DE102013006632A1

DE102013006632A1 - Method for determining the angle of rotation and arrangement for carrying out such a method

Info

Publication number: DE102013006632A1
Application number: DE102013006632.8A
Authority: DE
Inventors: Emanuel Staudinger
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2014-10-23

Abstract

Verfahren zur Drehwinkelbestimmung zwischen wenigstens einem ersten Teilnehmer (102, 104, 106) und wenigstens einem zweiten Teilnehmer (104, 104, 106) mit einer Antenne, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehwinkelbestimmung mithilfe einer Strahlungscharakteristik der Antenne erfolgt und Anordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.Method for determining the angle of rotation between at least one first participant (102, 104, 106) and at least one second participant (104, 104, 106) with an antenna, characterized in that the angle of rotation is determined using a radiation characteristic of the antenna and arrangement for carrying out such a method ,

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Drehwinkelbestimmung zwischen wenigstens einem ersten Teilnehmer und wenigstens einem zweiten Teilnehmer mit einer Antenne und eine Anordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.The invention relates to a method for determining the angle of rotation between at least one first subscriber and at least one second subscriber with an antenna and to an arrangement for carrying out such a method.

Mithilfe von Radargeräten, die elektromagnetische Wellen gebündelt als Primärsignal aussenden, die von Objekten reflektierten „Echos” als Sekundärsignal empfangen und nach verschiedenen Kriterien auswerten, können Objekte geortet werden. Um ein Rundsichtradar zu erhalten, werden drehbare Antennen mit einer scharfen Richtcharakteristik verwendet. Zum technologischen Hintergrund von Radarsystemen wird auf die Veröffentlichung „Introduction to Radar Systems”, Merrill Skolnik, Mcgraw-Hill Higher Education, 3. Auflage (April 2003) verwiesen.Radar devices that emit electromagnetic waves bundled as a primary signal, receive the "echoes" reflected by objects as a secondary signal and evaluate them according to various criteria can be used to locate objects. In order to obtain a Rundsichtradar, rotatable antennas are used with a sharp directional characteristics. The technological background of radar systems will be published "Introduction to Radar Systems," Merrill Skolnik, Mcgraw-Hill Higher Education, 3rd Edition (April 2003) directed.

Mithilfe von Phased-Array-Antennen, phasengesteuerten Gruppenantennen mit starker Richtwirkung, kann eine Bündelung einer Strahlungsenergie durch Anordnung und Verschaltung von Einzelstrahlern erreicht werden. Wenn sich die Einzelstrahler unterschiedlich ansteuern lassen, ist das Antennendiagramm der Antenne elektronisch schwenkbar. In diesem Zusammenhang wird auf die Veröffentlichung Berni, A. J., ”Angle-of-Arrival Estimation Using an Adaptive Antenna Array”, Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on, vol. AES-11, no. 2, pp. 278, 284, March 1975 verwiesen.Using phased array antennas, phased array antennas with strong directivity, a bundling of radiation energy can be achieved by arranging and interconnecting of individual emitters. If the individual emitters can be controlled differently, the antenna pattern of the antenna can be electronically swiveled. In this connection will be published Berni, AJ, "Angle-of-Arrival Estimation Using an Adaptive Antenna Array", Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on, vol. AES-11, no. 2, pp. 278, 284, March 1975 directed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu verbessern. Insbesondere soll ein Einsatz drehbarer Richtantennen vermieden sein. Insbesondere soll eine Eignung zur omnidirektionalen Kommunikation zwischen Teilnehmern gegeben sein. Insbesondere soll einen Antennengröße reduziert sein. Insbesondere soll ein Einsatz von Mehrantennensystemen vermieden sein. Insbesondere soll ein Bauraumbedarf reduziert sein. Insbesondere soll ein integrationsaufwand reduziert sein. Insbesondere sollen Kosten reduziert sein.The invention has for its object to improve a method mentioned above. In particular, a use of rotatable directional antennas should be avoided. In particular, a suitability for omnidirectional communication between participants should be given. In particular, an antenna size should be reduced. In particular, the use of multi-antenna systems should be avoided. In particular, a space requirement should be reduced. In particular, an integration effort should be reduced. In particular, costs should be reduced.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren zur Drehwinkelbestimmung zwischen wenigstens einem ersten Teilnehmer und wenigstens einem zweiten Teilnehmer mit einer Antenne, wobei die Drehwinkelbestimmung mithilfe einer Strahlungscharakteristik der Antenne erfolgt.The object is achieved with a method for determining the angle of rotation between at least one first subscriber and at least one second subscriber with an antenna, wherein the rotational angle determination takes place by means of a radiation characteristic of the antenna.

Zwischen dem wenigstens einen ersten Teilnehmer und wenigstens einen zweiten Teilnehmer kann ein relativer Drehwinkel bestimmt werden. Die Drehwinkelbestimmung kann in einer Ebene erfolgen. Die Drehwinkelbestimmung kann räumlich erfolgen. Die Strahlungscharakteristik der Antenne kann bekannt sein. Die Strahlungscharakteristik kann auf einem Prüfstand ermittelt werden. Die Strahlungscharakteristik kann gespeichert werden. Die Strahlungscharakteristik der Antenne kann zunächst unbekannt sein. Die Strahlungscharakteristik der Antenne kann zur Laufzeit erlernt werden.Between the at least one first participant and at least one second participant, a relative rotation angle can be determined. The rotation angle determination can be done in one plane. The rotation angle determination can be spatially. The radiation characteristic of the antenna can be known. The radiation characteristic can be determined on a test bench. The radiation characteristic can be stored. The radiation characteristic of the antenna may initially be unknown. The radiation characteristic of the antenna can be learned at runtime.

Einzelne oder mehrere der folgenden Schritte können ausgeführt werden: der wenigstens eine zweite Teilnehmer führt eine Drehung um eine Drehachse aus; eine Drehbeschleunigung des wenigstens einen zweiten Teilnehmers wird ermittelt; die Strahlungscharakteristik wird zumindest abschnittsweise ermittelt; eine Information über die ermittelte Drehbeschleunigung wird mit einer Information über die ermittelte Strahlungscharakteristik verknüpft; eine Drehung des wenigstens einen zweiten Teilnehmers wird beendet, sobald ein wiederkehrender Abschnitt der Strahlungscharakteristik erkannt wird; die ermittelte Strahlungscharakteristik wird mit einer Referenz-Strahlungscharakteristik der Antenne synchronisiert; ein Drehwinkel zwischen dem wenigstens einen ersten Teilnehmer und dem wenigstens einen zweiten Teilnehmer wird bestimmt; zur weiteren Bestimmung des Drehwinkels wird die Strahlungscharakteristik wiederholt und/oder fortlaufend ermittelt.One or more of the following steps may be performed: the at least one second participant performs a rotation about an axis of rotation; a rotational acceleration of the at least one second subscriber is determined; the radiation characteristic is determined at least in sections; Information about the determined rotational acceleration is linked to information about the determined radiation characteristic; a rotation of the at least one second subscriber is terminated as soon as a recurring section of the radiation characteristic is detected; the determined radiation characteristic is synchronized with a reference radiation characteristic of the antenna; a rotation angle between the at least one first participant and the at least one second participant is determined; for further determination of the angle of rotation, the radiation characteristic is repeated and / or continuously determined.

