DE2460280C3 - Kennungsziel mit Oberwellenstrahler und Codierer für ein elektronisches Nahbereich-Erfassungs- und Identifizierungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kennungsziel für ein System zur Erfassung und Identifizierung von Objekten im Nahbereich, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der ständigen Verkehrszunahme auf öffentlichen Straßen werden Engpässe (sogenannte »Flaschenhälse«), wie sie z. B. an Mautstationen eingerichtet sind, zu einem ernsthaften Problem. Es besteht daher Bedarf an Einrichtungen, welche eine Identifizierung und Registrierung von Fahrzeugen von einer entfernten Stelle aus vornehmen können, ohne daß das Fahrzeug dazu anhalten oder seine Geschwindigkeit verringern muß.

Optische Systeme, wie sie in verschiedener Art vorgeschlagen wurden, eignen sich jedoch nicht für den Einsatz an oder auf Straßen, da sie hier eine sorgfältige Wartung benötigen, um Linsen, Fenster und optische Kennzeichen frei von Verschmutzung zu halten, denn andernfalls besteht die Gefahr falscher Ablesungen. Außerdem ist gewöhnlich eine sorgfältige räumliche Ausrichtung zwischen den optischen Fühlern und den optischen Kennzeichen notwendig.

Zur Fahrzeugidentifizierung hat man auch im Hochfrequenzbereich arbeitende Transpondersysteme verwendet, wie sie z. B. in der US-Patentschrift 70 338 beschrieben sind. Solche Systeme sind jedoch zu umfangreich und teuer, um eine so weit gestreute Anwendung wie die allgemeine Identifizierung von Kraftfahrzeugen finden zu können.

Im Mikrowellengebiet arbeitende Transpondersysteme, wie sie z.B. in der US-Patentschrift 37 45 569 beschrieben sind, haben einen Transponder mit kleinen Abmessungen, der einen Oszillator und einen voreingestellten Speicher mit einer Vielzahl von Zählern,

Decodierern und einer Diodenmatrix enthält Der Sendeteil liefert einen pulsmodulierten Abfragestrahl, um den Oszillator in Betrieb zu setzen und den Speicher zu steuern. Die Oszillatorfrequenz unterscheidet sich jedoch von der Frequenz des Senders und steht auch in keiner Beziehung zu dieser Frequenz, d h. die Abfrage- und Antwortsignale sind unkorreliert Der Ausgang des voreingestellten Speichers wird zur Pulsmodulation des Oszillatorausgangssignals mit einem vorgegebenen Identifizien'sgscode verwendet, und das modulierte Signal wird zu einem Empfänger gesendet, der den Code identifizieren kann.

Solche Systeme enihalten jedoch aktive Mikrowellenschaltungen wie z. B. einen Oszillator, und da Mikrowellenoszillatoren in den höheren Frequenzbändern gewöhnlich unzuverlässig arbeiten, sind diese Systeme aus praktischen Gründen auf modulierte Aiitwortsignale in den unteren Bändern des Mikrowellenspektrums beschränkt Bei dem in der US-Patentschrift 37 45 569 beschriebenen System liegt die Frequenz des Abfragestrahls beispielsweise im X-Band des Mikrowellenspektrums (8 bis 12 GHz), während die Frequenzen des modulierten Antwortsignals vom Oszillator im L-Band (1 bis 2GHz) liegen. Die Verwendung dieses unteren Frequenzbandes als Informationsträger für die Antwortsignale ist weniger günstig als die Verwendung des .Y-Bandes oder des K„-Bandes (12,5 bis 18 GHz), und zwar aus verschiedenen Gründen:

erstens ist in den höheren Frequenzbereichen die Verfügbarkeit des Spektrums besser;
zweitens sind elektromagnetische Störungen in den höheren Frequenzbändern seltener;
drittens ist bei höheren Frequenzen der erzielbare Antennengewinn für eine gegebene Gesamtgröße der Antenne besser.

Die Verwendung unkorrelierter Abfrage- und Antwortfrequenzen, wie es bei einem System der in der US-Patentschrift 37 45 569 beschriebenen Art der Fall ist, bedingt außerdem den Einsatz von Breitbanddetektoren. Ferner macht es die bei solchen System notwendige Sendeleistung schwierig, die Strahlung innerhalb sicherer Grenzen zu halten.

Es sind auch Systeme zur Fahrzeugerfassung beschrieben worden, bei welchen eine »reflektierte« zweite Harmonische aus einer gesendeten Grundwelle abgeleitet und erfaßt wird. Diese Systeme arbeiten mit passiven nichtlinearen Elementen, die als Ziele die zweite Harmonische ableiten und »reflektieren«. Ein solches System ist in der US-Patentschrift 37 81 879 beschrieben. Das dort verwendete Ziel liefert als Echosignal eine Oberwelle mit einer zur gesendeten Grundwelle orthogonalen Polarisation, so daß sowohl die Polarisierung als auch die Frequenz (bestimmte Oberwelle) des Rücksignals Unterscheidungskriterien gegenüber Blendungen und Störflecken (Nebenzielen) sind.

Bei einem anderen, in der US-Patentschrift 36 31 484 beschriebenen System erfolgt eine Amplitudenmodulation des reflektierten Signals durch Anlegen einer analogen periodischen Vorsp!i"~^!:ng an ein nichtlineares Element. Die Amplitudenmodulation wird dazu verwendet, eine der modulierenden Frequenz gleiche Verschiebung der modulierten Frequenz zu bewirken. Die Frequenz der modulierenden Spannung wird ■ gemessen, und bestimmte Fahrzeuge werden anhand ihrer individuellen Modulaticnskerinlinien identifiziert. Solche Systeme haben den Nachteil, daß sie sich nicht ohne weiteres für automatische Korrelationsverfahren für große Zahlen von Fahrzeugen eignen.

Ein weiteres Beispiel für den Stand der Technik ist das in der US-Patentschrift 37 54 250 beschriebene System, welches zur Erfassung und Identifizierung im Nahbereich geeignet ist Es besteht aus einem Sender, aus einem Empfänger und einer Verarbeitungseinrichtung, die mit irgendeinem einer Vielzahl entfernter Kennungsziele zusammenwirken. Der Sender erzeugt Signale elektromagnetischer Energie einer vorgegebenen Frequenz, die so gerichtet werden, daß sie auf ein solches Kennungsziel auftreffen. Jedes Kennungsziel besteht aus einem Oberwellenstrahler, der Signale, ableitet, die in einer harmonischen Beziehung zu den von ihm empfangenen Signalen stehen. Ferner ist für jedes Kennungsziel eine Einrichtung zur Pulsmodulation der harmonischen Signale vorgesehen, wobei diese Modulation entsprechend einem vorbestimmten digitalen Kenncode erfolgt der dem betreffenden Kennungsziel eindeutig zugeordnet ist. Ein Taktgeber liefert ein Taktsignal zur Steuerung des Codierers. Der Empfänger erfaßt die von irgendeinem solchen Kennungsziel ausgestrahlten modulierten harmonischen Signale und erzeugt Ausgangssignale, die charakteristisch für die Kenncodemodulation der ausgestrahlten Signale sind. Die Ausgangssignale des Empfängers werden decodiert, um die Kenncodenummer des Kennungsziels zu ermitteln.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kennungsziel der aus der US-Patentschrift 37 54 250 bekannt und im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 allgemein umrissenen Gattung so auszubilden, daß es besonders schnell auf die vom Sender kommende Abfrage antworten kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Kombination des Kenncodespeichers und des Taktgebers mit einem Schieberegister und einem die Serienausgabe und die Eingabe am Register steuernden Betriebsartenwählers wird das Kennungsziel in die Lage versetzt, den gespeicherten Kenncode sofort nach Aktivierung des Kennungsziels auszugeben. Dies ist vorteilhaft gerade für die Nahbereichs-Erfassung, da hier die Verweildauer der Sende/Empfangs-Keule im Kennungszielbereich extrem kurz sein kann, wenn rieh das Kennungsziel bewegt. Außerdem fallen hier die Systemzeiten der verwendeten Geräte im Vergleich zu den Laufzeiten der elektromagnetischen Wellen zwischen dem Sender/ Empfänger und dem Ziel stärker ins Gewicht. Hinzu kommt, daß weil das Trägersignal für die Antwort als Oberwelle aus dem Abfragestrahl abgeleitet wird, für die Bereitstellung und Aussendung des Antwortsignals nur die begrenzte Zeit zur Verfugung steht, während welcher der Abfragestrahl (Grundfrequenz) am Ziel empfangen wird.

