ITRM930068A1 - Perfezionamento nei radar di sorveglianza secondari che utilizzano i segnali p2 e p3 per sincronizzare le misurazioni dei dati relativi ai tempi di arrivo. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

"Perfezionamento nei radar di sorveglianza secondari che utilizzano i segnali P2 e P3 per sincronizzare le misurazioni dei dati relativi ai tempi di arrivo'

La presente invenzione si riferisce in linea generale ai sistemi passivi per il controllo del traffico aereo e per la segnalazione delle collisio ni, i quali utilizzano segnali di interrogazione trasmessi da una stazione SSR di terra ed associati messaggi di risposta da radar di rinvio 0 risponditori trasmessi da veicoli, come gli aeroplani, che sono sollecitati dal radar SSR, per determinare le distanze, gli angoli di azimuth, la altitudine e la identit? di un veicolo relativamente ad un altro veicolo oppure rispetto alla stazione di terra e, pi? particolarmente, concerne un perfezionamento dei sistemi di questo tipo, specificamente il sistema per evitare collisioni descritto nel brevetto statunitense No. 4.486.755 della stessa richiedente.

Il sistema rappresentato nel brevetto statun itense No. 44867 55, la cui descrizione viene ci tata pr riferimento, riceve segnali di interrogazione standardizzata, aventi le forme d'onda rappresentate nel la Figura trasmessi da una stazione di terr a con una frequenza di 103Q MHZ su uno stretto raggio principale rotante e nei lobi laterali del raggio principale. Il segnale di interrogazione standardizzato consiste di tre impulsi ciascuno avente una larghezza di 0,8 microsecondi: un impulso PI; un impulso P2 distanziato di 2,0 microsecondi dall'impulso P1; ed un impulso P3 distanziato dall'impulso P1 di 8,0 microsecondi oppure di 21,0 microsecondi. Gli impulsi PI e P3 sono trasmessi dal raggio principale ed anche inintenzionalmente dai lobi laterali del raggio principale che, almeno che non vengano soppressi, possono essere sufficientemente forti per interrogare i risponditori radar adiacenti, creando delle false risposte. Con riferimento alla Figura 2, l'antenna direzionale rotante che ? stata impiegata negli ultimi anni, molte delle quali ancora sono in servizio e lo saranno nei prossimi anni, produce un raggio o fascio di esplorazione 10 il quale presenta una larghezza compresa circa fra 2,5? e 3,0? nel suo punto di 3 dB e leggermente pi? ampia nel suo punto di controllo di soppressione.

Nella maggior parte dei radar SSR, una seconda antenna statica trasmette omnidirezionalmente una configurazione di controllo 12 per la soppressione dei lobi laterali contenente soltanto gli impulsi P2 oppure le coppie di impulsi P1-P2, in cui lo impulso P2 ? sincronizzato con l' impulso PI nel rag gio principale, ad un livello significativamente superiore a quello dei lobi laterali del raggio principale, il cui scopo ? di impedire risposte del risponditore radar ad altri impulsi di interrogazione del raggio principale quando tali impulsi del raggio principale superano il livello del segnale di soppressione degli impulsi P2 di una entit? fissa. In alcune configurazioni di controllo SSR, vengono tra smessi soltanto gli impulsi P2 i quali si combinano con gli impulsi P1 dei lobi laterali pi? forti del raggio principale per creare una coppia di soppressione P1-P2. Pi? specificamente, l'ampiezza irradia ta degli impulsi P2 sul risponditore ? (1) uguale o superiore all'ampiezza dei segnali degli impulsi P1 derivanti dalla trasmissione pi? grande dei lobi laterali dell'antenna che irradia gli impulsi P1 (vale a dire il raggio principale rotante 10) e (2) ad un livello inferiore per pi? di 9 dB al disotto del l'ampiezza irradiata degli impulsi P1 nel desiderato arco di interrigazione. Quando i livelli degli impulsi P1 del raggio principale superano i livelli degli impulsi P2, gli impulsi P3 non vengono pi? sop press i e le coppie di impulsi P1-P3 interrogano i radar risponditori che si trovano nel raggio principale.

Una coppia di impulsi P1-P3 con una separazione di 8,0 microsecondi fra gli impulsi P1 e P3trasmessi sul raggio principale interroga la identit? (Modo A) dell'aeroplano equipaggiato con il radar risponditore, ed una separazione di 21,0 microsecondi fra gli impulsi P1 e P3 interroga la altitudine di tale aeroplano (Modo C). Una serie di circa 20 di tali coppie di impulsi P1-P3, una met? delle quali tipicamente sono interrogazioni per il Modo A e l'altra met? sono interrogazioni per il Modo C, viene ricevuta su un radar risponditore, nell'ambito di una larghezza del raggio, durante ciascuna scansione di 360? del fascio rotante. Durante il periodo in cui il fascio rotante ? orientato verso il radar rispon ditore, vale a dire il tempo che occorre perch? il fascio esplori un arco approssimativamente di 4?, no to come tempo di "sosta del fascio", il risponditore risponde in conformit? con i distanziamenti P1-P3 "non soppressi" del messaggio di interrogazione. I messaggi di interrogazione del Modo A e del Modo C interallacciati , per esempio ACACAC , oppure AACAAC , sono separati da intervalli tipicamente di circa 250Q microSecondi ,per? nell'intervallo fra un minimo di circa 2000 microsecondi ed un massimo approssimativamente di 5000 microsecondi. La ampia configurazione di SLS, che ? significativamente pi? forte per tutti i valori di azimuth all 'esterno del bordo del raggio principale (approssimativamente 14-|6 dB a partire dal picco del fascio principale), impe disce che le coppie di impulsi di interrogazione vengano ricevute da un risponditore a meno che esse non si trovino nel settore definito dalla larghezza di 3?-4? del fascio principale.

Riepilogando, una coppia di impulsi P1-P3 trasmessi sul fascio principale del radar SSR interrogher? un risponditore aerotrasportato, facendolo trasmettere messaggi relativi al Modo A ed al Modo C, soltanto se l'ampiezza degli impulsi P1-P3 ricevuti sul risponditore supera l'ampiezza di eventuali impulsi P2 associati ricevuti. Ciascun risponditore di qualificazione nella copertura di scansione di 360? del fascio principale SSR trasmette in risposta un messaggio di risposta sulla portante a ra dio frequenza di 1.090 MHz inviandola verso il radar SSR, conun ritardo noto, percui il messaggio di r isposta viene fatto propagare lungo il percorso del fascio principale e perci? l'intensit? del relativo segna le viene aumentata in una mis ra corrispondente al guadagno del fascio ed ilsegnale viene ricevuto da un ricevitore sull frequenza di 1.090 MHz nel radar SSR. Ciascuna di tali trasmissioni del rispond itore a 1.090 MHz, nota come "messaggio di risposta" e rappresentata nella Figura3, comprende u_ na coppia di impulsi di inquadratura F1 e F2 separati di 20,3 microsecondi, i quali definiscono 1 zio ed il termine, rispettivamente, del messa fra cui tredici impulsi di informazione (dodic quali sono correntemente usati) sono distanzia incrementi di 1,45 microsecondi a partire dal primo impulso di inquadramento, ciascuno dei quali

ta una ampiezza di 0,45 microsecondi e pu? e

pu? anche non essere presente in dipendenza tenuto del messaggio trasmesso in risposta al segnale di interrogazione di 1.030 MHz. Il formato del messaggio contenuto fra gli impulsi di inquadratura FI e F2 ? simile per uno qualsiasi dei 4.096 codici di identit? trasmessi. L'assenza o la presenza di ciascuno dei dodici impulsi di informazione stabil sce quale codice venga trasmesso sulla frequenza di 1090 MHz in rsposta alla ricezione di una coppia di impulsi di interrogazione P1-P3 distanziati di 8 , 0 microsecondi.

Similmente , il formato del messaggio contenuto fragli impulsi di inquadratura ? identico per u no qualsiasi dei codici di altitudine, chenon utilizzano gli impulsi ciascuno dei quali rappresenta la altitudine dell'aeroplano fino entro 50 piedi (1 piede equivale a 30 cm) in incrementi di 100 piedi fino ad un massimo superiore a 125.000 piedi. Perci?, la struttura del messaggio di risposta consente la possibilit? di 4.096 diversi gruppi di codici, ciascuno dei quali rappresenta uno o pi? elementi di informazione, per esempio la identit? o l'altitudine dell'aeroplano che risponde. Come precedentemente menzionato, gli impulsi di interrogazione P1 e P3 di 1.030 MHz, separati di 8,0 microse cond?, quando decodificati, sollecitano un gruppo di codice di risposta trasmesso sulla frequenza di 1.090 MHz per la rappresentazione dell'identit?. Similmeri te, un distanziamento P1-P3 di 21,0 microsecondi sollecita un codice di risposta che rappresenta la altitudine di un dato aeroplano. Come assegnato dalla agenzia ATC oppure da altre autorit?, come le autorit? militari, il codice di identit? viene impostato dal pilota con un "commutatore a cifre" dell'abitacolo, mentre il codice di altitudine viene stabilito automaticamente da un altimetro barometrico e da associato codificatore. Le designazioni dei codici di identit? consistono di quattro cifre, ciascuna delle quali ? compresa fra 0 e 7, incluso, ed ? determinata dalla somma dei numeri sottoscritti agli impulsi come riportati nella Figura 3. Il codice di identit? dell'aeroplano pu? essere 1543, per esempio, che ? rappresentato dalla presenza degli impulsi A1;

Il risponditore automaticamente trasmette in modo continuo questo codice di iden tit? in risposta ad ogni interrogazione del Modo A ricevuta, a prescindere da quale radar stia effet tuando la interrogazione, dalla larghezza del fascio del radar di interrogazione o dal fatto se si tratta di un radar civile, militare o europeo.

In maniera simile, in risposta agli impulsi di interrogazione P1-P3 distanziati di 21,0 microse condi, il risponditore radar automaticamente prende in considerazione un codificatore automatico di al titudine collegato all'altimetro barometrico proprio dell'aeroplano, il quale automaticamente cambia il codice che varia in altitudine in conformit? cn una configurazione prescritta dall'organismo U.S. NATIONAL STANDARD FOR TH E MARK X (SIF) AIR TRAFFIC CONTROL SYSTEM (10/J07.68) ed il messaggio di risposta trasmesso dal radar risponditore viene modificato conforme mente. Anche se l'informazione di altitudine viene presentata nello stesso formato degli impulsi con cui viene presentata l'informazione di identit?, ? sistema di terra prontamente discrimina fra le rispo ste nl Modo A e nel Modo C alla sua interrogazione, poich? l'intervallo relativamente lungo fra gli impulsi PRP e perci? fra i messaggi di interrogazione ? tale che, soltanto durante un periodo specifico per esempio di 3.000 microsecondi, che rappresenta un percorso di "round trip" di circa 250 miglia nautichea (3000/12 microsecondi per miglio nautico), a seguito di un messaggio di interrogazione in cui un impulso P3 ? distanziato dall'impulso P1 di 8,0 microsecondi, tutti gli aeroplani che si trovano allo interno del fascio ed all'interno della portata di 250 miglia nautiche rispondono con codici di identit?. Poich? le portate della maggior parte dei radar. SSR sono limitate a circa 200 miglia in linea di vi sta, tutti i bersagli rispondono tipicamente all'interno del tempo fra 2.500 e 3.000 microsecondi. Durante il successivo impulso PRP, durante il quale per esempio una interrogazione nel Modo C viene trasmessa dal radar SM ,tutti gli aeroplani che si vano al di fuori di una simile predeterminata portata e che sono intercettati dal fascio di esplorazione principale risponderanno soltanto con codici di altitudine. In questa maniera non vi ? alcuna confusione fra le risposte di identit? e le risposte di altitudine anche se ambedue utilizzano segnali di identic i formati, poich? ciascun impulso presenta un significato diverso. Questi codici di identit? e di altitudine vengono interpretati dal sistema di avver timento di collisione aerotrasportato nella stessa maniera con cui agisce la stazione diterra cosi da fornire dati di allertamento di collisione su tutti i radar risponditori adiacenti.