Einzelne oder mehrere der folgenden Schritte können ausgeführt werden: zwischen dem wenigstens einen ersten Teilnehmer und dem wenigstens einen zweiten Teilnehmer wird eine Kommunikation etabliert; der wenigstens eine erste Teilnehmer übermittelt an den wenigstens einen zweiten Teilnehmer eine Anweisung, eine Drehung um eine Drehachse auszuführen; der wenigstens eine zweite Teilnehmer führt eine Drehung um eine Drehachse aus, ermittelt dabei eine Drehbeschleunigung und übermittelt eine Information über die ermittelte Drehbeschleunigung an den wenigstens einen ersten Teilnehmer; der wenigstens eine erste Teilnehmer ermittelt zumindest abschnittsweise die Strahlungscharakteristik; in dem wenigstens einen ersten Teilnehmer wird eine Information über die ermittelte Strahlungscharakteristik mit der Information über die ermittelte Drehbeschleunigung verknüpft; der wenigstens eine erste Teilnehmer übermittelt an den wenigstens einen zweiten Teilnehmer eine Anweisung, eine Drehung um eine Drehachse zu beenden, sobald ein wiederkehrender Abschnitt der Strahlungscharakteristik erkannt wird; in dem wenigstens einen ersten Teilnehmer wird die ermittelte Strahlungscharakteristik mit einer Referenz-Strahlungscharakteristik der Antenne synchronisiert; in dem wenigstens einen ersten Teilnehmer wird ein Drehwinkel zwischen dem wenigstens einen ersten Teilnehmer und dem wenigstens einen zweiten Teilnehmer bestimmt; zur weiteren Bestimmung des Drehwinkels wird in dem wenigstens einen ersten Teilnehmer die Strahlungscharakteristik wiederholt und/oder fortlaufend ermittelt.One or more of the following steps may be performed: communication is established between the at least one first participant and the at least one second participant; the at least one first participant transmits to the at least one second participant an instruction to perform a rotation about an axis of rotation; the at least one second participant executes a rotation about an axis of rotation, determines a rotational acceleration and transmits information about the determined rotational acceleration to the at least one first participant; the at least one first participant determines the radiation characteristic at least in sections; in the at least one first participant, information about the determined radiation characteristic is linked to the information about the determined rotational acceleration; the at least one first participant transmits to the at least one second participant an instruction to end a rotation about an axis of rotation as soon as a recurring section of the radiation characteristic is detected; in the at least one first participant, the determined radiation characteristic is synchronized with a reference radiation characteristic of the antenna; in the at least one first participant, a rotation angle between the at least one first participant and the at least one second participant is determined; for further determination of the angle of rotation, the radiation characteristic is repeated and / or continuously determined in the at least one first participant.

Eine Referenz-Strahlungscharakteristik der Antenne kann zumindest annähernd vollständig ermittelt werden. Zur Ermittlung der Referenz-Strahlungscharakteristik kann eine Information über eine ermittelte Strahlungscharakteristik mit einer Information über eine ermittelte Drehbeschleunigung verknüpft werden. Der wenigstens eine zweite Teilnehmer kann zur Ermittlung der Referenz-Strahlungscharakteristik eine Drehung über einen Drehwinkel von zumindest 360° ausführen. Ein Drehwinkel des wenigstens einen zweiten Teilnehmers kann mithilfe einer Autokorrelationsfunktion erkannt werden. Die Referenz-Strahlungscharakteristik kann mithilfe eines Hypothesen-Test-Ansatzes ermittelt werden. Im Rahmen des Hypothesen-Test-Ansatzes kann eine Vielzahl von Autokorrelationen gebildet und die Autokorrelation mit der höchsten Wahrscheinlichkeit ausgewählt werden.A reference radiation characteristic of the antenna may be at least approximately complete be determined. To determine the reference radiation characteristic, information about a determined radiation characteristic can be linked to information about a determined rotational acceleration. The at least one second participant can perform a rotation over a rotation angle of at least 360 ° to determine the reference radiation characteristic. An angle of rotation of the at least one second subscriber can be detected by means of an autocorrelation function. The reference radiation characteristic can be determined using a hypothesis test approach. In the hypothesis test approach, a large number of autocorrelations can be formed and the autocorrelation most likely to be selected.

Zumindest ein abgeleiteter Parameter der Strahlungscharakteristik kann mehrfach ermittelt und eine Standardabweichung bestimmt werden. Der zumindest eine abgeleitete Parameter der Strahlungscharakteristik kann im Rahmen einer Distanzabschätzung abgeleitet werden. Unter Einbeziehung der Standardabweichung kann eine Genauigkeit einer ermittelten Strahlungscharakteristik erhöht werden.At least one derived parameter of the radiation characteristic can be determined several times and a standard deviation can be determined. The at least one derived parameter of the radiation characteristic can be derived within the scope of a distance estimation. Including the standard deviation, an accuracy of a determined radiation characteristic can be increased.

Zur Drehwinkelbestimmung kann eine Trägerfrequenz zur Laufzeit dynamisch ausgewählt werden. Damit kann ein Antennen-Pattern auf Grund einer Antennen-Geometrie verändert werden und es kann ein Schätzfehler einer Winkelbestimmung in einem ersten Schritt verringert werden. Eine Strahlungscharakteristik kann zur Laufzeit dynamisch gezielt verändert werden.For determining the rotational angle, a carrier frequency can be selected dynamically at runtime. Thus, an antenna pattern due to an antenna geometry can be changed and an estimation error of an angle determination in a first step can be reduced. A radiation characteristic can be dynamically changed at runtime.