Die Verwendung eines mit einem Kenncode-Speicher gekoppelten Schieberegisters mit Paralleleingabe und Serienausgabe in Transpondersystemen ist bisher nur in Verbindung mit Anlagen zur FJugzeugerfassung, also bei der Weitbereichs-Erfassung, an sich bekannt geworden (vgl. die Deutsche Offenlegungsschrift 2117 340). Dort können jedoch relativ lange Verzögerungen zwischen Abfrage und Antwort am Ziel gut in Kauf genommen werden, und in der Tat werden dort alle Anstrengungen weniger auf die Reduzierung dieser Verzögerungen sondern vielmehr auf deren Konstanthaltung gerichtet. Eine mit der oben formulierten

Aufgabe vergleichbare Aufgabenstellung besteht also dort nicht, und somit bietet sich nicht ohne weiteres die Erkenntnis an, daß die bei der Weitbereichs-Erfassung an sich bekannte Anordnung aus einem Speicher und einem Schieberegister mit Paralleleingabe und Serienausgabe eine Hilfe darstellen könnte, um mit dem Problem der Zeitbeschränkung bei der Naherfassung fertigzuwerden.

Die Mitbenutzung von aus der Weitbereichs-Erfassung an sich bekannten Mitteln im Zusammenhang mit einem Nahbereichs-Kennungsziel der gattungsgemäßen Art zum Zwecke einer beschleunigten Abgabe der Antwort gestattet es, auch vierteilige (d. h. lange) Kenncodes und somit eine erhöhte Anzahl verschiedener identifizierbarer Objekte zuzulassen. Außerdem kann durch die erfindungsgemäße abwechselnde Betriebsartenumschaltung des Schieberegisters jeder Kenncode innerhalb kurzer Zeit mehrmals abgegeben werden, was die Sicherheit bei der Identifizierung erhöht.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Einzelheiten werden nachstehend an Ausführungsbeispielen an Hand von Zeichnungen erläutert:

F i g. 1 zeigt schematisch den allgemeinen Aufbau eines Erfassungs- und Identifizierungssystems, in welchem die Erfindung angewendet werden kann;

F i g. la und Ib zeigen eine Ausführungsform eines im erfindungsgemäßem Kennungsziel verwendbaren Oberwellengenerators und -Strahlers;

F i g. 2 und 3 veranschaulichen in Blockschaltbildern Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kennungszicls;

Fig.4, 5, 6 und 7 zeigen nähere Einzelheiten verschiedener Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kennungsziels;

Fig.8 zeigt ein Blockschaltbild eines Decodieren, der mit einem erfindungsgemäßen Kennungsziel zusammenwirken kann;

Fig.9 zeigt in einem Diagramm die zeitliche Zuordnung verschiedener Signale im Decodierer nach F i g. 8 während des Decodierungsvorgangs.

Das in Fig. 1 gezeigte Nahbereichs-Erfassungs- und Identifizierungssystem hat einen Sender 10, der mit einer geeigneten Sende-Richtantenne 12 gekoppelt ist, und einen Empfänger 14, der mit einer Empfangs-Richtantenne 16 gekoppelt ist. Der Empfänger 14 ist über Ausgänge 18 und 20 mit einer Verarbeitungseinrichtung verbunden, die insgesamt mit 22 bezeichnet ist und sich an entfernter Stelle vom Empfänger befinden kann.

Der Sender erzeugt elektromagnetische Wellen einer vorgegebenen Frequenz /"und niedriger Leistung in der Größenordnung von 150 mW. Im vorliegenden Beispiel dient hierzu ein Halbleiterelement mit negativem Widerstand, wie z. B. das Element TEO11, welches mit einem Tiefpaßfilter 13 verbunden ist, um zu verhindern, daß ungewollte Harmonische zur Sendeantenne 12 gelangen.

Die Antenne 12, die vorzugsweise eine Richtcharakteristik aufweist, sendet eine elektromagnetische Welle in Form eines Strahls 24 in vorgegebener Frequenz /in eine vorbestimmte Richtung, um ein Ziel an einem Fahrzeug oder an einer Person zu beleuchten, welches im Weg des Strahls liegt oder diesen kreuzt Das in Fig. 1 dargestellte Ziel 26 enthält einen Oberwellenstrahler 27, der aus einer für eine Grundfrequenz / und eine ausgewählte Oberwelle dieser Frequenz ausgelegten Antenne und einem Oberwellengenerator 30 besteht. Die Antenne 28 empfängt den vom Sender 10 ausgehenden Strahl 24 der vorgegebenen Frequenz /"und ist über einen Oberwellengenerator 30 geschaltet. Der Oberwellengenerator 30 wird durch ein passives nichtlineares Element gebildet, z. B. durch eine nicht vorgespannte Siliziumdiode mit Schottky-Sperrschicht.

Die Antenne 28 ist zweckmäßigerweise eine flach ausgebildete Strahlergruppe in gedruckter Schaltung wie sie in der US-Patentschrift 35 87 110 beschrieben ist Sie besteht aus 16 Dipolen und einer gemeinsamer Zuleitung und ist auf eine Frequenz abgestimmt, die da; geometrische Mittel der Grundfrequenz f und der ausgewählten Oberwellenfrequenz ist. Falls die Grundfrequenz beispielsweise 8,75 GHz beträgt (.Y-Band) unc die ausgewählte Oberwelle die zweite Harmonische (2/ dieser Frequenz ist, d.h. bei 17,5GHz (/(„-Band) liegt dann beträgt die Länge der Antennendipole eine halbe Wellenlänge bei 12,4 GHz. Eine solche Antennenanord nung ist schematisch in der Fig. la gezeigt. Eine Hälfte des Antennenmusters (in Fig. la mit durchgehender Linien gezeichnet) ist auf eine Seite einer Schaltungs platte gedruckt, bei der es sich zweckmäßigerweise urr eine 0,5 mm dicke, beidseitig überzogene Platte vor 7,6 cm Breite und 9,0 cm Länge handelt (wenn dif Grundfrequenz wie im angeführten Beispiel 8,75GH; beträgt). Die andere Hälfte des Antennenmusters ist au der gegenüberliegenden Seite der Platte ausgeätzt (mi gestrichelten Linien gezeichnet). Die gemeinsarm Zuleitung 28.1 ist über einen auf der ersten Hälfte de; Schaltungsmusters ausgeätzten kapazitiven Spalt 28.1 mit meinem Oberwellengenerator 30 gekoppelt, der irr vorliegenden Fall ein Frequenzverdoppler ist.

In die Zuleitung eingefügte Einrichtungen zui Impedanztransformation passen die Antennenimpe danz bei 8,75GHz und 17,5GHz an den Frequenzver doppler an. Um ein einseitig gerichtetes Strahlungsdia gramm der Antenne zu erreichen, ist hinter der Antenm ein Rückhohlraum angeordnet. Eine 6,1 mm dick« Polystyrolplatte von 7,6 cm im Quadrat hält der Abstand der Antenne im Rückhohlraum. Ein Abstanc von 6,1 mm entspricht einer Viertelwellenlänge bei de geometrischen Mittenfrequenz von 12,4 GHz.

