Sistema de identificación amigo o enemigo (IFF).

Transpondedor (60), que comprende:

(a) un receptor (62) para recibir una o más señales de interrogador;

y

(b) un procesador (66) de señales para suprimir la transmisión de una señal de respuesta de transpondedorcaracterizado porque dicho procesador (66) de señales está configurado para ejecutar las etapas delmétodo según las reivindicaciones 5 a 7.

Sistema de identificación amigo o enemigo (iff)

Campo de la invención El sistema y las técnicas descritos en el presente documento se refieren en general a sistemas de control del tráfico aéreo y más particularmente a un método y a un aparato para reducir respuestas de transpondedor de aeronaves a señales de interrogación reflejadas.

Antecedentes de la invención Tal como se conoce en la técnica, el control del tráfico aéreo es un servicio para fomentar el flujo seguro, ordenado y rápido del tráfico aéreo. La seguridad es principalmente un asunto de impedir colisiones con otras aeronaves, obstáculos y tierra; ayudar a una aeronave a evitar condiciones meteorológicas peligrosas; garantizar que la aeronave no opera en el espacio aéreo en el que se prohíben las operaciones; y ayudar a una aeronave en peligro. Un flujo ordenado y rápido garantiza la eficacia de las operaciones de aeronaves a lo largo de rutas seleccionadas por el operador. Esto se proporciona a través de una asignación equitativa de recursos a vuelos individuales, generalmente de manera que se da servicio al primero en llegar.

Tal como se conoce también, la necesidad de identificar de manera fácil y fiable una aeronave condujo al desarrollo del denominado sistema de “identificación amigo o enemigo” (IFF, identification friend or foe) que se conoce en uso no militar como radar secundario de vigilancia (SSR, secondar y surveillance radar) o (en los Estados Unidos) como sistema de baliza de radar de control del tráfico aéreo (ATCRBS, air traffic control radar beacon system) . Tanto los sistemas SSR civiles como IFF militares son compatibles de manera que una aeronave militar puede operar de manera segura en espacio aéreo civil. Los sistemas IFF y SSR contienen generalmente un componente de radar de tierra denominado a menudo interrogador que incluye una antena 25 que se explora normalmente de manera mecánica (por ejemplo, haciendo girar la antena) , pero que también puede explorarse electrónicamente. El interrogador a menudo se ubica conjuntamente con un radar primario. Los sistemas IFF / SSR también incluyen una pieza de equipo a bordo de la aeronave conocida como transpondedor. El transpondedor es un receptor y transmisor de radio que recibe en una frecuencia (es decir, la frecuencia de interrogador) y transmite en otra. Un transpondedor de aeronave objetivo responde a señales procedentes del interrogador transmitiendo una señal de respuesta codificada que contiene la información solicitada.

Los sistemas IFF/SSR transmiten de manera continua pulsos de interrogación (de manera selectiva en lugar de, de manera continua, en el modo 4, modo 5 y modo S) cuando su antena gira, o se explora electrónicamente en el espacio. Un transpondedor en una aeronave que está dentro del alcance de la línea de visión “escucha” la señal de interrogación IFF/SSR y envía de vuelta una respuesta que proporciona información sobre la aeronave. Los sistemas IFF/SSR pueden transmitir uno de una pluralidad de diferentes modos y la respuesta enviada por el transpondedor depende del modo que se interrogó. Basándose en la respuesta de transpondedor, la aeronave se presenta visualmente como icono con etiqueta en una pantalla de visualización de un controlador de tráfico aéreo, por ejemplo, en el rumbo y el alcance calculados. Una aeronave sin un transpondedor operativo todavía puede observarse por un radar primario, pero se presentaría visualmente al controlador de tráfico aéreo sin el beneficio de los datos derivados de IFF/SSR.

Tal como se mencionó anteriormente, existe una pluralidad de diferentes modos de transpondedor. Un modo particular se denomina modo 5 (M5) . El modo 5 proporciona una capacidad criptosegura similar al modo S que incluye la transmisión de difusión-vigilancia automática y dependiente (ADS-B, automatic dependent surveillancebroadcast) y una posición de sistema de posicionamiento global (GPS) (sólo para uso militar) .

En zonas de altas condiciones de trayectos múltiples, los transpondedores IFF/SSR responden a veces a reflexiones de interrogaciones M5 (denominadas a veces simplemente “respuestas M5”) . Esto puede producirse incluso cuando una forma de onda primaria (es decir, la primera forma de onda que va a recibirse por un transpondedor) contiene un pulso de supresión de lóbulo lateral de amplitud apropiada para iniciar la supresión, si la interrogación reflejada (es decir, la segunda recibida por el transpondedor) no contiene un pulso de lóbulo lateral de amplitud apropiada. Esto se debe a que se produce protección de repetición de interrogación después del descifrado y nunca se descifra una señal de interrogación que está en supresión de lóbulo lateral. Este fenómeno conduce a muchas más respuestas M5 de las que se desean, lo que conduce a su vez a más carga de descifrado en el interrogador y una fiabilidad reducida de las ID de objetivos en escenarios que implican múltiples aeronaves.

Una técnica para resolver el problema de transpondedores que responden a señales de trayectos múltiples es ampliar (es decir, aumentar) la posición aceptable de un pulso de lóbulo lateral para iniciar la supresión en dos microsegundos. Este enfoque resuelve problemas de trayectos múltiples cercanos, pero tiene muchos puntos débiles. Por ejemplo, este enfoque enmascara buenos objetivos que se producen dentro de la ventana ampliada de un pulso de lóbulo lateral del interrogador independiente.