Außerdem erfolgt die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe mit einer Anordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens aufweisend wenigstens einen ersten Teilnehmer, wenigstens einen zweiten Teilnehmer mit einer Antenne und eine Einrichtung zur Ermittlung der Strahlungscharakteristik der Antenne.In addition, the solution of the problem underlying the invention with an arrangement for carrying out such a method comprising at least a first participant, at least one second participant with an antenna and a device for determining the radiation pattern of the antenna.

Ein Teilnehmer kann ein Fahrzeug sein. Ein Teilnehmer kann ein Wasserfahrzeug sein. Ein Teilnehmer kann ein Landfahrzeug sein. Ein Teilnehmer kann ein Luftfahrzeug sein. Ein Teilnehmer kann ein Raumfahrzeug sein. Die Teilnehmer können jeweils einen Kraftantrieb aufweisen. Die Teilnehmer können jeweils einen Inertialsensor aufweisen. Die Teilnehmer können jeweils eine inertiale Messeinheit aufweisen. Die Teilnehmer können jeweils ein inertiales Navigationssystem aufweisen.A participant can be a vehicle. A participant can be a watercraft. A participant can be a land vehicle. A participant can be an aircraft. A participant can be a spacecraft. The participants can each have a power drive. The participants can each have an inertial sensor. The participants can each have an inertial measuring unit. The participants can each have an inertial navigation system.

Die Teilnehmer können jeweils bewegbar sein. Die Teilnehmer können jeweils an einer Position stationär betreibbar sein. Die Teilnehmer können jeweils bezüglich eines beweglichen oder festen Referenzpunktes stationär betreibbar sein. Die Teilnehmer können jeweils in einer Ebene und/oder räumlich drehbar sein. Die Teilnehmer können Hubschrauber sein. Die Teilnehmer können Quadrocopter sein. Die Teilnehmer können Satelliten sein. Die Teilnehmer können Schwarmteilnehmer sein. Ein Schwarm kann mehrere Teilnehmer umfassen. Ein Schwarm kann beispielsweise zwei bis zwanzig, insbesondere drei bis zwölf, Teilnehmer umfassen. Die Teilnehmer können zur Umweltexploration dienen. Die Teilnehmer können unter Schwerkrafteinwirkung betreibbar sein. Die Teilnehmer können schwerkraftunabhängig betreibbar sein. Die Teilnehmer können Sensoren, insbesondere zur Umweltexploration, aufweisen. Die Sensoren können über Schwarmteilnehmer verteilt angeordnet sein. Die Sensoren können zur Gewinnung mehrdimensionaler Informationen dienen. Sensoren können Kameras sein. Sensoren können Stereo-Vision-Sensoren sein. Die Sensoren können dezentral angeordnet sein. Damit ist eine Sensoranordnung variabel und kann durch eine Bewegung der Teilnehmer gesteuert werden. Die Teilnehmer können ein virtuelles Array bilden. Die Teilnehmer können jeweils eine Recheneinrichtung aufweisen. Die Recheneinrichtung kann zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen. Die Teilnehmer können jeweils eine Speichereinrichtung aufweisen. Die Teilnehmer können jeweils einen elektrischen Energiespeicher zur Stromversorgung aufweisen.The participants can each be movable. The participants can each be stationary at one position. The participants can each be stationary with respect to a movable or fixed reference point. The participants can each be in a plane and / or spatially rotatable. The participants can be helicopters. The participants can be quadrocopters. The participants can be satellites. The participants can be swarm participants. A swarm may include several participants. For example, a swarm may comprise two to twenty, in particular three to twelve, participants. Participants can be used for environmental exploration. The participants can be operated under the influence of gravity. The participants can be operated independently of gravity. The participants may have sensors, in particular for environmental exploration. The sensors can be distributed over Schwarmteilnehmer. The sensors can be used to obtain multidimensional information. Sensors can be cameras. Sensors can be stereo vision sensors. The sensors can be arranged decentrally. Thus, a sensor arrangement is variable and can be controlled by a movement of the participants. The participants can form a virtual array. The participants can each have a computing device. The computing device can serve to carry out the method according to the invention. The participants can each have a memory device. The subscribers can each have an electrical energy store for the power supply.

Der wenigstens eine der erste Teilnehmer und der wenigstens eine zweite Teilnehmer können jeweils eine Kommunikationseinrichtung zur wechselseitigen Kommunikation aufweisen. Die Kommunikationseinrichtung kann zur Funkkommunikation dienen. Die Kommunikationseinrichtung kann eine Sendeeinrichtung aufweisen. Die Kommunikationseinrichtung kann eine Empfangseinrichtung aufweisen. Die Kommunikationseinrichtung kann zum Betrieb in wechselnden Frequenzbereichen geeignet sein. Die Kommunikationseinrichtung kann eine Antenne aufweisen. Die Antenne kann eine Sendeantenne sein. Die Antenne kann eine Empfangsantenne sein. Die Antenne kann eine grundsätzlich omnidirektionale Strahlungscharakteristik aufweisen. Die Strahlungscharakteristik der Antenne kann zumindest abschnittsweise von einer Kugelform charakteristisch abweichen. Die Strahlungscharakteristik der Antenne kann kartoffelförmig sein. Die Strahlungscharakteristik der Antenne kann abhängig von einem Frequenzbereich änderbar sein. Die Strahlungscharakteristik der Antenne kann abhängig von einem Frequenzbereich einer Kugelform annäherbar oder von einer Kugelform entfernbar sein. Damit kann jeweils eine Kommunikation oder eine Winkelbestimmung verbessert werden.The at least one of the first participants and the at least one second participant may each have a communication device for mutual communication. The communication device can be used for radio communication. The communication device can have a transmitting device. The communication device may have a receiving device. The communication device may be suitable for operation in changing frequency ranges. The communication device may comprise an antenna. The antenna may be a transmitting antenna. The antenna may be a receiving antenna. The antenna may have a fundamentally omnidirectional radiation characteristic. The radiation characteristic of the antenna can deviate at least in sections from a spherical shape characteristic. The radiation characteristic of the antenna may be potato shaped. The radiation characteristic of the antenna can be changed depending on a frequency range. The radiation characteristic of the antenna may be approachable or removable from a spherical shape depending on a frequency range of a spherical shape. This can be improved in each case a communication or an angle determination.

Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine relative Rotationsbestimmung kooperativer Schwarmteilnehmer durch Ausnutzung der Antennencharakteristika in Ein-Antennen-Funksystemen.In summary and in other words, the invention thus provides, inter alia, a relative rotation determination of cooperative swarm subscribers by utilizing the Antenna characteristics in single-antenna radio systems.