Der Oberwellengenerator (Frequenzverdoppler 30 besteht aus einem nichtlinearen Element 30.1 (zweck mäßigerweise ein Chip mit Schottky-Sperrschichtdi ode), welches asymmetrisch zwischen einer am Endi offenen 50-n-Hochfrequenzleitung 30.2 und eine kurzgeschlossenen 50-fi-Hochfrequenzleitung 30.3 an geordnet ist. Die Längen der offenen und de kurzgeschlossenen Leitung sind so gewählt, dal Hochfrequenzleitung und Diode eine Schaltung bilder die bei 8,75 GHz und bei 17,5 GHz in Resonanz ist. Da Ersatzschaltbild des Oberwellengenerators (Frequenz verdoppler) 30 ist in F i g. Ib dargestellt Die Resonanz bedingung verbessert den Wirkungsgrad der Verdopp lung bei niedriger Mikrowellenleistung. Eine Anpas sungs-Blindleitung 283 ist 0,22 Wellenlängen be 8,75 GHz vom offenen Ende entfernt zur Antenne 2) hin angeordnet um die Leistungskopplung von de Antenne auf den Frequenzverdoppler bei 8,75 GHz zi verbessern. In ähnlicher Weise befindet sich eil reaktiver Abschluß 30.4, vorzugsweise eine offene 44-n-Blindleitung an der kurzgeschlossenen Leitunj 303, wo das 17,5-GHz-Signal nahe dem Maximum is d.h. etwa eine Viertelwellenlänge bei 17,5GHz vor kurzgeschlossenen Ende entfernt Zweckmäßigerweis' beträgt diese Entfernung 0375 Wellenlängen von

Kurzschlußende aus, um das 17,5-G Hz-Signal (Oberwelle) an der Antenne 28 wiederzugewinnen.

An Stelle der vorstehend beschriebenen einzigen, für zwei Frequenzen ausgelegten Antenne können auch eine gesonderte Empfangsantenne und eine gesonderte Sendeantenne vorgesehen werden.

Wie in F i g. 1 veranschaulicht, strahlt die Antenne 28 die Ausgangssignale des Oberwellengenerators 30, die als Antwort auf das Signal 24 erzeugt wurden, als elektromagnetischen Richtstrahl 34 in Richtung auf die Quelle des Signals 24. Der Strahl 34 kann Komponenten der Grundfrequenz /"(hier 8,75GHz) des Signals 24 enthalten sowie Komponenten von Frequenzen der Oberwellen dieser Grundfrequenz. Das Ausgangssignal 34 des Oberwellengenerators 30 kann gewünschtenfalls gefiltert werden, z.B. durch die in Fig. Ib gezeigten Resonanzleitungen, um alle Harmonischen mit Ausnahme der gewählten Oberwelle, vorzugsweise der zweiten Harmonischen, zu dämpfen. Das Signal 34 steht daher in einer harmonischen Beziehung zur vorgegebenen Frequenz f. Wenn die Ebene des Oberwellenstrahlers 27 senkrecht auf der Einfallsrichtung der empfangenen Strahlung steht, dann strahlt der Oberwellenstrahler als Antwort auf eine empfangene Grundfrequenz f elektromagnetische Oberwellenenergie zur Quelle (Antenne 12) der Grundfrequenz zurück.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die vorgegebene Frequenz f des auftreffenden Strahls 24 eine Mikrowellenfrequenz im X-Band des Strahlungsspektrums, z.B. 8,75GHz. Somit erscheint das Oberwellensi(;nal im /(„-Band des Spektrums (2 /"= 17,5 GHz), wo das Spektrum eine höhere Verfügbarkeit hat und wo elektromagnetische Störungen geringer sind als in den unteren Bereichen des Spektrums. Außerdem ist es bei Rücksignalen in höheren Spektralbereichen möglich, kleinere Antennen zur Erzielung eines gegebenen Antennengewinns zu verwenden.

Das Ziel oder Kennobjekt 26 ist mit einem Taktgeber 36 und mit einem Codierer 38 versehen. Der Taktgeber, zweckmäßigerweise ein Kristalloszillator, liefert über die Leitung 40 (Fi g. 1) ein Taktsignal an den Codierer 38. Der Codierer 38 enthält einen geeigneten Speicher (nicht dargestellt) zur Speicherung eines voreingestellten digitalen Kenncodes und ist über eine Leitung 42 mit dem Oberwellengenerator 30 gekoppelt. Bei einer Antennenanordnung und einem Oberwellengenerator, wie sie in F i g. 1 a dargestellt sind, ist die Leitung 42 mit einer Hochfrequenzleitung 30.5 gekoppelt, die über ein Tiefpaßfilter 30.6 mit der offenen Hochfrequenzleitung 30.2 des Oberwellengenerators (Frequenzverdopplers) 30 verbunden ist. Das Tiefpaßfilter 30.6 besteht aus einem als HF-Drossel wirkenden Draht von 25 μίτι Durchmesser und 3,5 mm Länge und aus einem Kondensatorchip 30.7 mit einer Kapazität von 60 pF.

In der Zeichnung sind die Verbindungsleitungen als einfache Leitungen dargestellt Die praktische Ausführung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt, d. h. die Verbindungsleitungen können auch Vielfachleitungen sein.

Der Taktgeber 36 und der Codierer 38 in der Anordnung nach F i g. 1 können freilaufend sein oder durch Beleuchtung des Ziels 26 mit dem Signal 24 getriggert werden (wie es später in Verbindung mit Fig.6 beschrieben wird). In beiden Fällen wird der Oberwellengenerator 30 mit Beleuchtung des Ziels 26 durch den Strahl 24 eingeschaltet, und der Oberwellenstrahler 27 erzeugt und sendet Oberwellensignale 34.

Der vom Taktgeber 36 gesteuerte Codierer ist so beschaffen, daß er den Oberwellengenerator 30 selektiv in Übereinstimmung mit dem vorgegebenen Kenncode sperrt, wobei diese Zeitspannen durch den Taktgeber 36 definiert werden. In einer alternativen Ausgestaltung kann der Oberwellengenerator 30 auch normalerweise gesperrt sein und durch den Codierer selektiv während Perioden der aktivierenden Beleuchtung eingeschaltet werden. Auf diese Weise wird die abgestrahlte zweite Harmonische 34 gemäß dem vorgegebenen Kenncode pulsmoduliert.

Die Empfangsanlenne 16 des Empfängers 14 wird mit den vom Ziel 26 abgestrahlten Signalen beleuchtet. Der die Oberwellensignale enthaltende Strahl 34 und der Strahl 46, der einem normalen durch Oberflächenreflexioii hei'Vüi gerufenen Radarecho gleicht, stellen die Signale dar, die vom Kennobjekt bzw. von dem das Kennobjekt tragenden Fahrzeug (oder Person) zurückgestrahlt werden. Die Bandbreite des Empfängers 14 sei ausreichend groß, damit solche Signale empfangen werden können. Die Empfangsantenne 16 sei zweckmäßigerweise eine für zwei Frequenzen ausgelegte Antenne, oder sie bestehe aus getrennten Antennen für die Grundfrequenz (f)\md die gewünschten Oberwellen.

Der Empfänger 14 enthält einen Detektor oder Demodulator 48, der parallel zu einer Serienschaltung aus einem Hochpaßfilter 50 und aus einem weiteren Detektor 52 liegt. Jeder der Parallelzweige empfängt die von der Antenne 16 aufgefangenen Signale.

Der Detektor 48, zweckmäßigerweise ein Diodendetektor, liefert ein Ausgangssignal, welches aus der Modulationshüllkurve der Gesamtheit der empfangenen Signale besteht, d. h. sowohl des einer Oberflächenreflexion entsprechenden Rücksignals 46 als auch des Oberwellensignals 34 vom Ziel 26. Hiermit wird der Durchgang jedes Fahrzeugs oder sonstigen Objekts angezeigt, unabhängig davon, ob das Fahrzeug ein als »Kennzeichen« ausgebildetes Ziel 26 trägt oder nicht. Im Falle eines mit Kennzeichen 26 versehenen Fahrzeugs ist die Anzeige auch unabhängig davon, ob dieses kennzeichen eine Kennung liefert oder nicht, wie es weiter unten im einzelnen erläutert werden wird. Die am Anschluß 18 erscheinenden Ausgangssignale des Detektors 48 werden auf ein in der Verarbeitungseinrichtung 22 enthaltenes Anzeigegerät 54 gegeben, welches das Vorhandensein eines Fahrzeugs anzeigt.

Die von der Antenne 16 aufgefangenen Signale 34 und 46 werden über ein Hochpaßfilter 50 auf den Detektor oder Demodulator 52 gegeben, der zweckmäßigerweise ebenfalls ein Diodendetektor ist. Das Hochpaßfilter 50 dämpft alle Frequenzen unterhalb der ausgewählten Oberwellenfrequenz (z. B. unterhalb 2 F).' um eine genaue Siebung der Ausgangssignale des im Ziel 26 befindlichen Oberwellengenerators zu erleichtern. Das Ausgangssignal des Detektors 52 ist somit die Pulsmodulations-Hüllkurve des Oberwellenstrahls 34.