Nel sistema passivo di avvertimento di minaccia e per evitare collisioni descritto nel summenzio nato brevetto statunitense '755, una stazione Propria riceve le interrogazioni da almeno uno ed usual mente da una molteplicit? di radar SSR all'interno della portata operativa, non soltanto quando il fascio del radar SSR principale sta puntando su di es_ sa, ma anche quando la stazione Propria ? illuminata dai lobi laterali di livello inferiore di uno o pi? fasci principali e si basa sui dati relativi al tempo di arrivo (TOA) provenienti dai molteplici radar SSR per creare un piccolo bozzolo di spazio aereo che rappresenta la portata approssimata e la altitudine approssimativamente esatta di un qualsiasi aero plano adiacente equipaggiato con radar risponditore che pu? essere una minaccia per l'aeroplano Proprio. L'impiego di tali radar risponditori ? realizzato in circa 240.000 aeroplani negli Stati Uniti soltanto e circa 350.000 su scala mondiale.

Durante un breve periodo di "ascolto" di circa 200 microsecondi iniziato dalla ricezione Propria di una decodificazione P1-P3, la stazione Propria riceve le risposte trasmesse dai radar risponditori in Altre stazioni in generale vicinanza alla stazione Propria in risposta a ciascuna interrogazione da un radar SSR. Le risposte ricevute vengono decodificate ed impiegando il tempo di P3 del messaggio di interrogazione associato ricevuto dal ricevitore su.

1.030 MHz del radar risponditore, producono i dati del tempo di arrivo (?0?) per tutti gli aeroplani circostanti e per tutte le stazioni SSR che si trovano all'interno della portata di sensibilit? dei ricevitori su 1.030 MHz e su 1.090 MHz della stazione Propria. Il funzionamento del sistema '755 dipende dall'ampiezza dei lobi laterali del fascio principale rotante che ? sufficientemente elevata perch? la coppia di impulsi P1-P3 possa essere ricevuta attra ve rso i lobi laterali del fascio principale fintanto che il ricevitore si trova all 'interno di una da ta portata operativa di un radar SSR. Perci?, il si stema del brevetto '755 fornisce tali misurazioni dei tempi TOA non soltanto durante, ma anche prima e dopo il passaggio del fascio principale, fintanto che le coppie di impulsi P1-P3 possono essere ricevute; il fascio principale rotante pu? essere orien tato in una direzione diversa che sulla stazione Pro pria ed altri radar risponditori che effettuano le interrogazioni. Di conseguenza, ? essenziale per il funzionamento del sistema del brevetto '755 che esso riceva le coppie di impulsi P1-P3 e le associate risposte sulla frequenza di 1.090 MHz, sia prima sia dopo il passaggio del fascio principale del radar SSR attraverso la stazione Propria, attraverso tutto un settore angolare di circa 30? disposto a cavallo dell'asse del fascio principale. La incapacit? di ricevere le coppie di impulsi P1-P3 negli zeri di profondit? fra tali numerosi lobi laterali mita l'efficacia del sistema.

L'ultimo decennio ha visto un cambiamento ri_ voluzionario nella progettazione delle antenne dei radar SSR di terra, in particolare il sistema di antenna impiegato nei sistemi SSR del tipo in discussione. Diverse centinaia di radar SSR basati sul ter ritorio statunitense sono gi? stati oppure sono in corso di equipaggiamento con un perfezionato sistema di antenna il quale ? elettricamente fasato in modo da creare uno stretto fascio di esplorazione principale attraverso il quale vengono trasmessi gli impulsi di interrogazione P1-P3 e vengono ricevuti i messaggi di risposta e che presenta lobi laterali molto bassi. Le nuove antenne usualmente non compren dono l'antenna solitaria statica impiegata nei sistemi precedenti per la trasmissione omnidirezionale di una configurazione di soppressione dei lobi laterali degli impulsi P1-P2, ma invece utilizzano una struttura di antenna ed elementi radianti integrati e girevoli insieme con la struttura di antenna rotante che forma il fascio principale per generare una configurazione di controllo di SLS. Come rappresentato nella Figura 4, la configurazione di controllo di SLS di questo nuovo sistema, contenente le coppie di impulsi P1-P2 oppure soltanto gli impulsi P2 solitari, ? generalmente "a forma di uovo" nel piano orizzontale ma pu? avere uno stretto zero lungo lo asse del fascio principale. Il segnale massimo della configurazione di SLS e pertanto la sua massima portata di ricezione ? allineato con l'asse del iascio principale 16 e ruota con esso perci?, il mas simo livello dei segnaii e pertanto la portata della configurazione di SLS rotante traccia un circolo immaginario 18 durante la sua rotazione con il fascio principale. Tuttavia, l intensit? del segnale ? massima soltanto all'interno di un settore avente una larghezza di 40? disposto a cavallo del fascio principale rotante. Il livello dei segnali della configurazione di controllo di SLS nella direzione del fascio principale tipicamente ? compreso circa fra 14 dB e 16 dB a partire dall'ampiezza di picco del fascio principale e di circa 20 dB al disopra del vello medio dei lobi laterali del fascio principale. II livello della configurazione di controllo al disopra del livello dei lobi laterali varia in funzio ne dello spostamento angolare dal fascio principale, nella misura di 30 dB in corrispondenza di un angolo di 180? a partire dal fascio principale, mentre in media assume un valore approssimativamente di 20 dB al disopra dei lobi laterali del fascio principa le durante un periodo di rotazione. La nuova configurazione di SLS presenta elevati livelli dei segna li, senza zeri di profondit?, per tutti i valori di azimuth, all'interno del settore angolare di 40? disposto a cavallo del fascio principale, all'esterno del quale vi ? una certa diminuzione di livello ma che supera ancora notevolmente il livello dei lobi latera li dei fasci principali.

Sfortunatamente , tuttavia, questa recente riduzione del livello dei lobi laterali del fascio principale si trasforma in un inconveniente per il sistema del brevetto 755, il cui funzionamento dipende dalla ricezione delle coppie di impulsi P1-P3, non soltanto quelle contenute nel fascio principale, ma anche quelle trasmesse in e fra i lobi laterali adiacenti. Di conseguenza, la riduzione maggiore nel livello dei lobi laterali fornita dalla perfezionata antenna SSR riduce significativamente la portata operativa del sistema del brevetto '755 ed indirettamente la precisione delle sue segnalazioni di collisione, per effetto della riduzione della probabilit? di ricevere una molteplicit? di SSR nella maggior parte delle posizioni. A mano a mano che la popolazione delle perfezionate antenne si ? ampliata, la portata utile di avvertimento delle collisioni dei sistemi del brevetto '755 potrebbe essere ridotta.

In aggiunta a questa possibilit? vi ? il fat to che approssimativamente i 3.000 radar SSR attual mente in servizio in tutto il mondo, alcuni dei quali gi? stanno usando il perfezionato sistema di antenna, altri sono in corso di essere aggiornati ed altri possono continuare ad usare il "vecchio? siste ma, senza modificazione, per molla altri anni. Si prevede che vi sar? un "misto" di vecchi e nuovi si stemi di antenna approssimativamente per da dieci a venti anni prima che le "vecchie" antenne vengano to talmente escluse.

Perci?, si riscontra una corrente ed impellente necessit? di un sistema passivo per avvertimento di minaccia e per evitare collisioni che sia adattabile alle caratteristiche di irradiazione sia dei "vecchi" sia dei "nuovi" sistemi di antenna dei radar SSR. Il sistema dovrebbe anche essere operativo in aree geografiche nelle quali soltanto l'impulso P2 viene trasmesso nella configurazione di controllo di SLS, come avviene nel caso dei radar SSR In ghilterra ed in alcuni altri paesi europei. Alcune stazioni statunitensi, come i radar SSR della classe ASR-9 possono anche trasmettere soltanto impulsi P2 sulla configurazione di controllo di SLS.

In conformit? con ci?, lo scopo principale della presente invenzione ? quello di fornire un sistema "adattativo" per evitare collisioni che incor pori i principi del sistema del brevetto '755 e che sia capace di funzionare con uno qualsiasi dei tre tipi di sistemi di trasmissioni radar di terra precedentemente descritti

Un aaltro scopo dell'invenzione consiste nell'ampliare la portata utile di un tale sistema da un radar SSR, per aumentare cos? la probabilit? che i segnali del tipo SLS da due o pi? radarSSRche interrogano bersagli vicini saranno ricevuti dal sistema per evitare collisioni e cos? riducano significativamente i falsi allarmi e forniscano una misurazione pi? precisa della pseudo-portata.

Inoltre, il sistema deve essere passivo (vale a dire che non dovrebbe per se stesso trasmettere allo scopo di rivelare un aeroplano potenzialmente in rotta di collisione), per evitare cos? la interferenza sia sul canale di 1.030 MHz sia sul canale di 1.090 MHz del sistema SSR standardizzato.

Il sistema dovrebbe anche essere relativamente semplice ed economico da fabbricare, in modo da poter essere economicamente consigliabile per possessori di aeroplani leggeri, come quelli usati nella aviazione generale.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

In conformit? con la presente invenzione, la quale verr? descritta in combinazione con il sistema per evitare collisioni rappresentato nel brevett o statunitense No. 4.486.755 i cui principisono anche applicabili ad altrisistem i PSSR, come quelli descritti nel brevetto statunitense No. 4.115. 771. Nel caso in cui le coppie di impulsi P1-P3 non siano disponibili, ilsistema ? adatto ad utilizzare le coppie di impulsi P1-P2 oppure gli impulsi P2 "soli ri" per temporizzare il periodo di "ascolto" di una stazione Propria. Pi? specificamente, nel caso in cui non siano disponibili coppie di impulsi P1-P3, delle quali l'impulso P3 viene normalmente usato per l'inizio delle misurazioni del tempo di arrivo (TOA), il sistema automaticamente seleziona, come seconda scelta, le coppie di impulsi P1-P2 grazie alla larghezza dei relativi impulsi ed alla particolare separazione esattamente di 2,0 microsecondi e selezio na, come terza scelta, gli impulsi P2 solitari per la temporizzazione del periodo di ?ascolto". L'ampiez za dell'impulso P2 contenuto nella configurazione di irradiazione del tipo SLS sia del "vecchio" sia del perfezionato sistema di antenna SSR ? maggiore del livello dei lobi laterali del fascio principale attraverso un intervallo angolare di almeno circa 40? a partire dalla direzione dell'asse del fascio prin cipale, cosa che assicura la sua ricezione, prima e dopo il passaggio del fascio principale attraverso un radar risponditore a portate molto superiori alla portata con la quale i lobi laterali del fascio principale e gli zeri fra di essi possano essere affidabilmente ricevuti. Per esempio, quadruplicando la portata di ricezione nel settore di 40?, cosa che ? prontamente possibile, mediante l'impiego della intensit? del segnale P2 contro la intensit? del segnale P3 del lobo laterale molto pi? debole e gli zeri di profondit? fra i lobi laterali, la regione utile di protezione dalle collisioni da aria ad aria disposta intorno ad un radar SSR.viene aumentata di un fattore di sedici. Questo incremento potrebbe es sere applicato anche ad un qualsiasi radar SSR adia cente all'interno della portata operativa Propria, fornendo cos? delle estese aree di protezione in sovrapposizione .