Zur Bestimmung relativer Rotationswinkel (Angle-of-Arrival, Angle-of-Departure) kann anstelle von Mehr-Antennensystemen oder Radar ein Ein-Antennensystem verwendet werden. Ein Antennen-Pattern kann zur Laufzeit gemessen werden. Das Antennen-Pattern kann zur Laufzeit über indirekten Weg, beispielsweise mithilfe einer statistischen Auswertung abgeleiteter Parameter eines Kommunikationskanals über eine Rotation in einem Messvorgang, gemessen werden. Beschleunigungsmessungen von Inertialsensoren können mit Messungen des Antennen-Patterns verknüpft werden. Das Antennen-Patterns kann zur Laufzeit durch benachbarte Schwarmteilnehmer sowohl unter Zuhilfenahme von Daten eines Inertialsystems, als auch ohne Unterstützung des Inertialsystems erlernt werden. Ein gemessenes Antennen-Pattern kann mit einem gegebenen oder zur Laufzeit erlernten Referenz-Pattern synchronisiert werden, um einen Rotationswinkel bestimmen zu können. Eine Größe eines Winkelausschnitts eines zu schätzenden Teil-Antennen-Patterns kann zur beschleunigten Synchronisation und beschleunigten Schätzung des Winkels optimiert werden. Ein Antennen-Pattern kann zur Laufzeit getrackt werden, um kontinuierlich einen zuvor ermittelten Rotationswinkel mit geringem Aufwand bestimmen zu können. Ein Antennen-Design kann optimiert werden, um sowohl eine ausreichend gute omnidirektionale Funkkommunikation als auch eine Winkelbestimmung mit vorgegebenem, maximalen Fehler zu ermöglichen. Geeignete Antennen können zur Optimierung einer Winkelbestimmung ausgewählt werden. Ein Trade-Off einer Antennencharakteristik zwischen optimierter Winkelbestimmung und omnidirektionaler Funkkommunikation kann bestimmt werden. Eine Trägerfrequenz eines Funksystems kann zur Laufzeit dynamisch ausgewählt werden, um ein Antennen-Pattern auf Grund einer Antennen-Geometrie zu verändern und damit einen Schätzfehler einer Winkelbestimmung in einem ersten Schritt zu verringern. Nach einer erstmaligen Bestimmung des Winkels kann auf eine andere Trägerfrequenz für einen Tracking-Modus umgeschaltet werden, um beispielsweise eine omnidirektionalere Abstrahlung für eine Kommunikation zu ermöglichen.To determine relative angles of rotation (angle-of-arrival, angle-of-departure) a single-antenna system can be used instead of multi-antenna systems or radar. An antenna pattern can be measured at runtime. The antenna pattern can be measured at runtime via indirect path, for example by means of a statistical evaluation of derived parameters of a communication channel via a rotation in a measurement process. Acceleration measurements of inertial sensors can be linked to measurements of the antenna pattern. The antenna pattern can be learned at runtime by neighboring swarm participants, both with the aid of data from an inertial system and without the support of the inertial system. A measured antenna pattern can be synchronized with a given or runtime learned reference pattern to determine a rotation angle. A size of an angular segment of a partial antenna pattern to be estimated can be optimized for accelerated synchronization and accelerated estimation of the angle. An antenna pattern can be tracked at runtime to continuously determine a previously determined rotation angle with little effort. An antenna design can be optimized to enable both sufficiently good omnidirectional radio communication and angle determination with predetermined maximum error. Suitable antennas can be selected to optimize angle determination. A trade-off of an antenna characteristic between optimized angle determination and omnidirectional radio communication can be determined. A carrier frequency of a radio system may be dynamically selected at runtime to change an antenna pattern due to antenna geometry and thereby reduce an estimation error of angle determination in a first step. After an initial determination of the angle can be switched to another carrier frequency for a tracking mode, for example, to allow a more omnidirectional radiation for communication.

Mit „kann” sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.By "may" in particular optional features of the invention are referred to. Accordingly, there is an embodiment of the invention each having the respective feature or features.

Mit der Erfindung ist ein Einsatz drehbarer Richtantennen vermieden. Die Erfindung eignet sich zur omnidirektionalen Kommunikation zwischen Teilnehmern. Eine Antennengröße ist reduziert. Ein Einsatz von Mehrantennensystemen ist vermieden. Ein Bauraumbedarf ist reduziert. Ein integrationsaufwand ist reduziert. Kosten sind reduziert.With the invention, a use of rotatable directional antennas is avoided. The invention is suitable for omnidirectional communication between subscribers. An antenna size is reduced. A use of multi-antenna systems is avoided. A space requirement is reduced. An integration effort is reduced. Costs are reduced.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to figures. From this description, further features and advantages. Concrete features of these embodiments may represent general features of the invention. Features associated with other features of these embodiments may also constitute individual features of the invention.

Es zeigen schematisch und beispielhaft:They show schematically and by way of example:

1 einen Schwarm mit drei kommunizierenden Flugkörpern bei Bestimmung relativer Drehwinkel, 1 a swarm of three communicating missiles when determining relative angles of rotation,

2 ein Modell einer regelungstechnischen Strecke zwischen zwei Flugkörpern und 2 a model of a control route between two missiles and

3 ein Diagramm zur Bestimmung eines relativen Drehwinkels zwischen zwei Flugkörpern. 3 a diagram for determining a relative angle of rotation between two missiles.

1 zeigt einen Schwarm 100 mit drei kommunizierenden Flugkörpern 102, 104, 106 bei Bestimmung relativer Drehwinkel 108, 110, 112. Zwischen den Flugkörpern 102, 104 ist der Drehwinkel 108 angeordnet. Zwischen den Flugkörpern 104, 106 ist der Drehwinkel 110 angeordnet. Zwischen den Flugkörpern 106, 102 ist der Drehwinkel 112 angeordnet. Die Flugkörper 102, 104, 106 sind vorliegend Quadrokopter jeweils mit einem Zentralkörper und vier Propeller, die jeweils an einem Ausleger angeordnet sind. Jedem Flugkörper 102, 104, 106 ist ein lokales Koordinatensystem zugeordnet. 1 shows a swarm 100 with three communicating missiles 102 . 104 . 106 when determining relative angles of rotation 108 . 110 . 112 , Between the missiles 102 . 104 is the angle of rotation 108 arranged. Between the missiles 104 . 106 is the angle of rotation 110 arranged. Between the missiles 106 . 102 is the angle of rotation 112 arranged. The missiles 102 . 104 . 106 In the present case, quadrocopters are each provided with a central body and four propellers, which are each arranged on a boom. Every missile 102 . 104 . 106 is assigned a local coordinate system.

