieser Ir^-Ise feststellt. Diese Intervalle werden im Indexstellungöspeicher 19 gespeichert. Gleichzeitig ist die AnalysescLLltung 34 mit dem Eingang 17 verbunden und analysiert die /ihfragesignale und bestimmt ihre Konformität, : nachfem sie den Kontrollimpuls P2 festgestellt hat, gemeinsam mit der Nebenkeulen-Unterdrückungsschaltung 13 der Figur 3· Die mit der Analyseschaltung 34 verbundene Schaltung 35 bestimmt ausgehend von den festgestellten Abfrageimpulsen, d.h. von den drei Intervallen AtI, At2, At3, die drei Indexstellungen angeben, drei weitere Indexstellungen nach dem gerade vorgesehenen mathematischen Gesetz. Diese drei Indexstellungen werden in einem weiteren Speicher 33 zusammen mit den in dem Indexspeicher 19 gespeicherten Stellungen ebenfalls gespeichert Somit enthä-lt der weitere Speicher 33 sechs Indexstellungen, die £»echs Gruppen von Adressen bezeichnen, die in folgender Weise an den Hilfsspeicher übertragen werden. Ein Zwischenspeicher 32 ist mit dem weiteren Speicher 33 verbunden, um die zuvor beschriebenen Schaltungen freizumachen, d.h. verfügbar zu machen für die Einspeicherung einer neuen Abfrage. Der Zwischenspeicher 32 ist außerdem über einen Adressendecoder mit der Adressierschaltung 21 für den Hilfsspeicher 20 verbunden, die bereits in Verbindung mit Figur 5 beschrieben wurde. Die Arbeitsweise dieser Schaltung sowie der Schaltungen 22, und 24 braucht demgemäß nicht nocnmals erläutert zu «erden.

Gleichlaufend löst ein Taktgeber an Bord des Luftfahrzeuges, des- ;.y sen Impulse bei 26 ankommen, die Änderung aus, die durch den ) sogenannten zeitweiligen Code oder Zeitcode, der in dem zweiten

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Speicher 27 gespeichert ist, welcher mit einem dritten Speicher 28 verbunden ist, angebracht hat. Parallel zu diesem dritten Speicher 28 liegt ein Zufallscodegenerator 29. Die Schaltungen 28 und 29 sind beide mit einer Mischschaltung 30 verbunden, die demzufolge die zwei wahren oder richtigen Code^ unter den sechs betrachteten Codes speichert. Diese Codes werden anschließend in einem Pufferspeicher 31 gespeichert. Dieser Pufferspeicher 31 ist über einen weiteren Schalter 37 mit einem Codeumsetzer 38 verbunden, der die Zahl der Bits mit dem Wert 1 umwandelt. Der Adressendecoder 36 steuert diesen weiteren Schalter 37 um den Codeumsetzer 38 im richtigen Moment wirksam werden zu lassen, also beispielsweise dann, wenn die decoaierte Adresse ungerade ist. Im gegenteiligen Fall, wenn diese Änderung nicht eintritt, ist der Pufferspeicher 31 direkt mit dem Paralleleingang des Multiplexers Il über einen vierten Schalter 40 verbunden, von dem ein Anschluß mit dem Ausgang des Codeumsetzers 38 verbunden ist.

Eine Zyklusfolgeschaltung 39, die von der Analyseschaltung 34 gesteuert wird, bestimmt die übertragung der sefas Gruppen von Adressen an den Hilfsspeicher 20, der in der beschriebenen Weise mit dem Multiplexer 11 verbunden ist.

Wie anhand der Fig.6 gezeigt wurde, besteht das Abfragesignal aus vier Impulsen. Von der Antwortbake aus gesehen_s kann man ein solches Abfragesignal mit einem Signal vergleichen, das eine Antwortbake empfängt, die von zwei Abfragesignalen unterschiedlichen Ursprungs erreicht wird, also von Abfragesignalen, die beispielsweise von zwei verschiedenen Bodenstationen stammen.

Figur 8a gibt das Abfragesignal einer ersten Station A wieder,

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das zwischen den Impulsen die Zeitintervalle HA, 12A und 13A festlegt. Figur 8 b gibt das Abfragesignal einer zweiten Station B wieder, das die Intervalle HB, 12B, 13B festlegt. Figur 8c zeigt das von der Antwortbake empfangene, zusammengesetzte Signal.

