專利名稱：用于詢問器或允許詢問應答和/或被動偵聽功能的系統(tǒng)的準全向天線的制作方法
用于詢問器或允許詢問應答和/或被動偵昕功能的系統(tǒng)的
準全向天線 本發(fā)明特別涉及配備有詢問器設備的識別系統(tǒng)，該詢問器設備采用具有給定孔徑角的天線的形式。本發(fā)明例如涉及應在下列兩種模式中操作的詢問器/應答器系統(tǒng)詢問器/應答器模式和被動偵聽模式。 物體的詢問和識別系統(tǒng)配備有具有給定角孔徑的天線以允許在一個方向上(發(fā)射定向光束)并在被控制的角扇區(qū)中詢問。這些詢問器或詢問器/應答器系統(tǒng)由于其天線的方向性而通常不允許進行被動偵聽。事實上，它們進行操作的角扇區(qū)是有限的。另一方面，結合傳統(tǒng)詢問器/應答器或IFF(敵我識別)天線(具有 10°的孔徑的和信道E /差信道A)的使用的非請求應答器(以英語術語"斷續(xù)振蕩器"( lHz)更被熟知)的弱發(fā)射率意味著，為了實現(xiàn)空中情況的記錄，通常在現(xiàn)有技術中使用的IFF詢問器應實行很多天線塔。"斷續(xù)振蕩器"的應答只在其處于精確的角扇區(qū)中時被接收，且觀察其應答的時間實際上是有限的(觀察到應答的持續(xù)時間)。 因此存在由IFF詢問器使用的實際天線系統(tǒng)(英語縮寫為RSLS的旁瓣抑制處理所必需的E /A天線模式)的完全的不適應要求全向天線的斷續(xù)振蕩器的偵聽功能。
現(xiàn)有技術中實際上已知各種解決方案。關于

圖1、2和3給出不同的實例，其一般包括數(shù)字核心1、特別具有消除天線旁瓣應答或RSLS、對系統(tǒng)所接收的信號的信息解碼的功能的信號處理設備、相應于天線的和天線模式的接收信道4、相應于配備有詢問應答器的天線6的差天線模式的接收信道5。 圖1示出用于滿足被動偵聽的需要的第一個解決方案。該解決方案在于添加接收信道7和專用于偵聽功能的全向天線8，以及在該補充信道上接收的信息的處理和解碼設備3。這樣的天線和專用接收信道的添加引起專用數(shù)字處理信道的存在。這些添加產(chǎn)生安裝的復雜性、費用(FPGA數(shù)字處理設備的消耗等)的問題。 圖2所示的第二個解決方案基于轉(zhuǎn)換設備9的添加，在通常使用的天線的和接收信道上使用全向天線10。這樣的設備導致全向天線的添加以及射頻功能和整體安裝的復雜性的增加。 圖3示出申請人已知的第三個解決方案。該解決方案在于在和或A模式的信道上添加補充處理鏈11。在圖3的實例中，該添加在差或A接收信道上完成。這導致在信道上的補充處理模塊的復雜性(具有2個解碼信道)的增加以及與A天線軸中的"盲區(qū)"相關的限制。 根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)基于一種新的方法，其在于根據(jù)定向天線(對于給定模式具有給定的孔徑a)以及適當?shù)奶幚礞溄嗜蛱炀€，從而可在第一詢問器模式中或在第二被動偵聽模式中使用系統(tǒng)。在系統(tǒng)是IFF系統(tǒng)的情況下，通過使用IFF詢問器的E和A輻射模式(在E天線的主瓣之外覆蓋E天線輻射模式的A天線輻射模式)以及通過在詢問器中執(zhí)行的處理，本發(fā)明允許獲得有效的偵聽站(在標準系統(tǒng)的360。而不是-8°孔徑上偵聽)。 本發(fā)明的目的涉及允許在詢問器模式中和/或在被動偵聽模式中操作的系統(tǒng)，其特征在于組合地包括至少一個下列元件
參具有給定孔徑扇區(qū)a的天線， 參控制裝置，其允許使用給定的第一角扇區(qū)將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到第一詢問器操作模式或
使用具有大于第一角扇區(qū)的值的第二角扇區(qū)將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到第二被動偵聽操作模式， 參允許在被動偵聽操作模式的情況下將在天線的和信道和差信道上接收的信號
相加的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法特別提供了下列優(yōu)點 參以較少的費用將IFF詢問器模式S轉(zhuǎn)換成ADS-B偵聽站，而沒有安裝的更改(添
加全向天線、RF換向、接收信道)或詢問器的硬件更改， 參使用簡單的FPGA更改(在正常處理鏈中添加2條總線并加入得到的信號)實現(xiàn)新功能， 參添加允許調(diào)整信道(時域和振幅)的可配置的處理， 參將沒有全向天線的被動應答設備或詢問器的"斷續(xù)振蕩器"的獲取時間從例如