Che il tempo dell'impulso P2 (derivato dallo impulso P2 di una coppia P1-P2 oppure da un impulso P2 "solitario") possa essere usato per sincronizzare le misurazioni dei tempi TOA ? basato sulle diver se distanze fra gli impulsi P2 e P3 nel Modo A e sulla distanza P2-P3 dei messaggi di interrogazione nel Modo C e sul fatto che i messaggi di risposta nel Mo do A e nel Modo C sollecitati da un fascio principa le di interrogazione ripetono la maggior parte dei messagg i di interrogazione ed altre caratteristiche del fascio. Dall'esame Proprio delle configurazioni "mimiche" di 1.090 MHz, ? possibile impiegare il tem po dell'impulso P2 per misurare i valori dei tempi T0Adei messaggi di risposta. Pi? particolarmente, poich? il distanziamento fra gli impulsi P2 e P3 ? esattamente di 6,0 microsecondi (8 meno 2) per il Mo do A (identit?) e 19,0 microsecondi (21 meno 2) per Modo C (altitudine), se il tempo dell'impulso P2 invece che il tempo dell'impulso P3 viene usato per sincronizzare l'inizio del periodo di "ascolto" durante il quale viene misurato il tempo di arrivo TOA di un messaggio di risposta nel Modo A o nel Modo C, allora il tempo TOA pu? essere corretto se il modo, di interrogazione ? noto, per un tempo di P3 "sinte tico". Tuttavia, la differenza di tempo fra la risposta nel Modo A relativa al tempo dell'impulso P2 ed una risposta nel Modo C relativa al tempo di un impulso P2 sar? sempre esattamente di 13,0 microsecondi (19 meno 6).

Questa differenza di 13,0 microsecondi nelle misurazioni dei tempi di TOA ? critica per la capacit? del sistema di identificare e separare le rispo ste nel Modo A e nel Modo C. Il tipico "pacchetto del fascio " di 1.090 MHz di circa venti messaggi di risposta ricevuti nel radar risponditore della stazione Propria durante ciascuna scansione di un fascio SSR di esplorazione attraverso le Altre stazio ni contiene un misto approssimativamente uguale di messaggi di risposta nel Modo A e nei Modo C. Ci? che ? importante ? che tutte le risposte nel Modo A avranno tempi di arrivo TOA pi? corti, reiativamente all'impulso P2, in confronto con i simili tempi di arrivo TOA delle risposte relative al Modo C. Poi ch? la "mimica" del fascio ricevuto sulla frequenza di 1.090 MHz nella stazione Propria conterr? la configurazione di PRP del radar di interrogazione e la configurazione di distanziamento e di interallaccia_ mento dei messaggi di interrogazione nel Modo A e nel Modo C, mediante l'inizio delle misurazioni del tempo di arrivo (TOA) con un impulso P2, vengono create due "famiglie" di tempi di arrivo, ambedue riferite al tempo dell'impulso P2, una famiglia di tempi di arrivo TOA essenzialmente uguali per il Modo A ed un'altra famiglia di tempi di arrivo TOA essere zialmente uguali per il Modo C. In virt? della differenza di tempo di 13 microsecondi fra le due famiglie di TOA ed in virt? del fatto che i messaggi di risposta sono contenuti nello stesso "pacchetto", es si possono essere prontamente dentificati e separa_ ti .

Altri seopi caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno evidienti e la suastruttura ed il suo funzionamento saranno meglio compresi dalla seguente descrizione dettagliata quando sia letta con riferimento ai disegni allegati.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La figura 1, alla quale ? gi? stato fatto riferimento, rappresenta delle forme d'onda che indicano i segnali di interrogazione standardizzati per il Modo A e per il Modo C;

la Figura 2, a cui ? anche stato fatto precedentemente riferimento, rappresenta uno schema semplificato di un sistema di interrogazione SSR di terra che mostra le configurazioni di irradiazione dei "vecchi" sistemi di antenna;

la Figura 3, alla quale ? anche stato fatto precedentemente riferimento, rappresenta un diagram ma che mostra le caratteristiche di codice standardizzate dei messaggi di risposta;

la Figura 4, alla quale ? gi? stato fatto precedentemente riferimento, mostra la configurazione di irradiazione integrata dei "nuovi" sistemi di antenna che entrano in uso nei sistemi di radar SSR; la Figura 5 rappresentaun diagramma rettangolare della configurazione del fascio di interrogazione e della configurazione del fascio di control -lo esempi tipici dei nuovi sistemi di antenna;

le Figure 6A e6B disposte una accanto all'altra come rappresentato nella Figura 7 rappresentano uno schema a blocchi, parzialmente funzionate, di un sistema per evitare collisioni incorporante l'invenz?one ; e

la Figura 8 rappresenta un diagramma geometri co usato per spiegare il funzionamento del sistema delle Figure 6A-6B con due radar SSR ubicati in posizioni favorevoli.

DESCRIZIONE DELLA PREFERITA FORMA DI REALIZZAZIONE

Con breve riferimento ancora alla Figura 4, una pi? recente stazione di radar SSR di terra differisce da quella rappresentata nella Figura 2 sotto l'aspetto significativo che tali stazioni presentano un'antenna realizzata come un gruppo ordinato di organi componenti disposti in relazione di fase, il quale crea la configurazione di irradiazione di interrogazione rappresentata nella vista in pianta nella Figura 4, comprendente uno stretto fascio principale 16 che ruota in senso orario ed una configurazione di controllo di soppressione dei lobi laterali "a forma di uovo" molto pi? ampia 14 la quale a llineata con lo stretto fascio di esplorazione e ruota insieme con esso. I lobi laterali del fascio principale delle nuove antenne presentano una potenza di segnale molto bassa, cosa che riduce sensibilmente la portata utile dei sistemi come quelli descritti nel summenzionato brevetto 1755, il quale di pende per il suo funzionamento dalla ricezione diret ta degli impulsi P1-P3 contenuti nei lobi laterali dei fasci multipli. Tutte le stazioni di terra SSR, che siano o meno equipaggiato con il "vecchio" oppure con il pi? recente sistema di antenna, trasmetto no sul fascio di esplorazione principale ad una frequenza di 1.030 MHz i segnali di interrogazione internazionalmente standardizzati rappresentati nella Figura 1, consistenti di tre impulsi di 0,80 microsecondi; gli impulsi P1 e P3 di uguali ampiezze essendo separati da un intervallo specifico ed un impulso di controllo P2 di ampiezza inferiore separato dall'impulso P1 di un tempo di 2,0 microsecondi. Il sistema di ATCRBS (SSR) si basa sul confronto delle ampiezze fra gli impulsi P1 e P2 cosi come sono ricevuti dal radar risponditore per impedire la risposta alla interrogazione sui lobi laterali e le norme pertanto specificano che l'ampiezza irradiata per l'impulso P 2 sull ' antenna del radar risponditore dovr? essere (1) uguale o superiore all'ampiezza irradiata per l'impulso P1 dal lobo laterale del fascio principale per la soppressione di un radar risponditore. Quando i livelli degli impulsi PI del fascio principale superano i livelli degli impulsi P2, gli impulsi P3 non vengono pi? soppressi ed il radar risponditore riisponde trasmettendo sulla frequenza di 1.090 MHz attraverso il desiderato arco di interrogazione del fascio principale. Le intensit? dei segnali in corrispondenza di diversi valori di azimuth al di fuori del settore angolare del fascio principale sono tali che la combinazione di P2 oppu re di P1-P2 ? sempre maggiore della combinazione P1-P3 ed in questo modo essi "sopprimono" un qualsiasi radar risponditore , impedendo che esso riceva gi impulsi P3 contenuti nei lobi laterali.

Gli impulsi P2 di controllo della soppressione dei lobi laterali, sincronizzati con la temporiz zazione degli impulsi P1-P3 del fascio principale, vengono irradiati sulla stessa frequenza impiegando lo stesso trasmettitore utilizzato a ripartizione di tempo, vale a dire su una frequenza di 1.030 MHz, su una configurazione di controllo. In molta parte degli Stati Uniti, la configurazione di controllo ? co me quella rappresentata nella Figura 5, un impulso P2 predominante, un impulso P1 scalato di 3dB dal livello dell'impulso P2, ambedue i quali nominano un impulso P3, nel qual caso la coppia P1-P2 domina le coppie di impulsi dei lobi laterali P1-P3 .In Gran Bretagna ed in alcuni paesi europei, ilsegnale di control lo della Figura 5 consiste soltanto dell'impulso P2 che predomina su un qualsiasi impulso P1 o P3 ricevuto al di fuori del fascio principale e, in accordo con ci?, sopprimer? il radar risponditore quando un impulso P1 proveniente da un forte lob terale si combina con l'impulso singolo P2 della figurazione di controllo

I livelli relativi di ampiezza del fascio principale 10 e dei luoi lobi laterali e la configur ne di controllo di SLS del "vecchio" sistema di antenna rappresentato nella Figura 2 sono quantit? vamente riportati nella Figura 5, in cui tutti i li velli sono indicati in termini di dB a partire livello di picco (OdB) del fascio principale 10 usato per trasmettere i segnali di interrogazione su 1.030 MHz. Il livello di picco dei segnali del fascio di controllo tipicamente ? compreso fra 16 e 18 dB al disotto del livello di picco del fascio principale. Per un qualsiasi valore di azimuth, l'ampiez za relativa degli impulsi varia con la direzione istantanea del l ' antenn a rotante , cos? che il livello dell'impu lso P2 ? superiore a quello dell'impulso PJ in tutte le direzioni, eccetto nella direzione del fascio principale. Similmente come rappresenta to nella Figura 4, l'ampiezza relativa degli impul si varia con la direzione dell'antenna, cos? che la intensit? del segnale dell'impulso P2 ? superiore a quella di una qualsiasi coppia P1-P3 in tutte le direzioni, eccetto per lo stretto settore angolare del fascio principale. Perci?, il "vecchio" ed il perfe zionato sistema di antenna producono ambedue delle configurazioni di irradiazione che contengono impulsi P2 aventi una intensit? superiore a quella degli impulsi P1-P3 attraverso un ampio settore angolare, eccetto nel fascio di interrogazione principale che ? disposto essenzialmente lungo la bisettrice del settore angolare. Ci? che ? impostante ? che ci? as sicura una ricezione a lunga portata degli impulsi P2, tanto prima quanto dopo il passaggio del fascio principale attraverso la posizione di un radar risponditore, che sia irradiato da una "vecchia" oppure da una "nuova" antenna, cos? da essere disponibile per scopi di temporizzazione di TOA nel caso in cui gli impulsi P3 normalmente usati siano assenti.

Con riferimento ora alle Figure 6A e 6B ricevi tore 20 ? progettato in modo da ricevere attraverso una antenna 22 normali segnali di interrogazione e segnali di soppressione dei lobi laterali trasmessi sula frequenza del radar SSR di 1.030 MHz da una stazione di terra. L'antenna pu? essere una antenna altamente direttiva orientata verso un radar distante nel caso di un radar di terra passivo oppu re pu? essere una antenna omnidirezionale per una ap plicazione aerotrasportata; l'invenzione verr? descritta nella applicazione aerotrasportata. A causa_ dei vincoli imposti sulla disposizione delle antenne sull'aeroplano, ? tipico l'impiego di una singola antenna la quale riceve sulla frequenza di 1.030 MHz e trasmette anche sulla frequenza di 1.090 MHz, collocata sul fondo dell'aeroplano, specialmente nel caso di piccoli aeroplani per aviazione generale, an che se talvolta vengono usate strutture di montaggio sia in sommit? sia in fondo con due ricevitori per creare un sistema a diversit?. Il montaggio dell'antenna di fondo ? preferito in un sistema di basso co sto poich? le antenne di terra si trovano al disotto dell'aeroplano con la conseguenza che un'antenna montata sul fondo riceve un segnale pi? forte che non un'antenna montata sulla sommit? dell'aeroplano.

L 'uscita del ricevitore 20 viene applicata ad un dispositivo di sogli a 24 disposto in modo da far passare ad un discriminatore di impulsi in larghezza25 una qualsiasi useita proveniente dal ricevitore 20 che superi un predeterminato livello di soglia. Il discriminatore in larghezza di impulsi elimina tutti gli impulsi eccetto quelli aventi una larghezza che soddisfa la larghezza di0,80 microsecondied altre specificazioni degli impulsi di interrogazione classici. Gli impulsi di qualificazione vengono fatti passare ad un decodificatore 26 per la coppia P1-P3 studiato in medo da fornire sulla linea 26A q na uscita quando viene ricevuta una interrogazione di identit? (Modo A), oppure una uscita sulla linea 26B quando viene ricevuta una interrogazione di altitudine (Modo C). Queste uscite vengono applicate come ingressi di informazione ad un interruttore 28.