Jeder Flugkörper 102, 104, 106 ist in der Lage, mit jeweils benachbarten Flugkörpern zu kommunizieren. Dazu weisen die Flugkörper 102, 104, 106 jeweils eine Funk-Kommunikationseinrichtung mit einer Antenne auf. Die Antenne ist vorzugsweise eine omnidirektionale Antenne. Die Flugkörper 102, 104, 106 können untereinander Daten austauschen und/oder Distanzschätzungen durchführen. Die Flugkörper 102, 104, 106 bilden demgemäß einen „kooperativen” Schwarm 100 und sind in der Lage, sich untereinander abzusprechen bzw. im Allgemeinen zu kommunizieren. In der 1 ist eine Kommunikation zwischen den Flugkörper 102, 104, 106 mit gestrichelten Doppelpfeilen 114, 116, 118. dargestellt. Der Doppelpfeil 114 zeigt die Kommunikation zwischen den Flugkörpern 102, 104. Der Doppelpfeil 116 zeigt die Kommunikation zwischen den Flugkörpern 104, 106. Der Doppelpfeil 118 zeigt die Kommunikation zwischen den Flugkörpern 106, 102.Every missile 102 . 104 . 106 is able to communicate with neighboring missiles. For this purpose, the missile 102 . 104 . 106 each a radio communication device with an antenna. The antenna is preferably an omnidirectional antenna. The missiles 102 . 104 . 106 can exchange data with each other and / or perform distance estimates. The missiles 102 . 104 . 106 accordingly form a "cooperative" swarm 100 and are able to communicate with each other or in general to communicate. In the 1 is a communication between the missiles 102 . 104 . 106 with dashed double arrows 114 . 116 . 118 , shown. The double arrow 114 shows the communication between the missiles 102 . 104 , The double arrow 116 shows the communication between the missiles 104 . 106 , The double arrow 118 shows the communication between the missiles 106 . 102 ,

Die Flugkörper 100, 102, 104 weisen Inertialsensoren zur Lageregelung und Stabilisierung des Fluges auf. Diese Inertialsensoren können Linearbeschleunigungen und Rotationsbeschleunigungen jeweils in drei Achsen messen. Allerdings werden oft kostengünstige Inertialsensoren verwendet, die nur kurzzeit-stabil sind und über einen längeren Zeitraum driften. Daher erfolgt erfindungsgemäß eine Drehwinkelbestimmung mithilfe von Strahlungscharakteristika von Antennen.The missiles 100 . 102 . 104 have inertial sensors for position control and stabilization of the Flight on. These inertial sensors can measure linear accelerations and rotational accelerations in three axes. However, inexpensive inertial sensors are often used, which are only short-term stable and drift over a longer period. Therefore, according to the invention, a rotation angle determination is carried out by means of radiation characteristics of antennas.

Vorliegend wird exemplarisch eine Drehwinkelbestimmung in einer Ebene betrachtet und anhand der Flugkörper 102, 104 beschrieben. Entsprechend kann eine Drehwinkelbestimmung zwischen den Flugkörpern 102, 104 in umgekehrter Richtung erfolgen. Entsprechend kann eine Drehwinkelbestimmung zwischen den Flugkörpern 104, 106 und 106, 102 erfolgen. Eine räumliche Drehwinkelbestimmung kann äquivalent erfolgen.In the present case, an angle of rotation determination in a plane is considered by way of example and with reference to the missiles 102 . 104 described. Accordingly, a rotation angle determination between the missiles 102 . 104 in the opposite direction. Accordingly, a rotation angle determination between the missiles 104 . 106 and 106 . 102 respectively. A spatial rotation angle determination can be done equivalently.

Beispielsweis misst der Flugkörper 102 in einem ersten Schritt die Antennencharakteristik, insbesondere eine Abstrahlcharakteristik bzw. ein Antennen-Pattern, des Flugkörpers 104, während sich der Flugkörper 104 dreht. In einem zweiten Schritt synchronisiert der messende Flugkörper 102 die gemessene Antennencharakteristik mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens, um den relativen Drehwinkel 114 zu bestimmen. Dies geschieht ausschließlich über eine einzelne Antenne des Flugkörpers 104. Dabei wird im Speziellen die Abstrahlcharakteristik der Antenne ausgenutzt, welche in der Praxis niemals perfekt omnidirektional bzw. isotrop ist, und welche auch später die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens beeinflusst. D. h., dass gerade eine meist nicht gewünschte „Nicht-Perfektheit” der Antenne bewusst ausgenutzt wird.For example, the missile measures 102 in a first step, the antenna characteristic, in particular a radiation pattern or an antenna pattern of the missile 104 while the missile 104 rotates. In a second step, the measuring missile synchronizes 102 the measured antenna characteristic using the method according to the invention, the relative angle of rotation 114 to determine. This happens exclusively via a single antenna of the missile 104 , In particular, the radiation characteristic of the antenna is utilized, which in practice is never perfectly omnidirectional or isotropic, and which also influences the accuracy of the method according to the invention later. This means that a mostly unwanted "non-perfection" of the antenna is deliberately exploited.

Das zur Laufzeit gemessene Antennen-Pattern eines Ein-Antennensystems wird synchronisiert, um einen relativen Winkel, beispielsweise den Winkel 110, zu bestimmen. Ein anfänglicher Rotationswinkel kann hierbei a priori unbekannt sein. Hierbei wird im Allgemeinen in zwei große Kategorien unterschieden:

1. Eine Antennencharakteristik (das Antennen-Pattern) ist einem messenden Flugkörper, beispielsweise dem Flugkörper 102, als Synchronisationssequenz für das gemessene Antennen-Pattern a priori bekannt (dies würde analog wie in der Mobilfunkkommunikation der Bekanntheit von allgemeinen Synchronisationssequenzen als Referenz entsprechen). Folgender Ablauf des Verfahrens wird nun eingesetzt, Beispiel anhand von Flugkörper 102 und Flugkörper 104 in 2D:
a) Flugkörper 102 weist Flugkörper 104 über einen existierenden Kommunikationskanal 108 an, eine Rotation um 360° durchzuführen.
b) Flugkörper 104 beginnt zu rotieren, misst dabei die Rotationsbeschleunigung mittels bereits eingebauter Inertialsensoren und kommuniziert diese Informationen an Flugkörper 102.
c) Parallel zu b) misst Flugkörper 102 über direkten oder indirekten Weg das Antennen-Pattern von Flugkörper 104 und verknüpft diese Messungen mit den Rotationsbeschleunigungen von Flugkörper 102.
d) Flugkörper 102 weist Flugkörper 104 an, die Rotation zu beenden, sobald er wiederkehrende Anteile im Antennen-Pattern erkennt. Zu diesem Zeitpunkt hat Flugkörper 102 somit das Antennen-Pattern von Flugkörper 104 gemessen, aber den Winkel noch nicht bestimmt.
e) Flugkörper 102 synchronisiert das gemessene Antennen-Pattern mit dem Referenz-Pattern und kann somit den relativen Winkel 108 zwischen den beiden Teilnehmern 102, 104 bestimmen.
f) Flugkörper 102 geht in einen Tracking-Modus über und führt fortlaufend direkte oder indirekte Messungen des Antennen-Patterns von Flugkörper 104 durch. Dadurch kann fortlaufend die Änderung des relativen Rotationswinkels 108 ohne größeren Aufwand bestimmt werden.

The antenna pattern of a single-antenna system measured at runtime is synchronized to a relative angle, for example the angle 110 to determine. An initial rotation angle may be unknown a priori. In general, a distinction is made between two broad categories:

1. An antenna characteristic (the antenna pattern) is a measuring missile, such as the missile 102 , as a synchronization sequence for the measured antenna pattern a priori known (this would correspond analogously as in mobile communication the awareness of general synchronization sequences as a reference). The following procedure of the method is now used, example based on missiles 102 and missiles 104 in 2D:
a) missile 102 shows missile 104 over an existing communication channel 108 to perform a 360 ° rotation.
b) Missiles 104 begins to rotate, measures the rotational acceleration by means of already installed inertial sensors and communicates this information to missiles 102 ,
c) Parallel to b) measures missiles 102 via direct or indirect way the antenna pattern of missile 104 and links these measurements with the rotational accelerations of missiles 102 ,
d) missile 102 shows missile 104 to stop the rotation as soon as it detects recurring parts in the antenna pattern. At this time has missile 102 thus the antenna pattern of missiles 104 measured, but the angle is not determined yet.
e) Missiles 102 synchronizes the measured antenna pattern with the reference pattern and thus can determine the relative angle 108 between the two participants 102 . 104 determine.
f) missile 102 goes into a tracking mode and continuously performs direct or indirect measurements of the antenna pattern of missiles 104 by. This can continuously change the relative rotation angle 108 be determined without much effort.

Um den Aufwand in Punkt a) zu reduzieren, d. h. damit der Flugkörper 104 keine 360° Rotation durchführen muss, können mitunter auch nur 45° Drehungen genügen um den Winkel 108 eindeutig bestimmen zu können. Dies hängt von den eingesetzten Antennen ab. Im Falle von Drehungen kleiner als 360° werden neue Korrelatorbänke zur Synchronisation des Antennen-Patterns eingesetzen und ein Tracking eventuell auftretender Mehrdeutigkeiten durchgeführt.To reduce the effort in a), ie the missile 104 If you do not need to do a 360 ° rotation, you can sometimes only make 45 ° turns around the angle 108 be able to determine clearly. This depends on the antennas used. In case of rotations smaller than 360 °, new correlator banks are used to synchronize the antenna pattern and a tracking of possible ambiguities is performed.

Zur Bestimmung eines Antennen-Patterns wird eine empfangene Leistung durch ein Referenzsystem gemessen. Dies kann auch vorliegend eingesetzt und als direkte Messungen bezeichnet werden. Alternativ können geschätzte Varianzen anderer Parameter im System, z. B. Distanzschätzungen zwischen den Flugkörpern, herangezogen werden. Die Varianzen sind abhängig von einer empfangen Leistung und spiegeln somit in einem anderen Parameterraum auch das Antennen-Pattern wieder (wenn auch nicht korrekt skaliert etc.). Dies wird vorliegend als indirektes Verfahren bezeichnet.

2. Das Antennen-Pattern ist nicht bekannt: In diesem Fall wird das Antennen-Pattern zur Laufzeit erlernt, und die Vorgänge in Punkt 1 können dementsprechend angewendet werden. Die Erlernung des Patterns kann mit Inertialsensoren aber auch ohne Unterstützung von Inertialsensoren erfolgen.
a. Lernen des Antennen-Patterns mit Inertialsensoren: In diesem Fall wird das gemessene und mit den Rotationsbeschleunigungen des Inertialsystems verknüpfte Pattern nicht sofort mit einer Referenz synchronisiert (da diese Referenz noch nicht existiert), sondern es wird erstmalig selbst als Referenz zu definiert. Eine 360° Drehung kann durch Ausnutzung der Autokorrelationseigenschaften bestimmt werden, und somit ist auch der relative Winkel sofort bekannt. Ein Tracking wie in Punkt 1 beschrieben ist ebenfalls möglich.
b. Erlernung des Antennen-Patterns ohne Inertialsensoren: In diesem Fall reduziert sich das Problem zu einem Hypothesen-Test-Ansatz, indem z. B. sämtliche Autokorrelationen gebildet werden und jene mit der höchsten Wahrscheinlichkeit ausgewählt wird oder jene mit den höchsten Wahrscheinlichkeiten fortan getrackt werden.

To determine an antenna pattern, a received power is measured by a reference system. This can also be used here and be referred to as direct measurements. Alternatively, estimated variances of other parameters in the system, e.g. B. distance estimates between the missiles, are used. The variances are dependent on a received power and thus reflect the antenna pattern in another parameter space (although not scaled correctly, etc.). This is referred to herein as an indirect method.

2. The antenna pattern is unknown: In this case, the antenna pattern is learned at runtime and the operations in point 1 can be applied accordingly. The learning of the pattern can be done with inertial sensors but also without support of inertial sensors.
a. Learning the Antenna Pattern with Inertial Sensors: In this case, the measured pattern associated with the inertial system's rotational accelerations will not immediately be synchronized with a reference (since that reference does not yet exist), but it will be the first time itself defined as a reference. A 360 ° turn can be determined by taking advantage of the autocorrelation properties, and thus the relative angle is immediately known. Tracking as described in point 1 is also possible.
b. Learning the antenna pattern without inertial sensors: In this case, the problem is reduced to a hypothesis test approach, eg. For example, all autocorrelations are formed and those with the highest probability are selected or those with the highest probabilities are tracked from then on.