數(shù)十秒減少到幾秒。 本發(fā)明還涉及允許設備配置具有給定扇區(qū)的至少一個天線以在詢問器模式和/或被動偵聽模式中操作，該方法特征在于至少包括下列步驟
選擇詢問器模式或被動偵聽模式， 參如果選擇的模式是詢問器模式，則將在天線的和信道以及在差信道上接收的信
號傳輸?shù)竭m合于處理所接收的信號的處理鏈， 參如果選擇的模式是被動偵聽模式，則將在天線的和信道上和在差信道上接收的
信號傳輸?shù)郊臃ㄆ鳌?當閱讀跟隨有作為例證而決不是限制給出的附加了圖的實施例的描述時，本發(fā)明
的其它特征和優(yōu)點將顯得更清楚，附圖表示 參圖1到4 :根據(jù)現(xiàn)有技術的系統(tǒng)和系統(tǒng)架構的實例， 參圖5 :信號處理和系統(tǒng)的操作模式控制的細節(jié)， 參圖6 :FPGA類型的處理塊的細節(jié)，以及 參圖7 :允許在被動偵聽系統(tǒng)中操作的添加到詢問器系統(tǒng)的部分的細節(jié)，
參圖8 :在IFF系統(tǒng)的不同點處取的不同信號的跡線。 為了更好地理解根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的原理，提供了對用于實現(xiàn)在IFF系統(tǒng)的描述的后文中指定的詢問/應答或被動偵聽的系統(tǒng)的描述。 圖4示出通常在IFF詢問器中使用的具有給定天線孔徑a的天線模式(pattern)。天線孔徑等于大約10° 。天線6包括和天線模式E和差天線模式A。
在IFF系統(tǒng)的標準操作模式中，視頻信道到達數(shù)字設備20供使用。思路是向使用的設備發(fā)送視頻，不僅僅是和信道21、差信道22，而是E和A信道的信號的相加23。數(shù)字處理20使來自位于E和A天線上的多個接收機的信息相加，以獲得360。的覆蓋。
應答模式S的解碼設備因此不再唯一地使用來自位于有效帶寬(EBW)內(nèi)的應答器的信息，而是在E和A2個天線模式上接收的信號的和。 圖5以功能方式示意性示出根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)。信號到達位于天線上的接收機。它們接著在兩條信道上分開。第一數(shù)字信道21相應于和接收信道，而第二數(shù)字信道22相應于差接收信道。這兩條接收信道連接到圖6所詳述的處理設備20。 處理設備20 (圖6)包括允許選擇系統(tǒng)的操作模式_詢問器/應答器模式或被動偵聽模式的裝置31。 在所選擇的操作模式是詢問器_應答器模式的情況下，這意味著，控制設備31置于在圖6中以虛線示出的位置IR上。在數(shù)字信道21上接收的信號傳遞到處理設備24a，其特別具有例如消除沒有足夠的振幅水平的信號的功能。相對于固定的閾值執(zhí)行比較。閾值信號Dd直接傳輸?shù)皆O備27，允許進行以縮寫RSLS (接收旁瓣抑制)已知的波瓣抑制處理，該設備允許通過可配置的閾值消除在差信道A上接收的、具有高于在和信道E上的同一應答的電平的電平的應答。RSLS的值允許固定有效帶寬的值，設備28允許執(zhí)行以縮寫GVT已知的可變增益處理。設備28包括特別允許固定有效帶寬或EBW的值的峰值持續(xù)時間和峰值電平參數(shù)。這兩種處理是本領域人員已知的，且因此將不被詳述。信號接著由脈沖濾波/校準設備29過濾，然后是解碼設備30。這些不同的元件集成在FPGA類型的處理設備中。在數(shù)字信道22上接收的信號傳遞到處理設備24ba，其特別具有消除不可能低于給定閾值的信號的功能。信號傳輸?shù)皆O備27，以便以類似的方式處理如前所述的閾值信號Dd。
當用戶希望使系統(tǒng)在被動偵聽模式中操作時，它對天線的控制進行操作以將其置于位置E。在這種情況下，在差信道Dd上和在和信道Ds上接收的信號在節(jié)點級25a和25b處傳輸?shù)皆O備26a、26b和23，其特別具有在將信號傳輸?shù)教幚礞溨笆剐盘栂嗉拥牡谝还δ?，該處理鏈包括前述設備28以允許執(zhí)行脈沖濾波和校準設備以及包含在和信號中的信息的解碼設備30的GVT處理。在圖7中詳述的該設備還有對在和信道和差信道上接收的數(shù)字信號在時間和/或振幅上進行調(diào)整的功能。數(shù)字處理因此允許獲得360。的覆蓋。