Il decodificatore 26 per la coppia P1-P3 for nisce anche una uscita su una linea A per rappresentare l'impulso P3 di ciascuna interrogazione ricevq ta e decodificata contenente gli impulsi P1 e P3 distanziati o di 8,0 microsecondi oppure di 21,0 micro secondi, stabilendo che il ricevitore viene interrogato dal fascio principale di un radar SSR oppure che il radar SSR ? sufficientemente vicino al radar Prop rio perch? l'intensit? del segnale associata ai lobi laterali del fascio principale sia sufficientemente elevata perch? le coppie di impulsi PL-P3 ven? gano ricevute consistentemente. Tutti gli impulsi P3 ricevuti sulla linea A mediante decodificazione delle coppie di impulsi P1-P3 vengono fatte passare con prima priorit? per mezzo di un dispositivo selettore di priorit? 32 per essere usate come segnale di sincronizzazione per misurare i tempi TOA.

Gli impulsi di 0,8 microsecondi che vengono fatti passare dal discriminatore in larghezza d? impulsi 25 vengono applicati ad un decodificatore 27 per la coppia P1-P2 che fornisce una uscita sulla nea B quando il segnale di interrogazione ricevuto passante attraverso il dispositivo di soglia 24 ed il discriminatore in larghezza di impulsi 25 contiene due impulsi di larghezza 0,80 micros.econdi distanziati, fra i loro fronti anteriori, di 2,0 microsecond?, cosa che stabilisce che il sistema sta ricevendo coppie di impulsi P1-P2 trasportati dalla configurazione di controllo del fascio principale di SLS di un radar SSR all'interno della portata opera tiva estesa di tali stazioni. L'ampiezza dell'impulso PI confrontante con quella dell'impulso P2 pu? differire, per? una decodificazione della coppia di impulsi pu? verificarsi fintanto che ambedue gli im pulsi siano al disopra del valore di soglia entro un interviallo dinamico tipicamente di 50 dB. Una uscita sulla linea B viene considerata come avente una seconda priorit? per mezzo del dispositivo selettore di priorit? 32 e viene applicata ad una scatola 82 contrassegnata con "P1-P2 " per essere utilizzata nella maniera che verr? spiegata nel seguito.

Gli impulsi di interrogazione che vengono fat ti passare dal dispositivo di soglia 24 e dal discriminatore in larghezza di impulso 25 sono anche applicati ad un dispositivo 36 di memorizzazione degli im pulsi il quale viene ripetutamente aperto e chiuso da una linea di ripristino o di reset 38 ad interval li di 50,0 microsecondi (+25 microsecondi) per fornire una "finestra" approssimativamente di 50 micro secondi, durante la quale il segnale applicato viene esaminato per determinare se un qualsiasi altro impulso oppure una pluralit? di impulsi simili al singolo impulso P2 siano apparsi prima o dopo di esso. Perci?, in assenza di coppie P1-P3, di coppie P1-P2 oppure di impulsi "spuri" all'interno della fi nestra di 50 microsecondi, si pu? rivelare un impul so P2 "solitario". L'uscita di questa "finestra", la quale sar? costituita da un impulso o da una moltepl icit? di impulsi simili venti una Larghezza di 0 , 8 microsecondi, viene applicata in parallelo ad un elaboratore, il quale comprende una unit? 40 che esamina i dati memorizzati e lascia passare soltanto un singolo impulso di larghezza 0,8 microsecondi, se presente, ed una unit? 42 che esamina gli stessi dati memorizzati e rivela se vi sono altri impulsi con larghezza di 0,8 microsecondi contenuti nel periodo della "finestra" di 50 microsecondi . Se l'unit? 42 determina che una molteplicit? di impulsi non sono presenti, un bus per i "dati di soppressione" in essa incorporato non viene attivato e preclude u na uscita dall'unit? 42; quando il bus dei "dati di soppressione" non ? attivato, un singolo impulso ri velato dall'unit? 40 viene fatto passare ad un ingresso di una unit? 44 contrassegnata con "singolo P2" e fornisce una uscita sulla linea C, stabilendo che all'interno della finestra di 50 microsecondi e_ siste soltanto un unico impulso P2. Se, d'altra par te, l'unit? 42 rivela ulteriori impulsi, i "dati di soppressione" dall'unit? 40 applicati ad un secondo ingresso del circuito porta 44 sopprimeranno o faranno terminare tali impulsi, comprendenti un singolo impulso P2 rivelato dall'unit? 40.

Il procedimento finora descritto ? disponibi 1e ancora immediatamente dopo la "soppressione" dei molteplici impulsi di 0,80 microsecondi oppure il passaggiod i un impulso P2 solitario. Poich?, in me dia, 1.600 impulsi P2 possono verificarsi in una sin gola rotazione del fascio principale (4,0 secondi/ rotazione x 400 (PRP)), la soppressione di alcuni impulsi P2 solitari che pu? risultare dalla mutua interferenza dei molteplici radar SSR ? generalmente insignificante per basse e medie densit? di stazioni SSR ed il sistema operer? in loro assenza. Per e sempio, se l'impulso P2 viene soppresso a causa del la presenza di una molteplicit? di impulsi nella finestra, che ? sufficientemente ampia per includere i messaggi P1-P3 e ci? si verifica per esempio quattro volte durante il periodo di rotazione del fascio di quattro secondi, sedici dei 1.600 impulsi P2 solitari verrebbero perduti, per? gli stessi sedici non sarebbero necessariamente perduti durante la suc cessiva rotazione del fascio. Tuttavia, in tali occasioni, le coppie di impulsi P1-P3 oppure le coppie di impulsi P1-P2 verrebbero impiegate per creare il "tempo di P3" attraverso il selettore di priorit? 32. Poich? le rotazioni dei fasci di una molteplicit? di rarar SSR adiacenti e, in accordo con ci?, le loro interferenze sono casuali ed il sistema ? sufficientemente flessibile per utilizzare i dati ricavati da due o tre rotazioni del fascio da due o tre radar SSR, la perdita di tali impulsi P2 attraverso una singo la rotazione non ha alcun significato. In una appl icazione con moltepl ice radar SSR, la priorit? pu? variare continuamente durante un periodo che cor risponde ai tempi medi di rotazione del fascio. I singoli impulsi P2 prodotti con questo procedimento vengono applicati ad una scatola 84 contrassegnata con "P2 soltanto" per la utilizzazione in una manie ra che verr? spiegata.

Gli impulsi P2 derivati dalla scatola 82 o dalla scatola 84 vengono applicati come primo ingresso ad un interruttore 110 e gli impulsi P3, vale a dire l'uscita di priorit? No. 1 del selettore di priorit? 32, vengono applicati come secondo ingresso all'interruttore. L'interruttore 110 ? progettato in maniera tale che, in assenza di impulsi di tem porizzazione P3 dal selettore 32, esso alimenta gli impulsi P2 attraverso la linea 112 ad una linea 68. Se, d'altra parte, la temporizzazione dell'impulso P3 di priorit? No. 1 ? disponibile dal selettore di priorit? 32, il commutatore 110 invece applica gli impulsi P3 attraverso la linea 112 alla linea 68 perch? possano essere utilizzati nella maniera che ver r? descritta

Riepilogando il funzionamento del radar 5SR nel contesto precedentemente descritto e supponendo un altro esempio di un singolo radar SSR ricevuto nella stazione Propria che trasmette soltanto impulsi P2 (solitari, assente P3, assenteP1) sulla sua configurazione di controllo di SLS e con un periodo di rotazione del fascio principale di cinque secondi, per circa il 99% del tempo dopo che il fascio principale che porta gli impulsi P1-P3 ? passato at il ricevitore, gli impulsi P2 saranno prealla PRP del radar SSR, che, per esempio, po trebbe essere di 400 impulsi per secondo, producendo cosi circa 2.000 impulsi P2 "solitari", i quali approssimativamente passano tutti attraverso la fitra di 50 microsecondi. Per l'esempio del singoradar SSR, durante il periodo relativamente lungo di 4,8 milioni di microsecondi per ciascuna rota zione del fascio principale in un radar britannico o europeo, gli impulsi P2 "solitari" saranno separa ti di circa 2.500 microsecondi, con la conseguenza che vi sar? una probabilit? soltanto di circa 50/2.500 ovvero il 2% che impulsi P2 "spuri" possibili siano presenti nella finestra di larghezza 50 microsecondi e siano fatti passare come un impulso P2 effetti vo verso il selettore di Priorit? 32 Poich? gli im pulsi P2 soltanto sono alquanto meno affidabili che un a effettiva coppia di impulsi P1-P2 per sincronizzare l'inizio del tempo di "ascolto", ad essi viene assegnata una priorit? inferiore, priorit? No. 3, dal selettore di priorit? 32. Qualora un lobo laterale del fascio principale massimo dovesse trasportare un impulso P1 combinato con un impulso P2, il selettore di priorit? 32 determina che venga impiegata la priorit? P1-P2. Perci?, il selettore di prio rit? si adatta in modo continuo ai segnali disponibili durante tutto il tempo che occorre per una rotazione del fascio principale.

Il selettore di priorit? di codice di interrogazione 32 ? disposto in maniera tale che, se adeguati dati P1-P3 sono disponibili attraverso un dato periodo di tempo, per esempio alcuni periodi di interrogaz ione, allora tali dati vengono usati come segnale di temporizzazione per misurare i tempi TOA, esattamente come nel sistema descritto nel brevetto statunitense No. 4.486.755. Tuttavia, se il fascio del radar SSR ? orientato in una direzione qualsiasi diversa dalla stazione Propria ed i suoi lobi l ? terali si trovano ad un livello tale che adeguati da ti P1-P3 non siano disponibili nella posizione Pro-, pria, allora, se impiegati negli Stati Uniti (con le coppie P1-P2 sulla configurazione di controllo) i dai di P1-P2 decodificati usualmente saranno dispo nibili attraverso un ampio settore angolare disposto intorno al fascio di esplorazione principale e che si muove con esso. Gli Stati Uniti hanno una po polazione didiverse centinaia di radar SSR che irradiano coppie precisamente separate (2,0 microsecondi) di impulsi P1 e P2 sulla configurazione di controllo perSLS. Se adeguati dati P1-P2 non dovessero essere disponibili, come per esempio nei sistemi impiegati in Gran Bretagna oppure in altri paesi europei (ed occasionalmente alcuni radar SSR negli Stati Uniti), in cui sono trasmessi soltanto impulsi P2 sulla configurazione di controllo di SLS, vengono utilizzati dati di impulsi P2 singoli di minore priorit?.

Perci?, se i dati di priorit? No. 1 sono disponibili per un periodo di "ascolto" di 200 microsecondi, il selettore di priorit? 32 assicura che i dati di priorit? No. 2 e di priorit? No. 3 non vengano impiegati. Se sono perduti i dati di priorit? No. 1, ma sono disponibili i dati di priorit? No. 2, questi ultimi vengono utilizzati per tale periodo di "ascolto" in preferenza ai dati di priorit? No. 3.