La patente estadounidense 4.656.477 da a conocer un sistema SSR para eliminar o reducir respuestas o reflexiones no deseadas procedentes de obstáculos fijos o procedentes de peculiaridades estructurales en el sistema de radar principal (es decir, radomo) y otros efectos similares. La supresión de respuestas no deseadas se consigue variando de manera azimutal la emisión de potencia de los impulsos de radiofrecuencia según una ley memorizada.

Sumario de la invención Según los conceptos, las técnicas y los sistemas descritos en el presente documento, se proporciona un transpondedor tal como se expone en la reivindicación 1. Un transpondedor incluye un receptor lineal configurado para recibir una o más señales de interrogador, un convertidor analógico a digital (ADC) configurado para recibir una señal analógica desde el receptor lineal en una entrada del mismo y para proporcionar una señal digital en una salida del mismo y un procesador digital configurado para recibir señales digitales proporcionadas al mismo desde el ADC y para utilizar los datos contenidos en una señal de interrogador para confirmar que si se reciben dos señales de interrogador en el plazo de un periodo de tiempo predeterminado y si la primera señal de interrogador corresponde a una señal de interrogador de lóbulo lateral y la segunda señal de interrogador corresponde a una señal de haz principal reflejada (es decir, una versión reflejada de la primera señal de interrogador recibida) , el transpondedor no proporciona una señal de respuesta.

Con esta disposición particular, se proporciona un transpondedor que proporciona un número reducido de respuestas a reflexiones de señales de interrogación M5. En una realización, si se detecta un preámbulo de interrogador que tiene un pulso de lóbulo lateral por encima de un umbral predeterminado por un transpondedor, se inicia un temporizador y se almacenan los símbolos de interrogación proporcionados como parte de la señal de interrogador. Si se recibe cualquier otra señal de interrogación que no está en supresión de lóbulo lateral antes de la expiración del temporizador, sus símbolos de interrogación se comparan con los símbolos de interrogación de la primera señal de interrogación recibida. Si los símbolos de interrogación de las dos formas de onda coinciden (es decir, si las dos señales de interrogación coinciden) , se termina el proceso de respuesta de transpondedor. Si los símbolos de interrogación de las dos señales de interrogación no coinciden, se continúa con el procesamiento de respuesta en el transpondedor.

Con esta técnica, se proporciona un transpondedor que puede reconocer y no responder a señales de interrogación reflejadas. Esta técnica utiliza algunos o todos los datos disponibles de la forma de onda para verificar que la segunda forma de onda recibida es una reflexión de la primera forma de onda. Esta técnica también es flexible y puede adaptarse para el funcionamiento con señales reflejadas que tienen diferentes cantidades de retardos.

Según conceptos adicionales descritos en el presente documento, se proporciona un método para determinar si un transpondedor debe responder a una señal de interrogador tal como se expone en la reivindicación 5.

Con esta disposición particular,... [Seguir leyendo]

1. Transpondedor (60) , que comprende:

(a) un receptor (62) para recibir una o más señales de interrogador; y

(b) un procesador (66) de señales para suprimir la transmisión de una señal de respuesta de transpondedor caracterizado porque dicho procesador (66) de señales está configurado para ejecutar las etapas del método según las reivindicaciones 5 a 7.

2. Transpondedor según la reivindicación 1, en el que dicho procesador de señales para suprimir la transmisión de una señal de respuesta comprende:

un detector para determinar si dos señales de interrogador se reciben en un periodo de tiempo predeterminado;

un detector para determinar si una primera señal de interrogador recibida corresponde a una señal de interrogador de lóbulo lateral y una segunda señal de interrogador recibida corresponde a una señal de interrogador de haz principal reflejada correspondiente a la primera señal de interrogador.

3. Transpondedor según la reivindicación 1 ó 2 cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el receptor (62) es un receptor lineal y, comprendiendo además el transpondedor un convertidor analógico a digital (ADC) , (64) , que tiene una entrada configurada para recibir una señal analógica desde dicho receptor lineal y que tiene una salida en la que se proporciona una señal digital; y en el que el procesador (66) de señales está configurado para recibir señales digitales proporcionadas al mismo desde dicho ADC (64) .

4. Transpondedor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el periodo de tiempo predeterminado está en el intervalo de aproximadamente 1 microsegundo a aproximadamente 14 microsegundos y cualquier incremento de dos microsegundos entre los mismos.

5. Método para determinar si un transpondedor debe suprimir una respuesta a una señal de interrogador, comprendiendo el método:

(a) determinar si se reciben dos señales de interrogador en el transpondedor en un periodo de tiempo predeterminado;

(b) determinar si una primera señal de interrogador recibida corresponde a una señal de interrogador de lóbulo lateral y una segunda señal de interrogador recibida corresponde a una versión reflejada de la primera señal de interrogador recibida, caracterizado por

(c) determinar si las señales de interrogador recibidas primera y segunda tienen los mismos códigos de forma de onda (82) , y

(d) suprimir una respuesta del transpondedor a la segunda señal de interrogador recibida, si se determina que los códigos de forma de onda de las señales de interrogador recibidas primera y segunda son iguales (84) .

6. Método según la reivindicación 5, en el que la segunda señal de interrogador recibida corresponde a una señal de interrogador de haz principal reflejada.

7. Método según la reivindicación 5 ó 6, en el que el periodo de tiempo predeterminado está en el intervalo de aproximadamente 1 microsegundo a aproximadamente 14 microsegundos y cualquier incremento de dos microsegundos entre los mismos.