Die vom Detektor 52 demodulierte Pulsmodulations-Hüllkurve wird über den Anschluß 20 auf einen Decodierer in der Verarbeitungseinrichtung 22 gegeben.

Wenn also ein Ziel 26 vom Strahl 24 beleuchtet wird, dann leitet es aus diesem Strahl Oberwellensignale 34 ab, die dann in pulsmodulierter Form zurückgestrahlt werden. Die Pulsmodulation erfolgt bei jedem Ziel nach einem diesem Ziel eigenen vorbestimmten Code. Der Empfänger 14 erfaßt die Oberwellensignale 34 sowie Signale 46, die von dem das Kennzeichen oder Ziel 26 tragenden Fahrzeug wie bei einem gewöhnlichen

Oberflächenreflexions-Radar zurückgestrahlt werden. Aufgrund dieser Signale wird das Vorhandensein eines Fahrzeugs angezeigt, und falls das Fahrzeug ein mitwirkendes Ziel trägt, wird es identifiziert.

Der Codierer 38 des Ziels 26 kann in verschiedener Weise ausgebildet sein, wie es nachstehend anhand der F i g. 2,3 und 4 erläutert wird.

Das in Fig.2 dargestellte Kennungsziel 26 enthält einen Codierer 38 mit einem Binärspeicher 60, der über eine Leitung 64 mit einer Steuereinrichtung 62 verbunden ist. Ein Taktgeber 36 liefert über eine Leitung 66 Taktsignale zur Steuereinrichtung 62. Die Steuereinrichtung 62 ist über eine Leitung 68 mit dem Oberwellengenerator 30 verbunden.

Die Sieuereinriehlung 62 spricht auf die vom Taktgeber 36 kommenden Taktsignale an, um den Binärinhalt jeder einzelnen Binärzelle des Speichers 60 nacheinander als Steuersignal zum Oberwellengenerator 30 durchzulassen, um diesen zu aktivieren bzw. zu sperren.

Der Speicher 60 kann zweckmäßigerweise ein binärer (lediglich auslesbarer) Mikroprogrammspeicher sein, während die Steuereinrichtung eine Schaltung aus binärlogischen Verknüpfungsgliedern sein kann, wie sie in der Technik an sich bekannt sind.

Die Steuereinrichtung 62 arbeitet unter dem Einfluß des Taktgebers 36, um die Ableitung (und Ausstrahlung) von Oberwellen durch den Oberwellenstrahler 27 entsprechend einem im Speicher 60 gespeicherten Kenncode selektiv einzuschalten (oder zu sperren).

Die F i g. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsforrn des Kennungsziels 26, bei welcher die Steuereinrichtung 62 aus einem Schieberegister mit Paralleleirigang und Serienausgang und einer Betriebsartensteuerung für das Register besteht. Der Taktgeber 36 liefert fortlaufende Taktimpulse über die Leitung 66 an einen automatischen Betriebsartenwähler 116, zweckmäßigerweise einen untersetzenden Zähler, und an das Schieberegister 18. Das Schieberegister 18 spricht außerdem auf ein Betriebsarten-Steuersignal an, welches über die Leitung 120 vom Betriebsartenwähier 116 kommt, um den Inhah des Speichers 60 in Parallelform über die Parallelleitungen 64 zu empfangen. Die Ausgangssignale des Schieberegisters 118 werden über die Leitung 68 und eine HF-Drossel 122 zum Oberwellengenerator 30 gegeben. Der Wert (0 oder 1) der Bits auf den einzelnen Leitungen 64 ist durch bestimmte Verdrahtung dieser Leitungen mit einer Spannung S+ oder mit Masse bestimmt. Auf diese Weise ist der Speicher 60 fähig, an das Register einen 16stelligen binären Kenncode zu liefern.

Im Betrieb liefert der Betriebsartenwähler 116 abhängig von den aus dem Taktgeber 36 kommenden Taktsignalen ein Steuersignal, z. B. den Binärwert 1, über die Leitung 120 an das Schieberegister 118, womit dieses Register veranlaßt wird, im Paralleleingabebetrieb die Speicherbits über die Leitungen 64 zu empfangen. Auf diese Weise wird das Schieberegister 118 mit dem Inhalt des Speichers 60 gefüllt, indem entsprechend dem Kenncode bestimmte Leitungen 64 an die Spannung B+ gelegt werden, während die restlichen Leitungen 64 an Masse gelegt werden.

Am Ende der Eingabe in das Register, d. h. nach dem Einlaufen einer bestimmten Anzahl von Taktimpulsen (z. B. 16 Impulse) vom Taktgeber 36, liefert der Betriebsartenwähler 116 ein zweites Steuersignal (z. B. eine binäre 0 über die Leitung 120), durch welches das Register 1 !8 in den Serienausgabebetrieb umgeschaltet wird. In dieser Betriebsart schiebt das Register abhängig von den Taktsignalen aus dem Taktgeber 36 die Bits des im Register 118 gespeicherten Codes in Serienform zur Ausgangsleitung 68. Jedes der nacheinander erscheinen-

. den Bits des Binärcodes auf der Leitung 68 wird über die HF-Drossel 122 dem Oberwellengenerator 30 zugeführt. Dieser Generator besteht z. B. aus einer nichtlinearen Diode 124, die entsprechend den über die Leitung 68 kommenden Binärsignalen vorgespannt

κι wird, um die Erzeugung der zweiten Harmonischen zu sperren oder einzuschalten. Der Generator 30 liefert daher Ausgangssignale entsprechend dem im Speicher 60 voreingestellten Code. Die HF-Drossel 122 dient dazu, die Kopplung irgendwelcher HF-Streusignale von ί der Antenne 28 auf den Codierer 38 zu verhindern.

Nach dem Anlegen einer Anzahl von Taktimpulsen (16 Impulse), die ausreichend groß ist, alle Bits des voreingestellten Codes vom Schieberegister 18 auf die Leitung 68 zu geben, liefert der Betriebsartenwähler 116

j» wieder das Steuersignal (binäre 1) für den Paralleleingabebetrieb, so daß das Schieberegister 118 wiederum in der gleichen Weise wie oben mit dem selben im Speicher 60 eingestellten Code beladen wird. Anschließend folgt wieder der zyklische Serienausgabebetrieb

.'"> entsprechend den Taktsignalen.

Die Ausführungsform nach F i g. 3 kann als Betriebsartenwähler 116 einen 32-Bit-Zähler in COS-MOS-Bauweise des Typs RCA CD 4004 enthalten, und als Schieberegister 118 zwei hintereinandergeschaltete

in achtstufige Schieberegister in COS-MOS-Bauweise des Typs RCA CD 4014. Der Speicher 60 eignet sich für 16 aktive Bits eines 32-Bit-Kenncodes. Der Code enthält außerdem 16 Bits für eine Leer- oder Ausschaltzcit. während der die Eingabe in das Schieberegister 118

r> erfolgt.

Die Fig.4 bis 7 veranschaulichen in Form von Schaltbildern weitere besondere Ausgestaltungen.

Das Schaltbild nach F i g. 4 zeigt ein Kennungsziel 26 mit einer Energiequelle 150 für den Taktgeber 36 und

in den Codierer 38. Das dargestellte Kennziel ist für ein System ausersehen, bei welchem das auftreffende Signal (24) vom Sender (10 in Fig. 1) mit einem Signal eines bestimmten Tastverhältnisses (z. B. 50%) pulsmoduliert ist (Rechteckwellen-Amplitudenmodulation). In einer

ι■"> solchen Anordnung fühlt und verstärkt der Taktgeber die Pulsmodulation· Hüllkurve des auftreffenden Signals (24), und dieses verstärkte Signal wird als Taktsignal verwendet.