Dopo ciascun periodo di "ascoito", il selettore di priorit? 32 seleziona in ordine discendente i miglior i, pi? pobabili e pi? utili dati ricevuti in quel l'istante. Ricordando che il periodo di "ascolto" di 200 microsecondi rappresenta soltanto il 10% o meno della PRP del radar SSR in media, di 2.500 microsecond?, per esempio, a seguito della chiusura del periodo di ascolto rimane un periodo di circa 2.300 microsecondi all'interno del quale possono essere interfogliate altre interrogazioni radar. Ci? crea mol ti segnali di temporizzazione di sincronizzazione per le misurazioni del tempo TOA fra i quali vengono scelti i migliori mediante il selettore dipriorit? 32, portando al massimo cos? la portata operativa dell'apparecchiatura, pur mantenendo un elevato grado di integrit?. Le selezioni sono automatiche, cosa che aumenta al massimo i dati provenienti da un radar SSR attraverso tutto il suo periodo di rotazione ed evita la perdita dei dati di TOA quando gli zeri di profondit? fra i lobi laterali del fascio principale sono orientati verso l'aeroplano Proprio. Per esempio, la presente invenzione dovrebbe estendere la portata utile da un radar SSR ad un sistema di segnalazione di collisioni aerotrasportato Proprio costruito in conformit? con il brevetto statunitense No . 4.486. Z55 In misura anche di quattro 0 cinque v olte , per esempio a partire da 20 miglia e fino anche a 80-100 miglia da un radar SSR. Ci? pu? aumentare l'area di copertura utile del sistema finora descritto relativamente alla postazione di ciascun ra dar SSR in una misura anche di venticinque volte, mi -gliorando co? la desiderata sovrapposizione dei mol teplici radar SSR.

Per ripetizione,quando le coppie di impulsi-P1-P3 non sono disponibili, le coppie di impulsi P1-P2, se disponibili, sono preferite nei confronti de gli impulsi P2 da soli. Tuttavia se le coppie P1-P3 e le coppie P1-P2 sono ambedue assenti, impulsi P2 soltanto possono, come verr? ora spiegato, essere im piegati per avviare un periodo di "ascolto" di 200 microsecondi per i tempi TOA. Oltre ad essere "adattativi" nei confronti dei "vecchi" e dei "nuovi" sisterni di antenna, il procedimento di selezione precedentemente descritto per decodificazione/priorit? ? "adattativo" nel senso che esso ? in grado di esaminare in modo continuo i segnali di 1.030 MHz rice vuti per determinare ad ogni poche centinaia di microsecondi (per esempio 200-300 microsecondi) quale delle tre possibili priorit? ? disponibile e quale di esse dovrebbe essere utilizzata in quell'istante, per temporizzare L'avviamento dal periodo di "ascolto". Se per esempio, le interrogazioni sono ricevute provenienti da due radar SSR, uno dei quali presenta coppie di impulsi P1-P2 sulla configurazione di controllo di SLS e l'altro presenta soltanto impulsi di controllo P2 e da nessuno di essi sono ricevute coppie di impulsi P1-P3, il sisterna pu? estrarre utili informazioni da ambedue, contemporaneamente, dato che essi interrogano altri aeroplani in prossimit? dell'aeroplano Proprio. Se sono presenti troppe stazioni SSR, il controllo di sovraccarico 119 pu? limitare i dati di SSR per esempio ai quattro o cinque radar SSR pi? vicini.

Le informazioni contenute nei messaggi di risposta trasmessi dagli Altri aeroplani sono ricevute nella stazione Propria durante ciascuna esplorazione del fascio di scansione di un radar SSR collocato all'interno della portata operativa. Un ricevitore 60 per 1.090 MHz, fornito di una antenna 61 pre feribilmente montata sulla sommit? dell'aeroplano e progettato in modo da ricevere i normali segnali di risposta dei radar risponditori, viene collegato ad un decodificatore di risposta 64 attraverso un dispo sitivo di soglia 62 studiato in modo da far passare una qualsiasi uscita dal ricevitore 60 che supera un dato livello di soglia, il quale livello pu? essere controllato da un generatore di controllo di tempo di sensibilit? 66. Il generatore 66 di STO ? control lato dagli impulsi di temporizzazione sulla linea 68, che possono essere impulsi P3 o P2 in dipendenza dall'uscita del commutatore 110, per fornire ini zialmente un livello di soglia relativamente elevato e quindi ridurre il livello nel corso di un peric) do per esempio di 5 microsecondi, mantenendo successivamente il livello inferiore in modo da ricevere le risposte pi? deboli fino a quando si verifica il successivo impulso P3 o P2. Se l'apparecchiatura ? incorporata in un radar di terra passivo (PSSR), la antenna 64 del ricevitore pu? essere una antenna al tamente direttiva a commutazione di fascio descritta nella domanda di brevetto statunitense di Litchford No. di serie 07/813.137, depositata il 23 Dicembre 1991, orientata direttamente sull'aeroplano che risponde; se incorporata in un sistema aerotrasportato, l'antenna 61 deve essere omnidirezionale e preferibilmente ? montata sulla sommit? dell'aeroplano. Il ricevitore 60 pu? essere simile agli usuali rice vitori dei radar risponditori, per? il ricevitore 20 ? di circa 20 dB pi? sensibile, cosi da essere capace di operare tipicamente con una sensibilit? di -91 dBm .

Un generatore 70 di intervallo di "ascolto" viene collegato alla linea 68 ed ? disposta in modo da produrre un segnale di abilitazione di circa 200 microsecondi di durata dopo ciascun impulso P3 ? P2 applicato alla linea 68. Il segnale di abilitazione sulla linea 70a abilita il decodificatore di risposta 64 che, in assenza del segnale di abilitazione, ? disabilitato. Quando abilitato, per circa 200 microsecondi, il decodificatore 64 produce una uscita sulle linee 72 e 74 e tale uscita rappresenta la informazione di identit? o di altitudine contenuta nel messaggio di risposta corrente. Come rappresentato nella Figura 5, ciascun messaggio contiene un impulso di inquadratura iniziale F1 ed un secondo impulso di inquadratura F2 che segue l'impulso F1 di 20,3 microsecondi, l'intervallo fra di esse contenendo tredici sub-intervalli, dodici dei quali vengono cor rentemente impiegati, in ciascuno dei quali un impulso pu? essere o pu? non essere presente, per fornire la possibilit? di 4.096 diversi codici, ciascun codice rappresentando uno o pi? elementi di informa zione. Poich? tutti i messaggi sono sollecitati da messaggi di interrogazione che si alternano fra il Modo A ed il Modo C in sincronismo con gli impulsi P3 portati dal fascio del radar SSR di esplorazione e le risposte sia del Modo A sia del Modo C utilizzano gli stessi dodici sub-intervalli per portare la informazione ? essenzialmente impossibile determinare nella stazione di ricezione Propria, con l'uso della temporizzazione dell'impulso P2 senza altri da ti , se un dato messaggio ? una risposta ad una inter rogaz ione nelModo A oppure ad una interrogazione nel Modo C .

Per esempio, un "pacchetto " circa venti messaggi di risposta sono ricevuti dal ricevitore 60 e provengono da Altri aeroplani durante ciascuna scansione di 360? di tali Altri aeroplani per mezzo dei fasci dei radar SSR di esplorazione. Ciascun pacehet to di 1.090 MHz, che rappresenta da 50 a 100 millisecondi del tempo di sosta del fascio principale, in dipendenza dal tipo di radar (vale a dire se esso ? un radar da aeroporto a rapida rotazione oppure un radar di rotta a rotazione rallentata), produrr? sul la linea 74 per la applicazione ad un elaboratore di segnali a pacchetto del fascio 76 un miscuglio di messaggi di impulsi che rappresentano la identit? e la altitudine di ciascuno degli aeroplani che sono disposti intorno alla stazione Propria fino alla mas sima portata di ricezione del ricevitore di 1.090; MHz Proprio (peresempio 30-40 miglia ). L'elaboratore Z6 viene abilitato da un impulso P2 sulla linea 86. la cui sorgente verr? ora descritta . Ciascun pacchetto di dati sulla linea 74 ? una "minaccia {ovvero una imitazione) del fascio (o dei fasci) dei radar SSR che stanno interrogando lo spazio aereo disposto intorno al radar risponditore Proprio ed a tutti i radar risponditori vicini. Lec aratteristich e della mimica comprendono l'esatto e speciale distanziamento SSR dei messaggi di igterrogazione (spesso note come caratteristiche SSR/PRP). Poich? tutti i radar SSR si trovano sullo stesso canale RF, essi sono effettivamente individuati o identificati dal fattoc he ciascuno presenta una particolare "firma" PRP per la interrogazione; il periodo pu? essere fisso oppure pu? essere sfalsato. La mimica o imitazione crea anche delle repliche delle configurazioni di interrogazione dei fasci principali nel Modo A o nel Modo C, per esempio AACAAC, ACACAC, etc, il periodo esatto di rotazione del fascio per un qualsiasi radar SSR che viene ricevuto, ilvalore esatto misurato del tempo TOA per le risposte nel Modo A ed il va lore esatto del tempo TOA misurato per le risposte. nel Modo C quando l'impulso P2 viene usato come ini zio della finestra di ascolto al posto del tempo di inizio determinato dall'impulso P3 usato nel sistema del brevetto ' 755.

Per motivi di semplicit? , si suppone che la larghezza del fascio principale formi una interr?gazione per un qualsiasi radar risponditore nella supportata di copertura, fino a 100 miglia e in ogni punto di un arco di azimuth di 360? e solleciter? venti risposte: dieci messaggi di risposta nel Modo A e dieci messaggi di risposta nel Modo C. Utilizzando la sopra discussa osservazione che, a causa del distanziamento standardizzato esatto degli impulsi P1, P2 e P3, il tempo di arrivo misurato nella stazione Propria dei messaggi di risposta di identit? (Modo A) dell'Altro, utilizzando il tempo P2, ? esattamente e sempre di 13 microsecondi pi? corto del tempo di arrivo misurato dei messaggi di risposta provenienti dalla stessa Altra stazione radar risponditrice, sollecitati dalla interrogazione nel Modo C del fascio principale. Quando attivato da un impulso P2 sulla linea 86 (che indica una mancanza di dati P3), l'elaboratore 76 dei segnali a pacchetto del fascio, applicando tecniche largamente descritte nel la letteratura, organizza il "pacchetto" in due "isto grammi", un istogramma di "tempo di arrivo corto" de gli impulsi associati al codice di identit? ed un istogramma del "tempo di arrivo lungo" degli impulsi associati al codice di altitudine . Gli istogrammi di TOA "corto" e "lungo" sono applicati alle unit? 78 e 80, rispettivamente, checorrelano gli impulsi F1 F2 di un istogramma rispettivo relativamente al tempo di P2 per determinare iltempo di arrivo

Poich?, in questo esempio, vi sono dieci valori corti di TOA, creando un istogramma , l'elaboratore 76 mostra che i dieci esemplari sono in armonia unocon l'altro in modo sufficientemente stretto (in TOA e contenuto di codice) per appartenere alla stessa "fa_ miglia" e pertanto ad una singola Altra stazione ra dar risponditrice e perci? suscettibili di autocorrelazione. Similmente, i dieci "tempi di arrivo lun ghi" entro la durata di tempo del pacchetto del fascio sono in armonia sufficientemente stretta per ap partenere alla stessa "famiglia" ed anche uscettibili di essere autocorrelati. Un tipico pacchetto di.

1.090 MHz comprendente venti messaggi di risposta, distanziati di 2.500 microsecondi, presenta una durata di 20 x 2.500 microsecondi = 50 millisecondi. La porta di "ascolto" 70 assicura che, per un perio do di 200 microsecondi che segue un impulso P2, un qualsiasi messaggio di 20,3 microsecondi associato sar? ricevuto.