Dieses bei 17 (Figur 7) empfangene zusammengesetzte Signal wird durch die Analyseschaltung 34 analysiert, die zwei Kontrollimpulse P2 P20 feststellt. Die Anäyseschaltung schließt hieraus auf einen Abfragezustand, der als "überabfrage" bezeichnet werden könnte. Unter denselben Bedingungen, wie sie bereits beschrieben wurden, wird die Antwortbake eine bestimmte Anzahl von Antworten übertragen, jedoch mit dem Unterschied, daß der durch die Schaltungen 35 und 19 festgelegte Antwortzyklus nicht mehr sechs Worte sondern im Fall des Beispiels der Figur 8 28 Worte batragt. Die Bodenstation wird also alle ihre Decodierungen entsprechend den N Adressen auf jedes empfangene Wort anwenden müssen, um seine Richtigkeit oder Gültigkeit zu bestimmen, also letztlich festzustellen, ob die Antwortbake eine eigene ist.

Was die Signalverarbeitung anbelangt, liegen die zwischen den Impulsen festgestellten verschiedenen Intervalle sieben Adressen fest, die sie-ben Stellungen des Index des Hilfsspeichers 20 entsprechen* Das Bildungsgesetz in der Schaltung 35, das es ermöglicht, nl Adressen in n2 Adressen umzuwandeln, wird nun auf diese sieben Adressen angewendet. Man kann zeigen, daß mit η als der Zahl der von der Bake empfangenen Adressen, also im vorliegenden Beispiel 7, die Antwortbaken ⁿ-^p—- Adressen erzeugt, hier also 21 Adressen. Unter allen diesen von der Bake erzeugten Adressen haben einige einen Aufbau wie HA, 11A+12A, 11A+12A+13A, HB₃ 12B, 13B, 11B+12B usw entsprechend den

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h&k%&£ &&.. Äl^'iu-: ΐ,;;^ .. · '- ■ ■'<'-■ · ^: - . .^Λ t von jeder der Abfragestationen erwarteten Adressen. Es ergibt ί sich hieraus, daß die Verteilung der richtigen und der falschen Code 8 mit einer gewissen Logik erfolgen und sich nur auf besondere Adressen stützen soll, was zu der Notwendigkeit führt, eine Entscheidungsschaltung in die Analyse der empfangenen Nachrieht einzufügen.

Die Bodenstation erhält somit einen Zyklus von Worten, die sie

L systematisch mit allen ihren Adressen decodieren muß. Durch

k Vergleich der Ergebnisse der verschiedenen Decodierungen kann

die Bodenstation Gewißheit über das Vorhandensein eines eigenen Luftfahrzeuges erlangen, d.h. einee Luftfahrzeuges, dessen Ant-

s Worten berücksichtigt werden können, wenn zwei übereinstimmen-

L de und konforme Codes gefunden werden.

Außerdem ergibt sich, daß das Vorhergesagte auch auf den Fall anwendbar ist, wo die Abfragenachricht unvollständig ist und beispielsweise nur die Festlegung von zwei Stellungen des Index anstelle von drei Stellungen gestattet. Die Analyseschaltung V\ für die Abfragesignale wird dann eine von vornherein vorgesehene Erweiterung der Indexadressen auslösen. Zwei empfangene Adressen gestatten gemäß dem beibehaltenen Zerlegungsbeispiel drei Antworten. Unter diesen drei Antworten ist eine einzige wahr. Die Antwortbake wird über ihre Schaltung 35 drei weitere Adressen durch Anwendung des Erweiterungs- oder Ausdehnungsgesetzes, das natürlich auch der Bodenstation bekannt ist, erzeugen. Unter diesen drei Adressen wird ein weiterer wahrer Code gesendet. Die Feststation, die die Antworten systematisch decodiert, wird eine einzige Äitwort finden, die mit dem zeitlichen Code in Übereinstimmung steht« Sie wird eine weitere Decodierung durch Anwendung des Erweiterungsgesetzes durchführen und durch eine neue Decodierung den zweiten wahren zeitlichen Code finden, der die