Gemäß Fig.4 ist die eine Klemme 126a einer

'» symmetrischen Hochfrequenzleitung, welche die Zielanipnnp τα sⁿc!s' über einen Ko^^elkondensator t28 und eine Leitung 132 mit der Anode einer Detektordiode 130 verbunden. Die andere Klemme 126i? der die Zielantenne speisenden Hochfrequenzleitung ist über

«eine Leitung 134 und eine HF-Drossel 136 mit einem Ende eines Widerstands 138 verbunden. Das andere Ende des Widerstands 138 liegt an einem Verbindungspunkt 142 mit der Kathode der Detektordiode 130. Dem Widerstand 138 ist ferner ein Kondensator 138a als

wi HF-Nebenschluß parallel geschaltet Die Leitungen 132 und 134 sind über eine HF-Drossel 144 miteinander verbunden. Die HF-Drossel 144 hat bei niedrigen Frequenzen eine kleine Impedanz, während sie für hochfrequente Signale eine hohe Impedanz darstellt

b5 Die Drossel 144 »drosselt« somit hochfrequente Signale ab, bildet jedoch andererseits einen Gleichstromrückweg für den Kondensator 128. Über den Widerstand 138 ist ein Operationsspannungsverstärker 146 geschaltet,

dessen nicht-invertierender Eingang 145 am Verbindungspunkt 142 zwischen dem Widerstand 138 und der Diode 130 liegt und dessen invertierender Eingang 147 am Verbindungspunkt 140 liegt. Der Ausgang des Verstärkers 146 ist über eine Leitung 148 mit dem Codierer 38 verbunden, um diesen mit Taktsignalen 149 zu versorgen. Der Verstärker 146 und der Codierer 38 werden über die Leitungen 152 und 154 aus der Energiequelle versoigt, die z.B. eine Trockenbatterie 150 sein kann. Der Codierer 38 ist über HF-Drosseln 156 und 158 mit dem aus einem nichtlinearen Element 124 bestehenden Oberwellengenerator verbunden. Der Oberwellengenerator ist seinerseits an die symmetrische Hochfrequenzleitung angeschlossen, welche die Zielantenne 28 versorgt

Beim Betrieb des in F i g. 4 dargestellten Kennungsziels wirken die Detektordiode 130, der Widerstand 138 und der Kondensator 138a als Hüllkurvendetektor 160, der die Modulationshüllkurve des von fern gesendeten und aut die Antenne 28 treffenden Strahls (24) der vorgegebenen Frequenz erfaßt. Ein die Gestalt der Modulationshüllkurve aufweisendes Signal wird vom Verstärker 146 verstärkt und als Taktsignal 149 auf den Codierer 38 gegeben. Der Koppelkondensator 128 und die HF-Drosseln 136, 144, 156 und 158 dienen mit ihren frequenzabhängigen Reaktanzen dazu, Gleichstromsignale, die Codemodulation und HF-Signale voneinander zu entkoppeln.

Die Fig.5 zeigt das Schema eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kennungsziels, bei welchem nur dann Leistung an den Taktgeber und den Codierer gelegt wird, wenn das Ziel von Signalen vorgegebener Frequenz getroffen wird. Ein Anschluß der die Zielantenne 28 speisenden symmetrischen Hochfrequenzleitung ist über den Kondensator 128 und die Leitung 132 mit der Anode einer Gleichrichterdiode 164 verbunden. Der zweite Anschluß 126b der die Zielantenne 28 speisenden symmetrischen Hochfrequenzieitung ist über die Leitung 134 am Punkt 172 mit der einen Seite eines Kondensators 168 verbunden. Die andere Seite des Kondensators 168 ist am Punkt 173 mit der Kathode der Detektordiode 164 verbunden. Der Anschlußpunkt 172 liegt über eine HF-Drossel 174 gleichstrommäßig an Masse. Die Leitungen 132 und 134 sind über die HF-Drossel 144 gleichstrommäßig miteinander verbunden. Der Verbindungspunkt 173 zwischen der Detektordiode 164 und dem Kondensator 168 ist an den nicht-invertierenden Eingang 177 eines Operations-Spannungsverstärkers 178 angeschlossen. Eine Energiequelle (Batterie 180) versorgt den Verstärker 178 mit elektrischer Leistung, Die Batterie 180 hat eine Anzapfung, von der aus der invertierende Eingang 184 des Verstärkers 178 über die Leitung 182 mit einem niedrigen Gleichspannungs »e« versorgt wird. Die Ausgangssignale des Verstärkers 178 werden als Spannung B+ über eine Leitung 186 der Takt- und Codiereinrichtung 188 zugeführt Die Einrichtung 188 ist über die beiden HF-Drosseln 156 und 158 an das als Oberwellengenerator dienende nichtlineare Element 124 geschaltet Die HF-Drosseln 156 und 158 lassen die relativ niederfrequenten Codesignale vom Codierer 188 gut durch, stellen jedoch für hochfrequente Signale wie z. B. das auf treffende Signal /eine hohe Impedanz dar. Der Oberwellengenerator 124 ist seinerseits über die Anschlüsse der symmetrischen Hochfrequenzleitung geschaltet, welche die Zielantenne 28 speist

Beim Betrieb des in Fig.5 dargestellten Kennungsziels wirken die Diode 364 und der Kondensator 168 als

Spannungsgleichrichter 196, der eine positive Gleichspannung erzeugt, die höher ist als die Schwellenspannung von »e« Volt am Verbindungspunkt 173, wenn Signale der Frequenz /mit ausreichender Amplitude auf die Antenne 28 treffen. Der Verstärker 178 dient somit als Vergleicher, der nur dann ein Ausgangssignal B+ liefert, wenn die Spannung am Verbindungspunkt 173 (und somit die Spannung an dem mit diesem Punkt verbundenen nichtinvcrtierenden Eingang 177) höher ist als die Bezugsspannung »e« am invertierenden Eingang 184. Das Ausgangssignal des Verstärkers 178 gelangt als Spannung B+ zur Takt- und Codiereinrichtung 188. Der Gleichrichter 196 und der Verstärker (Vergleicher) 178 bilden somit eine Schalteinrichtung, welche auf empfangene Signale der vorgegebenen Frequenz f/} anspricht, um die Takt- und Codiereinrichtung 188 nur beim Vorhandensein solcher Signale mit Leistung zu versorgen.

Der H F-Koppelkondensator 128 dient dazu, die Gleichstromsignale, das Codesignal und die Hochfrequenz von gegenseitiger Überlagerung zu entkoppeln. Der Kondensator 168 entlädt sich bei Abwesenheit des Empfangssignals über den endlichen Eingangswiderstand des Verstärkers 178 und den endlichen Rückwiderstand der Diode 164 oder über einen geeigneten Nebenschlußwiderstand (nicht dargestellt).

Die F i g. 6 und 7 zeigen schematisch andere Ausführungsformen des Kennungsziels, bei welchen die Leistung zum Betrieb der Takt- und Codiereinrichtung Suj der Energie des auftreffenden Signals gewonnen wird.

Die F i g. 6 zeigt schematisch ein solches Kennungsziel, welches im Zusammenhang mit einem auftreffenden Signal in Form einer ungedämpften Welle (Dauerstrichsignal) verwendet werden kann. Die Anschlüsse der die Zielantenne 28 speisenden symmetrischen Hochfrequenzleitung liegen an einem geeigneten Impedanzwandler, der z. B. aus einem oder mehreren λ/4-Anpassungsübertragern 202 bestehen kann. Von dort aus sind sie wechselstrommäßig über einen HF-Kondensator 204 mit den Punkten 206 und 208 verbunden. Die Anschlußpunkte 206 und 208 sind gleichstrommäßig über eine HF-Drossel 210 miteinander verbunden. Der Anschlußpunkt 208 ist gleichstrommäßig über eine zweite HF-Drossel 212 mit Masse verbunden. Der Anschlußpunkt 206 liegt an der Anode einer Gleichrichterdiode 214, deren Kathode an einen Verbindungspunkt 216 angeschlossen ist Die Spannung am Verbindungspunkt 216 wird als Spannung B+ über die Leitung 186 an die Takt- und Codiereinrichtung 188 gelegt.