I tempi di arrivo TOA "corti" e "Lunghi" sono individualmente correlati, impiegando gli impulsi P2 derivati dai dati di priorit? No.2 (scatola-82) 0 dai dati di priorit? No.3 (scatola.8.4) e sono applicati attraverso la linea 86 ad ambedue i cor relatori 78 e 80. Mentre ciascuno dei tempi di arrivo TOA pu? avere unaqualsiasi lunghezza specifica, in dipendenza dalla posizione di detta.Altra stazione relativamente alla posizione della stazione Propria, poich? essi sono riferiti all'impulso P2 e lo elaboratore 76 viene attivato dall'impulso P2, i va lori dei tempi di arrivo "corti" e "lunghi" nel pac chetto dei messaggi debbono sempre differire in lun ghezza uno dall'altro in misura di 13 microsecondi. Anche se un valore TOA pu? essere compreso in un pun to qualsiasi dell'intervallo da 0,1 microsecondi a 200 microsecondi, per gli scopi della discussione che segue, il "tempo di arrivo corto" sar? arbitrariamente considerato come di 46 microsecondi ed il "tempo di arrivo lungo" per necessit? sar? quindi di 59 microsecondi. Questi valori sono indicati nei bloc chi 88 e 90 ed un comparatore 92, rappresentato collegato fra questi blocchi, assicura che il valore del tempo di arrivo rappresentato dal blocco 88 sia pi? corto di 13 microsecondi in confronto con il va lore del tempo di arrivo rappresentato dal blocco 9. Si comprender? che questa differenza di 13 micro secondi sarebbe anche soddisfatta se, per esmpio, il tempo di arrivo "corto" fosse di 51 microsecondi ed il tempo di arrivo "lungo" fosse di 6A microsecondi .

I tempi di arrivo correlati "corti e " lunghi" che possono per esempio contenere un messaggio composto degli impulsi distribuiti fra gli impulsi di inquadratura vengono applicati a simili correlatori 94 e 96, rispettivamente, che effettuano la autocorrelazione dell'informazione di codice impulso di risposta per impulso di risposta. Poich? sono possibili 4.096 diversi "messag g?" di identit? di Altre stazioni, quando per esempio due o pi? successive configurazioni di codice so no in esatta armonia, la probabilit? di una uscita erronea dai correlatori di codice 94 e 96 sarebbe in feriore ad uno su sedici milioni (vale a dire (4 x

Perci?, il sistema fornisce la stessa enorme discriminazione fra codici "falsi" e codici "veri" che era disponibile nei sistemi SSR correnti.

Un tempo di arrivo "vero" di 40 microsecondi per i tempi di arrivo "corti" ? ottenuto sottraendo.

(come rappresentato dal blocco 98) un valore di 6 microsecondi (vale a dire il distanziamento P2 P3 nel Modo A dell'altra stazione ) dal tempo di arrivo di 46 microsecondi rappresentato dall'uscita di codice autocorrelata del correlatoere 94,lo stesso come se le coppie di impulsi P1-P3 fossero state ricevute ed il tempo di arrivo TOA fosse stato temporizzato rispetto all'impulso P3 invece che alll'impulso P2. Perci?, le descritte correlazioni identificano automaticamente la famiglia dei tempi di arrivo "corti" co me codici di identificazione per il Modo A, il che viene quindi espresso in uscita dal blocco 100.

E' importante riconoscere che il tempo di arrivo TOA e la struttura di codice non possono realmente mai essere separati; poich? il tempo di arrivo TOA viene riferito agli impulsi di inquadratura F1-F2, specificamente la temporizzazione di F2 relativamente alla temporizzazione di P3 (tempo di P3 ef fettivo o corretto per P2), l'informazione contenuta fra F1 e F2 ? sempre "sincronizzata". L'informazione di codice pu? occasionalmente essere confusa, ma nonostante ci? essa viene sincronizzata con il tempo di arrivo e non pu? esser separata. Uno o due messaggi confusi, se presenti in un pacchetto, vengono ignorati dato che essi non si correlano con di versi altri.

Un valore "vero" di 40 microsecondi per itempi di arrivo "lunghi" ? ottenuto sottraendo 19 micro secondi (distanziamento delle interrogazioni diMo do C P2-P3 di Altri) dal tempo di arrivod i 59 micro secondi rappresentato da uscita autocorrelata del correlatore di codice 96, come rappresentato dal blocco 102. A causa della sopra descritta separazione delle famiglie di tempi di arrivo "lunghi" (che rap presentano il Modo C) dalle famiglie di tempi di ar rivo "corti" (che rappresentano il Modo A), i tempi di arrivo "veri" rappresentati dai blocchi 100 e 104 sono ambedue di 40 microsecondi. Dieci risposte nel Modo A di Altri sulla frequenza di 1.090 MHz collimano esattamente con dieci risposte nel Modo C di Al tri dalle descritte correzioni aritmetiche. Di conseguenza, venti consistenti misurazioni di ?0? possono essere ottenuti nella stazione Propria dai mes saggi di risposta ricevuti provenienti da Altre sta zioni, che possono essere separate per fornire un co dice di altitudine ed un codice di identit? di ciascuna Altra stazione, ciascuna .associata con lo stes so tempo TOA, come riportato nei blocchi 100A e 104A. Ci? permette la combinazione dei gi? descritti diver si dati, come rappresentato dal blocco 106, temporiz zati con il "tempo di P2", ma corretti dopo il pacchetto del fascio al tempo P3, esattamente come se essi fossero temporizzati da due decodificazioni di P1-P3 di.8,0 microsecondi e di 21,0 microsecondi. Supponendo arbitrariamente un codice nel Modo A di 1.253 ed un codice nel Modo C che rappresenta una al titudine di 3.000 piedi, con il procedimento di cui sopra viene determinato da venti risposte provenienti da questo aeroplano (vale a dire il No. 1253) che il tempo di arrivo effettivo o vero ? di 40 microsecond? e che la altitudine effettiva o vera ? di 3.000 piedi.

Perci?, il sistema finora descritto produce: una uscita sulla linea 105 che rappresenta l'informazione di altitudine contenuta nel corrente messag gio di risposta; una uscita sulla linea 107 che rappresenta l'informazione di identit? contenuta nel corrente messaggio di risposta ed una uscita sulla linea 109 che rappresenta la distanza fra stazione Propria ed Altra stazione. L'uscita sulla linea 1051 viene applicata ad un comparatore di altitudine 111 avente come secondo ingresso i dati forniti da un altimetro di codificazione 113 che rappresenta la altitudine Propria codificata in simile formato. Il comparatore 111 produce una uscita che rappresenta la differenza fra l'altitudine Propria e la altitud ine di Altra quando si verifica una risposta nel Modo C . L 1 uscita del comparatore 11 1 ? un ingresso di nfo rmazione per il circuito di commutazione 2.8 Riepilogando brevemente il procedimento di se_ lez ione di priorit?, se una temporizzazione di P3 con priorit? No. 1 ? disponibile dal selettore dipriorit? 32, esso viene alimentato attraverso la linea 114 ad un generatore di abilitazione 116, la cui funzione verr? ora descritta e, attraverso il commu_ tatore 110 e la linea 112, alla linea 68. In assenza di impulsi P3 dal selettore 32, gli impulsi P2 prodotti nell'uscita della scatola 82 o della scato la 84 vengono applicati alla linea 86 e sono anche applicati attraverso il commutatore 110 e la linea 112 alla linea 68. La linea 68 viene collegata anche ad un circuito di controllo di sovraccarico 119 disposto in modo da controllare il livello di soglia del dispositivo 24, come nel classico radar risponditore ATCRBS. Si comprender? che uno qualsiasi oppure tutti i tre segnali emessi in uscita dal selettore di priorit? 32 possono operare correntemente in dipendenza dal numero e dalle posizioni relative del_ la molteplicit? dei radar SSR su 1.030 MHz nell'ambito dell'ambiente circostante e sulla base delle intensit? dei segnali che sono presenti. Le aumentate port ate offerte dalla temporizzazione P2 aumentano la probabilit? che almeno due radar SSR sarann? rice vuti, creand? cosi in ogni punto una pi? elevata p recisione dello spazio aereo ed un numero molto mi nore di falsi allarmi in confronto con i procedimenti basati su pseudo-portata descritti nel brevetto statun itense No. 4.486.755. L'uscita del commutatore elettronico 110, con coppiedi impulsi P1-P3 che assumonosempre la precedenza, se disponibili, pu? essere analogamente alimentata ad appropriati punti di collegamento del sistema PSSR descritto nel brevetto statunitense No. 4.115.771.

Ritornando ora alla descrizione del sistema di prevenzione delle collisioni, un circuito generatore di clock e contatore 118 ? disposto in modo da essere resettato da ciascun impulso P3 che appare sulla linea 68 ed in modo da applicare il conteggio corrente, che pu? esser una rappresentazione numeri_ ca del numero dei microsecondi trascorsi a partire dall'ultimo impulso precedente P3 applicato al contatore 118. Ciascun impulso F2 applicato ad un circuito di abilitazione o gate 120 trasferisce il conteggio corrente alla linea 122. L'uscita del circuito di abilitazione 120 sulla linea 122 rappresenta la differenza di tempo di arrivo TOA di una interro gazione ricevuta e della corrispondente risposta ricev uta da un radar risponditore in una Altra stazio ne. 11 circuito generatore di clock econtat ore 118 non viene abilitato dagli impulsi P2 sulla linea 68.

Ogni volta che l'impulso P3 ? precente sulla linea 68, il decodificatore di risposta 64 produce sulla linea 72 una uscita che rappresenta la identit? o la informazione di altitudine contenuta nel cor rente messaggio di risposta. Questa uscita viene ap plicata al comparatore 111 e ad un circuito di commutazione 28; il comparatore 111 produce una uscita che rappresenta la differenza fra la altitudine Pro pria e la altitudine della Altra stazione quando si verifica una risposta nel Modo C. L'uscita del comparatore 111 in risposta ad una risposta nel Modo A sar? spuria. Nell'uno e nell'altro caso, l'uscita del comparatore 111 ? una informazione applicata in ingresso all'interruttore 28.

La linea multipla 72 viene collegata in modo da alimentare tutte le uscite decodificate temporiz zate su P3, tanto in altitudine quanto in identit?, dal decodificatore 64 come ingressi di informazione per il circuito di commutazione 28. Quando viene ri_ cevuta una interrogazione di identit? di P1-P3, la linea 26a viene eccitata per azionare ? interruttore 28 in modo da far passare il messaggio di iden -t? alla linea di uscita 124 dell'interruttore . L' u scita del comparatore 111 questa volta viene scarta ta. Quando viene ricevuto un messaggio di interroga zione di altitudine PI-P.3, il decodificatore 26 eccita la linea 26b, attivando cosi il circuito interruttore 28 per applicare l'uscita del comparatore 111 alla linea 124, scartando l'ingresso dalla linea 72.

Le linee 122 e 124 sono collegate ad un dispo sitivo 126 di memorizzazione delle risposte, il qua le pu? comprendere una pluralit? di registri digitali disposti in maniera nota in modo da memorizzare i tempi di arrivo e le informazioni di differenza di altitudine o di identit? in maniera associativa, cor rispondenti approssimativamente a venti successivi messaggi di risposta. Preferibilmente, 1'informazio ne di differenza di altitudine viene memorizzata in maniera associativa con la identit? e con i dati di differenza di tempo di arrivo. L'informazione conte nuta in ciascun nuovo messaggio di risposta sposta la pi? vecchia di tali informazioni gi? memorizzate, per cui il dispositivo di memorizzazione 126 mantie ne un conteggio corrente della identificazione e del tempo di arrivo associato e dell'informazione sulla differenza di altitudine

Un comparatore 128, quando viene abilitato dall'impulso P3attraverso U generatore di abilita zione 116, confronta i segnali di ingresso associati nel dispositivo di memorizzazione 126 uno con lo altro in modo da scegliere quelli approssimativamente identici che appaiono correntemente nel dispositivo di memorizzazione 126 delle risposte. Quando u na tale collimazione si verifica, il rispettivo ingresso viene trasferito ad un dispositivo selettore 130. Il generatore di abilitazione 116, che ? simile al generatore di abilitazione di "ascolto" 70, ? disposto in modo da abilitare il comparatore 128 per un periodo che inizia in corrispondenza del termine della finestra di ascolto, avente una durata sufficiente per il completamento del funzionamento del comparatore 128.