圖7示意性示出圖6的設備26a、26b和23的結構的實例。當希望在振幅或時間上調(diào)整信號時給出該實例。為此，在差信道上接收的數(shù)字視頻信號在節(jié)點級25a處取得，以被加到相應于希望引入的振幅偏移的帶符號值VAd(32)。在振幅上調(diào)整的信號然后被發(fā)送到移位寄存器33，其也接收將加到信號的時間偏移的無符號值VTd。在振幅和時間上調(diào)整的信號Ddat然后傳輸?shù)角蠛推?3，以被加到在和信道上接收的受到類似處理的數(shù)字視頻信號。 通過給信號Ds加上相應于待應用的振幅偏移的帶符號值VA(34)，對信號Ds在振幅上進行調(diào)整，然后該信號傳輸?shù)浇邮諑Х栔礦Td的第二移位寄存器35，其具有在時間上調(diào)整信號的功能。產(chǎn)生于這些處理的被標為Dsat的信號于是被加到信號Ddat，如前所示。 時鐘36用于在移位寄存器的級別實現(xiàn)超時。該時鐘可為FPGA時鐘，其用于同步
在FPGA中執(zhí)行的不同操作。 數(shù)字處理在例如FPGA或ASIC中執(zhí)行。 在圖8上的是在系統(tǒng)的不同點處取的、相應于前面討論的信號的演變在振幅/時間上的跡線。 第一曲線I表示進入處理設備20的和信道和差信道的數(shù)字視頻信號。 第二曲線II表示對第一曲線的信號和來自加法器32、34的信號的振幅調(diào)整。該
調(diào)整允許將2條信道的噪聲級調(diào)節(jié)到相同的值。 在第三曲線III上示出在振幅和時間上調(diào)整的信號以及由可配置的移位寄存器
5引入的時間偏移。時間調(diào)整允許在相加時避免脈沖的人為放大。 第四曲線IV表示和數(shù)字視頻信號、差數(shù)字視頻信號以及在本例中在時間和振幅 上調(diào)整的這兩個信號的和，所述信號然后被FPGA的處理鏈處理。 在振幅和時間上的調(diào)整只在某些情況下執(zhí)行?？稍O想對信號執(zhí)行的其它處理，而 不偏移本發(fā)明的范圍。
權利要求
一種允許在詢問器模式中和/或在被動偵聽模式中運行的系統(tǒng)，其特征在于組合地至少包括下列元件●具有給定孔徑扇區(qū)α的天線(6)，●控制裝置(31)，將所述系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到使用給定的第一角扇區(qū)的第一詢問器操作模式或?qū)⑺鱿到y(tǒng)轉(zhuǎn)換到使用具有大于所述第一角扇區(qū)的值的第二角扇區(qū)的第二被動偵聽操作模式，●允許在所述被動偵聽操作模式的情況下將在天線的和信道和差信道上接收的信號相加的裝置(23)。
2. 如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括允許消除具有低于給定閾值的振幅的 信號的濾波器(24a，24b)。
3. 如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括在被動偵聽操作的情況下對在每個和 信道和差信道上接收的信號在振幅上和/或在時間上進行調(diào)整的裝置。
4. 如權利要求1到3中的一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括詢問器/應答器類型的天線。
5. —種允許設備配置具有給定扇區(qū)的至少一個天線以在詢問器模式和/或被動偵聽 模式操作的方法，所述方法特征在于至少包括下列步驟選擇所述詢問器模式或所述被動偵聽模式，參如果選擇的模式是所述詢問器模式，則將在所述天線的和信道以及在差信道上接收的信號傳輸?shù)竭m合于處理所接收的信號的處理鏈，參如果選擇的模式是所述被動偵聽模式，則將在所述天線的所述和信道上和在所述差信道上接收的信號傳輸?shù)郊臃ㄆ鳌?br> 6. 如權利要求5所述的方法，其特征在于，包括過濾所接收的信號以便消除振幅不夠 的信號的步驟。
7. 如權利要求5所述的方法，其特征在于，在將在所述和信道和所述差信道上接收的 信號相加之前，執(zhí)行對所述信號在振幅和/或時間上調(diào)整的步驟。
8. 如權利要求5所述的方法，其特征在于，使用詢問器/應答器模式和被動偵聽模式。
全文摘要
在詢問器模式中和/或在被動偵聽模式中操作的系統(tǒng)和方法，其特征在于，其組合地至少包括下列元件具有給定孔徑扇區(qū)α的天線(6)、允許使用給定的第一角扇區(qū)將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到第一詢問器操作模式或使用具有大于第一角扇區(qū)的值的第二角扇區(qū)將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到第二被動偵聽操作模式的控制裝置(31)、允許在被動偵聽操作模式的情況下將在天線的和信道和差信道上接收的信號相加的裝置。
文檔編號H01Q25/02GK101784910SQ200880102858
公開日2010年7月21日 申請日期2008年7月11日 優(yōu)先權日2007年7月12日
發(fā)明者C·普羅沃, S·蘇拉 申請人:塔萊斯公司