Im Betrieb des Kennungsziels nach Fig.6 wird die Impedanz der Antenne 28 durch den Impedanzwandler 202 herauftransformiert, wodurch die am Verbindungspunkt 206 gemessene HF-Spannung gegenüber Masse erhöht wird. Die Gleichrichterdiode 214 und der Kondensator 218 richten diese Spannung gleich und erzeugen eine Betriebsspannung B+ zur Versorgung der Takt- und Codiereinrichtung. Die sonstige Arbeitsweise der in F i g. 6 gezeigten Anordnung ist dieselbe wie weiter oben beschrieben.

Die Fig.7 zeigt schematisch den Aufbau eines Kennungsziels, bei welchem die Leistung für die Taktgabe und Codierung von einem amplitudenmodu- lierten Signal abgeleitet wird, welches eine vorgegebene Frequenz hat Die Anschlüsse der die Zielantenne 28 speisenden symmetrischen Hochfrequenzleitung liegen an einem geeigneten Impedanzwandler, der beispiels-

ί4

weise aus einem oder mehreren λ/4-Anpassungsübertragern 202 besteht. Von dort führen sie über den Kondensator 204 zu den Anschlußpunkten 206 und 208. die über die HF-Drossel 210 miteinander verbunden sind. Der Anschlußpunkt 206 liegt an der Anode der Detektordiode 214, deren Kathode an einem Ende der Primärwicklung eines Aufwärtstransformators 244 liegt. Das andere Ende der Primärwicklung ist mit dem Anschlußpunkt 208 verbunden. Das eine Ende der Sekundärwicklung des Transformators 244 führt zu einem Verbindungspunkt 240 und von dort zur Anode einer Gleichrichterdiode 246. Das Spannungsmodulationssignal am Verbindungspunkt 240 wird außerdem über eine Leitung 240a als Taktsignal dem Codierer 38 zugeführt Die Kathode der Diode 246 ist mit einem Punkt 248 verbunden, der seinerseits über einen Kondensator 250 wechselstrommäßig an Masse liegt. Die am Punkt 248 abgeleitete Gleichspannung gelangt über die Leitung 252 als Spannung B+ zum Codierer 38.

Beim Betrieb des Kennungsziels nach F i g. 7 wird die Impedanz der Antenne 28 durch den Impedanzanpasser 202 herauftransformiert, wodurch die am Verbindungspunkt 206 gemessenen Spannungspegel der Modulation des an der Antenne 28 empfangenen Signals erhöht werden. Die Diode 214 demoduliert die verstärkte Modulationshüllkurve des empfangenen Signals und legt das demodulicrte Signal an die Primärwicklung (P) des Aufwärtstransformators 244. Der Transformator 244 macht die Spannung des Modulationssignals noch höher und legt das Signal an den Verbindungspunkt 240, von wo aus es zum Codierer 38 als Taktsignal und außerdem zu einem Gleichrichter 262 gelangt, der aus der Diode 246 und dem Kondensator 250 besteht. Der Gleichrichter 262 erzeugt eine im wesentlichen konstante Spannung B+, die über die Leitung 252 dem Codierer 38 als Versorgungsspannung zugeführt wird. Das Kennungsziel arbeitet dann wie weiter oben beschrieben. Die in F i g. 7 benutzte Punktkennzeichnung am Aufwärtstransformator 244 für die Modulationsfrequenz entspricht der üblichen Norm.

Bevor die weiteren Ausführungsformen beschrieben werden, sei noch einmal auf die F i g. 1 eingegangen. Der im Empfänger 14 vorgesehene Detektor 52 liefert, wie weiter oben beschrieben, ein Ausgangssignal, welches der Codemodulation des vom Kennungsziel 26 reflektierten Oberwellensignals 34 entspricht. Die Codemodulation gelangt über den Ausgang 20 zu einem Decodierer 56 in der Verarbeitungseinrichtung 22. Die F i g. 8 zeigt nun das Schema einer bevorzugten Ausführungsform dieses Decodierers 56, welches nachstehend ausführlich in Verbindung mit dem Signaldiagramm nach F i g. 9 erläutert wird.

Der gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendete Kenncode ist ein 32-Bit-Code, bestehend aus 16 »aktiven« Bits und 16 nachfolgenden Bits, die stets den Binärwert 0 haben, während das erste der 16 aktiven Bits den Binärwert 1 hat.

Die vom Empiängerausgang 20 (Fig. 1) kommende Codemodulation wird im Decodierer 56 auf eine geeignete verstellbare Schwellenanordnung 272 gegeben, bei der es sich um einen geeigneten Vergleicher handeln kann. Die Ausgangssignale 270A der Schwellenanordnung 272 werden über Leitungen 274 und 276 auf einen 16stufigen Frequenzteiler oder Untersetzer 278 gegeben, der außerdem Taktsignale 326 von einem Decodierertaktgeber 282 empfängt. Ein typischer Wert für die Taktfrequenz ist 400 kHz. Die Ausgangssignale 328 von der dritten Stufe des Untersetzers 278 werden

als Taktsignale über die Leitung 279 dem Eingangsregister 280 zugeführt Die Ausgänge aller Stufen oder Bitzellen des Eingangsregisters 280 sind gesondert über Parallelleitungen 284 mit entsprechenden Zellen eines Speicherregisters 286 verbunden. Der Ausgang der sechzehnten (d. h. der letzten Zelle ist außerdem über eine Leitung 287 mit einem Flipflop 285 verbunden, welches mit »Erste 1 «-Detektor bezeichnet ist. Die Ausgänge der einzelnen Zellen des Speicherregisters 28G sind ihrerseits über Parallelleitungen 288 mit einzelnen Zellen eines Lese- u. Registriergeräts 290 verbunden. Die Ausgänge aller Zellen des Eingangsregisters 280 und des Speicherregisters 286 sind einzeln über Leitungsbündel 292 und 294 mit einem Parallelvergleicher 296 verbunden.

Der Vergleicher 296 empfängt an einem Start-Eingang 298 über eine Leitung 300 Ausgangssignale vom Flipflop 285. Das Flipflop 285 sendet seine Ausgangssignale außerdem über eine Leitung 301 und ein ODER-Glied 303 zu einem Stopp-Eingang 320 des Untersetzers 278 und über eine Leitung 300a zur Einschaltklemme 306a einer Rückstell- u. Eingabesteuerschaltung 306.

Der Vergleicher 296 erzeugt bei Empfang eines Startbefehls ν >m Detektor (Flipflop) 285 ein erstes Ausgangssignal (im vorliegenden Fall vom Binärwert 1) wenn der Inhalt des Eingangsregisters 280 dem Inhalt des Speicherregisters 286 Bit für Bit entspricht, und ein zweites Ausgangssignal (im vorliegenden Fall vom Binärwert 0), wenn die jeweiligen Bits ungleich sind. Die Ausgangssigr.ale des Vergleichers 296 werden über Leitungen 308, 310 und 312 erstens über das ODER-Glied 303 dem Stopp-Eingang 320 des Unterset zers 278, zweitem:; einem Steuereingang 304 des Lese· und Registriergeräts 290 und drittens der Rückstell- u Eingabesteuerschaltung 306 zugeführt.

Die Rückstell- u. Eingabesteuerschaltung 306, typischerweise eine logische Verknüpfungsschaltung, legi abhängig von den Ausgangssignalen des Vergleichen 2% ein erstes Ausgangssignal über die Leitung 314 ar den Rückstelleingang des Eingangsregisters 280 und eir zweites Ausgangssignal über die Leitungen 322 und 32< an den Eingabe-Steuereingang 318 des Speicherregi sters 286 und an den Rückstelleingang 302 des Flipflop! 285.

Mit der Schwellenanordnung 272 wird dafür gesorgt daß nur Signale mit einem gewünschten Rauschabstanc (z. B. im Bereich von 3 bis 6 dB) und keine ungewollten relativ schwachen Signale in den Decodierer gelangen Außerdem kann die Bandbreite der Schwellenanord nung 272 geringer sein als die Bandbreite de; Empfängers 14 (zweckmäßigerweise um einen Faktor ; zu 1), um die Wahrscheinlichkeit, daß ein ungewollte: Signal Decodierfehler erzeugt, weiter zu verringern. Di( Schwellenanordnung 272 kann außerdem als Anpas sungsstufe (Interface) zwischen der Codemodulatior 270 und der Decodierlogik dienen, um die Codemodula tionssignale in Spannungswerte umzusetzen, die mit der logischen Schaltungen des Decodierers 56 kompatibe sind. Alternativ kann die Schwellenanordnung auch al; Tor wirken, welches nach Einstellung durch einer geeigneten Signalpegel Signale für eine zum Decodier Vorgang ausreichende Zeit durchläßt. Mit Ausnahme der Schwellenanordnung 272 kann der Decodierei vollständig in TTL-Chips (integrierte Transistor-Transi stor-Logikschaltung) ausgeführt sein, um ihm di< vorteilhafte kompakte Form geben zu können.