L'uscita del comparatore 128 pu? e generalmen te in effetti comprender? diversi ingressi contenen ti la stessa informazione di identit? ma una informazione di TOA sostanzialmente diversa. Il selettore 130 scarta tutti questi ingressi eccetto quello che contiene il tempo di arrivo massimo, che esso trasferisce, insieme con le associate informazioni di identit? e di differenza di altitudine, ad un di spositivo scelto 132 per la memorizzazione delle risposte 11 dispositivo di memorizzazione 132 ? simile al dispositivo 126, per? mantiene i suoi ingressi per un periodo alquanto pi? lungo del massimo periodo di rotazione del fasci? radar che pu? essere previsto, per esempio sedici secondi. Se durante tale tempo, viene presentato un nuovo ingresso con un pi? grande valore di TOA, il nuovo pi? grande valore di TOA viene sostituito a quello vecchio pi? piccolo associato a quella particolare identit?.

Si potr? riconoscere che la elaborazione ese guita dal dispositivo 126 di memorizzazione delle ri sposte e dal comparatore 128 ? funzionalmente equivalente a quella effettuata nella elaborazione dei tempi di arrivo "corti" e "lunghi" 78 e 80 quando lo elaboratore 76 dei segnali del pacchetto del fascio viene abilitato dalla presenza di un impulso P2 sul la linea 86. Come appena accennato, quando le coppie di impulsi P1-P3 sono disponibili, il dispositivo 126 di memorizzazione delle risposte memorizza approssimativamente venti successivi messaggi di risposta, che ? equivalente alla memorizzazione di un pacchetto totale del fascio, esattamente come viene eseguito dall'elaboratore di segnali 76. In altre parole, quando l'impulso P2 ? presente sulla linea 68, L elaboratore di segnali 76 viene attivato e tutta l ' informazione contenuta in circa venti successivi messaggi di risposta , che necessitano di circa 50 mi llisecondi ( 50.000 microsecondi) per il completamento, viene elaborata relativamente al tempo di P2. Quando l'impulso P3 ? presente sulla linea 68, 1'elaboratore di segnali 76 viene disabilitato ed approssimativamente venti successivi messaggi di risposta vengono invece memorizzati nel dispositivo 126 di memorizzazione delle risposte e confrontati nel comparatore in modo da selezionare quegli ingressi approssimativamente identici che appaiono correntemente nel dispositivo 126 di memorizzazione delle risposte. Essendo questo il caso, ogni volta che gli impulsi P2 vengono impiegati per la temporizzazione, le informazioni di identit? e di TOA presenti sulle linee 107 e 109, rispettivamente, e le informazioni di differenza di altitudine presenti sulla linea 115 vengono tutte applicate al selettore 130, al posto dell'informazione fornita dal comparatore 128 quando ? disponibile la temporizzazione di P3. Come pri ma, il selettore 130 seleziona gli ingressi di informazione contenenti il tempo di arrivo TOA massimo, che esso trasferisce, insieme con le associate informazioni di identit? e di differenza di ampiezza, al Lo scelto dispositivo 132 di memorizzazione delle risposte .

Il dispositivo di memorizzazione 132 viene collegato ad un rivelatore di minaccia 134 studiato in modo da trasferire, dopo un ritardo di 15 secondi, un qualsiasi ingresso contenente una differenza di altitudine inferiore ad un dato valore, per esem pio 3.000 piedi ed un tempo TOA di un dato valore, per esempio inferiore a 36 microsecondi, ad un dispo sitivo logico di visualizzazione 136. Nello stesso tempo, il rivelatore 134 fornisce una uscita sulla linea 138per avviare un circuito temporizzatore di allarme 140 il quale pu? essere simile al generatore di abilitazione di "ascolto" 70, ma studiato in modo da fornire uan uscita che dura anche circa 15 secondi. L'uscita del temporizzatore 140 aziona un dispositivo di allarme 142.

Il dispositivo logico di visualizzazione 136 converte l'uscita del rivelatore 134 in una forma conveniente per la visualizzazione su un indicatore di identit? 144, su un indicatore di differenza di altitudine 146 e su indicatore di pseudo-distanza 148. L'indicazione di pseudo-distanza ? un visore del tempo di arrivo differenziale in termini di distanza, vale a dire una met? della distanza che la radiazione percorre durante il tempo TOA Questa ? quella che si intende con il termine di pseudo-distanza e corrisponde alla distanza o portata efetti va in una misura che dipende dalla relazione di pos izione fra la stazione Propria e le Altre stazioni ed il radar SSR. La pseudo-distanza non ? mai superiore alla distanza effettiva. Quando, la stazione Propria e le Altre stazioni sono interrogate da un certo numero di radar SSR, la cui probabilit? viene migliorata grazie alla presente invenzione, il massimo valore della pseudo-distanza associata ad una particolare Altra stazione pu? approssimarsi strettamente alla distanza effettiva di detta Altra stazione.

Con riferimento alla Figura 8, la quale rappresenta una vista in pianta ovvero una mappa che mostra le posizioni di una stazione Propria, di una Altra stazione e di due radar SSR, la linea 201 rappre senta la distanza fra SSR-1 e la stazione Propria, la linea 202 rappresenta la distanza fra SSR-1 e la Altra stazione e la linea 203 rappresenta la distanza fra la stazione Propria e la Altra stazione. Il tempo di arrivo differenziale T1 in questo caso ? la differenza fra la somma dei tempi di spostamento lun go i percorsi 202 e 203 ed il tempo di spostamento lungo il percorso 20 ? , genericamente espressa in microsecondi. Un qualsiasi particolare tempo T1 definisce una ellisse, quale la ellisse 204 , che ? il luogo della posizione delle Altre stazioni, vale a dire il tempo T1 significa soltanto che l'Altra stazione si trova in un punto non specificato sull'ellisse 204.

Si vedr? nella Figura 8 che le linee 201e 202 sono approssimativamente parallele e perci? il tempo T1 ? molto approssimativamente il doppio del ritardo di propagazione lungo la linea 203, la distanza effettiva fra la stazione Propria e l'Altra stazione. Perci? (cT1)/2, riferito come pseudo-distanza associata al radar SSR-1, ? essenzialmente uguale alla distanza effettiva, in cui c rappresenta la velocit? di propagazione.

La linea 205 rappresenta la distanza fra il radar SSR-2 e l'Altra stazione. In questo caso, la differenza di tempo di arrivo T2 definisce l'ellisse 207 come il luogo delle posizioni di detta Altra stazione. A causa della relazione di posizione fra stazione Propria, stazione Altra e radar SSR-2, la pseudo-distanza associata con il radar SSR-2, vale a dire (cT2)/2, cT2 ? considerevolmente inferiore al La distanza effettiva e pu? dimostrarsi che essa ? di poco superiore ad una met? della distanza eff?t tiva. A prescindere dalla posizione relativa della Stazione Propria e di una qualsiasi Altra stazione e di un qualsiasi radar SSR la pseudo-distanza non pu? mai essere superiore alla distanza effettiva e generalmente sar? alquanto inferiore. Pertanto, in una applicazione con molteplici radar SSR, la massima pseudo-distanza determinata nei confronti di una particolare Altra stazione ? sempre scelta dal selettore 130 come il valore pi? approssimativamente uguale al valore della distanza effettiva. Perci?, il tempo TOA maggiore associato al radar SSR-1 viene selezionato in rappresentazione del1a "pseudo-distanza" dell'Altra stazione rispetto alla stazione Propria.

Quando un'Altra stazione ? molto pi? vicina, al radar SSR di quanto non sia la stazione Propria, la pseudo-distanza pu? diventare una piccola frazio ne della distanza effettiva e, se l'Altra stazione rientra nei limiti di differenza di altitudine, pu? iniziare una rivelazione di minaccia quando in pratica non esiste alcuna minaccia. Tali false minacce sono minimizzate per azione del generatore di STC 66 della Figura 6A che controlla il dispositivo di soglia 62 in modo da scartare le risposte relativamendeboli ricevute entro alcuni microsecondi dopo la ricezione di una interrogazione.

Sebbene i principi dell' invenzione siano sta ti descritti con l'ausilio di uno schema a blocchi di una forma attualmente preferita di realizzazione, sar? immediatamente evidente a coloro che sono esperti nel ramo che l'invenzione pu? essere modificata in numerose maniere senza con ci? allontanarsi dal suo spirito. Pertanto, si intende che l'invenzione non sia limitata se non in base alle definizioni delle allegate rivendicazioni.

Claims (12)