2 zeigt ein Modell 200 einer regelungstechnischen Strecke zwischen zwei Flugkörpern, wie Flugkörper 102, 104 gemäß 1. Der Flugkörper 104 sendet mithilfe seines Senders 202 ein beliebiges Funksignal s(t), welches ein Single-Carrier-Signal oder ein OFDM-moduliertes Signal (engl.: Orthogonal Frequency-Division Multiplexing), etc. sein kann. Dieses Signal wird durch das Antennen-Pattern ψ(Θ) mit aktuellem Rotationswinkel ψ(Θ – β) in der Leistung verändert und anschließend über einen Funkkanal 204 übertragen. Der Funkkanal 204 kann ein Mobilfunkkanal sein. Der Funkkanal 204 kann als AWGN-Kanal (engl.: additive white gaussian noise) modelliert sein. Der Empfänger 206 am Flugkörper 102 empfängt dieses und führt es einem regelungstechnischen Schätzer 208 für das Antennen-Pattern zu. Dieser Schätzer 208 schätzt das aktuelle ψ(Θ), oder je nach Verfahren, erlernt das Pattern ψ ^(Θ). Das geschätzte/erlernte Pattern oder das Teil-Pattern wird der Synchronisation 210 zugeführt, um daraus den eigentlichen Rotationswinkel β zu bestimmen. Dabei entspricht β dem Drehwinkel 108 gemäß 1. Der Ausgang der Synchronisation 210 enthält den geschätzten Rotationswinkel β ^. In 2 ist der Kommunikationskanal zur Übertragung der je nach Verfahren geforderten Daten der Inertialsensoren von Flugkörper 104 nicht gezeigt. Der Kommunikationskanal entspricht dem Doppelpfeil 114 gemäß 1. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen. 2 shows a model 200 a control route between two missiles, such as missiles 102 . 104 according to 1 , The missile 104 sends using his transmitter 202 an arbitrary radio signal s (t), which may be a single-carrier signal or an OFDM-modulated signal (English: Orthogonal Frequency-Division Multiplexing), etc. This signal is changed in power by the antenna pattern ψ (Θ) with current rotation angle ψ (Θ - β) and then via a radio channel 204 transfer. The radio channel 204 can be a mobile channel. The radio channel 204 can be modeled as AWGN (additive white gaussian noise). The recipient 206 on the missile 102 receives this and leads it to a control-technical estimator 208 for the antenna pattern too. This estimator 208 estimates the current ψ (Θ), or depending on the method, learns the pattern ψ ^ (Θ). The estimated / learned pattern or sub-pattern becomes the synchronization 210 fed in order to determine the actual rotation angle β. In this case, β corresponds to the angle of rotation 108 according to 1 , The output of the synchronization 210 contains the estimated rotation angle β ^. In 2 is the communication channel for transmission of the inertial sensors of missiles required according to the method 104 Not shown. The communication channel corresponds to the double arrow 114 according to 1 , Incidentally, in addition to particular 1 and the related description.

3 zeigt ein Diagramm 300 zur Bestimmung eines relativen Drehwinkels zwischen zwei Flugkörpern, wie Drehwinkel 108 zwischen zwei Flugkörpern 102, 104 gemäß 1. 3 shows a diagram 300 for determining a relative angle of rotation between two missiles, such as rotation angle 108 between two missiles 102 . 104 according to 1 ,

Das Antennen-Pattern selbst ist eine 2π-zyklische Funktion, daher kann auch zur Synchronisation eine zirkulare Korrelation eingesetzt werden. Existiert zwischen zwei Flugkörpern ein Rotationswinkel β, so zeigt sich das Pattern auf der Winkelachse Θ entsprechend verschoben. Der Rotationswinkel β ist in 2 mit 302 bezeichnet und entspricht dem Drehwinkel 108 gemäß 1. Dies kann detektiert werden. Für nachfolgende Herleitungen wird von folgendem ausgegangen: Der Schätzer (2: 208) für das Antennen-Pattern liefert ψ ^(Θ) mit dem Fehler-Modell ψ ^(Θ) = ψ(0 – β) + n(Θ). Das gemessene Antennen-Pattern ist in 2 mit 304 bezeichnet und entspricht dem tatsächlichen originalen Antennen-Pattern 306, verschoben um den Rotationswinkel 302 und mit additivem, weißem, Gauss-verteiltem Rauschen. Dieser Rauschterm entspricht aber nicht jenem des AWGN-Übertragungskanals. Außerdem ist das gemessene Pattern 304 nicht kontinuierlich, sondern in Q Schritte diskretisiert. Ein Schritt auf der Winkelachse hat somit eine Weite von ΔΘ = 2π/Q. Von Interesse ist nun, wie genau theoretisch der Winkel 302 (β) bestimmt werden kann. Eine Methode ist die Cramér-Rao-Lower-Bound, die eine Aussage über die Varianz der Schätzung gibt. Für das vorliegende Problem ist sie definiert als

und nach Einsetzung des Modells und entsprechender Berechnung findet sichThe antenna pattern itself is a 2π-cyclic function, therefore, a circular correlation can also be used for synchronization. If there is a rotation angle β between two missiles, the pattern on the angle axis Θ is correspondingly shifted. The rotation angle β is in 2 With 302 denotes and corresponds to the angle of rotation 108 according to 1 , This can be detected. For subsequent derivations, the following is assumed: The estimator ( 2 : 208 ) for the antenna pattern delivers ψ ^ (Θ) with the error model ψ ^ (Θ) = ψ (0 - β) + n (Θ). The measured antenna pattern is in 2 With 304 and corresponds to the actual original antenna pattern 306 , shifted by the rotation angle 302 and with additive, white, Gaussian distributed noise. However, this noise term does not match that of the AWGN transmission channel. In addition, the measured pattern is 304 not continuous, but discretized in Q steps. A step on the angle axis thus has a width of ΔΘ = 2π / Q. Of interest now is how exactly theorem is the angle 302 (β) can be determined. One method is the Cramér-Rao-Lower-Bound, which gives a statement about the variance of the estimate. For the present problem it is defined as