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I Gegenwart eines eigenen Luftfahrzeuges bestätigt. j es

I Ss wurde demnach gezeigt, in welchem Maße möglich ist, im

I Rahmen eines Erkennungs- odsr Identifikationssystems für mit

I einer automatischen Antwortbake ausgerüstete Objekte das System

I isu schützen, um zu vermeiden, daß es durch Dritte getäuscht

I Garden kann und wie es außerdem möglich ist, die von einer

I durch zwei verschiedene Abfragestationen abgefragte Antwort-

I bake erhaltenen Antworten auszuwerten, wobei die Antwortbake

I ihrerseits zuvor das aus zwei überlappenden AbfrageSignalen

I zusammengesetate Mischsignal ausgewertet hat. Außerdem wurde

I beschrieben, wie ein solches System auf eine unvollständige Abfrage reagieren kann.

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Claims (1)

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   PATr.; - i '-^ ι .■/.-»- ιβ.12.1975

   8797-lV/K PRtSTSCH J

   ThomsoB-CSP, Paris, Bid.Haussmann 173 (Frankreich)

   Patentansprüche:

   ί 1.!Anordnung zur Identifikation von mit einer Antwortbake aus- ^ ^gerüsteten Objekten, wobei eine Peststation ein Abfragesignals bestehend aus mindestens zwei durch ein bestimmtes Zeitintervall getrennten Impulsen und einem Kontrollimpuls, aussendet und die dieses Abfragesignal empfangende Antwortbake mit einem Binärwort antwortet, das aus einer bestimmten Anzahl von an bestimmten Adressen zwischen zwei Rahmenimpulsen stehenden Impulsen besteht und vom Serienausganp eines Multiplexers mit Paralleleingang geliefert vird, mit einer BitadressensteuerschaJlung, die von einem Speicher gesteuert wird, in dem die Reihenfolge der Bits rtes die Antwort bildenden Binärwortes gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet . daß die Antwortbake einen Hilfsspeicher (20) enthält j in welchem eine bestimmte Anzahl von Adressengruppen enthalten ist, die von einer zeitlich veränderlichen Adresse indexiert werden, sowie einen Stellungsdetektor (18) für die im Abfragesignal enthaltene Indexadresse, eine mit dem Stellungsdetektor (18) verbundene Adressierschaltung (21) für den Hilfsspeicher (20), die die Bitadressensteuers ehalt ung (14) des Hilfsspeichers (20) steuert, eine Wortfolgeschaltung (24), gesteuert durch Taktimpulse (H) und verbunden mit der Adressierschaltung (21), welche Wort- ^lfplgeeehaltung die adressenweise Auslesung der Adressen * der gewählten Gruppe über einen Schalter (22) steuert, wolf bei diese Adressen in dem über den Multiplexer (11) über-

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   tragenen, binären Antwort-Wort für jede Abfrage die Stellung der das Binärwort bildenden Impulse durch Steuerung der Bitadressen Steuerschaltung (14) steuern.

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Peststation ein-a Hilfsspeicher entsprechend demjenigen der Antwortbake, jedoch mit wahlfreier oder zufallsverteilter Inde? erung umfaßt.

   3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfragesignal aus zwei Impulszügen zu je zwei Impulsen besteht, zwischen denen ein Zeitintervall At liegt, das der es durch den Stellungsdetektor (18) feststellenden Antwortbake die Stellung des Index des Hilfsspeichers (20) und damit die für die laufende Antwort heranzuziäiende Adressengruppe vorgibt.

   4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Wortfolgeschaltung (24) gesteuerte Schalter (21) r»it dem Hilfsspeicher (20) die Adressierschaltung (21) oder eine Festadressenschaltung (23) verbindet, die die Adressen der Rahmenimpulse und der Wortmitte liefere.