1. RI V END I CAZ IONI 1- Procedimento per rivelare in una stazione Propr ia la prossimit? di Altre stazioni fornite di r isponditori radar (transponder), comprendente le seguenti operazioni: (a) ricevere segnali di soppressione dei lobi laterali (SLS) rasmessidalle stazioni SSR collocate entro la portata operativa di detta stazione Propri a; (b) ricevere messaggi di risposta trasmessi dalle Altre stazioni equipaggiate con radar risponditori in risposta alle interrogazioni effettuate con il fascio principale delle Altre stazioni da det te stazioni SSR durante un predeterminato periodo di tempo che segue la ricezione di ciascun segnale di SLS; (c) determinare da detti segnali di SLS ricevuti e da detti messaggi di risposta una differenza di tempo di arrivo (TOA) per ciascun messaggio di risposta ; (d) memorizzare in maniera associativa detti messaggi dir isposta e detti tempi TOA per diversi dei pi? recenti messaggi di risposta rappresentativi di un predeterminato numero di periodi di interrogazione ; (e) selezionare dai valori di TOA memorizzati nell' operazione (d) quei valori di TOA che differiscono di i3 microsecondi; (f) sottrarre 19 microsecondi dal valori di TOA pi? lunghi e 6microsecondi dai valori di TO A pi? corti selezionati nell'operazione (e), per stabilire un valore di TOA cmune rappresentativo di quello che il valoreTOA sarebbe stato se i segnali di interrogazione del fascio principale, piuttosto che i segnali di SLS, fossero stati usati nell'operazione (c) per determinare i valori di TOA; e (g) decodificare i messaggi di risposta aventi valori di TOA pi? lunghi come codici di altitudine ed i messaggi di risposta aventi valori di TOA pi? corti come codici di identit?.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detto procedimento comprende le ulteriori operazioni di: (h) selezionare il valore di differenza di TOA massimo relativamente a ciascuna Altra stazione identificata; e (i) produrre un avvertimento di minaccia in risposta ad una qualsiasi differenza di TOA cos? se lezionata al disotto di un valore predeterminato.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2 in cui detto procedimento prende le seguenti ulteriori operazioni: (j) determinare la differenza di altitudine di ciascuna di dette Altre stazioni identificate rispetto alla altitudine della stazione Propria; (k) memorizzare come ingressi detti dati di differenza di altitudine in maniera associativa con detti dati diidentit? e di TOA; e (l) scartare tutti i gruppi associati memoriz zati dei dati di identit? e di differenza di altitudine con una differenza di altitudine superiore ad un predeterminato valore al disopra della altitudine Propria oppure un secondo predeterminato valore al disotto della altitudine Propria.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui, in detta operazione (b), detto predetermina to periodo di tempo viene iniziato da un impulso P2 contenuto in un segnale di SLS ricevuto ed in cui il procedimento comprende le seguenti ulteriori operazioni: correlare dagli ingressi dell'operazione (d) i valori di TOA che sono sostanzialmente duplicati un predeterminato numero di volte, e memorizzare separatamente ciascuno di tali va lori di TOA correlati per un periodo di memorizzazio ne almeno lungo quanto il pi? lungo periodo di rotazione del fascio del radar SSR .
5. 5 . In un procedimento per rivelare in una stazione Propria la prossimit? di una Altra stazione equipaggiat a con un radar risponditore o transponder, le seguenti operazioni: (a) ricevere segnali di interrogazione di ientit? e di altitudine composti di coppie di impulsi P1-P3 diversamente distanziati, trasmesse da cia scun radar SSR entro la portata operativa di detta stazione Propria, quando detta stazione Propria si trova all'interno del fascio principale oppure dei lobi laterali del fascio principale di un radar SSR; (b) ricevere soltanto impulsi P2 oppure coppie di impulsi P1-P2 trasmessi dalla configurazione del segnale di controllo per la soppressione dei lobi laterali (SLS) associata al fascio principale di ciascuna di dette stazioni radar SSR quando detta stazione Propria si trova all'intenro della portata operativa di tali impulsi P2 o coppie di impulsi PI-P2 di SLS; (c) ricevere messaggi di risposta trasmessi da Altre stazioni equipaggiate con radar rispondilo ri in risposta alla interrogazione dal fascio principale delle Altre di dette stazioni SSR durante un predeterminato periodo che segue la ricezione di cia scun impulso di interrogazione P3 oppure dell'impul so P2 di ciascun segnale di SLS. (d) quando le coppie di impulsi P1-R3 non so no ricevute nelloperazione (a e sono ricevuti sol tanto impulsi P2 oppure coppie di impulsi P1-P2 nell'operazione (b), determinare dalle relezioni tempora li intercorrenti fra ciascun impulso P2 ricevuto. e ciascun messaggio di risposta ricevuto sollecitato da un associato segnale di interrogazione, la identit? e l'altitudine di ciascuna di dette Altre stazioni ed i dati di differenza di tempo di arrivo (TOA) per ciascuna Altra stazione identificata ri spetto a ciascuno di detti radar SSR.
6. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, in cui l'operazione (d) comprende le seguenti opera z?on? : (d ) memorizzare in maniera associativa sue cessivi messaggi di risposta e valori di TOA per cia scuno di un predeterminato numero di periodi di interrogazione ; (d ) selezionare dai valori di TOA memorizza ti nell'operazione (d ) quei valori di TOA che differiscono di 13 microsecondi; (d ) sottrarre 19 microsecondi e 6 microse condi dal pi? lungo e dal pi? corto dei valori di ???, rispettivamente, selezionati nell' operazione (d2) per stabilire un valore di TOA comune rappresentativo di quello che il valore di TOA sarebbe stato se impulsi P3 piuttosto che impulsi P2 fossero stati usati nell'operazione (d) per determinare i valo ri di TOA; e in cui detto procedimento comprende le seguenti ulteriori operazioni: (e) selezionare la massima differenza di teni po di arrivo in relazione a ciascuna di dette Altre stazioni identificate; e (f) produrre un avvertimento di minaccia in risposta ad una qualsiasi scelta differenza di TOA al disotto di un valore predeterminato.
7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, comprendente le seguenti ulteriori operazioni: identificare ciascuna Altra stazione dai suoi messaggi di risposta; determinare la differenza di altitudine di ciascuna Altra stazione identificata rispetto alla stazione Propria; memorizzare come ingressi detti dati di differenza di altitudine in maniera associativa con det ti dati di identit? e di differenza di tempo di arrivo, e scartare tutti i gruppi associati memorizzati dei dati di identit? e di differenza di altitudine con una differenza dialtitudine superiore ad primo predeterminato valore al disopra della altitudine Propria oppure un secondo predeterminato valore al disotto della altitudine Propria.
8. 8. Sistema per laprevenzione delle collisioni per rivelare in una stazione Propria la prossimit? di Altre stazioni equipaggiate con risponditori, radar o transponder, comprendente: (a) mezzi per ricevere messaggi di interrogazione consistenti di coppie di impulsi P1-P3 trasmessi da ciascun radar SSR entro la portata operativa di detta stazione Propria, quando detta stazione Propria si trova entro il fascio principale di un radar SSR ed anche quando detta stazione Propria si trova all'interno di un lobo laterale di detto fascio prin cipale, e per ricevere anche messaggi di soppressio ne dei lobi laterali (SLS) consistenti di coppie di impulsi P1-P2 oppure di impulsi soltanto P2 associa ti al fascio principale di ciascun radar SSR quando detta stazione Propria si trova entro la portata operativa di detta trasmissione di SLS; (b) mezzi per ricevere messaggi di risposta trasmessi da una qualsiasi Altra stazione equipag -giatacon radar risponditore in risposta a tali messagg i di interrogazione del fascio principale duran -te un predeterminato periodo che segue la ricezione di ciascun impulso P3 di un segnale di interrogazione oppure di un impulso P2 di un segnale di SLS su detta stazione Propria; (c)m ezzi per determinare, dalla relazione temporale intercorrente traciascuno di detti impulsi P3 ricevuti oppure da ciascuno di detti impulsi P2 e da ciascuno di detti messaggi di risposta asso ciati ricevuti, la differenza di tempo di arrivo (TOA) perciascuno dei messaggi di risposta di dette stazioni Altre, rispetto a ciascuno di detti radar SSR; (d) mezzi per memorizzare come ingressi in un conto corrente ciascun successivo messaggio di rispo sta ricevuto dai mezzi (b) ed i corrispondenti dati relativi al tempo di arrivo determinati dai mezzi (c) per un predeterminato numero di periodi di ripe tizione di interrogazione; (e) mezzi per collimare dagli ingressi memorizzati nei mezzi (d) quei messaggi ed i corrispondenti dati di TOA che sono sostanzialmente duplicati un predeterminato numero di volte; (f)mezzi per selezianare in ordine di priorit? discendente (1) ? messaggi di risposta associatiai segnali di interrogazione P1-P3; (2) in assenza di risposte associate ai segnali di interrogazione P1-P3, messaggi di risposta associati a segnali di soppressione dei lobi laterali P1.-P2; e.(3) in as senza di risposte associate ai segnali di interrogazione P1-P3 oppure ai segnali di soppressione dei lo bi laterali P1-P2 messaggi di risposta associati ai segnali di soppressione dei lobi laterali di P2 soltanto e determinare dai messaggi di risposta selezionati un valore di differenza del tempo di arrivo (TOA) per ciascun messaggio di risposta; (g) mezzi per confrontare i dati relativi ai tempi di arrivo dei messaggi di risposta selezionati in conformit? con l'operazione (f)(2) oppure con l'operazione (f)(3) per misurare i tempi di arrivo corti e lunghi che differiscono di 13 microsecondi e per sottrarre 6 microsecondi da detti tempi di ar rivo corti e 19 microsecondi da detti tempi di arrivo lunghi per stabilire un valore di tempo di arrivo TOA comune; (h) mezzi per decodificare detti tempi TOA corti come codici di identit? e detti tempi TOA lunghi come codici di altitudine; e (-L)mezzi per combinare le uscite dei mezzi di confronto (g) e dei mezzi decodificatori (hl per produrre, in assenza di messaggi di risposta associatti ai segnali di interrogazione P1-P3, dati di identit? e di altitudine di Altre stazioni ed i dati sul tempo di arrivo (TOA) per ciascuna Altra stazione identif icata equivalente a quello che il valore di TOA sarebbe stato se fossero stati ricevuti segnal -di Risposta associati ai segnali di interrogazione P1-P3.
9. 9. Sistema per la prevenzione delle collisioni secondo la rivendicazione 8, in cui detto sistema comprende ulteriormente: (j) mezzi che rispondono ai segnali di risposta selezionati in conformit? con l'operazione (f) (1) per identificare ciascuna Altra stazione in conformit? con il suo messaggio di risposta; (k) mezzi per determinare dalle relazioni tem porali fra gli impulsi P3 di ciascun segnale di interrogazione ricevuto e ciascuno di detti messaggi di risposta ricevuti da essi sollecitati, i valori di differenza di tempo di arrivo (TOA) per ciascuna di dette Altre stazioni identificate rispetto a ciascun radar SSR; (1) mezzi per memorizzare come ingressi in un conto corrente ciascuna successiva identit? ottenuta dai mezzi (j)ed i valori associati del tempo di arrivo ottenuti dai mezzi (-k) per un predeterminato numero di periodi di interrogazione, (m) mezzi per armonizzare dagli ingressi ai mezzi (1) quelle identit? e quei dati di tempo di ar rivo che sono sostanzialmente duplicati per un predeterminato numero di volte; (n) mezzi per memorizzare l'ingresso per ciascuno di tali dati armonizzati di identit? e corrispondenti tempi di arrivo per un predeterminato periodo di memorizzazione; (o) mezzi per selezionare il massimo valore della differenza del tempo di arrivo in relazione a ciascuna di dette Altre stazioni identificate; (p) produrre un avvertimento di minaccia in risposta ad una qualsiasi tale scelta differenza di tempo di arrivo TOA al disotto di un valore predeterminato; e (q) mezzi per applicare i dati di identit? e di altitudine prodotti dai mezzi (i) a detti mezzi (o) per selezione.
10. 10. Sistema per la prevenzione di collisioni secondo la rivendicazione 9, in cui detto sistema comprende ulteriormente; (r)mezzi per determinare la differenza di altitudine di ciascuna Altra stazione identificata ri spetto alla stazion Propria; e (_s)mezzi per applicare detti dati di differenza di altitudine a detti mezzi di memorizzazione (n) per la memorizzazione in maniera associativa con detti dati di identit? e di differenza di TOA.
11. 11. In un sistema per la prevenzione di col lisioni in una stazione Propria che comprende un primo mezzo ricevitore per ricevere i messaggi di identit? e di interrogazione composti di coppie di impulsi P1-P3 diversamente distanziate trasmesse per mezzo del fascio principale di ciascun radar SSR entro la portata operativa di detta stazione propria quando detta stazione propria si trova all'interno del fascio principale oppure dei lobi laterali del fascio principale di un radar SSR, e per ricevere anche impulsi P2 soltanto oppure coppie di impulsi P1-P2 trasmessi dalla configurazione di controllo di soppressione dei lobi laterali (SLS) associata al fascio principale di ciascun radar SSR quando detta stazione Propria si trova entro la portata operativa di detti segnali di SLS, un secondo mezzo ricevi tore per ricevere i messaggi di risposta trasmessi da una qualsiasi Altra stazione equipaggiata con ra dar risponditore ? transponder in risposta a detti segnali di interrogazione durante un predeterminato periodo che segue la ricezione di detti segnali di interrogazione da detto primo ricevitore ed iniziato dagli impulsi P3 di ciascuno di detti segnali di interrogazione ricevuti, nonch? mezzi per produrre nella stazione Propria da detti segnali di interrogazione ricevuti e da detti messaggi di risposta ricevuti da una Altra stazione una differenza di tempo di arrivo per ciascuna,di dette Altre stazioni rispetto a ciascuno di detti radar SSR, un apparecchio per determinare la differenza di tempo di arrivo per ciascuna di dette Altre stazioni nel caso in cui le coppie di impulsi P1-P3 non siano ricevute, ma inve ce da detto primo mezzo ricevitore siano ricevuti ini pulsi P2, detto apparecchio comprendendo: mezzi per iniziare detto predeterminato perio do da ciascun impulso P2 ricevuto, e mezzi per determinare dalla relazione temporale intercorrente fra ciascun impulso P2 ricevuto e ciascun messaggio di risposta ricevuto sollecitato da un associato segnale di interrogazione la identit? e l'altitudine di ciascuna Altra stazione ed i dati di differenza di tempo di arrivo per ciascuna di dette Altre stazioni identificate rispetto a eia scuno di detti radar SSR.
12. 12. Apparecchio secondo la rivendicazione 11 , in cui detti mezzi menzionati per ultimi comprendono : mezzi per memorizzare come ingressi in rispet tivi conti correnti il tempo di arrivo, relativamente a ciascun impulso P2 ricevuto, dei successivi mes saggi dir sposta di identit?,e di altitudine rappre sentati vi di un predeterminato numero di periodi di ripet izione delle interrogazioni, mezzi per selezionare da detti.valori memorizzati relativi al tempo di arrivo, i valori di TOA che differiscono di 13 microsecondi e produrre tempi di arrivo TOA corti e lunghi, mezzi per sottrarre 19 microsecondi da detti tempi di arrivo lunghi e 6 microsecondi da detti tem pi di arrivo corti per stabilire un valore di tempo di arrivo TOA comune rappresentativo di quello che il valore di TOA sarebbe stato se fossero state ricevute coppie di impulsi P1-P3; e mezzi per decodificare detti tempi di arrivo lunghi per ottenere codici di altitudine per deco dificare detti tempi di arrivo corti per ottenere co dici di identit?.