and after the model has been set up and calculated accordingly

Dies bedeutet, dass der Fehler der Winkelschätzung kleiner wird, je stärker sich das Antennen-Pattern ändert 306 (da die Ableitung größer wird). Daraus ergeben sich zwei widersprüchliche Punkte: Zum einen muss das Pattern 306 für die normale Funkkommunikation möglichst konstant sein, was kontraproduktiv für die Winkelbestimmung ist. Zum anderen muss es möglichst große Änderungen im Pattern 306 geben, um die Winkelbestimmung zu ermöglichen, was kontraproduktiv für die Funkkommunikation ist. Ein Gleichgewicht zu finden ist die Aufgabe einer Gesamtoptimierung beim Antennen-Design für beide Anwendungen. Simulationen haben ergeben, dass selbst bei einem vergleichsweise konstanten Pattern, eine geeignete Winkelauflösung möglich ist und das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft ist. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und 2 sowie die zugehörige Beschreibung verwiesen.This means that the error of the angle estimation becomes smaller the more the antenna pattern changes 306 (as the derivative becomes larger). This results in two contradictory points: First, the pattern 306 be as constant as possible for normal radio communication, which is counterproductive for the determination of the angle. On the other hand, it must be as large as possible changes in the pattern 306 to enable angle determination, which is counterproductive for radio communication. Finding a balance is the task of overall antenna design optimization for both applications. Simulations have shown that even with a comparatively constant pattern, a suitable angular resolution is possible and the method according to the invention is advantageous. Incidentally, in addition to particular 1 and 2 and the associated description.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Schwarmswarm
102102: Flugkörpermissile
104104: Flugkörpermissile
106106: Flugkörpermissile
108108: Drehwinkelangle of rotation
110110: Drehwinkelangle of rotation
112112: Drehwinkelangle of rotation
114114: Doppelpfeildouble arrow
116116: Doppelpfeildouble arrow
118 118: Doppelpfeildouble arrow
200200: Modellmodel
202202: Sendertransmitter
204204: Funkkanalradio channel
206206: Empfängerreceiver
208208: Schätzervaluer
210210: Synchronisationsynchronization
300300: Diagrammdiagram
302302: Rotationswinkelrotation angle
304304: gemessene Antennen-Patternmeasured antenna pattern
306306: originales Antennen-Patternoriginal antenna pattern

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

"Introduction to Radar Systems", Merrill Skolnik, Mcgraw-Hill Higher Education, 3rd Edition (April 2003) [0002]
Berni, AJ, "Angle-of-Arrival Estimation Using an Adaptive Antenna Array", Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on, vol. AES-11, no. 2, pp. 278, 284, March 1975 [0003]

Claims

Method for determining the angle of rotation between at least one first participant ( 102 . 104 . 106 ) and at least one second participant ( 102 . 104 . 106 ) with an antenna, characterized in that the rotation angle determination by means of a radiation characteristic ( 306 ) of the antenna takes place.

Method according to Claim 1, characterized in that one or more of the following steps are carried out: - the at least one second participant ( 102 . 104 . 106 ) performs a rotation about an axis of rotation, - a rotational acceleration of the at least one second participant ( 102 . 104 . 106 ) is determined, - the radiation characteristic is determined at least in sections, - information about the determined rotational acceleration is provided with information about the determined radiation characteristic ( 304 ), - a rotation of the at least one second participant ( 102 . 104 . 106 ) is terminated as soon as a recurring section of the radiation characteristic is detected, - the determined radiation characteristic ( 304 ) with a reference radiation characteristic ( 306 ) of the antenna, - a rotation angle between the at least one first participant ( 102 . 104 . 106 ) and the at least one second participant ( 102 . 104 . 106 ) is determined, - for further determination of the angle of rotation ( 108 . 302 ) the radiation characteristic is repeated and / or continuously determined.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that one or more of the following steps are carried out: between the at least one first participant ( 102 . 104 . 106 ) and the at least one second participant ( 102 . 104 . 106 ) a communication is established, - the at least one first participant ( 102 . 104 . 106 ) is transmitted to the at least one second participant ( 102 . 104 . 106 ) an instruction to execute a rotation about an axis of rotation, - the at least one second participant ( 102 . 104 . 106 ) performs a rotation about an axis of rotation, determines a rotational acceleration and transmits information about the determined rotational acceleration to the at least one first participant ( 102 . 104 . 106 ), - the at least one first participant ( 102 . 104 . 106 ) determines the radiation characteristic at least in sections, in which at least one first participant ( 102 . 104 . 106 ) information about the determined radiation characteristic ( 304 ) is linked to the information about the determined rotational acceleration, - the at least one first participant ( 102 . 104 . 106 ) is transmitted to the at least one second participant ( 102 . 104 . 106 ) an instruction to terminate a rotation about an axis of rotation as soon as a recurring section of the radiation characteristic is detected, in which at least one first participant ( 102 . 104 . 106 ) the determined radiation characteristic ( 304 ) having a reference radiation characteristic ( 306 ) of the antenna, in which at least one first participant ( 102 . 104 . 106 ), a rotation angle between the at least one first participant ( 102 . 104 . 106 ) and the at least one second participant ( 102 . 104 . 106 ), for the further determination of the angle of rotation is in the at least one first participant ( 102 . 104 . 106 ) the radiation characteristic repeatedly and / or continuously determined.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a reference radiation characteristic ( 306 ) of the antenna is determined at least approximately completely.

A method according to claim 4, characterized in that for determining the reference radiation characteristic ( 306 ) information about a determined radiation characteristic ( 304 ) is linked with information about a determined spin.

Method according to at least one of claims 4-5, characterized in that the at least one second participant ( 102 . 104 . 106 ) for determining the reference radiation characteristic ( 306 ) performs a rotation over a rotation angle of at least 360 °.

Method according to at least one of claims 4-6, characterized in that a rotation angle of the at least one second participant ( 102 . 104 . 106 ) is detected by means of an autocorrelation function.

Method according to claim 4, characterized in that the reference radiation characteristic ( 306 ) is determined using a hypothesis test approach.

A method according to claim 8, characterized in that formed in the hypothesis test approach, a plurality of autocorrelations and the autocorrelation is selected with the highest probability.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized that at least one derived parameter of the radiation characteristic is determined several times and a standard deviation is determined.

Method according to claim 10, characterized in that, taking into account the standard deviation, an accuracy of a determined radiation characteristic ( 304 ) is increased.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that for the rotation angle determination, a carrier frequency is dynamically selected during runtime.

Arrangement for carrying out a method according to at least one of the preceding claims, comprising at least one first subscriber ( 102 . 104 . 106 ), at least one second participant ( 102 . 104 . 106 ) with an antenna and means for determining the radiation characteristic of the antenna.

Arrangement according to claim 13, characterized in that the at least one of the first participants ( 102 . 104 . 106 ) and the at least one second participant ( 102 . 104 . 106 ) each have a communication device for mutual communication.