   Anordnung nach Anspruch 1, dadureh gekennzeichnet, daß die Antwortbake einen zweiten Speieher (27) enthält, dessen Aus= lasen durch die Taktimpulse (H) gesteuert wird und in der das Gesetz der zeitlichen Änderung des Antwortcodes gespeichert ist, und daß ein weiterer Speicher (28) dieses Änderungsgesetz kurzzeitig speichert und ein Zufallscode- generator (29) vorgesehen ist, sowie eine Mischschaltung § die aus dem weiteren Speicher (28) undⁿcLem Code-

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   generator (29) kommenden Daten mischt und über einen Pufferspeicher (3I)₃ gesteuert von einer Folgeschaltung (39)_s ■ Zyclen zu N Worten liefert und ein weiterer Schalter (37) ; den Ausgang des Pufferspeichers (3D an die Parallelein- ^! gänge des Multiplexers (11) legt. ,

   6. Anordnung nach Anspruch 1 oder 5» dad^2h gekennzeichnet,

   daß die Feststation ein Abfragesignal, bestehend aus j

   vierlmpulsen, sendet, die drei Zeitintervalle AtI, At2, Δί>3 festlegen, von denen jedes einer Stellung des Index in dem Hilfsspeicher der Feststation und damiv «such in

   demjenigen der Antwortbake entspricht. !

   7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß de Antwortbake außerdem eine Analyseschaltung (34) für das empfangene Abfragesignal, die darin die Zeitintervalle feststellt, und eine Schaltung (35) umfaßt, die ausgehend von den von der Analyseschaltung (34) erhaltenen Daten eine bestimmte, zusätzliche Zahl von Stellungen des Index des Hilfsspeichers (20) festlegt, und daß ein vierter Speicher (33) ausgehend von der Schaltung (35) und einer Schaltung (19), die die direkt bestimmten Stellungen des Index gespeichert hat, die Gesamtzahl N der Indexstellungen, die in den von der Antwortbake zu übertragenden Antworten zu berücksichtigen sind, speichert und den Hilfsspeicher (20) über die Adressier-schaltung (21) steuert.

   8. Antewordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antwortbake ferner einen Zwischenspeicher (32) enthält der die N-Stellungen des Indexspeichert, sowie eine Zyklusfolgeschaltung (39) mit N Worten, die das Auslesen des Zwi-

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   '^echensped/chers (32) steuert, wobei die Antwort auf ,die "ⁱ'ⁱ"Ab frage £in Zyklus von N-Worte-Antworten i.s.t.

   _r 9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zwischenspeicher (32) und der Adressierschaltung (21) eine Adressendecodierschaltung (36) liegt, die den weiteren Schalter (37) steuert, der für bestimmte Adressen den Ausgang des Zwischenspeichers (32) in dem die N Codes gespeichert sind, mit einem Codeumsetzer (38) verbindet, dessen Ausgang mit den Paralleleingängen des MuItiplexers (11) verbunden ist.

   10. Anordnung nach den Ansprüchen 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antwortbake als Antwort auf ein mindestens drei Zeitintervalle enthaltendes Abfragesignal eine Gesamtantwort, bestehend aus einem Zyklus von N-Worte-Antworten sendet, die N Codes darstellen, deren Bits von einem Antwort -Wort zum folgenden unterschiedlich geordnet sind.

   11. Anfcwordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß unter den N übertragenen Codes zwei oder mehr übereinstimmen, jedoch in einer jedesmal anderen Form übertragen und in dem Zyklus von N Antworten zufällig verteilt sind.

   12. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall des Empfangs von zwei Abfragesignalen zweier verschieder Feststationen in Form eines zusammengesetzten Signals, das eine bestimmte Anzahl von Intervallen zwischen den Impulsen festlegt, entsprechend Stellungen des Index in dem Hilfsspeicher (20), die Analyseschaltung (3¹O die zwei Kontrollimpulse feststellt, die anzeigen, daß eine Abfrage

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   durch zwei verschiedene Feststatiqnen vorliegt, und daß die Schaltung' (55) aus den von der Analyseschaltung (34) gelieferten Daten eine bestimmte Anzahl von Antworten in einem Zyklus gleich festlegt, worin η die Zahl der Intervalle ist und eine Entscheidungsschaltung in der Antwortbake vorgesehen ist, um in der Gesamtheit der übertragenen Antwortcodes die Verteilung der richtigen und der falschen, durch besondere Adressen bezeichneten Codes festzulegen.

   13. Anordnung nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Antwortbake auf unvollständige Abfragen antwortet.

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