Die Arbeitsweise des in F i g. 8 dargestellten Decodie

rers ist folgendermaßen: Der erste positiv gerichtete Signalwechsel oder »Sprung« des Codes 270 (und somit auch des damit gleichartigen umgesetzten Codes 270A) schaltet den untersetzenden Zähler 278 ein und läßt ihn auf die Taktsignal 326 ansprechen. Der Untersetzer 278 zählt dann die vom Taktgeber 282 des Decodieren kommenden Taktimpulse 328. Die Frequenz (400 kHz) des Taktgebers 282 ist so gewählt, daß sie ein Vielfaches (zweckmäßigerweise das Achtfache) der vom Taktgeber des Kennungsziels 26 erzeugten Taktfrequenz (50 kHz) hat, welche die Zeitbasis der !Codemodulation 270 ist

Das Eingangsregister 280 fragt den augenblicklichen Binärwert des Codeworts 270A ab und speichert ihn, und zwar jeweils bei den negativen Signalwechseln des Signals 328, welches über die Leitung 278 von der dritten Stufe des Untersetzers 278 kommt Die Gründe hierfür werden weiter unten noch erläutert Wie in Fig.9 veranschaulicht, schaltet der erste positive Sprung 330 der umgesetzten Codemodulation 270A den Untersetzer 278 zum Empfang der Taktimpulse 326 ein. Die erste Stufe des Untersetzers 278 ändert anschließend ihren Zustand bei jedem positiven Sprung des Taktsignals 326. In ähnlicher Weise ändert die zweite Stufe des Untersetzers 278 ihren Zustand bei jedem positiven Sprung des Ausgangssignals der ersten Stufe. Die dritte Stufe ändert ihrerseits ihren Zustand bei jedem positiven Sprung des Ausgangssignals der zweiten Stufe, usw. Das Ausgangssignal 328 der dritten Stufe ändert somit das erste Mal seinen Zustand von 1 auf 0 nach vier Perioden des Taktsignals 326, und die weiteren negativen Sprünge des Signals 328 folgen dann alle acht Perioden des Taktsignals 326. Wie es in F i g. 9 zu erkennen ist, fallen die negativen Sprünge des Ausgangssignals 328 der dritten Untersetzerstufe in die Mitte jedes Bits des Modulationscodes 270A. Durch Abfragung des Codes 270Λ jeweils zum Zeitpunkt der negativen Sprünge des Ausgangssignals der dritten Untersetzerstufe werden die Codebits im wesentlichen in der Mitte der ihnen zugeteilten Zeitspanne abgefragt, so daß eine absolut genaue Frequenzsynchronisierung zwischen den Taktsignalen des Kennungsziels 26 und den Taktsignalen 236 des Decodierers 56 nicht unbedingt erforderlich ist. Eine relative Frequenzverschiebung zwischen dem Takt des Kennungsziels und dem Takt des Decodierers bis zu ±'/2 Bit pro Wort kann zugelassen werden, ohne daß die Genauigkeit des Decodierers darunter leidet. Für ein aus 16 aktiven Bits bestehendes Codewort kann eine geforderte Genauigkeit von etwa 3% leicht erreicht werden, wenn man für die jeweiligen Taktgeber kristallgesteuerte Oszillatoren verwendet.

Im Decodierer ns>ch F i g. 8 gelangt das Ausgangssignal 328 von der dritten Untersetzerstufe über die Leitung 279 als Taktsignal zum Schiebe- und Eingabe-Eingang 332 des Eingangsregisters 280. Mit dem negativen Sprung des Signals 328 wird der umgesetzte Code 270A über die Leitung 276 abgefragt und in der ersten Zelle des Eingangsregisters 280 gespeichert. Die bisher gespeicherte Information wird bei jeder Abfrage innerhalb des Registers weitergeschoben, bis das erste Codebit, welches im vorliegenden Fall wie erwähnt den Binärwert 1 hat, in die sechzehnte (d. h. die letzte) Zelle des Eingangsregisters 280 geschoben ist.

Das Vorhandensein des Binärwerts 1 in der sechzehnten Zelle des Eingangsregisters 280 wird vom Flipflop 285 (»Erste 1 «-Detektor) gefühlt, welches daraufhin ein Ausgangssignal erzeugt. Dieses »Erste 1 «-Signal gelangt über das ODER-Glied 303 zum Stopp-Eingang 320 des Untersetzers 278, so daß dieser gesperrt wird und keine Taktsignale 328 mehr zum Eingangsregister 280 liefert Das »Erste 1 «-Signal gelangt außerdem über die Leitung 300 zum Start-Eingang 298 des Vergleichers 296, worauf dieser damit beginnt, den Inhalt des Eingangsregisters 280 auf parallele Weise Bit für Bit mit dem Inhalt des Speicherregisters 286 zu vergleichen.

Der Vergleicher 296 erzeugt ein erstes Ausgangssignal (Binärwert 1) wenn Gleichheit vorhanden ist, und ein zweites Ausgangssignal (Binärwert 0), wenn keine Gleichheit vorhanden ist Das Lese- und Registriergerät 290 empfängt an seinem Steuereingang 304 die Ausgangssignale des Vergleichers 296. Falls das erste Ausgangssignal (Binärwert 1 als Anzeige für Gleichheit) am Steuereingang 304 erscheint, wird das Lese- und Registriergerät 290 für den Empfang der an den Parallelleitungen 288 liegenden Information bereit gemacht Der Inhalt des Speicherregisters 286 gelangt dann über die Leitungen 288 zum Lese- und Registriergerät 290 und wird dort registriert und/oder in Dezimalform umgesetzt und in irgendeiner Weise sichtbar angezeigt Das Lese- u.

Registriergerät 290 kann anschließend das System

zurücksetzen (nicht dargestellt), oder das System kann von Hand (wie in Fig.8 angedeutet) zurückgesetzt werden.

Wenn der Vergleich ungünstig ausfällt d.h. wenn

keine Gleichheit zwischen den Inhalten der beiden Register 280 und 286 besteht dann erzeugt der Vergleicher 296 das zweite Ausgangssignal (Binärwert 0), auf welches die Eingabe-Steuerschaltung 306 und der Untersetzer 278 (letzterer über das ODER-Glied 303) ansprechen.

Die Rüc'cstell- und Eingabesteuerschaltung 306 erzeugt daraufhin die weiter oben erwähnten ersten und zweiten Ausgangssignale, um eine Parallelübertragung des Inhalts des Eingangsregisters 280 in das Speicherre gister 286 über die Parallelleitungen 284 zu bewirken, das Eingangsregister 280 zu löschen und das Flipflop 285 (»Erste 1 «-Detektor) zurückzustellen. Der Untersetzer 278 ist zurückgestellt, seine Sperrung ist aufgehoben, und anschließend wird er mit dem nächsten positiven Sprung des an seinem Start-Eingang über die Leitung 274 empfangenen Signals wieder gestartet.

Wenn das Kennungsziel 26 (Fig. 1) vom Strahl 24 getroffen wird, dann sendet es das pulsmodulierte Oberwellensignal 34 zurück. Die Pulsmodulation ent spricht einem 32-Bit-Codewort, bestehend aus 16 aktiven Bits und 16 Leerbits, wobei das erste aktive Bit stets den Binärwert 1 hat. Das Oberwellensignal 34 wird mit dem Empfänger 14 erfaßt, und seine Codemodulation 270 wird dem Decodierer 56 (F i g. 8) zugeführt. Der Decodierer 56 wird von dem ersten Bit des Binärwerts 1 im empfangenen Codewort eingeschaltet und fragt anschließend 16 aufeinanderfolgende Codebits ab und gibt sie in das Eingangsschieberegister 280. Das abgefragte Codewort wird mit dem Inhalt des Speicherregisters 286 verglichen, und da dieser Inhalt anfänglich 0 ist, wird das abgefragte Codewort in das Speicherregister 286 gegeben. Wenn der Strahl 24 zu einer solchen Zeit auf das Kennungsziel 26 trifft, daß der erste vom Decodierer empfangene Binärwert 1 zufällig auch das erste aktive Bit des Codeworts ist, (welches notwendigerweise eine binäre 1 darstellt), dann wird eine genaue Probe des Codes im Speicherregister 286 gespeichert. Somit fällt der Vergleich des nächsten

abgefragten Codeworts mit dem gespeicherten Codewort günstig aus, und das Codewort wird daher registriert.

Wenn jedoch der Strahl 24 zu einer solchen Zeit auf das JCennungszie! 26 trifft, daß der erste vom Decodierer 56 empfangene Binärwert 1 nicht das erste aktive Bit des Codeworts 270 ist, dann wird die Abfrage des Codeworts falsch. Wenn z. B. der Beginn des ersten Rücksignals vom Kennungsziel mit dem zweiten Bit des Codeworts 270 zusammenfällt, dann wird der Decodierer durch das dritte Bit des Codeworts 270 eingeschaltet, und die aktiven Bits Nr. 3 bis Nr. 16 und die Laerbits Nr. 1 und Nr. 2 des Codeworts werden abgefragt und anschließend im Speicherregister 286 gespeichert. Da jedoch das Codewort 270 sechzehn Leerbits enthält, beginnt die zweite Abfrage durch den Decodierer 56 zwangsläufig mit dem ersten aktiven Bit des Codeworts, unabhängig davon, bei welchem Bit des Codeworts 270 in der vorangegangenen Abfrage begonnen wurde. Der Vergleich der nachfolgenden Abfrage mit der ersten Abfrage fällt daher ungünstig aus, und das Ergebnis der genauen nachfolgenden Abfrage ersetzt im Speicherregister 286 das ungenaue Ergebnis der ersten Abfrage.

Das Ergebnis einer vom Decodierer 56 vorgenommenen dritten Abfrage ist daher gleich mit dem gespeicherten Codewort und wird mittels des Lese- u. Registriergeräts 290 registriert

S Der Decodierer muß daher zweimal hintereinander eine gleiche Codemodulation 270 empfangen, um eine richtige Identifizierung und Registrierung oder Darstelung der Indentifizierung sicherzustellen. Um eine richtige Identifizierung in Fällen zu erreichen, wo der

ίο Strahl 24 zur einem solchen Zeitpunkt auf das Kennungsziel 26 trifft, daß der erste vom Decodierer 56 empfangene Binärwert 1 nicht mit dem ersten aktiven Bit des Codeworts 270 zusammenfällt, muß die Bitgeschwindigkeit des Kenncodes, d. h. die Frequenz des Taktgebers im Kennungsziel 26 so gewählt werden, daß während der Bestrahlungszeit des Kennungsziels durch den Strahl 24 mindestens 3 Anworten zurückgestrahlt werden. Bei einer praktischen Ausführungsform mit einem Code von 50 000 Bits je Sekunde konnte eine genaue Identifizierung von Kennungszielen erfolgen, die sich mit Geschwindigkeiten von bis zu 160 km/h durch den Strahl 24 bewegten.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   !. Kennungsziel für ein Nahbereich-Erfassungsund Identifizierungssystem, welches außerdem einen Sender, einen Empfänger und eine die Ausgangssignale des Empfängers aufnehmende Verarbeitungseinrichtung enthält, wobei der Sender Einrichtungen zum Ausstrahlen elektromagnetischer Signale einer vorbestimmten Grundfrequenz auf das Kennungsziel aufweist und der Empfänger Einrichtungen zum Erfassen pulsmodulierter Oberwellensi£nale dieser Grundfrequenz und zur Erzeugung eines die Pulsmodulation der erfaßten Signale wiedergebenden Ausgangssignals enthält, und wobei das Kennungsziel einen Oberwellenstrahler aufweist, der aus den am Kennungsziel empfangenen Signalen der Grundfrequenz die Oberwellensignale erzeugt und zum Empfänger strahlt, und wobei das Kennungsziel ferner einen Codierer zur Putsmodulation der Oberwellensignale enthält, der einen Speicher zur Speicherung eines einem vorbestimmten digitalen Kenncode entsprechenden Binärcodes und eine Steuereinrichtung aufweist, die abhängig von aus einem Taktgeber kommenden Taktsignalen die Erzeugung und Ausstrahlung der Oberwellensignale gemäß dem vorbestimmten Kenncode steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Codierer (38) des Kennungsziels (26) folgendes aufweist:
   ein mit dem Speicher (60) und dem Taktgeber (36) gekoppeltes Schieberegister (118), welches bei Empfang eines ersten Betriebsarten-Steuersignals die Bits einej in ihm enthaltenen Kenncodes in Serienform abhängig von den Taktsignalen auf eine den Oberwellenstrahler (28,30) steuernde Ausgangsleitung (68) gibt, und welches bei Empfang eines zweiten Betriebsarten-Steuersignals die Bits des im Speicher gespeicherten Kenncodes aufnimmt;
   einen Betriebsartenwähler (116), der unter Steuerung durch das Taktsignal abwechselnd das erste und das zweite Betriebsarten-Steuersignal an das Schieberegister legt.
2. 2. Kennungsziel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (24) der vorbestimmten Grundfrequenz (f) eine mit bestimmten Tastverhältnis ein- und ausgeschaltete Welle ist, und daß der Taktgeber (36) aus einem diese Welle empfangenen Hüllkurvendetektor (160) besteht, dessen Ausgangssignale als Taktsignale dem Schieberegister (118) und dem Betriebsartenwähler (116) des Codierers (38) zuführbar sind, um diese Schaltungen zu betreiben, wenn das Signal der vorbestimmten Grundfrequenz auf das Kennungsziel (26) trifft.
3. 3. Kennungsziel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (196, 178), die auf die Signale der vorbestimmten Grundfrequenz anspricht, um den Speicher (60), das Schieberegister (118) und den Betriebsartenwähler (116) des Codierers (38 in 188) nur während derjenigen Zeiten zu versorgen, in denen das Kennungsziel (26) vom Signal (24) der vorbestimmten Grundfrequenz (f) bestrahlt wird.
4. 4. Kennungsziel nach Anspruch !,gekennzeichnet durch eine mit dem Oberwellenstrahler (28, 30) gekoppelte Versorgungsschaltung (202 bis 218), die aus dem Signal (24) der vorbestimmten Grundfrequenz (f) Leistung zur Versorgung des Speichers (60), des Schieberegisters (118) und des Betriebsartenwählers (116) gewinnt
5. 5. Kennungsziel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (24) der vorbestimmten Grundfrequenz (f) eine kontinuierliche Welle ist und daß die Versorgungsschaltung (202 bis 218) einen Impedanzwandler (202) enthält, der das an der Antenne (28) aufgefangene Signal der vorbestimmten Grundfrequenz empfängt, um die Impedanz der Antenne heraufzutransformieren, und einen die Ausgangssignale des Impedanzwandlers empfangenden Gleichrichter (242) mit einer Siebschaltung (210, 212, 218) zur Gewinnung von Gleichstromleistung (F i g. 6).
6. 6. Kennungsziel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (24) der vorbestimmten Grundfrequenz (f) amplitudenmoduliert ist und daß die Versorgungsschaltung folgendes enthält: einen das an der Antenne (28) aufgefangene amplitudenmodulierte Signal der vorbestimmten Grundfrequenz empfangenden Impedanzwandler (202) zur Erhöhung der Spannung des amplitudenmoduiierten Signals durch Herauftransformierung der Antennenimpedanz; einen das spannungserhöhte modulierte Signal empfangenden Hüllkurvendetektor (214); einen das vom Hüllkurvendetektor demorfulierte Signal empfangenden Transformator (244) zur Erzeugung der Taktsignale; eine das weiter verstärkte Modulationssignal empfangende Filterschaltung (262) zur Erzeugung eines Gleichstromsignals (F ig. 7).